A világ első automobilját, Leonardo Da Vinci "autóját" még farugó hajtotta (1495), Cugnot "autóját" már gőz (1770). 

Sokan hittek abban, hogy a perpetum mobile az igazi motor. A számtalan ötlet közül csak néhány.

Maradjunk abban, hogy a gépjárművek hajtására általában kémiai vagy villamos energiát használnak.A kémiai energiát a tüzelőanyagok (ha a motorról beszélünk), illetve hajtóanyagok (ha már a gépjárműről van szó), hordozzák, amelyek általában folyékony halmazállapotúak (benzin, gázolaj) mind gyakrabban gázok (pl. propán-bután), de előfordulhat szilárd anyag is (pl. faszéngenerátoros üzem esetén). A tüzelőanyag elégetésével nyert hőenergiát valamilyen munkaközeggel közöljük. Attól függően, hogy a munkaközeg maga az égéstermék (gáz) vagy valamilyen idegen anyag, pl. víz vagy levegő, beszélünk belsőégésű és külsőégésű erőgépekről. Mindkét esetben gáznemű munkaközeget kapunk, amelynek segítségével mechanikai energiát állítunk elő. Attól függően, hogy a munkaközegnek a nyomását vagy a mozgási energiáját hasznosítja az erőgép, vannak aerosztatikus (térfogatkiszorításos) és aerodinamikus erőgépek.

A villamos hajtást szintén két csoportba osztjuk
- külső energiatáplálású (pl. trolibusz), 
- belső energiatárolású.

Az utóbbinál a tárolt energia lehet közvetlenül villamos energia (pl. akkumulátorban) vagy kémiai energia, amiből közvetlenül villamos energiát kapunk (pl. tüzelőanyag-cellával). Nem tartoznak ebbe a kategóriába azok a járművek, amelyekben villamos motor hajtja ugyan a kerekeket, de a villamos energiát valamilyen belső- vagy külsőégésű erőgéppel, esetleg felpörgetett lendkerékkel hajtott dinamóból vagy generátorból nyerjük. Itt ugyanis az erőgép - a motor, vagy a lendkerék - már szolgáltatja a jármű hajtásához szükséges mechanikai energiát, a villamos rész csak az erőátvitel szerepét tölti be, ugyanúgy, mint mondjuk egy szivattyúból és hidromotorokból álló hidrosztatikus hajtás. Viszont foglalkozni fogunk olyan hajtással, melyben a villamos motor és a belsőégésű motor egyidejűleg, közösen hajtja - bizonyos üzemállapotban - a járművet (hibrid hajtás).

Belsőégésű aerosztatikus erőgépek

A legelterjedtebb gépjárműmotor-fajta. Működési alapelvük, kialakításuk legfőbb jellemzői közismertek. A részletekbe menő ismertetésre a későbbi fejezetekben kerül sor.

Belsőégésű aerodinamikus erőgépek

A gázturbinákat korábban legfeljebb hajók és vasúti járművek hajtására használták, az utóbbi években közúti járművekbe is beépítik. Igaz, olyan autót, amelyiket gázturbina hajtott, sorozatban csak egy gyár állított elő. Viszont az utóbbi időben megjelentek olyan hibrid gépjárművek, amelyben belsőégésű motor helyett gázturbina hajtja a villamos áramot előállító gépet (dinamót, generátort). A gázturbina alapelve: az elégetett tüzelőanyaggal felmelegített, s így kitágulni kényszerülő gáz (levegő + égéstermék) az égéstérből kipréselődve turbinalapátnak ütközik, s az átveszi az áramló gáz kinetikai energiáját.

A gáz „előállítására" két mód van. Eleinte inkább az ún. szabaddugattyús megoldással próbálkoztak, azonban egyszerűsége és jó fajlagos tömege ellenére sem tudott elterjedni (nehezen indítható, túl gyors az alapjárata, részterheléskor rossz a hatásfoka stb.).

A gázturbinához centrifugális légkompresszort és külön égésteret használnak. A kompresszor beindítására villamos motor szolgál, de később egy segédturbina hajtja, ami természetesen az előállított gáz kinetikai energiájának egy részét felhaszŹnálja, s csak a maradék jut a munkaturbinára. 

A gázturbina fordulatszáma kb. tízszer akkora, mint egy korszerű dugattyús motoré, ezért a hajtóműben lényegesen nagyobb áttételre van szükség. Gyakorlatilag a hajtómű egy részét már magába a gázturbinába építették be (egy állandó áttételű bolygóműves reduktor), hogy a továbbiakban a hagyományos hajtóműelemeket lehessen használni. Természetesen a gázturbina kedvezőbb karakterisztikája miatt lényegesen kevesebb fokozatú sebességváltóra van szükség, legtöbbször elegendő két fokozat.

A gázturbinák termikus hatásfoka ma még nem kielégítő. Javítására két lehetőség van: hőcserélő beépítése, vagy nagyobb nyomásviszony alkalmazása. 

A gázturbina előnyei:
- kevés alkatrész, kisebb tömeg (30...40' %), kisebb méretek;
- nincs szükség hűtésre, nincs fagyveszély stb.;
- nincs állandóan működő gyújtás;
- kevés a súrlódó, pontos megmunkálást és kenést követelő alkatrész (ezért javítása egyszerűbb); 
- olajfogyasztása csekély; 
- olcsó tüzelőanyaggal működik, kerozin (tisztított petróleum) is használható;
- a gázturbina alkatrészei üzem közben csak forgó mozgást végeznek;
- induláskor nincs szükség tengelykapcsolóra;
- a sebességváltó egyszerűbb, legtöbbször két fokozata van előre és egy hátra;
- még alacsony hőmérsékleten is könnyen indítható; 
- gyorsulása kedvezőbb, fokozat nélküli, legnagyobb nyomatékát indításkor fejti ki;
- kezelése egyszerűbb, az indítása, kapcsolása stb. lényegesen könnyebb, mint a dugattyús motoroké,
- karbantartása egyszerűbb;
- a kipufogógázok lényegesen kevesebb szennyező anyagot tartalmazŹnak, csak tizedét az azonos teljesítményű benzinmotorénak.

Hátrányai:
- a hatásfok nem kielégítő.
- az égéstér és a turbinák szerkezetei különleges nagy szilárdságú és hőálló anyagot igényelnek, a nagy szilárdságú anyagok (titán, volfrám, nikkel, króm stb.) drágák, megmunkálásuk nagy hő- és mechanikai szilárdságuk miatt nehéz, illetve drága öntési eljárást igénylő, a gázturbina előállítási ára tehát nagyon nagy;
- nagyok a fordulatszámok (30...70 ezer percenként), emiatt különleges csapágyakat kell alkalmazni;
- a munkaturbina nagy fordulatszáma miatt nagy fogaskerék-áttételt kell alkalmazni;
- a kisebb sebességeken nincs hatásos motorfék; 
- az indítómotor hibája esetén megtolással nem indítható;
- üzeme zajosabb, mint a dugattyús motoroké, bár ezt a hibát az utóbbi időben lényegesen csökkentették:
- nagy nyomással távoznak az égéstermékek (fölfelé irányítják a kipufogást);
- élettartama rövidebb, mint a dugattyús motoroké.

Sajnos, a hátrányok erősebbek az előnyökhöz képpest. Az első gázturbinás autót Chrysler építette 1963-ban. Más autógyárak is kísérleteztek a gázturbinával, főleg versenyautókhoz, nem sok sikerrel. Volt olyan próbálkozás, hogy a gázturbinával propellert hajtottak, amit az autó hátuljára szereltek, hogy tolja az autót:

A cél a sebességrekord megdöntése volt, ami sikerült is, de az igazi autósok ezt nem sokra becsülték: szárny nélüli repülőgépnek csúfolták. 

Az utóbbi időben viszont új feladatot kapott a gázturbina: pici méretének köszönhetően akkutöltő dinamó hajtására bevált. 

Külsőégésű aerosztatikus erőgépek

Az automobilizmus őskorában sokáig nem dőlt el, hogy a benzinmotor vagy a gőzmotor lesz-e a győztes. A múlt század elején úgy tűnt, a benzinmotor győzött. Néhány éve azonban megint felbukkantak kísérleti gőzmotorok, most már a mai technológiával a háttérben.

>A gőzmotor a dugattyús gépen kívül sok kisegítő szerkezetet igényel (lásd jobb oldali ábrát is), többet, mint a belsőégésű motor: csőkígyós kazán, égő és fúvó, gyújtóberendezés, gőznyomás-, hőmérséklet- és mennyiségszabályozó, elzáró szelepek, indítómotor, tápszivattyú, kondenzátor, ventillátor, olajleválasztó stb.

A dugattyús gőzmotor kialakítása és elrendezése hasonlít a belsőégésű motorokéhoz, természetesen komplikált égéstér, gyújtógyertya stb. nélkül. A hengerek esetleg nem egyforma átmérőjűek: a gőzt először a kisebb (nagynyomású) hengerekbe vezetik, azután a nagyobb hengerekbe. A kazán legtöbbször 50...100 méteres csőből áll spirálba görbítve. A benne levő víz fél perc alatt gőzzé válik. A gőz nyomása eléri a 4-5 MPa-t, hőmérséklete a 300...400 °C-ot. Tüzelésre lényegében bármilyen folyékony tüzelőanyagot használhatunk. Az égés folytonos, egyenletesen erősödő vagy gyengülő, a gőzfogyasztástól függően. A kondenzátor autóhűtőhöz hasonlít, csak annál 2-3-szor nagyobb.

A gőzmotor fajlagos tömege nagyon nagy. 

A kenésre - a magas hőmérséklet miatt - nagyon kényes. Fajlagos fogyasztása nagy. Termikus hatásfoka 15...30 %, között van. Nyomatéki karakterisztikája rendkívül előnyös. Mindkét forgásirányban működik. A kipufogó gázok összetétele kedvező.

Ma is kísérleteznek gőzmotorokkal. Érdemes megnézni néhány kísérleti példányt.

Ugyancsak kísérleteznek sűrített levegővel működő motorokkal is. Az alapelv hasonlít a gőzmotorokéhoz. A gőzmozdonyt hajtó "motor" két, egymás fölött lévő hengerből áll, az alsó a munkahenger, a fölső a vezérlő dugattyút rejti, ami felváltva engedi be a gőzt a nagy dugattyú egyik vagy másik oldalára. 

Az aerosztatikus külsőégésű erőgépek kategóriájába tartozik a hőlégmotor is, az ún. Stirling-motor. Szintén régen ismert elv felújítása. Az mutatja a Stirling-motor elvi felépítését és működését. Négy munkafázisa van (a dugattyúk útdiagramja idealizált!):

1. sűrítés a hideg térben, a két dugattyú között; 
2. átömlés a meleg térbe;
3. expanzió;
4. visszaömlés a hideg térbe.

A visszaömlés során a következő folyamat játszódik le: az expandált, de még forró, sőt a kazán által az utolsó pillanatig melegített levegő a regenerátort (nagy hőkapacitású anyag, pl. korund vagy lítium-fluorid) fölmelegíti, a meleg nagy részét leadja, majd a maradék hőt a hűtő elvonja, s a levegő hidegen lép be a két dugattyú közé. Az összesűrített levegő átömlésekor először kicsit lehűl a hűtőn átáramolva, de a regenerátorban fölmelegszik a korábban otthagyott hő miatt. A kazánon áthaladva további hőt vesz fel, s így munkavégzésre alkalmassá válik.
Munkaközegként levegő helyett héliumot vagy hidŹrogént is használnak. A motor hatásfoka 30 % körül van.

Külsőégésű aerodinamikus erőgépek

A gőzmotor és a gőzturbina közötti különbség lényegében csak abban van, hogy a fejlesztett gőzt nem dugattyús gépben, hanem turbinában expandáltatjuk. Közúti járművekbe gőzturbinát eddig nem építettek be.

Villamos erőgépek

Külső áramforrás esetén (trolibusz) a járművön csak a villamos motor(-ok) és a szabályozó-(vezérlő-) berendezések vannak. Általában soros vagy vegyes gerjesztésű egyenáramú motorokat használnak. A vezérlés a következő műveletekre vonatkozik: indítás, sebességszabályozás, villamos fékezés és hátramenet.

A trolibusz nem alkalmas arra, hogy teljesen kiszorítsa a belsőégésű motorral hajtott járműveket (autóbuszokat), elsősorban a kötött pálya miatt, de a nagyon nagy üzemeltetési költségek (felsővezeték!) miatt sem.

Villamos autóval már régen kísérleteztek (jobb oldali kép), de hosszabb szünet után már megjelent a korszerű villamos autó is. 

A kötetlen pályát a saját áramforrás jelentené. Sajnos, ma még nem áll rendelkezésre olyan olcsó áramforrás, aminek a tömege is elviselhető lenne. A kísérletek a következő áramforrásokkal folynak:

- Akkumulátor. Kísérleteznek a hagyományos ólomakkumulátorral is, de más fémekkel is próbálkoznak (pl. ezüst-cink). A legújabb akkumulátor a  szilárdtest akkumulátor, melynek energiakapacitása 2–3-szor nagyobb, mint egy hagyományos lítium-ionosé és nem tartalmaz illékony, gyúlékony anyagokat. Nagy előnye a jelentősen kisebb helyigény is. Ez elsősorban a villamos hajtást szolgálja.

- Galvántelep. A legkülönbözőbb anyagokat próbálták ki elektródaként, ill. elektrolitként (kálium, kén, cink, levegő stb.), a legkülönbözőbb kombinációkban, de üzemszerű felhasználásra még egyik sem került.

Tüzelőanyag-cella. Neve arra mutat, hogy oxidáció játszódik le benne, de olyan, amelyikben a felszabaduló energiának csak egy részéből lesz hő, nagyobbik részéből elektromos energia keletkezik (az elektromos vízbontás ellentéte). Legjobban a tiszta hidrogén tüzelőanyagú cellákat dolgozták ki. A kálium-hidroxid vizes oldatába két porózus szénelektróda merül, az egyikbe hidrogént, a másikba oxigént (levegőt) vezetnek be. Az elektrolitba jutó gázok bonyolult folyamat során vízzé egyesülnek, közben az elektródákon feszültség alakul ki. A valóságban igen sokféle elektródát és elektrolitet próbáltak ki, és jó elektrokémiai katalizátor után is kutatnak.

A hibrid elektromos hajtás és az akkumu-
látoros elektromos hajtást a várhatóan a közeljövőben forradalmasító szilárdtest akkumulátorok mellett az abszolút zöld hidrogén tüzelőanyag-cellás hajtás fog élenjárni. Egyelőre csak prototípustok készülnek, melyek hatótávja egyre nő. A Toyota kísérleti modellje már több mint 480 kilométer tesz meg egyetlen feltöltéssel, mindeközben vízgőzön kívül semmi mást nem bocsájt ki a környezetbe. Ugyancsak a Toyota jár az élen, amikor a hibrid hajtást kiegészíti napelemes üvegtetővel.

A hidrogén mellett szén, metilalkohol, hidrazni stb. "hideg égetésével" is próbálkoznak, sőt szénhidrogének (benzin) felhasználásával is. Az utóbbit közvetlenül anódosan még nem sikerült oxidálni, csak közvetve: előbb "reformálással" alkotórészeire kell bontani.

Ahogy említettük, villamos autót már száz évvel ezelőtt is építettek. 

Az utóbbi évtizedben divatba jött a villamos motorok párosítása a belsőégésű motorokkal. 

Az ún. hibrid-hajtással a későbbi fejezetekben lesz szó.

Végül nézzük meg itt, miféle hajtóanyagokjöhetnek még szóba!