in

GM Stir-Lec I. Hybride prototype met het koetswerk van de Opel Kadett-B Coupé

Tijdens de jaren zestig ontwikkelde General Motors menig hybride-prototype. Aan het einde van de Sixties resulteerde dat onder meer in de bijzondere GM Stir-Lec I en II. Zij waren mede dankzij de toepassing van de Stirlingmotor uniek in hun technische soort. De Stir-Lecs haalden het productiestadium niet. Maar de uitgangspunten van toen bieden in moderne zin echter nog steeds perspectief voor de vraagstukken van vandaag en morgen. 


Als basis voor de Stir-Lec hybride nam GM de Kadett-B Coupé (type 95, speciaal samengesteld voor de Amerikaanse markt, gebaseerd op de Coupé F). En hoewel er alleen al in de Opel schappen een keur aan (ook kleinere) verbrandingsmotoren was, kozen de ingenieurs voor de toepassing van een kleine, nog geen 10 PK leverende, achterin geplaatste en milieuvriendelijke Stirlingmotor.

Stirlingmotor

Heel simpel gesteld: een Stirlingmotor -een concept dat al sinds 1816 bestaat- werkt door het uitzetten en krimpen van gassen binnen een gesloten circuit. Dat wordt verwarmd vanuit een externe verbrandingskamer, die door de plaatsing geschikt is voor diverse warmtebronnen. Een regenerator koelt verwarmde lucht of gas af en warmt de koude lucht weer op. Een verplaatsingsmechaniek zorgt ervoor dat de lucht of het gas naar een koude en een hete ruimte wordt getransporteerd. Wanneer de lucht of het gas expandeert ontstaat druk, waardoor een vermogenszuiger in beweging komt, en de motor zijn arbeid verricht. Tot slot zijn er globaal gezegd twee belangrijke typen Stirlingmotoren. De Alpha variant bestaat uit twee cilinders (een warme en een koude), de Beta variant bestaat uit één cilinder met een warm en koud compartiment.

Meerdere externe warmtebronnen, waterstof in gesloten circuit

De ingenieurs van GM kozen bij de ontwikkeling van de Stir-Lec voor de Stirlingmotor van het Beta type, dus onder meer met een koud en warm compartiment. De koeling van het koude compartiment vond plaats via waterkoelingskanalen met water dat via een traditionele koelingscyclus met een radiator (en eventueel fan) werd afgekoeld. Voor de hittegeneratie binnen het warme gedeelte was de externe verbrandingsruimte verantwoordelijk. Daarin werd (naar keuze) kerosine, ongelode benzine of diesel verwarmd. Een hete lucht ventilator zorgde voor de aanvoer van warme lucht in de externe verbrandingsruimte. Daar vond de verbranding plaats dankzij een evenwichtige brandstof/lucht verhouding en die warmte kwam dus in het hete gedeelte van het gesloten circuit terecht.

Gesloten circuit geschikt voor helium

De werkvloeistof in het gesloten circuit was aanvankelijk helium, dat in een reservoir boven de achteras was opgeslagen. De expansie van de werkvloeistof veroorzaakte druk. En die stelde de GM Stir-Lec motor in staat om via een alternator de veertien loodzuur accu’s op te laden. Deze 12 Volts accu’s vonden een plekje in het vooronder van de Kadett-body.

Andere toepassingen in de GM Stir-Lec

Verder plaatsten de ingenieurs een kleine elektromotor (een drie fasen inductiemotor). Deze betrok de stroom van de accu’s en zorgde voor de aandrijving. Deze werd via een automaat (overbrenging 3:1) en een differentieel naar de achterwielen overgebracht. Daarnaast kregen de nodige andere zaken- zoals een DC/AC omvormer en controlesystemen-  een plekje in het prototype. De Amerikanen kozen niet voor niets voor deze set-up. De Stirlingmotor was vanwege zijn externe verbrandingsruimte geschikt voor diverse warmtebronnen/brandstoffen. Daarnaast ontlastte de motor het milieu, omdat mede dankzij vanwege het gesloten gas/lucht circuit minder externe brandstof nodig was. Daardoor kwam er minder emissie vrij.

Enkele nadelen

Wél was het prijzig om een goede Stirlingmotor te bouwen (toegepaste randapparatuur) en toonde de zo belangrijke afdichting van het gesloten circuit kwetsbaarheden. Ook de praktische onmogelijkheid om een rappe acceleratie te ontplooien en het vanwege -het voorkomen van oververhitting- bescheiden houden van het vermogen spraken minder in het voordeel van dit ECE motortype.

GM presenteerde in augustus 1969 trots een advertentie, mét een doorsnede van de GM Stir-Lec 1 ©GM Company

Mooie werking, aardig bereik bij lagere snelheden.

Maar de werking was nagenoeg geluidsarm, en het rendement van deze techniek was hoog. Omgerekend was de Stir-Lec  zuiniger dan een vergelijkbare auto met een interne verbrandingsmotor. De Stir-Lec  motor draaide op een constant toerental van 2.800 omwentelingen per minuut. De veertien accu’s zorgden in combinatie met de maximale brandstof/warmtebronvoorraad van 18 liter voor een bereik van 250 tot 350 kilometer bij een snelheid van 50 kilometer per uur. Wanneer de Stir-Lec op topsnelheid (90 kilometer per uur) werd gereden, dan slonk de actieradius aanzienlijk naar een waarde van 50 tot 60 kilometer. Het bereik op basis van volledig elektrisch rijden (dus alleen op de accu’s) was ongeveer 40 kilometer. Bovendien torste de auto- mede door de plaatsing van de accu’s- een gewicht van 1.550 kilogram mee.

Trots, maar nooit in serieproductie

General Motors was trots op de GM Stir-Lec I. Het Amerikaanse concern ontwikkelde een advertentie voor de eerste Stir-Lec met de titel “An electric car that makes its own electricity”. Maar General Motors was nog niet klaar met de ontwikkeling van de Stir-Lec.

De GM Stir-Lec II

Er kwam een Stir-Lec II, die meer leunde op randapparatuur die werkte volgens het gelijkstroomprincipe en compactere, simpeler werkende elektronica. De reductiebak verdween ten faveure van een wrijvingsreductie bak, en de voor de drie-fasen inductiemotor kwam een gelijkstroom elektromotor in de plaats. En het gesloten circuit van de Stirlingmotor werd nu gevuld met waterstof, in plaats van met helium. De Stir-Lec II werd iets zwaarder, en iets sneller. Qua actieradia hield hij gelijke tred met de Stir-Lec I. De Stir-Lec prototypen gingen nooit in serieproductie. De hoge kosten van productie en de daarmee gepaard gaande potentiële hoge aanschafprijs redenen en het met de techniek gepaard gaande beroep op praktische ruimte waren belangrijke redenen. In het laatste geval waren de toepassingen nog veel minder compact dan tegenwoordig.

Voorzienig concept

Maar de bruikbaarheid van de GM Stir-Lec was voorzienig. Het concept formuleerde al vroeg een inzicht ten aanzien van milieuoverwegingen, meervoudige inzetbaarheid van warmtebronnen en de realisatie van brandstofbesparing. Decennia later kunnen de technici dat inzicht in gemoderniseerde varianten nog steeds als uitgangspunt gebruiken voor lage-emissie technologie en brandstofbesparing. Het geeft aan dat er meer dan vijftig jaar terug weinig mis was met de basisgedachte achter de GM Stir-Lec prototypen.


Help ons mee deze website en de aangeboden artikelen gratis te houden. Abonneer uzelf op Auto Motor Klassiek en ontvang daarbij ook het blad 12x per jaar in de bus. Of doneer een gewenst bedrag op onze betaalpagina via deze link. We zijn u er zeker dankbaar voor.


Beste Klassiekerliefhebber

Geniet van dagelijks gratis verhalen over oldtimers in uw email en schrijf gratis in. 


3 Comments

Leave a Reply
  1. Dit alles in een tijd dat de electromotor lang niet zo zuinig was als tegenwoordig, en accu’s nog geen fractie waren van de li-ion-accu’s van nu.
    Nog afgezien van de rij-regelingen.
    In die tijd verbruikte veel electro-voertuigen zoals die van de bakker die met zijn Spijkstaal stalen hoond door de straat reed, bij lage snelheden net zoveel als bij hoge snelheden.
    Omdat bij lage snelheden een deel van de stroom simpelweg werd verbruikt door een soort gloeispiraal die een teveel aan stroom omzet in warmte.

    Google eens op een HaWe electro-wagen, die gebruiken datzelfde principe nog steeds

  2. Als deze techniek gedurende 50 jaar evenveel aandacht gekregen had als zijn tweetakt-, viertakt benzine en dieselbroertjes, dan reden we vandaag mogelijk bijna allemaal met dit stukje pracht techniek i.p.v. de politiek doorgedrukte e-auto’s.

  3. Ziet er in ieder geval veel mooier uit dan de hedendaagse Prius-puddingbroodjes. En aanverwante artikelen 🤢 En met slechts 1550 kg dankzij de loodzware accu’s niet eens wezenlijk zwaarder.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

The maximum upload file size: 8 MB. You can upload: image. Links to YouTube, Facebook, Twitter and other services inserted in the comment text will be automatically embedded. Drop files here

Volvo 66

De laatste Dafs

227545160 1823674651147859 5586481427651073700 n

Yamaha’s halve V-max: de XZ 550