Zuinige HEHC-motor – ideaal als range-extender

Om elektrische auto’s meer kilometers te geven wanneer de accu is leeggetrokken, is een range-extender in de vorm van een verbrandingsmotor een briljante uitkomst. Fisker en Chevrolet/Opel doen dit met een viertakt ottomotor, Audi denkt na om een rotatiemotor in de A2 e-tron dienst te laten doen als hulpmotor en zelf dachten wij aan een Doyle engine. Maar het kan ook anders, bijvoorbeeld met de complexe HEHC-motor.

Het principe van de HEHC-motor is eigenlijk een mengelmoes van bestaande motortechnieken. Vader en zoon Nikolay en Alexander Shkolnik bedachten het concept, dat inmiddels door het Amerikaanse leger wordt ondersteund, en claimen met hun vinding een motorrendement van tenminste 50%. Veel hoger dan een diesel- of benzinemotor, die bij vollast een rendement van 30% hebben. Bij deellast zelfs veel minder.

De motor met de naam High-Efficiency Hybrid Cycle (HEHC) maakt gebruik van principes die toegepast worden in onder meer Otto-, Diesel-, Atkinson-, en Rankine-motoren. De compacte constructie draait volgens het viertaktprincipe (vier slagen per verbranding) en op een hoge compressie, waardoor er zowel benzine, diesel als gas in de verbrandingskamer welkom is. En tot slot gebruikt men waterinjectie. Niet alleen om het blok te koelen waardoor het rendement stijgt, ook om stoom op te wekken in de verbrandingskamer wat zou moeten helpen bij de verbranding.

Van binnen lijkt het geheel op een rotatiemotor, met driehoekige ‘bolle’ zuigers. De zuiger voor de expansie is breder dan de compressiezuiger, wat volgens het Atkinson-principe efficiënter en zuiniger is. De naastgelegen verbrandingskamers hebben de vorm van een buis. De zuigers krijgen dus geen ‘verbrandingen’ te verduren. Het draaien zorgt dat poorten op tijd de compressiezuiger, of de expansiezuiger met de verbrandingskamer verbinden. Brandstof wordt in de verbrandingskamer gespoten, en ontbrandt in de hooggecomprimeerde lucht meteen.

Een afbeelding van de ‘binnenkant’.

Een gedeelte van het blok waarin de verbranding plaatsvind. Daarop is goed te zien dat er twee vertande assen doorheen steken. Op de afbeelding bovenaan is te zien hoe dit gedeelte aan een generator wordt gekoppeld, waarmee het een potentieel ideale en zuinige range extender voor elektrische auto’s wordt.