בישראל משווקים כיום מעל 450 דגמי כלי רכב שונים, מספר שעד לפני שנים ספורות היה נמוך באופן משמעותי. מה שמפריד בין שלל הדגמים הזה, אינו מתבטא ברכיב בודד. כי הם מגיעים בצורות ובקטגוריות שונות, במחירים שונים וכמובן בייעוד שונה. וגם עם מנוע שלגמרי אינו זהה.
עד לפני כ-20 שנה, הבחירה הייתה פשוטה - בנזין או דיזל. מיד אחר כך החלו להופיע מערכות היברידיות צעירות מיצרניות יפניות. והציבור החל להכיר בהן, גם אם לא ירד ממש לעומק ההבדל או לרעיון שמאחורי החידוש.
במחצית השנייה של העשור השני של המילניום, הואצו תהליכי פיתוח של מערכות הנעה ידידותיות לסביבה, בעקבות המודעות לבעיית התחממות שתורגמה לפעילות פוליטית ולתקנות מחמירות.
פרשת דיזלגייט מ-2015 שהרעידה את התעשייה, הייתה מעין תרועת אשכבה לסוג המנוע הזה. הלחץ על יצרניות הרכב גדל, והתמקד בדרישה למערכות הנעה דלות זיהום.
אלה הגיעו, עם מנועים היברידיים מתוחכמים יותר, עם מערכות היברידיות קלות ונטענות וכמובן עם חשמל. וכיום משווקים בישראל כלי רכב עם חמישה סוגים עיקריים של מערכות הנעה. כן, יש גם מערכות המבוססות על תא דלק, מנועים המתאימים לשימוש בדלק סינתטי ועוד אפשרויות אזוטריות. אבל אלה החמש העיקריות.
בעירה פנימית (ICE)
- יתרונות: תחזוקה קלה ונוחה יחסית, טווח נסיעה גדול, זמן הזנת אנרגיה (תדלוק) קצר
- חסרונות: פליטת מזהמים גבוהה, מבנה מורכב, טווח יעילות מוגבל
בנזין, או דיזל, או במילים אחרות, בעירה פנימית על שום תהליך יצירת הכוח המניע בתוך הצילינדר שבבלוק המנוע. אלה המנועים שגורמים יותר מכל סוג הנעה אחר, לזיהום אוויר, די מובן בהתחשב בכך שתרכובת הדלק כוללת בתוכה בעיקר פחמימנים. הם גם מנועים פחות יעילים, שכן למשל מנוע בנזין במבנה המבוסס על ארבע פעימות עבודה מוכתב מצב שבו רק מהלך אחד אפקטיבי ליצירת הכוח. 70% מהאנרגיה בתהליך ייצור הכוח נפלטת לאטמוספירה.
למרות שמנוע הבעירה הפנימית מורכב מבחינה מכנית וכולל מספר רב של חלקים נעים, תחזוקתו נוחה יחסית, בעיקר בזכות שפע הידע, הניסיון ותפוצת כלי העבודה הנדרשים לטובת תיקונים.
היברידי מתון (mHEV)
- יתרונות: כמו מנוע בעירה פנימית, שיפור קל בצריכת הדלק, תוספת כוח קלה
- חסרונות: כמו מנוע בעירה פנימית; מעט יותר מורכב
מערך היברידי מתון (Mild Hybrid) הוא למעשה מנוע בעירה פנימית עם תוספת של מערכת קלה שמזינה מערכות רכב כמו בטיחות, מולטימדיה ותקשורת במצבים של עומס נמוך (האטה לקראת עצירה ברמזור, שיוט רגוע), ומאפשרת לדומם באותו זמן את מנוע הבעירה הפנימית ולחסוך בדלק. זאת בעזרת סוללה קטנה - במתח של 48 וולט, לטובת שימוש בחיווט דק - הנטענת בזמן שהרכב נע ללא שימוש במצערת.
למערך ההיברידי המתון שני סוגים: מבוסס רצועה או מבוסס מנוע חשמלי הממוקם על גלגל התנופה. במקרה הראשון יש מתנע ואלטרנטור שבנויים כיחידה אחת ומונעי רצועה כמקובל. במקרה השני יש יחידת מתנע-אלטרנטור גדולה וחזקה יותר המחוברת לגלגל התנופה, שמספקת אנרגיה לפרקי זמן ארוכים יותר, גם למגדש ולעיתים אף כסיוע בהאצה.
היברידי (HEV)
- יתרונות: זיהום אוויר מופחת, טעינה תוך כדי נסיעה, אפשרות לתנועה חשמלית, עלות סבירה, תוספת משקל קטנה
- חסרונות: עדיין פולט זיהום, מורכב טכנית, הסוללה אינה ניתנת לשיפוץ ומחירה גבוה
מערכת היברידית משלבת בין שני סוגי מנועים. עם זאת, אין לה תצורה אחת. למשל, בחלק מהתצורות ניתן להשתמש בחשמל בלבד (טויוטה למשל), או בבנזין בלבד (רנו ניסאן למשל). יש מערכות שבהן ההנעה החשמלית נלווית למנוע הבעירה הפנימית ופועלת בעיקר במקביל אליו (יונדאי קיה למשל), יש מערכות שבהן רק המנוע החשמלי מניע את הגלגלים, ומנוע הבעירה רק טוען את הסוללה (ניסאן). מערכות שמכונות גם "מאריכות טווח", כהפניה שיווקית לחרדת הטווח המוכרת של נהגי חשמליות.
המערכת יעילה למדי, אך צריך לזכור שהזיהום - גם אם בכמות פחותה - עדיין נפלט. השימוש בסוללה קטנה מאפשר לשמור על עלויות ייצור ותחזוקה נמוכות יחסית, לצד יעילות גבוהה (פריקה וטעינה מהירות, בעיקר באמצעות מנוע הבעירה הפנימית). בנוסף, משקל הרכב נשאר סביר והמשתמש לא נדרש להתעסק עם ענייני טעינה. בכלי רכב היברידיים יש גם מדחס מזגן חשמלי, המאפשר מזגן פועל גם כשהמנוע (בנזין או דיזל) כבוי.
היברידי נטען (PHEV)
- יתרונות: טווח נסיעה חשמלי ארוך יחסית, סוללה ניתנת לשיפוץ, חסכון ניכר בדלק
- חסרונות: מחיר גבוה, תוספת משקל משמעותית, שימוש שבפועל מבוסס בנזין מזהם, בעיקר עקב המשקל הגבוה
לכאורה, מערכת הנעה היברידית נטענת מציעה את הטוב מכל העולמות: מנוע בנזין עם טווח ארוך, הנעה היברידית מתקדמת ויכולת נסיעה חשמלית משמעותית. אלה הפכו את ההיברידית נטענת - לפחות במשך שנים ספורות - לחלום הרטוב של רוכשי רכב בעלי יכולת, בעיקר באגפי היוקרה. הם גם נהנו מהטבות מס מפליגות מהמדינה. אך בפועל מדובר בשילוב מגושם בעל אפקטיביות מוגבלת.
דגמים היברידיים נטענים עדכניים יכולים להגיע לעד למעלה מ-100 ק"מ של טווח רשמי או 60-50 ק"מ במציאות - נתון שאמור לכסות נסועה יומית ממוצעת. במקרה כזה, צריכת הדלק תהיה אפסית. אבל זו תיאוריה. נסיעה שכזו מוגבלת מהירות וטווח ממילא, ונדרשת מודעות גבוהה כדי שלא "להעיר" את מנוע הבנזין. אחרת מנוע הבנזין נכנס לפעולה בתדירות גבוהה ומזהם אף יותר מהרגיל, מכיוון שהוא נדרש להזיז רכב כבד יותר.
מערכת הנעה נטענת מחייבת טעינה חיצונית. הסוללות הלא גדולות מחייבות זמן טעינה שאורך כמה שעות, בטח עם הספקי הטעינה הצנועים המקובלים בכלים כאלו (3.5 קילוואט). בנוסף, לא ניתן להשתמש רק במנוע הבנזין ולא בחשמל, ואי טעינה לאורך זמן תקצר את חיי הסוללה.
חשמלי (BEV)
- יתרונות: אפס זיהום (בסביבת הרכב), יעילות מנוע גבוהה, מבנה נוח לניצול חלל פנים, נסיעה שקטה, עלויות שימוש ואחזקה נמוכות
- חסרונות: מחיר קנייה, זמני הזנת אנרגיה ממושכים, תשתית לא מספקת
מערכת הנעה חשמלית מהווה פתרון מהיר ויעיל יחסית לתקני זיהום האוויר הנוקשים שהושתו על תעשיית הרכב. מערכות הנעה כאלו נהנות מיעילות גבוהה ומאפשרות ביצועים טובים יותר ביחס למנוע בעירה פנימית בהספק דומה (למרות פערי המשקל). בנוסף, המבנה שלהן - וחסרונם של מנועים ותיבות הילוכים גדולים - מקל על תכנון חלל הפנים ברכב.
אבל, סוללות גדולות מחייבות טעינה ביתית של מספר שעות. מי שנוסע הרבה חייב לתכנן את נסיעותיו לפי פריסת עמדות הטעינה (תקינות העמדה, הספק) וזמני הטעינה הצפויים. אגב, הצפיפות האנרגטית בסוללות טובה פחות מזו של דלק - כך שטווח גדול מחייב שימוש בסוללות גדולות וכבדות.
כדאי גם לזכור כי לסוללות עלות ייצור גבוהה עקב הקושי בהשגת מרכיביהן (ליתיום, קובלט), וכי תהליך ייצורן היקר מזהם הרבה יותר בהשוואה לייצור מנוע בנזין.
פורסם לראשונה: 17:56, 04.04.23
