Wśród napędów przyszłości zaprezentowanych w tzw. zielonym pawilonie genewskiego salonu samochodowego największe wrażenie zrobił silnik kulisty projektu Herberta Hüttlina. Co ciekawe, stoisko firmy Innomot AG, na którym był prezentowany, oblegane było nie tylko przez dziennikarzy i miłośników mechaniki, lecz przez rzesze specjalistów z największych koncernów samochodowych.
Ideał kuli znali już starożytni. Wystarczyłoby spytać filozofa, niemającego nic z techniką wspólnego, nad jaką bryłą warto pracować… Toteż nad silnikami wykorzystującymi linie krzywe i formy kuliste pracowało wielu konstruktorów. Współczesnych kusiło wyeliminowanie posuwisto-zwrotnego ruchu tłoka, ograniczenie ilości części, szczególnie ruchomych, oraz zmniejszenie masy, przy zachowaniu sprawności co najmniej podobnej do jednostek konwencjonalnych. Wiele prac przepadło w mrokach historii techniki. Z różnych przyczyn konstruktorzy nie ubiegali się o patenty. Dotyczy to nawet obiegów cieplnych, które obecnie noszą nazwy najbardziej zapobiegliwych twórców. Mówimy np. o obiegach Otto czy Diesla. Z kolei brytyjczyk Akroyd-Stuart został zupełnie zapomniany. W końcu, u zarania automobilizmu, każdy pojazd w USA musiał wykupić patent Seldena, który już wtedy rozumiał, że odpowiedni papier bywa ważniejszy od udanych projektów i prototypów.
Wśród twórców silników o wirujących tłokach wymienia się najczęściej jedynie Feliksa Wankla. Jego konstrukcja stała się naprawdę użyteczna po wprowadzeniu wielu poprawek i zmian przez inżynierów japońskiej Mazdy i brytyjskiego Nortona. Opatentowany w NRD silnik o kulistym tłoku Wolfharta Wilimczika został zapomniany, mimo że jego prototyp działał całkiem nieźle. Warto przypomnieć, że niekonwencjonalne układy tłoków i tzw. sprzęgów korbowych stosowano w podwoziach samolotów jako pompy hydrauliczne.
W latach siedemdziesiątych, gdy zapowiadano renesans napędu parowego, wielu konstruktorów powróciło do zabytkowych pomp, które okazywały się małymi, zwartymi i bardzo sprawnymi silnikami. Niestety, ówczesny przemysł samochodowy nie miał zamiaru wspierać podobnych pomysłów. Technologie miał doskonale opanowane, a paliwa było w bród.
Mekką dla współczesnych poszukiwaczy wirujących i kulistych rozwiązań okazała się Szwajcaria. Opisywany na naszych łamach silnik firmy Peraves SuperBallMotor jest nadal w fazie prób.
Maszyna do wszystkiego
Zaprezentowany w tym roku przez Innomot silnik dr Herberta Hüttlina zbudowany jest zupełnie inaczej. Jego cztery tłoki wraz z korbowodami przypominają nieco rozwiązania z lotniczych silników gwiaździstych. Jednak poruszając się w konstrukcji o torach wytyczonych po liniach krzywych nie wymagają takich uszczelnień jak w silnikach konwencjonalnych. Tłoki pracują ułożone w podwójnych zespołach, w dwóch przeciwległych komorach spalania, poruszając okrągłą, krzywoliniową obudowę ze sferycznymi torami dla tłoków wewnątrz. Taki niby układ przeciwbieżny pracujący w wielu płaszczyznach.
Cały zespół obraca się wewnątrz kulistej obudowy silnika. W wersji hybrydowej obroty te przekazywane są poprzez przekładnię przyśpieszającą (silnik pracuje w zakresie od 300 do 3000 obr/min) na wałek łączony z dwusprzęgłową skrzynką biegów. Na zewnątrz obracającego się elementu umieszczono wirnik, a na wewnętrznej stronie kulistej obudowy – uzwojenia wytwarzające prąd. Część spalinowa działa zgodnie z czterosuwowym obiegiem Otto. Część elektryczna jest zarówno generatorem prądu jak i rozrusznikiem.
Konstrukcja może być budowana jako generator prądu i wykorzystywana w samochodach, których koła napędzają wyłącznie silniki elektryczne, jak np. Chevrolet Volt. Może być również używana jako kompresor, domowe źródło energii itp.
Zaprezentowany prototyp posiada pojemność skokową jednej strony układu wynoszącą 590 ccm, czyli w sumie 1180 ccm. Rozwija moc maksymalną 78 kW, a w wersji wolnossącej, lub jak kto woli atmosferycznej, 63 kW. Urządzenie waży około 70 kg.
Twórca silnika Hebert Hüttlin jest bardzo ciekawą postacią. Urodzony 1 września 1943 roku w Steinen, nieopodal Lorrach, od najmłodszych lat zafascynowany był motoryzacją. Jednakże uniwersytet Alberta-Ludwiga we Freiburgu skończył jako technolog farmaceutyczny i biofarmaceutyczny. Pomysły z tej dziedziny realizuje w firmie Innojet i może wykazać się wieloma patentami. Silnik kulisty absorbował go od wielu lat. Pierwsze efekty prac nad podobnym rozwiązaniem zaowocowały patentem w 1991 roku, a następnie patentem w USA w roku 1994. Przez ten cały czas konstrukcja rozwijała się czego efektem jest najnowszy prototyp.
Hüttlin Kugelmotor ma jeszcze jedną przewagę nad konwencjonalnymi silnikami czterosuwowymi. Składa się zaledwie z sześćdziesięciu trzech części, podczas gdy porównywalna klasyczna jednostka czterocylindrowa – z dwustu czterdziestu. W internecie można zobaczyć film, na którym jeden inżynier składa silnik Hüttlina w 90 minut. Oczywiście film jest tak krotki, że nie można dostrzec wielu nieopublikowanych niuansów konstrukcji, takich jak szczegóły łożyskowania, smarowania, rozrządu itp.
Najważniejsze, że prototyp działa i interesują się nim wielcy producenci samochodów. Być może nie zabraknie środków na dalszy jego rozwój i będziemy świadkami prawdziwego przełomu w konstrukcji napędu pojazdów mechanicznych.
Ryszard Romanowski
Fotografie autora; rysunki – Innomot AG
artykuł pochodzi z wydania 5 (44) Maj 2011
