מה שמתאים לכם – מנועים

Drive Time 30 ביוני 2020 3,892 Views

אתם מסובבים מפתח, או לוחצים על כפתור והמכונית שלכם מוכנה לנסיעה. לעיתים מורגשות רעידות, נהימת מנוע קלה, גרגור, לפעמים השקט מוחלט.
מנוע בנזין, דיזל, היברידי, כזה עם טעינה חיצונית או ללא. או אולי זה רק מנוע חשמלי שמניע לכם את הרכב?
כיום, קיימות גישות שונות למנועים של רכב, ועלול להיות קשה מאד להצליח לעקוב אחרי מה שעומד מאחורי כל אחת ואחת מהן, אבל, לא פחות חשוב להבין את ההבדלים ביניהן, מכיוון שלא כל רכב "היברידי" או "חשמלי" מתאים בדיוק לצרכים שלכם.

אבל רגע לפני שנתניע, בואו נעשה קצת סדר.

כולנו משתמשים במושג "היברידי", כאשר מעט מאד יודעים אכן מה עומד מאחוריו.
היברידי, פירושו בעברית "בן כלאיים", וזה, כמובן, יכול לשפוך לפחות מעט אור על תחילת כניסתם של כלי הרכב ההיברידיים לחיינו. "אופניים חשמליים" הם למעשה "אופניים היברידים" כיוון שהמנוע החשמלי נועד לעזור לכח ההנעה העיקרי – הרגליים.

על הטווח שבין רכב שנוסע רק על דלק לבין רכב שנוסע רק על חשמל, נמצאים לא מעט בני כלאיים היברידיים כאלה, המשלבים בין מנוע הבעירה הפנימית לבין מנוע חשמלי.

מימין לשמאל – דיזל, היברידי פלאג -אין, בנזין, היברידי, חשמלי

אנחנו מניחים כי את הרכב שנוסע אך ורק על דלק אתם מכירים.
מנוע בנזין הוא מנוע בעירה פנימית. תערובת אויר ובנזין נשאבת לחלל הצילנדר, נדחסת על ידי הבוכנה וניצוץ חשמלי מצית את התערובת. הדלק הנשרף מעלה את הלחץ ויותר את פעולת העבודה. מנוע זה נקרא גם "מנוע הצתה בניצוץ חשמלי".
מנוע דיזל הוא גם מנוע בעירה פנימית, שבו הדלק נשרף כתוצאה ממגעו באויר הדחוס והחם הנמצא בצילינדר ולא על ידי החום שמפיק ניצוץ חשמלי כמו במנוע בנזין.
מנוע דיזל נחשב חסכוני יותר כיוון שהוא בעל ניצולת גבוהה יותר ממנוע הבנזין.

רכב חשמלי-היברידי – Hybrid Electric Vehicle

HEV – כלי הרכב ההיברידיים הקונבנציונליים הם הבסיס שבו התחילה גישת החשמול המודרני של מנועי הרכבים. מערכות אלו כוללות מנוע בעירה פנימית בגודל מלא (לרוב בנזין) , יחד עם מנוע חשמלי וחבילת סוללות. ניתן להשתמש אינדיבידואלית במנוע הדלק או במנוע החשמלי כדי להפעיל את המכונית, או שהם יכולים לעבוד יחדיו וליצור תאוצה גדולה יותר.

לרוב, המנוע החשמלי משמש לתאוצה במהירות נמוכה והמנוע הרגיל משתלט על העניינים במהירויות גבוהות יותר, וכך, מתאפשר לשניהם לפעול ביעילות המרבית.

רכבים היברידיים מציעים צריכת דלק מצומצמת ותאוצה מהירה לעומת עמיתיהם הלא היברידיים, אך אין להם סוללה חזקה דיה שתאפשר לכם לנסוע מרחק משמעותי בזכות הכוח החשמלי בלבד וגם לא ניתן לחבר אותם לטעינה.

זה הופך את הרכבים הללו למתאימים לאנשים שאינם יכולים להטעין בבית ואין להם גישה לתשתיות טעינה, שכן הנהגים לעולם אינם צריכים לחפש תקע שישמש כמקור הכוח החשמלי למכוניתם.

היברידיות ב-DRIVETIME:
יונדאי קונה היבריד, טויוטה ראב 4, טויוטה קורולה, טויוטה קאמרי, יונדאי סונטה, קיה אופטימה

רכב היברידי פלאג-אין – Plug-In Hybrid Electric Vehicles

PHEV – כפי שתוכלו לנחש מהשם, ניתן לחבר את המכוניות הללו לצורך הטענת הסוללות שלהן, שהן בדרך כלל, גדולות מספיק כדי לאפשר טווח נסיעה של עשרות קילומטרים בודדים אך ורק באמצעות החשמל.

אבל, העניין הוא לא רק להסתדר עם המטען החשמלי – הרכבים האלה הם עדיין היברידיים. על ידי הטענה תכופה בעזרת רשת החשמל, תוכלו לראות עלייה דרסטית בחסכון בדלק ויכולת לנסוע במשך שבועות מבלי שיהיה צורך לתדלק.

אם הייתם מתדלקים טויוטה פריוס פעם אחת ונוסעים עד שהדלק היה נגמר, על פי ה- EPA (ר"ת ל-Environmental Protection Agency הסוכנות להגנת הסביבה) הייתם יכולים לנסוע, בערך, 1030 קילומטרים. אולם, על ידי טעינת מכוניותיהם מידי לילה, בעלי פריוס PHEV, מסוגלים להגדיל את טווח נסיעתם למעל ל-1610 קילומטרים למיכל דלק אחד.
מנוע הבנזין שקיים ברכב, מאפשר אי – תלות ברשת החשמל. יוצאים לטיול ארוך? אתם תמיד יכולים לעצור ולתדלק.

החיסרון העיקרי של הרכבים ההיברידיים פלאג-אין מתגלה כאשר אינכם יכולים להתחבר כל לילה לצורך הטענה. הם עדיין נחשבים כחסכוניים יותר בדלק מאשר מקביליהם המבוססים אך ורק על דלק, אבל תצטרכו לשלם יותר עבור טכנולוגיית פלאג-אין שאותה לא תוכלו לנצל.

היבירידיות נטענות ב-DRIVETIME:
מרצדס C300E, מרצדס S560E, אאודי A3 אי-טרון, וולבו XC 60 T8, וולבו XC90 T8

רכב חשמלי – Electric Vehicle

EV – זה הדבר האמיתי – הכל חשמלי, כל הזמן.

מכוניות חשמליות "טהורות" אלה כוללות, בדרך כלל, מנועים שהם הרבה יותר חזקים מהמנועים שנמצאים במכוניות היברידיות, מכיוון שהם לא חולקים במטלות עם מנועי הבעירה הפנימית.

מאחר ואין מנועי בעירה ברכבים מסוג זה, תכונותיו של המנוע החשמלי מוצגות במלואן – המנועים החשמליים שקטים להפליא ופועלים בצורה חלקה לגמרי מכל מנוע אחר. בנוסף, כמויות המומנט הגדולות שהם מציעים מאפשרות תאוצה מרגשת ממהירויות נמוכות.

את המכוניות הללו תאלצו להטעין כמעט בכל לילה, ואם אתם יוצאים לטיול, תיאלצו לתכנן את העצירות מראש בתחנות טעינה מהירה (במידה וניתן) , לפחות עד שתשתיות הטעינה החשמלית תתרחבנה ותהפוכנה לנפוצות יותר בישראל.

חשמליות ב-DRIVETIME:
MG ZS EV, GAC GE3, יגואר I-PACE, רנו זואי, ב.מ.וו I3 אאודי אי-טרון

רכב היברידי קל – Mild Hybrid

רכבים היברידיים קלים יושבים במקום טוב באמצע בין רכב הבנזין הקונבנציונאלי לרכב ההיברידי במלואו. ההיברידיות הקלות משתמשות בסוללה קטנה יותר ובגנרטור מנועי שיכול גם ליצור חשמל וגם לסייע בהגברת תפוקת מנוע הדלק. למרות שכלי רכב היברידיים קלים אינם מסוגלים לנסיעה המבוססת רק על חשמל, ולמרות שהם אינם מציעים חיסכון משמעותי בדלק כמו ההיברידיות השלמות, הם מסוגלים לשפר את הביצועים, תוך צמצום השימוש בדלק.

כאשר נדרש כוח נוסף, מחולל המנוע משתמש בחשמל המאוחסן כדי להפעיל מומנט על המנוע, ומגביר את תפוקתו מבלי לשרוף דלק נוסף. בזמן נסיעות מסוגים מסוימים, ניתן לכבות את מנוע הדלק ולחסוך בדלק (למשל, בזמן גלישה בירידות או בעת עצירה ברמזורים).

במכונית היברידית קלה, הנהגים זוכים לצריכת דלק מופחתת ולכוח משופר במידה פחותה מאשר במכוניות ההיברידיות השלמות, אולם מאידך, הם נהנים מעלויות נמוכות בהרבה, מכיוון שכלי רכב היברידיים קלים הם פחות מסובכים, משתמשים בסוללות קטנות יותר ויש להם פחות רכיבים מורכבים.

ברכבים היברידיים קלה, מקור ההנעה העיקרי הוא הבנזין – כלומר, טווח הנסיעה בהם שווה לזה שברכב קונבנציונאלי (בדרך כלל, כמה מאות קילומטרים).

החישוב הכלכלי – טל אבן

מהפכת החשמל בתחום הרכב יצרה היצע דגמים ומנועים מאד רחב, שיכול בקלות לבלבל את הלקוח הטיפוסי.
אם פעם בנזין היה לצורך "השגת ביצועים" ודיזל היה לשם "השגת חיסכון", הרי שכיום ישנן 3 תצורות הנעה נוספות, שלכל אחת יתרונות וחסרונות; היברידי, היברידי פלאג אין וכל- חשמלי. לכל אחת מתצורות ההנעה יתרונות וחסרונות, כשבבסיס השיקולים לרכישה, עומדים אלה הכלכליים.

לקוח מושכל עושה כיום השוואת עלויות ארוכות טווח פעמיים. פעם אחת בדגם מסוים הכולל כמה אפשרויות הנעה, פעם שניה עבור דגמים מתחרים באותו הסגמנט.

מה, שבגדול, יקבע מהו הרכב המשתלם ביותר כלכלית, בכל הנוגע למנוע בו מצויד הרכב (בעירה פנימית, חשמלי או שילוב ביניהם), יצטרך לקחת בחשבון מספר פרמטרים – צריכת הדלק המשולבת והריאלית לק"מ, מרווח בין טיפולים ועלויות תדלוק אל מול טעינה חשמלית.

אם ניקח, לדוגמא, את יונדאי קונה, הרי שדגם הבנזין טורבו זול בכ-9,000 ועד 13,000 ₪ לעומת אחיו שהושק זה עתה, הקונה ההיברידי, כשזה האחרון מציג צריכת דלק ריאלית בה הוא מאפשר נסיעה של כ-5 עד 6 ק"מ נוספים לכל ליטר בנזין, לעומת אחיו לוגם הבנזין; בחישוב עלות הדלק לנסועה שנתית ממוצעת של כ-15K-17K, מתקבלת תוצאה, שכפי הנראה ייקח בין 4 ל-6 שנים כדי להחזיר את מחיר התוספת בקניה לדגם ההיברידי, דרך חשבון הדלק, אל מול דגם הבנזין.

דוגמא נוספת היא רכב כל-חשמלי אל מול בנזין; בשוק ישנם כמה רכבים עממיים כל-חשמליים בעלי סוללה עם קיבולת של כ-45-55 קילו וואט לשעה. מנועים אלה מאפשרים טווח נסועה של כ-230 ועד 310 ק"מ למחזור טעינה, ועלות טעינת החשמל ממצב ריק ועד מלא, בחישוב של כ-7-10 אג' לכל ק"מ, היא כ 16-30 שקלים, תלוי ברכב, בסוללה ובקיבולת שלה.

רכב בנזין/ דיזל קומפקטי מודרני, המצויד בנפח מנוע צנום ובמגדש טורבו (ולעיתים במערכת היברידית), מציג צריכת דלק ממוצעת ריאלית של כ-12-18 ק"מ לליטר. ז"א, שלאותו אורך נסועה כמו שהוצג קודם בכלי הרכב החשמלי, מדובר בצריכה של כ-12-25 ליטרים בנזין/ דיזל, ובחישוב של כ-5.20 ש"ח לליטר, העלות הכוללת הינה 62 ועד כ-130 ₪.

מכאן, שהעלות הריאלית לחשמל לכל ק"מ ברכב כל-חשמלי אל מול עלות הדלק/ סולר ברכב בעל מנוע בעירה פנימית, עומדת על כ-1/4. את הנתון הזה יש להצמיד לנתונים נוספים שאותם ניתן לכמת (עלויות רכישה למשל, עלות טיפולים ומרווחים ביניהם) וגם לאילו שאינם ניתנים לכימות כספי (חרדת סוללה, טעינה ארוכה ומסורבלת אל מול תדלוק וכד'), ולבדוק את הכדאיות הכלכלית הכוללת לרכב חשמלי אל מול זה שאינו כזה.

*טל אבן – יועץ ברכישת רכבי פרימיום Even B etter

הצד ההנדסי – אינג' אמיר גלברג

בשונה מהסברה הרווחת, כלי רכב מונעים בחשמל, בעיקרם, נועדו על מנת להפחית את זיהום האוויר, בעיקר במרכזי הערים הצפופים והסובלים מעומסי תנועה כבדים.

ה-GAC, למשל, הוא רכב עם ZERO EMMISION ,כאשר פליטת המזהמים שלו נעשית בתחנת הכח בעת ייצור החשמל הרחק ממרכז העיר. מתכנני הרכב בוודאי לא חשבו על בעל רכב כזה שיסע כל יום מת"א לאילת. לעומת זאת רכב חשמלי כמעט ואינו דורש טיפול כלל (מתי בפעם האחרונה החלפתם מנוע במכונת הכביסה?).

גם שאר כלי הרכב ההיברידים יודעים לנסוע רק על חשמל במהירות נמוכה האופיינית בעיר, וממהירות מסוימת עוברים למנוע הבנזין או כעזר למנוע הבנזין. הסיבה לפופולאריות של רכבים אלו היא המיסוי הגבוה של הבנזין במדינת ישראל. במדינות אחרות (למשל, מדינת קליפורניה) הסיבה העיקרית היא זיהום אוויר.

אם מסתכלים על יעילותם של כלי רכב חשמליים, מגלים שהחיסכון באנרגיה והנצילות מתקרבים למנועי דיזל. רכב היברידי כבד יותר בגלל הסוללות, ולכן נדרשת יותר אנרגיה על מנת להזיזו. בנוסף, ישנם איבודי אנרגיה מתחנת הכח לשקע החשמל, לטעינה עצמה ולקיבול הסוללות. יתרון לרכב החשמלי נוצר בעת בלימת הרכב המייצרת חשמל הטוען את הסוללות וחוסכת משמעותית את תדירות החלפת בלמי הרכב.

האירופאים חסידי מנועי הדיזל מסיבות של חסכון בדלק, ביצועים ואורך חיי מנוע גדול יותר ממנוע בנזין (מנוע דיזל מסתובב לאט יותר ועובר פחות מחזורי מכונה במשך חייו), ולכן, רוב כלי הרכב במערב אירופה מונעים במנוע דיזל. מנועי הדיזל המודרניים שקטים, מאוזנים, בעלי ביצועים מעולים ועם פליטת מזהמים נמוכה מאוד.
גם מנועי הבנזין, בעיקר האירופאים, השתפרו מאוד בתצרוכת הדלק וכוללים נפח מנוע קטן בשילוב מגדש טורבו.

*אמיר גלברג – מהנדס רכב

כמו כן, תודות לששי כהן מאתר Wheel ליובל רוטנברג וליוגב גלברג.