Ogromna moc w małej obudowie – jak działa nowatorski silnik Koenigsegga?

Zupełnie nowy silnik elektryczny opracowany przez Koenigsegga jest niewielki. Waży mniej niż 30 kg, a rozwija moc 340 KM. Odkrywamy, jak działa nowatorski silnik Quark. 

Firma Koenigsegg znana jest z produkcji potwornie szybkich hipersamochodów, dążenia do perfekcji oraz z nowatorskich rozwiązań. Przykład? Pierwsza obręcz do samochodu wykonana z włókna węglowego czy nowatorska 3-cylindrowa, bezkrzywkowa jednostka spalinowa, generująca z 2 litrów pojemności moc 600 KM.

Teraz przyszedł czas na silnik elektryczny – w końcu dzisiaj elektromobilność jest odmieniana przez wszystkie przypadki.

Silnik Quark – z dwóch światów

Quark łączy w sobie cechy dwóch najbardziej popularnych konstrukcji silników elektrycznych – radialnych i osiowych. Dzieje się tak, dzięki rozwiązaniu „Raxial Flux”.

Jak działa silnik radialny? Wyobraźmy sobie parę koncentrycznych kręgów z wewnętrznym wałem obracającym się w nieruchomym pierścieniu (w niektórych konstrukcjach zewnętrzny pierścień obraca się wokół nieruchomego środka). Energia elektromagnetyczna, czyli strumień przepływa promieniowo pomiędzy częścią zewnętrzną i wewnętrzną, wprawiając silnik w ruch.

Z kolei konstrukcja silnika ze strumieniem osiowym przypomina dwie ułożone na sobie monety, z których jedna się obraca, a druga jest nieruchoma. W tym typie jednostki napędowej ścieżka strumienia jest równoległa do osi obrotu.

Tańsze w budowie jednostki o strumieniu radialnym są jedynym typem silnika, które można znaleźć we współczesnych samochodach elektrycznych. Mają one jednak swoje wady – wymagają większej liczby obrotów, aby wygenerować szczytową moc, dlatego producenci, jak Porsche i Rimac, a wkrótce także Mercedes-Benz i Polestar, dodaje do nich przekładnię redukcyjną, co oznacza dodatkowe masę i większe komplikację układu.

Silnik o strumieniu osiowym oferuje wyższy moment obrotowy w niskim zakresie obrotów, nie wymaga przekładni, ale na jego wirnik działa znaczna siła odśrodkowa, więc musi być wykonany z wyjątkowo lekkich i wytrzymałych (czyli kosztownych) materiałów.

Jak działa silnik Quark?

Celem Christiana von Koenigsegga było stworzenie silnika o szerokim zakresie mocy, typowym dla konstrukcji osiowej, ale bez rezygnacji z mocy szczytowej, cechującej jednostkę o strumieniu promieniowym. Jego silnik łączy w sobie pożądane cechy obu rozwiązań. W dużym skrócie działa na zasadzie strumienia osiowego, ale cewki tego silnika mają pewną adaptację. Dzięki niej strumień magnetyczny dociera również do promieniowej krawędzi cewek.

Ze względu na sposób działania Koenigsegg opisuje swój silnik jako o strumieniu osiowym, ale ze ze znaczną ilością strumienia promieniowego. Taka konstrukcja pozwala na uzyskanie kompaktowej jednostki o dużym momencie obrotowym przy niskich prędkościach i wysokiej mocy szczytowej. Quark nie wymaga przekładni redukcyjnej, a maksymalne moc i moment obrotowy, odpowiednio o wartości 340 i 600 Nm, są osiągane przez 20 sekund. Po tym czasie spadają do około 150 KM i 244 Nm.

Wał silnika Quark wykonano ze stali próżniowej 300M, wykorzystywanej w sportach motorowych czy lotnictwie, a wirnik powstał w technologii pustych włókien węglowych. Co ciekawe silnik jest bezpośrednio chłodzony cieczą.

Zastosowanie silnika Quark

Quark powstał z myślą o Koenigseggu Gemera, będącym czteromiejscowym hybrydowym hipersamochodem. W przypadku tego auta 3-cylindrowa, podwójnie turbodoładowana jednostka bezkrzywkowa o mocy 600 KM napędza przednie koła przy wsparciu Quarka, natomiast za wprawianie w ruch tylnych odpowiadają dwa silniki elektryczne. Wytwarzają one moc 500 KM i mają nieco inną konstrukcję niż Quark.

Koenigsegg wprowadza na rynek również samodzielny elektryczny zespół napędowy o nazwie Terrier, składający się z dwóch silników Quark, przekładni planetarnej dla każdego z nich oraz z falownika. Wytwarza on 680 KM i moment obrotowy o szczytowej wartości 1100 Nm.

Właściciel firmy ma nadzieję, że po Quarka ustawi się kolejka firm z przemysłu morskiego i lotniczego. Koenigsegg ma zamiar udzielać licencji zainteresowanym stronom. Niewykluczone, że powstanie tańsza wersja silnika tej szwedzkiej firmy, opracowana przy wykorzystaniu bardziej konwencjonalnych materiałów.

Jeśli zatem budujesz samochód elektryczny we własnym garażu, może on być wyposażony w silnik Quark lub układ napędowy Terrier. Oba rozwiązania dostępne są na rynku. Niestety, cena na razie nie jest znana.