A hidrogén nem csak az üzemanyagcella hajtóanyaga lehet, belső égésű motorokban is használható, de a dugattyús gépek rossz hatásfoka a gáz tiszta égése ellenére is komoly akadály. Legalább is az volt eddig.
Az Astron Aerospace az Egyesült Államokban, Kansas-ben működik és csak néhány éve létezik, kifejezetten repülőgépek gázturbináinak fejlesztésére és azok alkatrészeinek gyártására alapították. A profi hajtóműves csapat 2020-ban határozta el, hogy az autóiparban is szerencsét próbál. Mindössze két év fejlesztés után, 2022-ben bemutatott különleges szerkezetű, Omega 1 nevű prototípus motorjukat eredetileg akkus-elektromos autókba szánták, hatótáv növelőnek, azaz főleg generátorhajtásra, de idő közben rájöttek, hogy akár közvetlenül autómozgatásra is remekül használható.
Több leírás is Wankelként emlegeti, de valójában, a különleges szerkezet csak annyiban hasonlít Felix Wankel találmányára, hogy tárcsák forognak benne. Az égés is az egyik tárcsa és a motorblokk fala között zajlik. A látványos és könnyű kisgép már első változatában is csak 19 kilót nyomott, miközben 160 LE-t teljesített, és 230 Nm-t termelt. Működését nem könnyű leírni (érdemes megnézni hozzá a videót), de megkíséreljük.
A könnyűfém házban összesen négy tárcsa forog. A képeken is látható módon, két csőszerű főtengelyen egymás mellett és felett. A két egymás feletti főtengelyt egyszerű fogaskerékpár kapcsolja össze, tehát amikor a motor jár, egymással ellentétes irányba forognak. Az egyik alsó-felső tárcsapár a motor „hideg” oldala, és csak a friss levegőtöltet beszívása és sűrítése a feladata. A másik a „meleg” oldal, ott történik az égés és a kipufogás, meg persze ott keletkezik a teljesítmény.
A friss levegőt a hideg oldal alsó tárcsája szívja be, egyszerű, kicsit a kétüteműekére emlékeztető tárcsás-résvezérléses módszerrel. A tárcsák anyaga alumínium, mindegyik szinte teljesen sima, és koncentrikusan forog a főtengellyel. Itt nincs olyasfajta forgó-bolygómozgás, mint a Wankelekben. A tárcsák hengeres, kivéve, hogy az alsókból kiáll egy-egy „fog”, a felsőkbe pedig egy-egy ezekez passzoló „fogárkot” martak.
A friss levegőt a hideg oldal alsó tárcsájának foga szívja be (de akár kompresszor is benyomhatja), majd közel egy fordulatot megtéve (szintén résvezérléses elven) a felső tárcsa árkával összefordulva, bepréseli a két tárcsapár között, a motoröntvényben kialakított előkamrába. Ide érkezik meg a hidrogén, gázhalmazállapotban, mindenféle különleges befecskendező rendszer nélkül, hiszen eleve nagynyomású (700 bar) tartályokban tárolják, akár az üzemanyagcellás elektromos autókban.
Az előkamrából az ott összesűrített levegő-hidrogén keverék szintén résvezérléssel süvít át a motor túlsó oldalára, az ottani alsó tárcsa foga mögötti térbe, ahol izzítógyertyák begyújtják.
A meleg oldal alsó tárcsájának foga mögött kialakuló lángfront forgatja a tárcsát, azaz itt keletkezik a teljesítmény. A kipufogógázokat a meleg oldali tárcsapár alsó fogának és felső árkának összefordulása keltette nyomás préseli ki a motorból, forgótárcsás résvezérléssel.
Az Astron Aerospace a tavaly bemutatott Omega 1 nevű prototípus óta továbbfejlesztette a szerkezetet. A teljesítményadatok (160 LE, 230 Nm) nem változtak, de az immár H2 Starfire néven emlegetett gép még néhány kilóval könnyebb lett (16 kg), miközben alkatrészeinek száma 114-ről 82-re csökkent. A tesztek szerint a hidrogén közel tökéletesen ég el a furcsa motorban, azaz a kipufogón nagyrészt vízgőz távozik, meg persze némi nitrózus gáz, amit redukciós katalizátorral jól lehet kezelni.
Koromkibocsájtás gyakorlatilag nincs, de a kenésről nagyon visszafogottan nyilatkoznak az Astron mérnökei. Azt mondják, a tárcsák oldalaira, és a fogak élére nem kell külön tömítés, viszont elismerik, hogy ezzel a megoldással minimális mennyiségű motorolaj mindig bejut az égéstérbe. A kipufogógázok kezelésénél erre is számítani kell. Szerintük azonban sokkal fontosabb a motor egyszerűsége, kis tömege, kompakt mérete és 80% (!) feletti termikus hatásfoka.
Ráadásul több Starfire is sorban egymáshoz kapcsolható, így egy nagyjából 32 kilós, összesen nyolctárcsás gép 320 LE, és 460 Nm leadására lenne képes. A tervezők szerint az Euro7 emissziós norma teljesítése hidrogénnel biztosan nem jelent gondot, de a motor akár benzinnel is járatható, sőt, kiviteltől függően kompresszió-gyújtással, azaz gyertyák nélkül is működhet.
Nehezen látható, de működésében valójában megvan minden ütem (szívás, sűrítés, expanzió, kipufogás), azaz az Omega 1 és a H2 Starfire is négyüteműnek tekinthető, miközben – az „ütemek” szétválasztása miatt – minden főtengelyfordulatra jut bennük égés! Fontos előnyként említik, hogy részterhelésnél és alapjáraton elég, ha minden ötödik-tízedik fordulatnál adagolnak hidrogént, a többi kihagyható, amitől csökken a fogyasztás és az emisszió is.
Egyelőre két prototípus létezik, egy a korábbi Omega 1-esből és egy a Starfire-ből. Egyiket sem szerelték autóba még, de a próbapadokon látványos eredményeket produkálnak. Az Astron fejlesztőit megkérdezve az is kiderült, hogy a sorozatgyártásban ők hidrogénnel terveznek, és leginkább nem közvetlen hajtásra, sokkal inkább generátorforgatásra szánják hajtóművüket; és persze várják az első vevőket.
SZG
Szívesen olvasnál tartalmakat offline is? Fizess elő az AzAutó magazinjára. Az előfizetés díja 9 960 Ft / év.
Az interneten rendeltünk javítófestéket korábbi tartósteszt Fiat Tipónkhoz, hogy eltüntessük a hátsó lökhárító apró sérülését.
Egy kis spanyol vállalkozás, az Innengine egyszerű és könnyű ellendugattyús négyhengeres kétüteműt tervezett.
A Ducati több mint 25 éve nem gyártott egyhengerest; most mégis kirukkolt eggyel, rögtön a világ legerősebb ilyen szerkezetű, sorozatgyártású négyüteműjével.
