Během šedesátých let vyvinula společnost General Motors mnoho hybridních prototypů. Na konci šedesátých let to mělo za následek speciální GM Stir-Lec I a II. Částečně díky aplikaci Stirlingova motoru byly ve svém technickém druhu jedinečné. Stir-Lecs se nedostali do fáze výroby. Tehdejší principy však stále nabízejí perspektivu v moderním smyslu pro otázky dneška a budoucnosti.
Jako základ pro hybrid Stir-Lec, GM vzal Kadett-B Coupé (typ 95, speciálně složený pro americký trh, založený na Coupé F). A přestože na regálech Opelu byla řada (také menších) spalovacích motorů, inženýři se rozhodli pro použití malého, méně než 10 HP, vzadu montovaného a ekologického motoru Stirling.
Stirlingův motor
Jednoduše řečeno: Stirlingův motor - koncept, který existuje od roku 1816 - funguje tak, že v uzavřeném okruhu expanduje a smršťuje plyny. Ten se ohřívá z externí spalovací komory, která je díky svému umístění vhodná pro různé zdroje tepla. Regenerátor ochlazuje ohřátý vzduch nebo plyn a ohřívá studený vzduch. Posuvný mechanismus zajišťuje, že vzduch nebo plyn jsou transportovány do studeného a horkého prostoru. Když vzduch nebo plyn expanduje, vytvoří se tlak, což způsobí pohyb výkonového pístu a motor vykoná svou práci. Nakonec, obecně řečeno, existují dva hlavní typy Stirlingových motorů. Varianta Alpha se skládá ze dvou válců (jeden horký a jeden studený), varianta Beta se skládá z jednoho válce s horkým a studeným oddílem.
Několik externích zdrojů tepla, vodík s uzavřeným okruhem
Při vývoji Stir-Lec se inženýři GM rozhodli pro Stirlingův motor typu Beta, který obsahuje studený a teplý prostor. Chlazení chladicího oddílu probíhalo prostřednictvím kanálů pro vodní chlazení vodou, která byla chlazena tradičním chladicím cyklem s chladičem (a případně ventilátorem). Vnější spalovací komora byla zodpovědná za výrobu tepla v teplé části. Zahříval se v něm (volitelně) petrolej, bezolovnatý benzín nebo nafta. Teplovzdušný ventilátor dodával teplý vzduch do vnější spalovací komory. Tam došlo ke spalování díky vyváženému poměru palivo/vzduch a to teplo proto skončilo v horké části uzavřeného okruhu.
Uzavřený obvod vhodný pro helium
Pracovní tekutinou v uzavřeném okruhu bylo zpočátku helium, které bylo uloženo v zásobníku nad zadní nápravou. Expanze pracovní tekutiny způsobila tlak. A to umožnilo motoru GM Stir-Lec nabíjet čtrnáct olověných baterií pomocí alternátoru. Tyto 12voltové baterie našly místo v přední části těla Kadett.
Další aplikace v GM Stir-Lec
Inženýři také nainstalovali malý elektromotor (třífázový indukční motor). To čerpalo energii z baterií a zajišťovalo pohon. To bylo přeneseno na zadní kola prostřednictvím automatické převodovky (převod 3: 1) a diferenciálu. Kromě toho v prototypu dostaly potřebné další položky - například měnič DC/AC a řídicí systémy. Američané si toto nastavení vybrali z nějakého důvodu. Stirlingův motor byl díky své vnější spalovací komoře vhodný pro různé zdroje tepla/paliva. Motor navíc ulevil životnímu prostředí, protože částečně kvůli uzavřenému okruhu plyn/vzduch bylo zapotřebí méně externího paliva. V důsledku toho se uvolnilo méně emisí.
Některé nevýhody
Vybudovat dobrý Stirlingův motor (použitá periferie) však bylo drahé a důležité utěsnění uzavřeného obvodu ukázalo zranitelnost. Praktická nemožnost vyvinout rychlou akceleraci a udržet skromný výkon kvůli prevenci přehřátí také méně hovořila ve prospěch tohoto typu motoru ECE.
Pěkný provoz, pěkný rozsah při nižších rychlostech.
Ale operace byla prakticky tichá a účinnost této techniky byla vysoká. V přepočtu byl Stir-Lec ekonomičtější než srovnatelné auto se spalovacím motorem. Motor Stir-Lec běžel konstantní rychlostí 2.800 18 otáček za minutu. Čtrnáct baterií v kombinaci s maximální dodávkou zdroje paliva/tepla 250 litrů poskytovalo dojezd 350 až 50 kilometrů při rychlosti 90 kilometrů za hodinu. Když se Stir-Lec jelo maximální rychlostí (50 kilometrů za hodinu), dojezd se značně snížil na hodnotu 60 až 40 kilometrů. Dojezd založený na plně elektrické jízdě (tedy pouze na baterie) činil zhruba 1.550 kilometrů. Vůz navíc - částečně kvůli umístění baterií - unesl hmotnost XNUMX XNUMX kilogramů.
Hrdý, ale nikdy v sériové výrobě
General Motors byl hrdý na GM Stir-Lec I. Americký koncern vyvinul reklamu na první Stir-Lec s názvem „Elektromobil, který si sám vyrábí elektřinu“. Ale General Motors ještě nedokončil vývoj Stir-Lec.
GM Stir-Lec II
Existoval Stir-Lec II, který se více spoléhal na periferie, které pracovaly na principu stejnosměrného proudu a kompaktnější, jednodušší ovládací elektroniku. Redukční převodovka zmizela ve prospěch redukční převodovky a třífázový indukční motor byl nahrazen stejnosměrným elektromotorem. A uzavřený okruh Stirlingova motoru byl nyní naplněn vodíkem místo hélia. Stir-Lec II byl o něco těžší a o něco rychlejší. Pokud jde o rozsah, držel krok se Stir-Lec I. Prototypy Stir-Lec se nikdy nedostaly do sériové výroby. Důležitými důvody byly vysoké výrobní náklady a s nimi související potenciální vysoké pořizovací ceny a poptávka po praktickém prostoru spojeném s technologií. V druhém případě byly aplikace mnohem méně kompaktní než dnes.
Providentní koncept
Užitečnost GM Stir-Lec však byla předvídatelná. Koncept na začátku formuloval pohled na environmentální aspekty, vícenásobné využívání zdrojů tepla a realizaci úspor paliva. O desetiletí později mohou inženýři tento pohled stále používat v modernizovaných variantách jako výchozí bod pro technologie s nízkými emisemi a úsporu paliva. Naznačuje to, že před více než padesáti lety bylo jen málo chyb v základním myšlení za prototypy GM Stir-Lec.
To vše v době, kdy elektromotor nebyl zdaleka tak ekonomický jako dnes a baterie nebyly ani zlomkem dnešních li-ionových baterií.
Nemluvě o jízdních předpisech.
V té době mnoho elektrických vozidel, jako například pekař, který řídil svého ocelového psa Spijkstaal ulicí, spotřebovávalo při nízkých rychlostech stejně jako při vysokých rychlostech.
Protože při nízkých rychlostech byla část energie jednoduše spotřebována jakousi žhavicí cívkou, která přeměňuje přebytečnou energii na teplo.
Vygooglete si elektromobil HaWe, stále používají stejný princip
Pokud se této technice dostalo za 50 let tolik pozornosti jako jejím bratřím dvoutaktním, čtyřtaktním benzínovým a naftovým motorům, pak bychom dnes pravděpodobně místo politicky tlačených e-aut jeli všichni s tímto kouskem krásné technologie.
V každém případě vypadá mnohem hezčeji než dnešní Priusovy pudingové buchty. A související položky 🤢 A s pouze 1550 kg, díky olověným bateriím, ani výrazně těžší.