סוגי מנועים לרכב

מנועי רכב

מנוע הוא התקן מכני המסוגל להמיר אנרגיה כימית או חשמלית לאנרגיה מכנית שתניע את הרכב ממקומו.

קיימים מספר סוגי מנועים:

1. מנוע הממיר את האנרגיה העצורה בדלק פחמימני, זהו מנוע מסוג בעירה פנימית(מנוע שריפה פנימית). זה המנוע השכיח ביותר כיום.
2. מנוע חשמלי הממיר אנרגיה חשמלית מתאי סוללה או תאי דלק (מימן) לתנועה סיבובית הדרושה להנעת הרכב. טעינת הסוללות תתבצע בחיבור למערכת החשמל הביתי – פלא גאין.
3. מנוע משולב – היברידי, המצויד הן במנוע בעירה פנימית והן במנוע חשמלי, מנוע הבעירה הפנימי משמש הן לטעינת הסוללות והן להנעת הרכב במהירות גבוהה ממהירות הנסיעה העירונית. קיימות גם מערכות היברידיות נטענות בחיבור לרשת החשמל הביתי – נקראות מערכות פלאג אין.

מנוע בעירה פנימית:

קיימים כיום שני סוגים עיקריים של מנוע בעירה פנימית:

מנוע בנזין – במנוע זה יניקת תערובת דלק/אויר ביחס נפחי 1 : 15 לתאי שריפה, התערובת נדחסת במהלך דחיסה , ברגע הנדרש/מתוכנן ע"י היצרן יופיע ביצוץ חשמלי המצית את התערובת. הלחץ הגבוה שנוצר גורם להורדת בוכנת המנוע במהלך העבודה, בעזרת מערכת מכנית מומרת התנועה הקווית של הבוכנה לתנועה סיבובית וזו באמצעות מערכת העברת כוח מניעה את גלגלי הרכב.

קיימים גם מנועים המשלבים תהליך זה עם מעבר לדלק גז פחמימני מעובה, אך הדבר כרוך בהוספת מכללים נוספים למנוע וכן אמצעי בטיחות מתאימים. נציין גם כי קיימת
במקרה שכזה ירידה מסוימת בהספק מיטבי של המנוע. מנועים אלה מנצלים את ערך האוקטן של הדלק , ז"א כושרו של הדלק לעמוד בפני הצתה עצמית שאינה רצויה במנוע.

מנוע דיזל – במנוע זה יניקת אויר חופשי או בצורה מאולצת ע"י מערכת גדוש(טורבו) או "גדוש על" לתאי השריפה, במהלך הדחיסה של האוויר נוצר חום גבוה ביותר, ברגע המתאים/מתוכנן ע"י היצרן תופיע הזרקת דלק (סולר) המרוסס לחלל תא השריפה הלוהט, הצתת הדלק גורמת לעליה חדה ביותר של הלחץ , לחץ זה יגרום לירידת הבוכנה במהלך העבודה ותוצר תנועה קווית המומרת לתנועה סיבובית הדרושה להנעת הרכב, מנועי דיזל מבוססים על ערך הצטן של הדלק,סולר, ז"א כושרו של הדלק להצתה עצמית דבר הדרוש לפעולתו התקינה של המנוע.

מנועים אחרים: רכב בהנעה משולבת, דנו כבר במנוע הבעירה הפנימית, ברכב זה נוסף מנוע חשמלי המשולב לצורך הנעת הרכב.

מערכת היברידית אינטגרלית: בה המנוע החשמלי מניע את הרכב תמיד ביחד עם מנוע השריפה הפנימית, מתקיים חסכון מסוים בתצרוכת הדלק וכן תוספת מומנט/הספק לרכב. יתרון יחסי, פשטות מבנה הוזלת עלויות. מערכת היברידית משולבת אינטגרלית: בה המנוע הרגיל פועל כמקור כוח להנעת גנרטור אשר גם טוען את מצבר הרכב וגם מניע את גלגלי רכב דרך מערכת ממסרת העברת הכוח. השליטה במקור האנרגיה הדרוש הינה ע"י מערכת ניהול ממוחשבת.

הגלום בסוללות ההיברידיות בלבד עד גבול מסוים , מהירות או טווח. מעבר לכך יותנע המנוע הקונבנציונאלי הן להנעת הרכב והן לטעינת המצבר. במצב שכזה יפעלו 2 מנועים כאשר תפוקת המנוע הרגיל תהייה רגילה, בנוסף ההינע החשמלי יוסיף את המומנט וההספק הדרוש ברגע הנדרש.

מכאן נבין כמובן שמערכת זו הינה יעילה ביותר בעלת תצרוכת דלק נמוכה ומומנט והספק גבוהים מזה של כל הנע אחר. קיימת גם אפשרות טעינה ממקור חיצוני, חשמל בייתי או תחנות טעינה ציבוריות, אפשרות זו נותנת הארכת טווח פעולה חשמלית בלבד מבלי שמנוע השריפה הפנימית יצטרך להיכנס לפעולה.

מנוע חשמלי: הנעת הרכב תתבצע ע"י מנוע חשמלי הניזון מסוללות מתח גבוה בלבד. טעינת הסוללות תתבצע ע"י מקור מתח חיצוני – חשמל ביתי או תחנות טעינה ציבוריות. מקור טעינה נוסף שמשותף גם לרכבים היברידיים הינו תהליך האטה המתבצע בבלימה או האטת הרכב. רכב זה ידוע כרכב חשמלי מלא בטעינת פלאג אין.

פיתוחים חדשים של מנועי רכב:

המדובר במנועים בעלי תאי דלק, המשמעות אינה דלק במובן המלא , המדובר בתאי מימן/חמצן שבתהליך אלקטרוליזה ייצרו מתח חשמלי המומר לכוח אלקטרו מכני . אנרגיה חשמלית תיאסף לתאי סוללות אשר יספקו כוח אלקטרו מכני למנועי החשמל של הרכב.

למעשה תדלוק הרכב יתבצע ע"י מים H20. בתהליך ההפרדה בין החמצן למימן נוצר כוח חשמלי. המדובר בהסבר מופשט כאשר למעשה המערכת הינה מורכבת דורשת אמצעי בטחון שכן המדובר בגז נפיץ ביותר, רכבי פיתוח מסוג כזה כבר קיימים ונמצאים בתהליכי ניסוי ושיפור.

יתרונות מנוע בנזין / גז:

1. גודל ומשקל מנוע נמוך.
2. גמישות ביצועים הן בתחום מומנט והן בתחום הספק.
3. ניצולת טרמית לגרם דלק לכוח סוס הספק.

חסרונות מנוע בנזין וגז:

1. מבנה מורכב, מכללים להצתה ויצירת תערובת דלק/אויר.
2. מומנט יחסית נמוך ביחס לנפח המנוע.
3. תצרוכת דלק יחסית גבוהה.
4. דרישות טיפול ומחיר.
5. זיהום אויר בגזים רעילים.

יתרונות מנוע דיזל:

1. מומנט מנוע יחסית לנפחו , גבוה.
2. מנוע יציב בפעולתו, מכללים פשוטים.
3. תצרוכת דלק נמוכה יחסית.
4. דרישות טיפול/תפעול פשוטות.
5. מחיר הדלק יחסית נמוך.

חסרונות מנוע דיזל:

1. משקל כבד-דרישת מבנה לעמידה בלחצים וחום.
2. הספק יחסית נמוך לנפח המנוע.
3. גמישות מנוע נמוכה – כיום שופרה עם מערכות הגדוש.
4. מערכות יקרות נגד זיהום ופיח.
5. שימוש במערכות נלוות כגון: מערכות אוראה.
6. מערכות עזר להתנעה – קיבוליות מצבר התנעה גבוה.

יתרונות מערכות היברידיות:

1. חסכון בדלק משמעותי.
2. מניעת זיהום אויר במרכזי אוכלוסין – תנועה אורבנית.
3. הפעלה שקטה במיוחד.

חסרונות מערכות היברידיות:

1. מערכות חשמליות יקרות.
2. טיפול מחייב ידע ואישורים מיוחדים – חשמל מתח גבוה.
   דרישה לבצע טיפולי תחזוקה למערכת בעיקר במרכזי השירות של היצרן.
3. קיימת נטייה לקרינה מייננת – למרות שכיום קיים מיגון לשם כך.
4. אורך חיי מצבר המתח הגבוה מוגבל, מחירו עדיין גבוה, הדבר גורם לחשש מפני המערכת לטווח ארוך. (נכון להיום יצרנים שונים מאפשרים רכישת בטוח ואחריות מורחבים למערכת).