כיצד פועל מנוע היברידי

ברמת ההגדרה היבשה ביותר, הנעה היברידית של כלי רכב (או של כל מכונה לצורך העניין) מתבססת על שני סוגי מנועים – כלומר שני מקורות אנרגיה שאחראים על יצירת הכוח הנחוץ להזזת הרכב. בעבר, היו מגוון רעיונות למנגנוני הנעה היברידיים ברכבים ובסוגים אחרים של מכונות. כיום, כשמדברים על הנעה היברידית, השיח מתמקד במנגנון אחד שהולך ונעשה שכיח יותר – רכבים שמונעים בשילוב של מנוע בנזין ושל סוללה חשמלית נטענת. המנגנון ההיברידי הזה מציע יתרונות רבים בתהליך ייצור אנרגיה, ובעיקר חיסכון באנרגיה של רכב פרטי. וזה מוביל אותנו לשאלה הבאה...

מנוע היברידי הוא מונח כללי, כאשר בפועל ישנם כמה מנגנונים היברידיים שונים, שנבדלים זה מזה בפרטים קטנים. ההפרדה השכיחה ביותר היא בין מנוע היברידי "רגיל" – בו טעינת הסוללה החשמלית מתבססת על עבודת מנוע הבנזין שטוען אותה תוך כדי עבודה, ובין מנוע היברידי נטען ("פלאג-אין") – בו ניתן לטעון את הסוללה החשמלית כשהרכב אינו.

השלבים הבאים של תהליך העבודה במנוע ההיברידי הם זהים. מנוע הבנזין והמנוע החשמלי פועלים יחד בכדי ליצור ניצול אנרגיה מיטבי בכל שלב בנסיעה, מרגע הנעת הרכב והלאה. עבודת המנועים מתוזמנת בהתאם לתנאי הנסיעה והדרך, כאשר המנוע החשמלי פועל יותר במהירויות נמוכות ובנסיעה עירונית מרובת עצירות, ואילו מנוע הבנזין אחראי על מהירויות גבוהות ונסיעה במהירות מונוטונית (כמו נסיעה בין עירונית).

נגיעה קטנה בפיזיקה - מבחינה פיזיקלית, שני המנועים מבצעים ביניהם תהליך עקבי של התמרה בין אנרגיה חשמלית לאנרגיה קינטית (מכאנית), בכדי לטייב את תהליכי הנסיעה השונים מבחינה אנרגטית. דוגמה טובה לכך היא תהליך הבלימה – בלימה המבוססת על אנרגיה חשמלית היא תהליך מהיר ועוצמתי יותר מבלימה המבוססת על אנרגיה קינטית (בלמים סטנדרטיים). ברכב היברידי, הבלימה תבוצע לא פעם על ידי תהליך חשמלי שמונע בכוח המנוע החשמלי. המנוע הזה משמש כממיר מתח - מהאנרגיה הקינטית הנוצרת בהפעלת הבלם אל אנרגיה חשמלית שבולמת את הרכב בפועל. זוהי דוגמה טובה לשיפור בביצועים שהמנוע ההיברידי מציע, ותהיו בטוחים שהיא לא היחידה.

לצד הרכב ההיברידי מככב כיום גם הרכב החשמלי החורך קילומטרים בכבישי ארצנו - וזה מחייב הסבר על ההבדלים בין ה שניים. בשונה מהמנוע ההיברידי המורכב ממנוע בנזין ומנוע חשמלי נטען, ברכב חשמלי יש מנוע חשמלי נטען בלבד, אותו נדרש לטעון באופן קבוע בכדי שהרכב ייסע. קיומו של מנוע הבנזין הוא כמובן ההבדל המרכזי בין שני הרכבים הללו, אך לא ההבדל היחיד. תהליך המרת המתח העקבי וטיוב הנסיעה באמצעות עבודת שני המנועים, הופך את המנוע ההיברידי ליעיל מאוד מבחינה אנרגטית בתנאי נסיעה שונים, בעוד מרבית הרכבים החשמליים הם מעט מוגבלים יותר. רק חלק קטן מהרכבים החשמליים מציעים יעילות גבוהה גם בתנאי נסיעה בין עירוניים ובמהירויות גבוהות, שדורשות מהמנוע החשמלי עבודה חזקה המצמצמת את טווח הנסיעה. במצבים אלה, נהג הרכב החשמלי, בניגוד לחברו הנוהג ברכב היברידי, יצטרך להתבסס לא פעם על תחנות טעינה חיצוניות במתח גבוה

הביצועים הגבוהים שהמנוע ההיברידי מציע, מזמנים גיוון רחב יותר בסוגי הרכבים ההיברידיים הקיימים בשוק כיום, בהשוואה לרכבים חשמליים. כך לדוגמה, רכבים כמו SUV או קרוסאובר היברידי המתאימים גם לנסיעת שטח עוצמתית כבר קיימים בשוק, בעוד בתחום הרכבים החשמליים האפשרויות הללו מצומצמות יותר.

טכנולוגיית E-Tech של רנו, שמוטמעת בדגמים ההיברידיים של החברה, מציעה שדרוג משמעותי עוד יותר של הטכנולוגיה ההיברידית, וכפועל יוצא מכך גם של כל היתרונות שלה.

מנוע E-Tech היברידי מלא מגיע למעשה עם 4 מקורות כוח - מנוע בנזין, 2 מנועים חשמליים וסוללה חשמלית נטענת. עיקר פעולת טעינת הסוללה החשמלית מתבססת על תהליך הבלימה, שמתבצע על ידי המנועים החשמליים, וטוען בתורו את הסוללה החשמלית, בתהליך עם ניצולת אנרגטית אופטימלית.

מלבד זאת, כמובן שישנה גם עבודה של מנוע הבנזין בטעינת הסוללה החשמלית בסיטואציות מסוימות. רכבי ה-E-Tech מאפשרים נסיעה חשמלית בהיקף של עד 80% מכלל הנסיעה העירונית, ובהתאם לכך חוסכים עד 40% בצריכת הדלק בנסיעה עירונית. תאוצת הרכב הראשונית מתבססת על עבודה מהירה של המנועים החשמליים, כך שמהירות ההאצה והביצועים של הרכב ממוקסמים אף הם.

אם לסכם זאת במשפט אחד - טכנולוגיית E-Tech לוקחת את כל היתרונות היחסיים של המנוע ההיברידי, ומעצימה אותם.

שוק הרכב של ימינו הוא מגוון ועתיר אפשרויות יותר מאי פעם בעבר, לא רק בין יצרניות ודגמים שונים אלא גם בין שיטות הנעה שונות באופן מהותי, והרגלי צריכה שונים לחלוטין של הנהג בהתאם לכך. עכשיו, כשאתם מכירים טוב יותר את מה שעומד בבסיס עבודת המנוע ההיברידי, יש בידכם את הכלים לקבל החלטה חכמה ומתאימה לכם באשר לרכב הבא שלכם. היברידי? בנזין? חשמלי? החידה הזאת פתירה – ברגע שתבינו בדיוק מה אופי הנסיעות שלכם, ומהם הרגלי הצריכה והתדלוק שלכם, התשובות (וההגה) יהיו בידכם.