Ny motor for hybridbiler

En lettere, enklere, renere og mer effektiv forbrenningsmotor kan revolusjonere hybridbiler. Prototypen kan være klar til høsten.

Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.

Motoren kalles en Wave Disk Generator. Den kan lade batteriene på elektriske biler, og dermed øke rekkevidden deres.

Motoren er utviklet ved Michigan State University i USA og Warszawas teknologiske instirtutt i Polen, og prosjektleder Norbert Müller håper å ha en fullskala prototyp klar før utgangen av året.

Med det nye designet vil effektiviteten bli 3,5 ganger bedre, og utslippene mye mindre, hevder Müller i en artikkel på nettsidene til New Scientist.

Norbert Müller forklarer virkemåten til Wave Disk Generator. (Video: Michigan State University)

Mer effekt, mindre utslipp

Vanlige forbrenningsmotorer omdanner bare rundt 15-20 prosent av energien i drivstoffet til bevegelse av bilen.

Med denne nye motoren vil opp mot 60 prosent av energien i drivstoffet omdannes til skyvkraft. Dessuten vil forbrenningen bli mer fullstendig, slik at utslipp til sammen reduseres med opptil 90 prosent.

Motoren kan ifølge Müller også drives med hydrogen istedenfor bensin eller diesel, og da vil avgassene kun bestå av vanndamp.

Enkel konstruksjon

Disse forbedringene kommer av flere forhold. Motoren har ingen stempler, veivaksler eller andre deler som beveger seg fram og tilbake, slites mye og lager mekanisk treghet og motstand.

Isteden består den av en skive med skovler som roterer i et kammer. Drivstoffet kommer inn fra midtakselen og sprutes ut mellom skovlebladene.

På grunn av rotasjonen, slynges drivstoff og luft utover av sentrifugalkraften. Dermed oppstår en trykkbølge, eller sjokkbølge.

SJokkbølgen bidrar

Denne sjokkbølgen presser drivstoffet sammen, helt uten stempelet som finnes i en vanlig forbrenningsmotor.

Så antennes drivstoffet, og det høye trykket fra sjokkbølgen bidrar til at de varme gassene presses ut med større effektivitet. Dermed drives skovlen rundt, og syklusen gjentas i neste runde.

Motoren er også mye lettere enn en tradisjonell forbrenningsmotor for bil. Den totale vekten på en hybridbil kan reduseres med en femtedel, ifølge Mueller. Dermed blir drivstofføkonomien enda bedre.

1: Drivstoffet kommer inn gjennom senterakselen og presses ut sammen med kald luft, som slynges utover av sentrifugalkraften. 2: Her oppstår sjokkbølgen. 3: Drivstoffet eksploderer. 4: De varme, ekspanderende gassene presses ut og driver skovlene rundt. (Figur: forskning.no, adaptert fra New Scientist)
1: Drivstoffet kommer inn gjennom senterakselen og presses ut sammen med kald luft, som slynges utover av sentrifugalkraften. 2: Her oppstår sjokkbølgen. 3: Drivstoffet eksploderer. 4: De varme, ekspanderende gassene presses ut og driver skovlene rundt. (Figur: forskning.no, adaptert fra New Scientist)

To hovedtyper hybrider

Hybridbiler kommer i dag i to hovedvarianter. I den vanligste er bensin- eller dieselmotoren, altså forbrenningsmotoren, koblet direkte til drivakselen, parallellt med elektromotoren.

Elektromotoren og forbrenningsmotoren kan drive bilen sammen, eller hver for seg. Hvis batteriet lades ut, overtar forbrenningsmotoren helt, som i en vanlig bil.

Slike hybridbilder er vanligst i dag. De produseres blant annet av Toyota, Lexus, Nissan, Ford og General Motors, og kalles parallell-seriell-hybrider.

Den andre typen hybrid kan dra nytte av motoren som utvikles av Mueller og hans team.

Seriell hybrid

Her er det bare elektromotoren som driver bilen framover. Bensin- eller dieselmotorens oppgave er bare å drive en dynamo som lader batteriene til elektromotoren. De kalles serielle hybrider.

Slike serielle hybridbiler kan ha mindre forbrenningsmotorer, som går med et jevnt, optimalt turtall. Dermed utnytter de drivstoffet bedre, slik at effektiviteten blir høyere.

Chevrolet Volt er i dag en av de få serielle hybridbilene i salg. I Europa vil den komme i salg med et annet design som Opel Ampera.

Den fullskala prototypen som Müller håper å ha klar innen utgangen av 2011, vil ha en effekt på 25 kilowatt, eller rundt 33 hestekrefter.

Lenker:

Artikkel om motoren på nettsidene til New Scientist

Dokument med informasjon om motoren fra Advanced Research Project Agency, som har finansiert forskningen (pdf)

Nettsiden til Norbert Müller

Artikkel om Wave Disk-motoren fra Warszawas teknologiske institutt (tungt teknisk, pdf)
 

Powered by Labrador CMS