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GM Stir-Lec. Prototype hybride avec la carrosserie de l'Opel Kadett-B Coupé

ER Classics Bureau 2022

Au cours des années XNUMX, General Motors a développé de nombreux prototypes hybrides. A la fin des années XNUMX, il en résulta les GM spéciales Stir-Lec I et II. Grâce en partie à l'application du moteur Stirling, ils étaient uniques dans leur genre technique. Les Stir-Lecs n'ont pas atteint le stade de la production. Cependant, les principes de cette époque offrent encore une perspective dans un sens moderne pour les problèmes d'aujourd'hui et de demain. 

Comme base pour l'hybride Stir-Lec, GM a pris le Kadett-B Coupé (Type 95, spécialement composé pour le marché américain, basé sur le Coupé F). Et bien qu'il y ait eu un choix de moteurs à combustion (également plus petits) sur les seules étagères Opel, les ingénieurs ont opté pour l'utilisation d'un petit moteur Stirling de moins de 10 CV, monté à l'arrière et respectueux de l'environnement.


Moteur Stirling

En termes très simples : un moteur Stirling - un concept qui existe depuis 1816 - fonctionne en dilatant et en contractant des gaz dans un circuit fermé. Celui-ci est chauffé à partir d'une chambre de combustion externe, qui convient à diverses sources de chaleur en raison de son emplacement. Un régénérateur refroidit l'air ou le gaz chauffé et réchauffe l'air froid. Un mécanisme de déplacement assure que l'air ou le gaz est transporté vers un espace froid et un espace chaud. Lorsque l'air ou le gaz se dilate, une pression est créée, provoquant le déplacement d'un piston de puissance et le moteur de faire son travail. Enfin, de manière générale, il existe deux principaux types de moteurs Stirling. La variante Alpha se compose de deux cylindres (un chaud et un froid), la variante Beta se compose d'un cylindre avec un compartiment chaud et froid.

Sources de chaleur externes multiples, hydrogène en circuit fermé

Lors du développement du Stir-Lec, les ingénieurs de GM ont opté pour le moteur Stirling de type Beta, qui comprend un compartiment froid et chaud. Le refroidissement du compartiment froid a eu lieu via des canaux de refroidissement par eau avec de l'eau qui a été refroidie via un cycle de refroidissement traditionnel avec un radiateur (et éventuellement un ventilateur). La chambre de combustion externe était responsable de la génération de chaleur dans la section chaude. Du kérosène, de l'essence sans plomb ou du diesel y était chauffé (en option). Un ventilateur à air chaud fournissait de l'air chaud à la chambre de combustion externe. Là, la combustion a eu lieu grâce à un rapport air/carburant équilibré et cette chaleur s'est donc retrouvée dans la partie chaude du circuit fermé.

Circuit fermé adapté à l'hélium

Le fluide de travail dans le circuit fermé était initialement de l'hélium, qui était stocké dans un réservoir au-dessus de l'essieu arrière. L'expansion du fluide de travail a provoqué une pression. Et cela a permis au moteur GM Stir-Lec de charger les quatorze batteries au plomb via un alternateur. Ces batteries de 12 volts ont trouvé une place à l'avant du corps Kadett.

Autres applications dans le GM Stir-Lec

Les ingénieurs ont également installé un petit moteur électrique (un moteur à induction triphasé). Cela tirait l'énergie des batteries et fournissait l'entraînement. Cela a été transféré aux roues arrière via une transmission automatique (engrenage 3:1) et un différentiel. De plus, les autres éléments nécessaires - tels qu'un convertisseur DC/AC et des systèmes de contrôle - ont été placés dans le prototype. Les Américains ont choisi cette configuration pour une raison. Le moteur Stirling convenait à diverses sources de chaleur/combustibles en raison de sa chambre de combustion externe. De plus, le moteur soulageait l'environnement, car, en partie à cause du circuit gaz/air fermé, moins de carburant externe était nécessaire. En conséquence, moins d'émissions ont été émises.

Quelques inconvénients

Cependant, il était coûteux de construire un bon moteur Stirling (périphériques appliqués) et l'étanchéité primordiale du circuit fermé montrait des vulnérabilités. L'impossibilité pratique de développer une accélération rapide et de garder la puissance modeste en raison de la prévention de la surchauffe parlait également moins en faveur de ce type de moteur ECE.

GM a fièrement présenté une publicité en août 1969, avec une coupe transversale du GM Stir-Lec 1 ©GM Company

Bon fonctionnement, belle plage à des vitesses inférieures.

Mais l'opération était pratiquement silencieuse, et l'efficacité de cette technique était élevée. Converti, le Stir-Lec était plus économique qu'une voiture comparable avec un moteur à combustion interne. Le moteur Stir-Lec fonctionnait à une vitesse constante de 2.800 18 tours par minute. Les quatorze batteries, combinées à une alimentation maximale en combustible/source de chaleur de 250 litres, offraient une autonomie de 350 à 50 kilomètres à une vitesse de 90 kilomètres par heure. Lorsque le Stir-Lec roulait à vitesse maximale (50 kilomètres à l'heure), l'autonomie diminuait considérablement pour atteindre une valeur de 60 à 40 kilomètres. L'autonomie basée sur la conduite entièrement électrique (donc uniquement sur les batteries) était d'environ 1.550 kilomètres. De plus, la voiture - en partie à cause de l'emplacement des batteries - pesait XNUMX XNUMX kilogrammes.

Fier, mais jamais en série

General Motors était fier du GM Stir-Lec I. L'entreprise américaine a développé une publicité pour le premier Stir-Lec avec le titre « Une voiture électrique qui fabrique sa propre électricité ». Mais General Motors n'avait pas encore fini de développer le Stir-Lec.

Le GM Stir-Lec II

Il y avait un Stir-Lec II, qui reposait davantage sur des périphériques fonctionnant selon le principe du courant continu et une électronique de fonctionnement plus compacte et plus simple. Le réducteur a disparu au profit d'un réducteur à friction, et le moteur à induction triphasé a été remplacé par un moteur électrique à courant continu. Et le circuit fermé du moteur Stirling était maintenant rempli d'hydrogène, au lieu d'hélium. Le Stir-Lec II était légèrement plus lourd et légèrement plus rapide. En termes de gamme, il a suivi le rythme du Stir-Lec I. Les prototypes Stir-Lec ne sont jamais entrés en production en série. Les coûts de production élevés et les raisons potentielles associées au prix d'achat élevé et la demande d'espace pratique associée à la technologie étaient des raisons importantes. Dans ce dernier cas, les applications étaient beaucoup moins compactes qu'aujourd'hui.

Notion de prévoyance

Mais l'utilité du GM Stir-Lec était prévisible. Dès le début, le concept a formulé un aperçu des considérations environnementales, de l'utilisation multiple des sources de chaleur et de la réalisation d'économies de carburant. Des décennies plus tard, les ingénieurs peuvent toujours utiliser ces informations dans des variantes modernisées comme point de départ pour une technologie à faibles émissions et une économie de carburant. Cela indique qu'il y avait peu de mal avec la pensée de base derrière les prototypes GM Stir-Lec il y a plus de cinquante ans.

3 Commentaires

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  1. Tout cela à une époque où le moteur électrique n'était pas aussi économique qu'aujourd'hui et où les batteries n'étaient même pas une fraction des batteries li-ion d'aujourd'hui.
    Sans parler des règles de conduite.
    À cette époque, de nombreux véhicules électriques, comme ceux du boulanger qui conduisait son chien d'acier Spijkstaal dans la rue, consommaient autant à basse vitesse qu'à grande vitesse.
    Car à basse vitesse, une partie de la puissance était simplement consommée par une sorte de bobine incandescente qui convertit l'excès de puissance en chaleur.

    Google une voiture électrique HaWe, ils utilisent toujours le même principe

  2. Si cette technique avait reçu autant d'attention pendant 50 ans que ses frères essence et diesel à deux temps, quatre temps, alors nous avons probablement tous conduit aujourd'hui avec cette belle technologie au lieu des voitures électriques politiquement poussées.

  3. En tout cas, c'est beaucoup plus joli que les petits pains à pouding Prius d'aujourd'hui. Et articles associés 🤢 Et avec seulement 1550 kg, grâce aux batteries plomb-acide, pas même significativement plus lourdes.

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