Sűrített levegővel hajtott autó

A sűrített levegővel hajtott járművek története egyidős a motorizációval. A XIX. század második felében főleg bányamozdonyok hajtására terjedt el ez a tűzbiztos technológia, de egy időben a párizsi villamost is levegő hajtotta. A sűrített levegőt használták tengeralattjárók mozgatására is, a torpedók hajtására pedig egész sokáig nem is használtak mást. Angliában 1903-ban még légautó-gyártó vállalat is alakult, de a londoni Liquid Air Company nem sokáig maradt életben. A nyomatékszegény légautókat és a drága újratöltést nem kedvelték meg a benzin- és gőzmotoros kocsikkal is ez idő tájt ismerkedő emberek.

A technológia legnagyobb problémája manapság már más, hiszen a nyomaték megfelelő áttételezéssel megnövelhető. A gondot inkább a nyomás alól szabaduló levegő erős lehűlése jelenti. Ha a sűrítéskor keletkezett hőt nem „adjuk vissza” a rendszernek valahogy, pazarló is lesz a léghajtás és fagyveszély is jelentkezik a legváltozatosabb pontokon. További probléma, hogy a légmotor legalább olyan zajos, mint amilyen környezetbarát.
Időről időre azért máig előkerül a levegővel hajtott autó ötlete. Igaz, a levegő ingyen van, de a sűrítése nem kis pénzbe kerül. 

Az 5 szívószelep nyitott állásában 30 bar nyomású sűrített levegő tolja lefelé a kisebbik dugattyút, egészen az alsó holtponti helyzetének közeléig, miközben a nagyobbik dugattyú – a különleges forgattyús mechanizmusának köszönhetően – mindvégig a felső holtponti helyzetének közelében tartózkodik. A szívószelep zárását követően a beáramlott sűrített levegő átáramlik az expanziós hengerbe, ahol az expanzió során lefelé mozdítja a nagyobb dugattyút. Amikor a dugattyú eléri az alsó holtponti helyzetet, a nyomás csupán kb. 1,2 bar (vagyis a befektetett munka nagy része hasznosul), majd a levegő a nagyobb dugattyú felfelé mozgásával távozik a hengerből.

A nagyobbik dugattyú tetején található egy koncentrikusan elhelyezkedő kisebb dugattyú, amely kisebb terhelések esetén légkompresszorként biztosíthatja a motor működtetéséhez szükséges sűrített levegő egy részét. A kompressziós ütemben ugyanis 30 bar nyomásra képes sűríteni az előzőleg beszívott légköri levegőt a nagyobbik dugattyú „kinövése”. Ez a sűrített levegő aztán átmegy a külső égéstéren/levegő-előmelegítőn. Mivel itt állandó nyomáson hevül fel, ezért a térfogata 3...5-szöröse lesz, mielőtt eléri a kisebb dugattyút. Az MDI-féle aktív kamra (a két dugattyú közös „égéstere”) tehát, egy hagyományos belső égésű motorral összevetve, kétszer akkora hatékonyságot tesz lehetővé, mivel ugyanaz a sűrített gázmennyiség kétszer kerül felhasználásra. További előny, hogy a különleges forgattyús mechanizmusnak köszönhetően a két dugattyú 270 fokos elforduláson keresztül hajtja a főtengelyt, szemben a hagyományos 180 fokkal. 

Szintén az aktív kamrának tulajdonítható, hogy a motor nyomatéki görbéje igen lapos, ami azt jelenti, hogy mind a nyomaték, mind a motorikus hatásfok minden fordulatszám-tartományban közel állandó. Ez autóipari felhasználás esetén egyszerűbb tengelykapcsolót és nyomatékváltót eredményezhet, stabil motorok esetében pedig nagyobb teljesítményszintet. Jelen állapotában az MDI-motor hatásfoka körülbelül 40%. A mérnökök azonban már tovább gondolkodtak, és 80%-os hatásfoknál tartanak (kivett energia per befektetett energia). Mindez a közeljövőben bevetésre kerülő „hideg égésfolyamattal”
és szolártermikus vagy hőszivattyús levegőmelegítéssel érhető el. A vízió szerint a jelenlegi 2,5 liter/100 km-es fogyasztás helyett a jövőben az 1 l/100 km-es fogyasztás is elérhető lesz. (Hegedüs Tamás teljes cikkét itt olvashatják.)

Már gyártottak kísérleti példányt, amelyik 350 kilométert fut egy feltöltéssel (bal oldali ábra). Viszont feltaláltak olyan, sokkal egyszerűbb szerkezetet is, amit egyelőre nem építettek be autóba. Itt hengerenként egy dugattyú van, amelyik egyik véghelyzetében beengedi a sűrített levegőt, a mésik végében kiengedi a nyomását vesztett levegőt (jobb oldali ábra.).

Azonban nem érezhető, hogy a közeli jövőben a bennük rejtező technológia képes lenne versenyre kelni a hagyományos belsőégésű vagy a lendületesen fejlődő elektromos autók konstrukciójával.