אחת המכוניות החשובות בעבר, והמסקרנות לגבי העתיד, בשוק הישראלי היא הדור הרביעי של מאזדה 3 אשר נחשפה כבר ביפן ובארה"ב, ומכירתה באירופה תתחיל בקרוב. מאזדה 3 כבר לא תשוב להיות רבת מכר בישראל, כמו פעם, ולא תנצח בטבלת המכירות את טויוטה קורולה או את יונדאי איוניק, אבל מתחת למכסה המנוע שלה פועם אחד החידושים הטכנולוגיים המרתקים, וכנראה גם האחרונים בעידן הבעירה הפנימית: מנוע "בנדיז".

אחת השאלות המסקרנות לגבי ההמצאה החדשה היא כיצד עומד המנוע הזה בדרישות התקינה החדשות באירופה, או – בניסוח אחר – מה היא רמת הביצועים שהנדסו מהנדסי מאזדה לגרסה האירופאית של המנוע החדש כדי שיקבל ציונים טובים לפי תקינת WLTP. לא מיותר להזכיר בהקשר הזה שמנכ"ל מאזדה, אקירה מארומוטו, הבטיח שמנוע ה-SkyActiv-X החדש, כפי שהוא נקרא במזדאית, "יספק ביצועים של מנוע בנזין בנפח 2.5 ליטר ותצרוכת דלק של מנוע דיזל בנפח 1.5 ליטר" – וזאת הבטחה יומרנית ומחייבת מאד.

אנשי מאזדה חשפו אמנם שנפח הגרסה הראשונה של מנוע הארבעה צילינדרים החדשני שלהם יהיה 2.0 ליטר, וגם מיצבו אותו בחלקה העליון של טבלת המחירים, אבל עד כה לא פרסמו נתוני הספק מדויקים וסופיים לאף שוק בעולם. אז הנה החדשות הגדולות: באתר האינטרנט של מאזדה בסלובקיה נחשפה למשך זמן מסוים טבלת המחירים ונתוני ההספק של מאזדה 3 החדשה, שהשקתה שם צפויה בקרוב.

במאמר מוסגר אפשר לבכות קצת את תפארת העבר ולהזכיר שהשוק הישראלי היה פעם מספיק חשוב למאזדה כדי להשיק אצלנו גרסאות מותאמות להיקף מכירות מרשים, ואף להקדים את ההשקה האירופאית כאשר זה הסתדר טוב לתוכניות של היבואנית והיצרנית. אבל מה שהיה היה: בימינו אלה, כדי לקבל הצצה ראשונה למפרט האירופאי של מנוע ה'בנדיז' צריך לגלוש אל אתר האינטרנט של מפיצי מאזדה בסלובקיה הקטנה, מדינה בת 5.5 מיליון תושבים במרכז אירופה.

כך או אחרת, בעוד שבישראל מאזדה מתמקדת בדרך כלל בגרסת מנוע אחת, מקסימום שתיים, לכל דגם, ובשתיים או שלוש רמות אבזור – הסלובקים יוכלו לבחור מבין 11 גרסאות שונות של מאזדה 3 החדשה, בהן ארבע גרסאות של מנוע הבנזין SkyActiv-G שמספק מעתה 122 כ"ס וכ-21.6 קג"מ של מומנט ממנוע ה-2.0 ליטר בנזין אטמוספירי. לשם השוואה, מנוע הבנזין האטומספירי בנפח 2.0 ליטר של מאזדה 3 היוצאת מספק 165 כ"ס וכ-21.4 קג"מ של מומנט, כלומר שהניסיון לחסוך בדלק ולעמוד בדרישות תקינה עם מנוע הבנזין עלה ביוקר מבחינת ההספק. עם זאת, גרסה אחרת, חזקה יותר, של אותו מנוע, משווקת שם בדגמים אחרים עם 150 כ"ס, כלומר שאסור לאבד תקווה. בנוסף, הסלובקים יוכלו לבחור מבין שלוש גרסאות של מנוע הטורבו-דיזל החדש, בנפח 1.8 ליטר, שמספק 116 כ"ס וכמעט 28 קג"מ.

המחירים, אם תמהתם, נעים בין 20,000 ל-23,700 אירו לגרסאות הבנזין ובין 22,100 ל-25,800 אירו לגרסאות הדיזל, והמכונית מוצעת עם תיבות הילוכים ידנית או אוטומטית (6 הילוכים) ואפילו עם הנעה כפולה.

מנוע ה'בנדיז', SkyActiv-X, מוצע בארבע גרסאות אבזור שעולות בין 23,200 אירו לגרסה הידנית הבסיסית לבין 26,800 אירו לגרסה היקרה והמאובזרת ביותר, כלומר שהוא אכן יקר יותר מכל גרסאות המנוע האחרות. הספק המנוע בגרסה האירופאית שלו הוא 181 כ"ס, והכח (מומנט) שלו כמעט 23 קג"מ. המחירון הסלובקי לא חושף עדיין את המפרט אבל נראה שנעדרת ממנו גרסה היברידית קלה עם מערכת חשמל במתח 36/48 וולט, בלימה רגנרטיבית וסוללה לאגירת חשמל.

מה זה 'בנדיז' למען השם?

על עקרון מנוע ה'בנדיז' כתבנו כאן, ונזכיר רק שב"מחזור אוטו" המוכר לנו ממנועי בנזין רגילים, מוצתת תערובת הבנזין והאוויר באמצעות ניצוץ שמופק ממצת חשמלי. במנוע דיזל, לעומת זאת, מוצתת תערוכת הסולר-אוויר באמצעות החום והלחץ שנוצרים בתוך הצילינדר. שיטת הבעירה של דיזל יעילה יותר, לכן הוא חסכוני יותר בדלק ובפליטת דו-תחמוצת הפחמן, אלא שמנועים אלה פולטים כמויות גדולות יותר של חלקיקים ומזהמים אחרים.

הבדל חשוב נוסף בין שתי שיטות הבעירה הפנימית הוא שמנועי דיזל מפיקים את הכח (מומנט) שלהם כבר במהירות סיבוב (סל"ד) נמוכה יותר, ואילו מנועי בנזין מחלצים הספק רב יותר בזכות מהירות סיבוב גבוהה יותר.

מנוע 'בנדיז' משלב את עולם הבנזין והדיזל באמצעות טכנולוגיה שנקראת Spark Controlled Compression (או "הצתת דחיסה נשלטת" – SPCCI) והוא מוזן באמצעות תערוכת בנזין-אוויר מאד עניה (יחס נמוך של דלק לאוויר) שנדחסת ביחס דחיסה גבוה מאד (יחסית למנועי בנזין). מערכת ההצתה הקונבנציונלית (מצתים) מציתה כמות קטנה וצפופה של תערובת הדלק-אוויר, ובאמצעות הפיצוץ הזה היא מעלה את הטמפרטורה ואת הלחץ – וכך מתפוצצת / נשרפת יתרת תערובת האוויר-רווי-הדלק שבצילינדר.

התוצאה היא שריפה מהירה, יעילה ומוחלטת יותר מאשר במנועי בנזין, וזה אמור להשיג חיסכון של בין 10% ל-30% בתצרוכת הדלק ובזיהום האוויר בתוך כדי הגדלה בשיעור של כ-10% של כח המנוע (מומנט), ובמילים אחרות: כל היתרונות של דיזל בלי החסרונות שלו.

הדור הרביעי של מאזדה 3 צפוי להיות מושק בישראל ברבעון האחרון של השנה, אבל בהכירנו את יבואנית מאזדה לישראל, חברת דלק מוטורס, לא בטוח שהם ימנפו את חגיגת הבנדיז כדי להאדיר את היכולות של מאזדה. סיכוי הרבה יותר סביר הוא שהם יתמקדו בגרסאות המנוע שאותן יוכלו לקבל במחיר הטוב ביותר מבחינתם. טכנולוגיה יכולה לחכות למחיר טוב…

The post המפרט האירופאי של מאזדה 3 החדשה חושף: 181 כ"ס למנוע הבנדיז appeared first on TheCar.

בתוך מעט יותר משנה צפויה מאזדה לחולל מהפיכה טכנולוגית דרמטית בתחום ההנעה של כלי רכב, ולהשיק – ככל הנראה במכוניות מסדרה 3 – את מנוע ה'בנדיז' הראשון בהיסטוריה: מנוע שמשלב את שיטות ההנעה של בנזין ודיזל, ומוזן בבנזין.

פרטים ראשונים אודות עקרונות הטכנולוגיה פרסמנו כאן לפני כשבעה חודשים, אולם הלילה (ג'), פחות מ-48 שעות לאחר ההודעה הדרמטית אודות איחוד חלקי שלה עם טויוטה, מכריזה מאזדה באופן רשמי על מועד השקה של המנוע החדש.

לא צריך להתבלבל ולחשוב שבמאזדה מתעלמים לגמרי מן המציאות שמאלצת כעת את תעשיית הרכב לעבור במהירות להנעה חשמלית – זהו ככל הנראה אחד הגורמים החשובים מאחורי מערכת היחסים שנרקמת בינה לבין טויוטה – וכחלק מן ההכרזה הלילה מודיעים אנשי הירושימה שהם מתכוונים להציג במקביל למנוע הבנדיז גם מכוניות חשמליות.

אלא שלטכנולוגיה החדשה שלהם, שאותה הם מכתירים תחת השם החדש SKYACTIV-X, יש פוטנציאל ממשי להאריך את משך החיים של מנועי בנזין. זאת בזכות העובדה שמנוע 'בנדיז' צפוי להיות חזק בכ-10-30% ממנוע בנזין בנפח מקביל, ותצרוכת הדלק שלו צפויה להיות נמוכה בכ-20-30% ביחס למנועי הבנזין החדשים יחסית, והחסכוניים, מסדרת SKYACTIV-G הנוכחית של מאזדה.

אנשי מאזדה לא מפרטים עדיין יותר מידי אודות הטכנולוגיה עצמה, ואף מזהירים שמועד ההשקה שלה – אי שם במהלך שנת 2019 – מותנה בכך שלא יהיו עיכובים ותקלות במהלך הפיתוח של המנוע, אבל הם כן מסבירים שיתרונות הטכנולוגיה הזאת נובעים מכך שהיא "ממקסמת את טווח הפעולה היעיל של טכנולוגיות הבנזין והדיזל ומשלבת את היתרונות של שניהם כדי להשיג ביצועים סביבתיים מצטיינים, כוח וביצועי תאוצה".

התיאוריה שמאחורי מנוע ה'בנדיז' נקראת "הצתת דחיסה הומוגנית" (Homogeneous charge compression ignition) והיא מבוססת על העובדה שדלק מוצת באופן ספונטני לא רק על-ידי הצתה באש אלא גם על-ידי חום ולחץ.
במנוע דיזל מוזרם אוויר לתוך הצילינדר בעת פעולת היניקה, הוא מתחמם במהירות כתוצאה מדחיסה, ורגע לפני שהבוכנה מגיעה לשיא מהלכה ("נקודה מתה עליונה"), מוזרק לתוך הצילינדר סולר שמוצת על-ידי החום והלחץ שבתוך הצילינדר. במנוע בנזין, להבדיל, מוזרמת לתוך הצילינדר תערובת של בנזין ואוויר, ובעת פעולת הדחיסה, רגע לפני שהבוכנה מגיעה לקצה מהלכה – התערובת מוצתת באמצעות מצת חשמלי.

מנוע 'בנזיד' משלב את שתי הטכנולוגיות ובעת פעולת היניקה מוזרמת לתוך הצילינדר תערובת דלק ואוויר (ולא רק אוויר), והיא מוצתת באמצעות הלחץ והחום, כמו במנוע דיזל. אחד מיתרונות הטכנולוגיה הוא שהמנוע יכול להיות מוזן בבנזין, סולר, וגם ברוב הדלקים החלופיים המוכרים, כמו גז טבעי.

מרצדס, אגב, הציגה כבר בשנת 2007 קונספט של רעיון כזה תחת השם "DiesOtto" – אולם מאזדה טוענת לכתר של מי שתהיה הראשונה שעושה בו שימוש מסחרי. אנשי מאזדה טוענים שמנוע SKYACTIV-X ישתווה מבחינת הנצילות שלו, או אפילו יעלה, על היעילות של מנועי הדיזל מסדרת SKYACTIV-D שלהם.

מאזדה 2030

אנשי מאזדה חשפו את הטכנולוגיה החדשה במסגרת יום עיון טכנולוגי שבו הוצג גם עדכון לתוכנית האסטרטגית הנוכחית שלהם, שהוצגה בשנת 2007. לדבריהם, "לאור השינויים המהירים שמתרחשים בתעשיית הרכב מציג החזון החדש פרספקטיבה ארוכת טווח ומגדיר כיצד מאזדה תשלב הנאה מנהיגה ואת האהבה הבסיסית של בני אדם למכונית כדי לפתור בעיות של בני אדם תוך כדי שמירה על כדור הארץ ועל החברה האנושית".
העניין הוא ששום דבר אחר מבין אלה שמציגה מאזדה בחזון האסטרטגי לא מלהיב כמו טכנוטלוגיית ה'בנזיד'…

אנשי מאזדה מתחייבים "להרחיב את האמצעים להפחתת פליטות פחמן דו חמצני… על פני כל מחזור החיים של הרכב ("מן הבאר ועד לגלגל", כולל תהליכי הייצור), וזאת ב-50 אחוזים ביחס לרמות של שנת 2010 עד לשנת 2030, ול-90% ביחס לנקודת המוצא עד לשנת 2050. בנוסף, במהלך שנת 2019, פחות או יותר במקביל להשקת מנוע הבנזין המהפכני, הם מתכוונים "להתחיל להציג כלי רכב חשמליים וטכנולוגיות הנעה חשמלית אחרות", וגם "לפתח טכנולוגיות בטיחות מתקדמות יותר… כדי להשיג את החיסול (המוחלט) של תאונות הדרכים".

בתוך כדי כך הם מתחייבים גם לשמר את ההנאה מנהיגה במכוניות שלהם ואת ההתרגשות של בעלות על מכונית, מבטיחים "לשפר את יסודות הבטיחות, למשל באמצעות תנוחת נהיגה נכונה שמתאפשרת באמצעות פרישת דוושות נכונה ושדה ראיה טוב, וגם, להבדיל, "להתחיל בדיקה של טכנולוגיות נהיגה אוטונומית אשר מפותחת כרגע… (וזאת) במטרה להפוך את המערכת לסטנדרטית בכל הדגמים עד לשנת 2025".

The post מאזדה נתנה אור ירוק למנוע 'בנדיז' appeared first on TheCar.

הדור הבא של מאזדה 3, אשר יוצג בשלהי השנה הבאה, יונע באמצעות מנוע 'בנדיז' בשיטת 'הצתת דחיסה הומוגנית' (HCCI).

מנוע זה יהיה יעיל בכ-30% ביחס לדור הראשון של מנועי 'סקאי אקטיב' הנוכחיים של החברה – אשר הושקו לפני שש שנים ונחשבים בין היעילים ביותר בעולם כיום. תצרוכת הדלק של מנוע כזה תהיה פנטסטית: 30 קילומטרים לליטר, וגם רמות הפליטה של מזהמי אוויר ממנו צפויות להיות נמוכות מאד.

כך, בדיווח בלעדי, נכתב ב'ניקיי' (Nikkei) – אחד העיתונים החשובים ביותר ביפן – ואם יש בסיס לדיווח הזה הרי שמדובר בלא פחות מאשר מהפיכה.

מעבר לעניין הטכנולוגי עצמו, אשר לא אמור ליפול עלינו כרעם ביום בהיר, הרי שאם אכן נזכה לנהוג בשנה הבאה במכונית כזאת המשמעות תהיה שמאזדה הקטנה שוב ניצחה את ענקיות התעשייה תוך שהיא מקדימה את מרצדס, פולקסווגן, ג'נרל מוטורס, הונדה ויונדאי. כל אחת מאלה הכריזה בשלב זה או אחר בשנים האחרונות שהיא עובדת על פיתוח דומה.

הרעיון התיאורטי מאחורי "מנוע הבנדיז" – טכנולוגיית "הצתת דחיסה הומוגנית" (Homogeneous charge compression ignition) – נחשב לאחד מן "הגביעים הקדושים" של הנדסת מנועים, על אף שבמידה כזאת או אחרת נעשה בו שימוש עוד לפני המצאת המצתים שנמצאים כיום בכל מנוע בנזין.

התיאוריה מבוססת על הרעיון שחומר בעירה מוצת באופן ספונטני לא רק כאשר נוכחת בסביבתו אש גלויה (כמו זו שנוצרת במצת למשל) אלא גם כאשר מתקיימים תנאים מתאימים של חום ולחץ.

אחד הענפים של התיאוריה הזאת שוכלל על-ידי רודולף דיזל והפך למנוע שנושא את שמו ומבעיר סולר: במנוע דיזל מוזרם בעת פעולת היניקה אוויר אל תוך חלל הצילינדר, והוא מתחמם במהירות כתוצאה מתהליך הדחיסה. בעת פעולת הדחיסה, רגע לפני שהבוכנה מגיעה לשיא מהלכה ("נקודה מתה עליונה"), מוזרק סולר אשר מובער היות שהוא פוגש את החום והלחץ שבתוך הצילינדר.

במנוע בנזין, לעומת זאת, מוזרמת כבר בעת פעולת היניקה תערובת "מוכנה מראש" של דלק (בנזין) ואוויר. לאחר מכן, בעת פעולת הדחיסה ורגע לפני שהבוכנה מגיעה לקצה מהלכה – מוצתת התערובת באמצעות מצת חשמלי.

מנוע מסוג HCCI – "הצתת דחיסה הומגנית" – משלב בין טכנולוגיות הדחיסה וההצתה של מנועי הבנזין והדיזל שמלווים את האנושות מזה כ-125 שנים: אל חלל הצילינדר מוזרמת כבר בעת פעולת היניקה תערוכת "הומוגנית" של דלק ואוויר, אבל במקום להשתמש במצת – מה שמבעיר את התערובת הם הלחץ והחום אשר נוצרים בעת פעולת הדחיסה.

היות שבעברית אנחנו מבדילים בין שתי טכנולוגיות המנועים השכיחות ומכנים את המנועים עצמם מנועי "בנזין" או "דיזל" – הרי שהשם העברי הראוי לטכנולוגיה החדשה הוא מנוע "בנדיז". יתרון נוסף של הטכנולוגיה, אשר מחזק את הטענה לשם, הוא שמנוע בנדיז – כשמו כן הוא – יכול לפעול על בנזין, סולר, ורוב הדלקים החלופיים, כלומר שזה גם מנוע בנזין וגם מנוע דיזל.
מרצדס, אגב, הציגה כבר בשנת 2007 קונספט של רעיון כזה שאותו היא כינתה "DiesOtto" – וזאת מפני שמנוע בנזין נקרא גם "מנועי מחזור אוטו".

למען היעילות

מנוע דיזל יעיל יותר מבחינה תרמו-דינמית ממנוע בנזין מפני שהוא מבעיר את הדלק בתנאי לחץ וחום גבוהים יותר ומאפשר יחס דחיסה גבוה יותר. הנצילות של דיזל גבוהה בכ-30% מזו של מנוע בנזין.

תיאוריית "ההצתה ההומוגנית" גורסת שהבערה של תערובת הומוגנית של דלק ואוויר משיגה יעילות בעירה גבוהה יותר מאשר במנועי דיזל, שבהם הסולר והאוויר לא מספיקים להתערבב באופן "הומוגני" לפני ההצתה. בהצתה הומגנית אפשר להשתמש בתערובת עניה יותר (יחס בנזין/אוויר נמוך) בשילוב יחס דחיסה גבוה כמו במנועי דיזל (1:15 או יותר), וכך, כמו בדיזל, להשיג יעילות תרמו-דינמית גבוהה בכ-30% מאשר במנועי בנזין.

בזכות טמפרטורות מרביות נמוכות מאשר במנועי בנזין אמור מנוע 'בנדיז' לייצר רמות נמוכות של תחמוצות חנקן, ובתהליך הבעירה כמעט לא נוצר פיח, אולם רמות הפליטה של פחממנים (HC) ופחמן חד חמצני (CO) עדיין גבוהות למדי.

אלא שאת מה שעובד כל כך יפה בתיאוריה ממש לא קל ליישם במציאות. בין הבעיות שאיתן צריכים מפתחי טכנולוגיית ה'בנדיז' להתמודד בולטת ראשית לכל האפשרות להתניע מנוע קר (כמו במנועי דיזל), וכן בלאי מוגבר של המנוע אשר עלול להיגרם בגלל לחץ הדחיסה והחום הגבוה שנדרשים להצתת התערובת. בנוסף, בעוד שבמנועי בנזין נשלט מועד הבערת הדלק באמצעות מערכת ההצתה, ובמנועי דיזל באמצעות מערכת ההזרקה – במנוע בנדיז קשה יותר לשלוט ולתזמן את רגע הפיצוץ – מה שמגביל את גמישות התכנון של עקומת הכח.

כדי להשיג את הטוב משני העולמות מתאמצים המהנדסים לשלוט במספר רב של פרמטרים, בהם שינוי יחס הדחיסה, טמפרטורת התערובת, תזמון השסתומים, יחס התערובת (דלק/אוויר), לחץ דחיסת התערובת ועוד, מפני שכל אחד מאלה משנה את הנקודה המדויקת שבה תתרחש הצתת הדלק.

דוד נגד גוליית

מאזדה, יצרנית רכב קטנה ביחס לענקיות התעשייה, נחשבת לאחת החברות המעניינות מבחינת המורשת הטכנולוגית שלה – והיחידה שהתעקשה לשמר במשך עשרות שנים את הגחלת של המנוע הרוטורי ('ואנקל') – עוד "גביע קדוש" של "מנוע אידאלי".

העובדה שמאזדה עובדת על פיתוח טכנולוגיית הצתת דחיסה הומוגנית פורסמה כבר בשנת 2014, כמו גם העובדה שמנוע כזה יפעל עם לחץ דחיסה גבוה מאד של 1:18.
עם זאת, היות שלא הוצב תאריך יעד להשקת מנוע כזה לא היה בידיעה הזאת הרבה "בשר" – בעיקר לנוכח העובדה שגם ספקיות החלקים הענקיות 'בוש' ו'דלפיי', וגם יצרניות הרכב מרצדס, פולקסווגן, ג'נרל מוטורס, הונדה ויונדאי, הכריזו הכרזות דומות בין השנים 2005 ל-2011.

בעוד כשנה נוכל אולי לגלות את הפטנטים של מאזדה, וכיצד הצליחו המהנדסים שלה לנצח על התזמורת המאד מורכבת של כל המשתנים הדרושים לפעולה סדירה של מנוע 'בנדיז'.

אם אכן יושק מנוע כזה בדור הבא של מאזדה 3 היא צפויה להיות המכונית הקומפקטית החסכונית ביותר בדלק – בהפרש ניכר – מכל מתחרותיה, ובהן גם מכוניות היברידיות.

The post האם מאזדה פיצחה את סוד מנוע ה'בנדיז'? appeared first on TheCar.