Det verkar som att varje gång en ny hybridmodell lanseras, eller en aktuell modell uppdateras, finns det någon liten justering eller uppdatering som ger bara det minsta uppsving över konkurrenterna... precis tillräckligt för marknadsföringsändamål, verkligen, och sådana förbättringar firas till inget slut. Men det finns ingen anledning till hån – när det kommer till miljöpåverkan och energibesparing hjälper varje liten bit verkligen.
Men eftersom dessa mindre milstolpar har hyllats under åren, har en tysk ingenjör och hans team av schweiziska utvecklare slitit...sedan innan hybriden började sin utveckling från det fruktade till det trendiga till det vanliga. Och resultatet liknar inte något någon kunde ha förutspått skulle vara möjligt överhuvudtaget. Så det är inget mindre än fantastiskt att den bästa innovationen inom hybridteknologi på flera år, med en genesis som går tillbaka långt innan den utbredda användningen av den nuvarande hybriddrivlinan, avslöjades precis i tid, när hybrider och elfordon (även om de sålde lika väl som någonsin) skulle betalas på nytt.
Hüttlin-motorn gjorde sin offentliga debut på bilsalongen i Genève i mars 2011, monterad på en monter bland de andra miljövänliga tekniska mässorna, och enligt uppgift väckte den ett stadigt flöde av uppmärksamhet på ett sätt som bara en sfärisk aluminiummotor kunde. Så vi börjar med att skämma bort Dr. Hüttlin och Innomot AG, teamet bakom Hüttlin-motorn, avbryta misstro och anta att formen verkligen är den mest praktiska möjligheten för sitt syfte. Även om den glänsande klotformiga designen är lite dårskap, verkar vetenskapen solid och statistiken är imponerande.
Hüttlin sfäriska motor (eller "kugelmotor") har många av fördelarna med ett elfordon utan de vanliga nackdelarna, såsom begränsningarna i laddningsinfrastrukturen och vad elfordonskritiker kallar "räckviddsångest", den genomgripande rädslan för att batteriet kommer att ta slut innan en laddning blir tillgänglig och, utan en bensinbackup, lämnar föraren strandsatt. Dessutom har typiska hybrideffektivitetsegenskaper - såsom lägre vikt, bränslebesparingar och minskad miljöpåverkan - förbättrats. Hüttlin sfäriska motor visar ett löfte om att den kan ge det nödvändiga uppsvinget för att ta hybridteknik till nästa nivå, och genom att övervinna räckviddsbegränsningar kan den hjälpa elfordon att få bred acceptans.
Hüttlin sfäriska motor skulle se lite fånig ut när den rullade runt under huven på egen hand, men inga bekymmer:den var designad för att vara en del av ett system, inte en fristående kraftkälla.
En "räckviddsförlängare" är i grunden det som skiljer ett hybridfordon från ett rent elfordon. Det är den extra strömkällan som gör att en hybrid kan överträffa en elektrisks gränser för användbarhet. Eftersom räckvidd ofta nämns som en av de viktigaste problemen som hindrar elbilar från att få allmän acceptans, spelar denna distinktion en betydande roll för hur de två typerna av fordon uppfattas.
Att hitta en pålitlig räckviddsförlängare är dock inte så enkelt som att läsa annonserna längst bak i herrtidningar. I tidiga hybrider var räckviddsförlängaren helt enkelt en effektiv bensinmotor som hjälpte elmotorn att bära belastningen, och designen såg ut ungefär som en vanlig motor:en elgenerator gav juicen för att pumpa en axel som i sin tur flyttade resten av motorns delar, vilket fick igång bränsleförbränningscykeln. Många hybrider på vägen fungerar fortfarande så här, mer eller mindre, även om olika tillverkare kan betona, säg, "normalitet" framför effektivitet, med bilens drivlina konstruerad för att gynna en kraftkälla i motsats till den andra. (Även om hybridteknologi har kommit långt på bara några år, har de grundläggande layoutalternativen inte förändrats mycket.)
Nu utvecklas dock olika typer av motorer för att hjälpa till att driva spelet framåt, och testar gränserna för hybridernas kapacitet. Vissa räckviddsförlängare körs med ett konstant klipp; andra slår in bara när elmotorn behöver lite stimulans. Vissa av designerna är fortfarande ganska enkla, inspirerade av och hämtade från traditionell bilteknik. Och andra, som vi har sett... ja, de finns där ute.
Dr. Hüttlin och hans team kom fram till en ny design som rullar mot etablerade och accepterade motordesignprinciper. Istället för att linda sin design kring typisk mekanik (den vanliga axel- och generatoruppsättningen), ville han ha en mer elegant och funktionell design, en till stor del fristående motor som skapade sin egen kraft för att få rullning. Hans design speglar tanken att en räckviddsförlängare inte ska slösa bort hybridens resurser; det ska vara lätt, kompakt, ekonomiskt och så billigt som möjligt. Det här är ingen ny idé, men det fick honom att inse att det kan vara värt ansträngningen att gå tillbaka till ritbordet.
Ompröva det tillvägagångssättet efter att ha läst nästa sida...och Hüttlin sfäriska motor kan verka mycket mindre nyckfull och ganska lite mer graciös.
Hüttlin är designad för att komplettera elkraften hos en hybridbil, men för enkelhetens skull, låtsas för ett ögonblick att det är en fristående motor. I praktiken kommer kraften den producerar att dirigeras enligt just den hybridens kraftdelningsdesign, men för att förstå hur motorn själv producerar kraft är var kraften går efteråt i princip irrelevant. Det är svårt nog att beskriva som det är.
Här är de enkla sakerna:Prototypen Hüttlin som har gjort rundorna producerar cirka 104 hästkrafter, men till skillnad från en traditionell bensinmotor hävdar Dr Hüttlin att designen är lätt att skala för att passa nästan alla kraftbehov. Moderna bilar är vätskekylda, men kugelmotorn kan även anpassas för luftkylda installationer. Den är byggd av bara en bråkdel av delarna i en traditionell motor (cirka 60 komponenter i Hüttlin, jämfört med cirka 250 i en genomsnittlig fyrkolv), vilket hjälper till att uppnå målen om effektivitet och ekonomi, eftersom det finns färre delar till producera och montera. Det betyder delvis att Hüttlin uppnår mer än 30 procent effektivitet (med andra ord, mindre än 70 procent av kraften den producerar slösas bort till värme, buller och bortkastad friktion), vilket naturligtvis betyder att motorn kommer att använda mindre bränsle och kommer också att ge färre miljöförstörande utsläpp. Traditionella motorer uppnår i jämförelse endast cirka 20 procents verkningsgrad. Tänk på det nästa gång du tankar på.
Det är här det blir mer komplicerat:Motorns rörelse, kallad "tredimensionell kinematik", har bensinförbränning och en fyrkolvsdesign, men efter det är det som att vara på en annan planet. Åsynen av motorn är en huvudskrapare -- en silverkula med rör som kommer ut. Som Spaceship Earth vid Epcot... hur omsluter den sfären det som alla påstår finns inuti? Inom den lätta aluminiumgloben finns fler kugelar som löper i spår inuti de två kolvarna på samma lager, som är inuti rotorn, som roterar i det yttre aluminiumhöljet. När rotorn roterar, pumpar kolvarna i motsatt riktning, och kugelerna glider längs sina spår... vars rörelse får rotorn att snurra. Förstod det? (Det faktum att de grundläggande delarna delar namn och roller med vardagliga motordelar hjälper verkligen inte alls.)
Och längs vägen hjälper några spolar och magneter till att generera ström och överför kraften utanför sfären till en uppsättning batterier som fungerar som tillfälliga hållarpaket för att flytta kraften längs drivlinan efter behov. Kraften skickas till en annan motor som direkt driver hjulen (istället för att skicka kraften direkt ner i en traditionell drivlina), vilket Innomot AG säger är mer effektivt.
Dr Hüttlin har sagt att kugelmotorn tog ett par decennier att ta reda på och utveckla, men förväntar sig att se den i produktionsfordon om cirka 2 till 5 år. Patenten lämnades in i december 2010 (som avrundar Dr. Hüttlins portfölj på mer än 150), och Innomot AG planerar att licensiera tekniken, så att Hüttlin snart kan ligga inbäddat i motorrummet i en rad hybrider.
Den här uppgiften slog mig till en början med rädsla:rädslan för att skriva "range extender" i kombination med vilket ord som helst som innehåller en omljud, i Google. Efter ytterligare forskning upptäckte jag att uppfinnaren av Hüttlin enligt uppgift hänvisar till sin skapelse som en "kugelmotor". "Kugel", som kanske låter bekant för älskare av det judiska köket, är faktiskt tyska för "boll". Inte alls betryggande. Men jag hade fortfarande en gnutta hopp om den sfäriska motorn. Jag tenderar att vara förtjust i tysk ingenjörskonst bortom all anledning (som min bisarra tillgivenhet för en viss typ av kompressorliknande kompressor, mest känd för sin närvaro i slutet av 80-talet och mitten av 90-talets VW-bilar som praktiskt taget garanterades att misslyckas spektakulärt på just 60 000 miles).
Som sagt, det tog fortfarande lite tid att förstå hur den här bollen börjar rulla. Varje beskrivning jag läste verkade drastiskt annorlunda, på gränsen motsägelsefull. Och det fanns ingen handbok för att locka mig igenom. Så med tanke på min erfarenhet av tysk motorisk utveckling verkar det som om några decennier har gjort en värld av skillnad. (Och på den noten, min puls ökade när jag upptäckte att Hüttlin har luftkyld potential. Mitt framtida fantasiprojekt Karmann Ghia fick en helt ny dimension.)
