Wellicht is de Kugelmotor de ideale range-extender

Auteur: , 79 Reacties

Ooit van de Kugelmotor gehoord? Nee, echt bekend is deze krachtbron niet. Toch bestaat het principe van dit type motor al even en is ene Herbert Hüttlin al sinds 1991 bezig met de ontwikkeling van zijn versie. Die is nu in de laatste testfase aangekomen, een mooi moment om deze techniek even toe te lichten.

De Hüttlin Kugelmotor is radicaal anders dan de viertakt ottomotor zoal we die in de autowereld tegenkomen. Naast het feit dat het bolletje qua omvang stukken kleiner is, zitten er ook minder onderdelen in dit ‘systeem’ en moet het goedkoper zijn om een Hüttlin Kugelmotor te produceren.

Het werkingsprincipe is moeilijk uit te leggen, maar we doen een poging. In de watergekoelde ‘bol’ zijn twee verbrandingskamers te vinden, hier wordt de benzine ontstoken middels een bougie. Zeer herkenbaar, tot dusver. De zuigers die hierdoor in beweging komen zijn echter van een heel ander kaliber dan in die een ottomotor. Ze zitten op één as en zijn aan elkaar gekoppeld. Zodra er in de ene verbrandingskamer een explosie plaatsvindt, worden de andere zuigers naar elkaar toegedrukt. En vice versa. Zo heb je dus een constante beweging van zuigers volgens het viertaktprincipe (vier slagen per cyclus).

Hüttlin Kugelmotor

Maar hoe wordt er dan een roterende beweging gemaakt die een as kan laten draaien? Dat is eigenlijk heel simpel. Dit komt door de ‘kugel’ bovenop de zuigers. Aan beide kanten zijn twee van deze ballen bevestigt die in een gebogen ‘baan’ liggen. Zodra de zuiger omhoog of omlaag wordt gedrukt, zorgt deze titanium bal er dus voor dat het hele zaakje gaat draaien, en er een as wordt aangedreven.

Maar in plaats van alleen een as te laten draaien wordt er ook elektriciteit opgewekt in deze versie van de Kugelmotor. Door aan de roterende unit een permanente magneet te bevestigen die op hoge snelheid langs een aantal spoelen draait, krijg je een dynamo-effect. Hierdoor wekt de compacte motor elektriciteit op, waarmee de Kugelmotor in theorie geschikt is voor auto’s met een range extender. We noemen een Opel Ampera, een Fisker Karma.

Bekijk een animatievideo van de werking op Autojunk. Bekijk hem daarna nog een stuk of vier keer, net zolang totdat je het principe ineens snapt en een “ah, briljant!” momentje hebt.

Video: Maak kennis met de Hüttlin Kugelmotor

Herbert Hüttlin heeft voor de ontwikkeling het bedrijf Innomot AG opgericht en krijgt hulp van de Freiburg Universiteit. Het werkende prototype heeft een inhoud van 1.180 cc en levert 100 pk bij zo’n 3.000 toeren per minuut. Het koppel komt uit op 290 Nm. Hoeveel elektriciteit zo’n Kugelmotor opwekt is niet bekend. Verder weten we dat het blok 62 kg weegt en uit 62 onderdelen bestaat. Ter vergelijking: een conventionele verbrandingsmotor heeft gemiddeld 240 onderdelen. (bron: Gizmag)



79 reacties

Mooi systeem, maar dit lijkt nergens naar als je de motorkap open doet..
@MARS: LOL dan maken ze toch een afdekplaat met 8 cilinders?
@sacha: Hahaha, ja en een ‘cassetebandje’ met geluid…
@MARS:

M5 mp3tje kun je al Downloade:p
@besaram: waar? ik wil hem! :)
@besaram:

Heeft bmw al…active sound heet t geloof ik.
@MARS: Waarom? Blinkt toch mooi…
Tsjah in dit tijdperk nog een verbrandingsmotor introduceren is niet de beste investering. Wel leuk artikeltje though :) mag van mij sowieso wel wat meer techniek komen op autoblog, ipv je motor wassen.

Nog een filmpje dat ie draait: http://www.youtube.com/watch?v=DBAYbKqntzc
@mastertje: Veel trillingen in bij die test. En de rook lijkt me ook niet heel goed.
Ik moest 2 minuten lang om er achter te komen hoe die echt werkt, maar dat is nu gelukt. Ik denk alleen niet dat het heel efficient gaat worden dit systeem, omdat je die sinus ring toch veel kracht laat ‘verdwijnen’. Wel interessant om dan wel te kijken of het principe werkt.
@mrB: Die rook is niet meer dan normaal hoor. Vloeibare pakking rookt altijd de eerste keren dat je motor warm loopt. Daar heb ik ervaring mee.

Die sinusring is ook mijn grootste ‘zorg’. Vooral omdat de kracht op een zuiger tijdens de slag niet altijd evenredig is.
Humanspectrum
@mrB: Lijkt mij een mooie, maar ook instabiele motor. Ik krijg visioenen van slapgeveerde Amerikaanse wagens met een V8. Als die aanspringen, wiebelen die auto’s puur door de fibraties van de motor. Dat krijg je helemaal als je deze motor in een auto zet, met die slingerende cilinderring. Kan je me uitleggen wat een sinusring is? Probeer hier ook nog wat op te steken over techniek.

Wel mooi compact blok dat me goedkoper lijkt om te maken met zo weinig onderdelen. Goed voor opkomende economiën, zeker als ze daar ook nog met mooiere auto-ontwerpen weten te komen. Het spreekt me ook aan dat ‘ie kan werken in auto’s met een range extender. Goed idee, meneer Hütlin!
@mrB:
De doorsnee Otto- of Dieselmotor heeft al 100 jaar aan engineering achter de rug met vele miljoenen (of miljarden?) aan R&D kosten. Hier is nog wat werk aan te doen, maar het principe lijkt me niet gek, de beweging lijkt efficiënter omgezet te worden in een roterende beweging. Weet iemand het potentieel wat betreft rendement?
@mastertje: Hoezo is een nieuwe verbrandingsmotor aan het licht brengen niet goed? Aangezien een verbrandingsmotor van nu slechts een rendement heeft van ongeveer 22% (benzinemotor) en bij een dieselmotor iets meer dan 30% denk ik dat de technologie van de verbrandingsmotor nog lang niet op zijn einde is. De accu’s maken voor een elektromotor is ook helemaal niet milieuvriendelijk.
@mastertje:

dat valt nog wel mee. volledig elektrisch is nog niet echt rendabel/haalbaar, maar de range extender is een goede tussenweg. Als ze hiermee een zuinige en kleine verbrandingsmotor hebben om dat op te wekken zitten ze juist perfect
Apart systeem. Zou prima in zon smart oid passen. Klein maar fijn. Voor de rest zie ik toch liever een 4takt cilinder motor
Dan krijg je in de toekomst gesprekken die gaan over hoeveel bollen je hebt i.p.v hoeveel cilinders
@toeter11: Dat is nu al een ‘hit’ zijn op de antillen, die discusie… :P
@TSI-tje: Correctie: Dat is nu al een ‘hit’ op de Antillen, de discussie “hoeveel bollen heb jij?”
(Makkelijk die ‘edit-knop’.. :D
Zou deze motor dan in theorie 73kW kunnen leveren? Want 1kW = 1,36pk..
Dan zal je batterij snel opgeladen zijn -))
100pk voor een 1,2 liter is best netjes te noemen. Wat is het verbruik? En waarom alleen als range extender en niet als gewone motor? Er passen waarschijnlijk geen bestaande versnellingsbakken op.
@babbaloerie: uit een 1.3L wankelmotor halen ze fabriek uit ook al 231pk.
@sjaakk:
En welk koppel en verbruik? :)
@sjaakk: ja, maar die moet om de 50.000 km gereviseerd worden… ;)
@kliko: net als je moeder zeker.
@rotarypowah: aaaahhhh, op je balletjes getrapt jongen? Doe niet zo zielig.
@rotarypowah: Waarom moet je over iemands moeder zeuren terwijl je niet eens weet tegen wie je praat?
@sjaakk: die getallen zeggen verder niet zoveel. Ik ken ook wankels die 50pk uit 300cc persen en na 300 draaiuren een revisie nodig hebben. Zelf heb ik een 125cc die er 42pk uit perst, maar hij heeft wel elke 10 uur een nieuwe zuiger nodig…

Point is, specifiek vermogen zegt niet zoveel over bruikbaarheid, efficientie en betrouwbaarheid. Voor een motor in een straatauto best belangrijk…
Ben benieuwd naar het verbruik, maar ziet er zeer tof uit deze innovatie!
Dat vermogen is vrij standaard voor een 1.2, maar dat koppel is wel 2x wat een normaal blokkie heeft van dat kaliber!
@bassie: [email protected] “dat vermogen is vrij standaard voor een 1.2 “. 100 pk uit een 1.2 op 3000 toeren?
Maar… is het ding ook nog zuiniger? Want dat is immers wat we willen!
Slim bedacht! Vreemde kronkel moet je hebben om op die kronkel te komen :-)
Wie maakt er even een opmerking over die irritant muziek in die filmpjes… zo kan ik mij niet concentreren… :)
@mastertje Moet je dat ding eens zien trillen… zelfs mijn wasmachine centrifugeert rustiger.
Dit filmpje is trouwens al een stuk helderder… voor mij dan ;)

http://www.youtube.com/watch?v=0CmGJucRDBk
@Quintin: indd een stuk duidelijker.

wat voor ophanging moet je hier dan voor hebben want de krachten zijn niet alleen omhoog of omlaag. zoals bij een controversiële motor. wat gebeurt er met slijtage, moet dan de plaatselijke monteur hier aan gaan sleutelen of word het net als LED-techniek gelijk helemaal vervangen.
ik denk dat dit veel te kostbaar er te weinig rendement in zit voor de auto-industrie
@Quintin: Dat filmpje gaat me te langzaam… Moet ik eerst een joint roken of zo?
@Quintin: Sorry maar dit is toch een ander concept, er worden namelijk meerdere kugelmotoren ontwikkeld. Deze hebben ze al een keertje ingebouwd in een scooter en volgens mij hadden ze al kontact met piagio.
Hmm ik heb zo m’n twijfels hierover. Belangrijkste natuurlijk het verbruik. Het lijkt mij ook dat dat blok als een malle trilt. En zoals we weten alles wat snel ronddraait op een stationair punt gaat voor gyroscopische krachten zorgen nou lijkt me dat niet zo’n probleem maar 4 van die titanium ballen plus 4/2 van die lompe zuigers zal nogal wat wegen waardoor je een flinke gyro krijgt. Ik kan me herinneren dat er een tijdje geleden ook een artikel op autoblog stond over de Porsche GT3RSR met een hybride systeem. Waar een vliegwiel in zat. Weet iemand nog hoe het daarmee zat?
cool! ben wel benieuwd of het ook op te schalen is.
en of die 290Nm i.c.m. het opwekken van elektriciteit is.

als het op te schalen is, zou dit natuurlijk ook leuk zijn voor treinen en boten, onder het motto ‘minder bewegende onderdelen = makkelijker te onderhouden’
@Simpson: Minder bewegende delen is ook wel relatief.
Heel het tuig beweegt, behalve de case. Er zijn minder onderdelen, maar de grote meerderheid is wel in beweging.
My balls are bigger than yours! :D

@ricardo: Super dat er eindelijk nog eens een diepgaand technisch artikel op AB komt! :)

OT: Ik had er nog nooit van gehoord, het is wel een hele nieuwe manier van de verbrandingsmotor. Maar het blijft een verbrandingsmotor!
Hij lijkt me zeer inefficiënt, 4 ontbrandingen per omwenteling en nog maar de cijfers halen van een opgedreven turbodiesel.
Ook lijkt mij het systeem met die ballen achter de zuigers behoorlijk slijtagegevoelig, vandaar dat ze uit titanium gemaakt zijn(=duur).

Op het eerste zicht lijkt het wel wat, maar in het filmpje van @mastertje zie je dat hij ook nog eens veel trillingen met zich meebrengt. Nog een nadeel extra.
Om maar te zwijgen over de ingewikkeldheid omdat heel de boel beweegt. Alleen de case van de motor staat stil.

Volgens mij is een wankelmotor efficiënter dan de kugelmotor.
@vale46: dat dus. Good posting! I rest my kaas
Het lijkt mij dat de trillingen van zo’n kugelmotor voor een groot deel kunnen worden opgeheven door er nog 1 naast te zetten die de andere kant op draait, of desnoods in een kubus van 2 bij 2 bij 2, het je een Q8, toch best vet… Enige probleem is dan nog slijtage. Want die elipse-achtige baan kan niet goed zijn voor de materialen..
Hoeveel ballen heeft jouw auto?
Kan iemand mij vertellen waar de beweging van de middelste as vandaan komt? Die lijkt uit het niets te komen?!
@911GT2: Uit het filmpje wat Quintin gepost heeft haal ik dat het komt door de groeven met die ballen die erdoor lopen. Geen idee hoe slijtagegevoelig zoiets is trouwens…
@baasbas: En die ballen worden ook nog eens met kracht in de baan gedrukt. Slijtagegevoeligheid was ook het eerste waar ik aan dacht, maar wellicht zijn ze makkelijk te vervangen?
Veel koppel, ideaal als generator denk ik?
@baasbas: All you need is (a lot of) powaaa!
Koppel is slechts een onderdeel van vermogen.
@vale46: Dat weet ik, maar als generator denk ik dat het handig is dat je vermogen behaalt door middel van hoog koppel ipv door middel van hoge toeren. Zo bedoelde ik het
@baasbas: dan plaats je er toch 2 tandwielen tussen?
Maar ik heb je punt ;)
Wat iemand al eerder zei hier, nu met een motor aankomen die op fossiele brandstoffen loopt is net zoiets doms als nu een huis kopen.
Wel leuk dat er iemand over nadenkt en iets compleet anders’ ontwikkelt. Maar goed, we hebben al een Wankel en vele vergelijkbare systemen. Die niet van de grond komen omdat iedereen vastgeroest is aan middeleeuwse techniek.
@rotarypowah: Nou ja, het is wel een erg compacte motor. De vraag is natuurlijk hoe zuinig is deze motor….
@rotarypowah: Mwah, ik zie het punt, maar ben het er niet helemaal mee eens. We zitten nog lang aan fossiele brandstoffen vast. En in 1x een omslag naar elektrisch gaat ook niet gebeuren. (kan simpelweg niet) We blijven lang een tussenperiode houden denk ik. Daarnaast is de motor juist simpel en goedkoop van opzet. Als ze de bezwaarpunten nog aan weten te pakken dan zou dit best wel eens een ideale generator kunnen zijn in de ‘tussenperiode’.

En we hebben al een wankel ja. Die scoort miljoenmiljard keer beter op het punt trilling dan deze kugelmotor. Maar een wankel is nooit heel erg zuinig geweest. Wie weet doet deze dat beter?

Ik ben het niet met je eens dat andere motoren niet van de grond komen met als reden dat iedereen vastgeroest zit aan bestaande techniek. Ik denk dat de wankelmotor niet doorgebroken is omdat de bestaande ottomotor gewoon beter is in het meerendeel van de situaties. Punt.
@baasbas: De betrouwbaarheidsproblemen die NSU had met de wankelmotor in de RO 80 heeft niet echt geholpen bij de doorbraak van de wankelmotortechniek. Tegen de tijd dat die problemen opgelost waren (begin jaren ’70) begon de energiecrisis – toen was het het benzineverbruik dat het grote publiek bij de wankelmotor weghield.
En anders was daar wel de publieke perceptie – voor Amerikaanse muscle cars klinkt een 5-liter V8 nu eenmaal beter dan een 2-liter double-Wankel (terwijl het prestatienivo best hetzelfde kan zijn)
@potver7: Goed punt, de aanloopproblemen uit die periode zullen zeker bijgedragen hebben aan een stigma: onderhoudsgevoelig, veel olieverbruik, veel benzineverbruik.

Maar perceptie weet ik niet zo zeker. Ik denk niet dat de gemiddelde autorijder iets geeft om de techniek die er achter zit. Velen weten niet of hun auto voor- of achterwielaandrijving heeft. Zo ook of ze een 3 of 4 cilinder in het vooronder hebben.

Als een fabrikant nu een motor levert die qua prestaties niet voor een ‘normale’ onderdoet, dat mensen hoe dan ook geïnteresseerd zijn. Dan is de manier waarop het vermogen tot stand komt niet belangrijk. Wankel, otto of kugel. Als het goed is verkoopt het wel denk ik…
@rotarypowah: Is groengas fossiel dan? Nee. Is biobrandstof fossiel? Nee.
@rotarypowah: waarom vind jij het dom om nu een huis te kopen? Lijkt me juist vrij slim eigenlijk…
Vrij ingewikkeld allemaal maar de motor die echt zuinig is moet nog worden uitgevonden, voor die tijd zul je eerst dingen als slijtage en wrijving overwonnen moeten hebben.
@The360box: +1, niet te vergeten dat er een hoop kracht verloren gaat in de uitlaatgassen.
Op papier een mooi systeem. Maar ik heb wel meer innovatieve blokjes voorbij zien komen zoals de Gomesh en tot nu toe heb ik niets in produktie gezien. Blijkbaar zijn er in de praktijk veel problemen met nieuwerwetse motorprincipes.
De techniek zal wel weer door Shell opgekocht worden en diep in een kast worden weggestopt.
ben ik blind of zie ik nergens hoe “zuinig” dit beest is?
@tborre: Op een motor die niet eens in een auto zit, kun je toch niet zeggen of hij zuinig is? Ja hij rijdt 1 op … maar hij rijdt niet eens, dus kun je dat niet zeggen. Eerst een auto vinden en daarin stoppen, daarna testen.
Ik snap er de ballen van.
Filmpje is ook geen bal aan.
Waarschijnlijk ben ik niet zo slim maar dat maakt me geen bal uit.
Het ziet er wel heel technisch uit en wie weet word het the next best thing. Je weet maar nooit de bal is rond en kan alle kanten op. Maar ik zie mezelf echt niet met zon pokemon bal onder de kap rondrijden.
En die zuiger ballen slijten die niet als de ziekte?
Hele dagen je ballen laten polijsten is ook niet wat.
Garage lui zullen er ook niet om staan te springen.
Die voelen zich op laatst ook als een ballen jongen.
Constant achter andermans ballen aan vangen is ook niet wat.
Helemaal niet als je er zelf al een stel in ow bokser of ballenkniepah hebt zitten die je moet onderhouden.
Nee doe mij maar een lekkere bal gehakt ipv deze digitale haarbal. Tis net een ballerina met een balzak zo als dat ding die ballen zo baldadig heen en weer slingert.
Nee als ik zo de balans opmaak voor me zelf dan geen krabbel van mien balpen. Maar ik ga maar eens ff wat te eten maken. me maag is als een ballon zonder ballast.
Geet moar deur ent geet moar deur.
moar da kriej met zon klapdeur als veurdeur.
ej mot de bal gewoon aan de voet holluh, wa hek ow now gezegd verrekte bamibal.
gewoon een tegendraadse roterende effectbal door middel van een keiharde knal. wa kiek ej dan bittah? geb ej een bittahbal uh had of wat.
met ow sigaar mooie hannibal daj de rond loopt.

Het is rond, maakt irritant geluiden en is te zien in de dierentuin……………..oh ik weet het ik weet het…een eeeeeuhhh uhhhh……oh toch niet….zeg maar wat is het…….(trommelgeroffel)………. een balrus!!! mhuhahahahahahahahahahahhihihihihh.o ja net zon goede mop die moet ik onthouden mhuhahahahahaha………oh die moeten we erin houden ik ga hem noteren in mijn moppenboekje……….mhuhahahahahehehe.

Zoowww die is goed met ballen…..en dom lullen.
gewoon keihard trainen en dan komt dat balgevoel van zelf.

Ik zie al die bloggers al veur mien.
wa mok hier dan op zeggen, ik snap er geen bal van.
woar ging het dan fout? jammer van dat jong.

Help mien, help mien dan toch: Giro 9545631 minimaal een tientje knieppers. hahahahaha :lol:
@GOD: Da he’j ook goe! Laat ow de balle niet natmaken!
@autogedrocht:

moar ze motten af en toe wel gewassen worden ;)
Nooit geweten dat dit ook bestond, misschien maar eens in gaan verdiepen.
Het werkende prototype heeft een inhoud van 1.180 cc en levert 100 pk bij zo’n 3.000 toeren per minuut. Het koppel komt uit op 290 Nm. Hoeveel elektriciteit zo’n Kugelmotor opwekt is niet bekend. Verder weten we dat het blok 62 kg weegt en uit 62 onderdelen bestaat.


Wauw, impressive. PK vs L bijna 1 op 1, licht, weinig onderdelen en mooi koppel. Nu is de vraag, wat is het verbruik?
De zoveelste poging de zuigermotor van de troon te stoten. Google maar eens op:OX2 motor, radiale bi-rotatie motor, HEHC motor, axiale kantelschijfmotor,Doyle motor, Pinnacle motor.
De grote vraag is: welk probleem wil je oplossen?
Kosten? Huidige motoren worden in zulke grote getalen gemaakt, dat het moeilijk is om onder hun kostprijs te komen, tenzij je de nieuwe motor met dezelfde getallen op de markt zet.
Brandstofverbruik? Zolang drukverhouding en verbrandingstemperatuur ongeveer hetzelfde zijn als de huidige motor, zal het verbruik ook niet veel anders zijn.
Vermogensdichtheid? Is dat werkelijk zo’n groot probleem? Alleen voor als je wilt vliegen speelt dat een rol. De wankelmotor heeft een hoge vermogensdichtheid, maar voor een auto toepassing? lekker belangrijk.

Wat is er mis met een geblazen turbodiesel geoptimaliseerd naar 1 toerental als range-extender. Wat is er mis met iets te nemen wat al bestaat en het nog verder te optimaliseren?
Is dat dezelfde fabrikant van de Kugelfischerpomp uit de BMW 2002 Tii?
Is dit niet gewoon zo’n wankelmotor die ook in een rx-7 zit?
Ik zie een oliezuiper eerste klas….
Met dit design ideaal voor een Multipla…
Ik snap het! Denk ik althans…. Anyway, ik denk ook gelijk in problemen natuurlijk, en de meesten zijn al benoemd… De gyroscopische krachten, de slijtage van de kogel en de “kogelbaan” en de bijbehorende smering daar van.
Maar goed, ik DENK dat ik het snap!
Ik denk dat het principe van de “ballen” helemaal niet zo onderhoud gevoelig is. Een 4 takt blok zit ook vol met glij lagers. Het geen wat belangrijk is voor een lager is: koeling en smeering.

Met dit “bal” principe kan het heel goed mogelijk worden gemaakt (na aanpassing van de kogelbanen) om een olie film te creëren tussen de Titanium bollen en de kogelbaan.

Verbeter me als ik het mis heb, ben immers vliegtuigmonteur in opleiding;)
Ik wacht nog ff rustig af, die motor op water komt er vanzelf ook :)

Geef een reactie:

Je moet ingelogd zijn om reacties te posten, registreren kan HIER (ook via Facebook).