חדשות רכב ותחבורה

הישראלי שהמציא מחדש את המנוע קיבל מענק נוסף של 2.59 מיליון דולר

מתחת לאף של כל המשקיעים באוטו-טק הישראלי מחדש מהנדס ישראלי מרחובות את מנוע הבעירה הפנימית. כעת הוא זוכה להכרה נוספת מסוכנות חדשנות אמריקנית

0

עסקת מובילאיי-אינטל, ועשרות עסקאות מדהימות נוספות באוטו-טק הישראלי, הפכו בשנים האחרונות את נמל התעופה בן גוריון לאחד היעדים הקבועים של משקיעים, יזמים ובכירי תעשיית הרכב מכל רחבי העולם. עם זאת, בשעה שתעשיית הרכב כולה נמצאת בתקופת מהפיכה, נראה שכל האורחים, והמשקיעים הישראלים, מתמקדים בעיקר בתחומים שפותחו סביב תעשיית ההגנה הישראלית: חיישנים, אבטחת סייבר, אפליקציות, ותוכנות חכמות למיניהן.

 

 

 

על הרקע הזה בולט מענק כספי צנוע יחסית, אבל מאד חשוב, בסך 2.59 מיליון דולרים, שניתן לאחרונה לחברת "מנוע טור בע"מ" שמפתחת "מנוע מחזור מפוצל" אשר עשוי לחולל מהפיכה בתחום מנועי הבעירה הפנימית.
חברת "מנוע טור" פועלת במקביל ברחובות שבישראל, ובסן דייגו קליפורניה, שבארה"ב, כדי לפתח מנוע בעירה פנימית שבו מפוצלות הפעולות ה"קרות" של תהליך הפיכת שריפת דלק לעבודה מן הפעולות ה"חמות", וזאת במטרה להשיג יעילות גבוהה שמשמעותה תצרוכת דלק ופליטת מזהמים נמוכות.

הסוכנות האמריקנית ל"פרוייקטי מחקר מתקדמים בתחום האנרגיה" (Advanced Research Projects Agency-Energy), או בראשי תיבות ARPA-E, כשמה כן היא, מתקצבת תמיכות בפרויקטים של מחקר מתקדם שבהם היא מזהה "פוטנציאל מבטיח לגילוי דרכים חדשות לייצור, אחסון או שימוש באנרגיה". סוכנות ממשלתית זאת מסייעת בעיקר לגופים ויזמים שמתקשים להשיג מימון מן השוק הפרטי, וזה מצב אופייני – למשל – כאשר ההמצאה או החידוש "יוצרים הפרעה גדולה בשוק קיים", למשל כמו ההפרעות שיוצרת חברת 'טסלה' ליצרניות הרכב הוותיקות.
ARPA-E העניקה לחברת 'מנוע טור' 1 מיליון דולר עוד בשנת 2015, ויחד עם מענקים וגיוסי הון מן הארץ ומחו"ל הצליחה החברה לפתח אב-טיפוס עובד של מנוע בהספק של 1 קילוואט. המענק החדש, יחד עם גיוס הון בהיקף של 2.25 מיליון דולר שבוצע בארה"ב על ידי קבוצת משקיעים בראשות ד"ר ארווין ג'ייקובס מחברת 'קוואלקום', נועדו לשלב הבא, שבו יפותח מנוע דומה בהספק של 5 קילוואט. לא מיותר להדגיש שמענק "שלב 2" בתוכנית של ARPA-E מוענק רק לחברות אשר "מציגות התקדמות טכנית משמעותית". להערכת גורמי המקצוע הרלבנטיים ב-ARPA-E ישפר מנוע טור את היעילות של מנוע בעירה פנימית בכ-20%.

חברת 'מנוע טור' נוסדה בישראל לפני מעט יותר מעשור על-ידי הוגו טור, אשר במהלך רוב הקריירה המקצועית שלו שימש כקצין טכני במערך המנועים של חיל האוויר, מתוך כוונה להפוך למציאות עיקרון טכנולוגי שנקרא "מחזור מפוצל", הומצא כבר לפני 143 שנים, אבל מעולם לא עבר את המשוכות הטכנולוגיות שמקשות על פעולתו.
הוגו טור מצא את הפיתרון הטכנולוגי לבעיה, הוא משכלל אותו מזה כעשר שנים, ובמהלך תקופה זאת רשם עליו 18 פטנטים בארה"ב וברחבי העולם והעמיד לרישום עשרות פטנטים נוספים שנמצאים כעת "בתהליך". במהלך הזמן הזה פותחה הטכנולוגיה בעיקר במעבדה ברחובות, מתמיכה תקציבית צנועה יחסית של המדען הראשי ועם גיוסי הון פרטיים, ובמקביל הוקמה גם חברה אמריקנית שמבצעת עבודת מחקר בסמוך לגופים ולמהנדסים בעלי ידע מעשי רב יותר בפיתוח מנועים.

בשיחה עם TheCar הסביר הוגו שבמנועי בעירה פנימית קשה יותר להגיע לנצילות גבוהה ככל שהנפח וההספק של מנוע קטנים יותר. חשיבות המימון הנוסף טמונה בכך שבמנוע בהספק של 5 קילוואט, שהוא גדול וחזק פי חמישה מאב הטיפוס שכבר עובד, יהיה קל יותר להציג את היעילות המשופרת ואת תצרוכת הדלק המופחתת. במקביל, החברה פועלת להשיג מימון נוסף לצורך בניית מנוע שלישי, בהספק של "עשרות קילוואטים".

 

 

אלא שבפני טור והצוות שלו, נוסף לחסמים הרגילים שעומדים בפני כל יזם – בעיקר בתחומי המימון וההתקדמות הטכנולוגית – ניצב מכשול נוסף, לא פחות קשה: מנוע "מחזור מפוצל" יוצר הפרעה בשוק שמייצר מנועי בעירה פנימית קונבנציונליים מזה כ-150 שנים, עם אלפי פטנטים ואמצעי ייצור שבהם הושקעו מאות מיליארדי שקלים.

עובדה זאת ניכרת בין השורות של דברים שאומר ד"ר עודד טור, בנו של הוגו, אשר מנהל את החברה האמריקנית, לאחר קבלת המענק והגיוס הנוסף: "מנוע טור מציג הבטחה גדולה בצמצום החסרונות הטרמיים שפוגעים במנועי בעירה פנימית במשך יותר ממאה שנים. אנחנו שמחים ש-ARPA-E, ומשקיעים טכנולוגיים מובילים, מכירים בהתקדמות שביצענו וזאת על ידי המשך תמיכתם במסע שלנו להביא את מנוע הבעירה הפנימית – אחת מהטכנולוגיות הנפוצות ביותר בעולם – למאה העשרים ואחת".

 

 

במהלך השנה האחרונה, אומר הוגו, נבנו בארה"ב מספר אבות טיפוס של מנוע ה-1 קילוואט, כולם פעילים, והם צברו כבר כמה עשרות שעות עבודה בתוך כדי ניטור קבוע לצורך בחינת ביצועים ומחקר. במקביל נמשכת גם הפעילות בארץ עם סיוע במימון על-ידי משרד האנרגיה. החברה הישראלית מתמקדת כעת במאמצים לגייס משקיע ולהקים יחד איתו חברה שתתכנן ותבנה "גנרטור על" תוך שימוש בטכנולוגיה שפותחה כבר.
במנועים הקיימים, בהספק של 1 קילוואט, נפח הצילינדר ה"קר" הוא 69 סמ"ק ונפח הצילינדר ה"חם" הוא 138 סמ"ק. ביחידה החדשה שפיתוחה מתחיל כעת יהיה נפח הצילינדר הקר 350 סמ"ק ונפח הצילינדר החם יהיה 700 סמ"ק. מנוע ה-5 קילוואט יוזן באמצעות גז טבעי ומטרת התכנון היא להשיג את ההספק המרבי במהירות מנוע של 1,800 סל"ד, עם שיפור של מעל 20% ביעילות המנוע ביחס למנועים ארבע פעימתיים.

מנועי מחזור מפוצל, כמו כל מנועי הבעירה הפנימית, צפויים לשמש לייצור חשמל, לתחבורה, לחקלאות ולתעשייה. אנשי החברה אומרים ש"מכיוון שמנועי בעירה פנימית ודלקים ממאובנים יישארו חלק מן הציוויליזציה המודרנית במשך עשרות השנים הבאות, מנועים עם יעילות טרמית משופרת יספקו יתרון כלכלי וסביבתי משמעותי באמצעות צמצום צריכת הדלק ופליטת מזהמים".

כך זה עובד

מנוע בעירה פנימית קונבנציונלי מאחד את ארבע הפעולות המוכרות שלו (יניקה, דחיסה, עבודה ופליטה) לבוכנה אחת, שבה הן מופרדות לארבע או לשתי פעימות. בשיטה זאת נוצר קונפליקט בין פעולות שיוצרות חום רב – ומבזבזות אנרגיה שצריך לפנות באמצעות מערכת קירור, לבין פעולות שיעיל יותר לבצע בטמפרטורה נמוכה.

רעיון "המחזור המפוצל" נועד להפריד את הפעולות "החמות" מן הפעולות ה"קרות" על-ידי שימוש בשני גלילים נפרדים, הגדלה משמעותית של יחס הדחיסה (היחס בין חלל תא הבעירה לחלל שמעל לבוכנה), והורדת טמפרטורת העבודה כדי לצמצם בזבוז אנרגיה וצורך בקירור. אלא שכמו רעיונות טובים אחרים – למשל מנוע 'ואנקל' – יישום התיאוריה הרבה יותר מסובך מכפי שאפשר לדמיין.

 

 

הוגו טור התמקד בצמצום נקודת התורפה הגדולה ביותר של "מחזור מפוצל", שהיא "נפח מת" שקיים בחלל שבאמצעותו מעבירים את התערובת הדחוסה מן הגליל הקר לגליל החם, וזאת באמצעות שסתום פטנטי ומספר פתרונות הנדסיים נוספים שנועדו לצמצם את הפסדי הלחץ בעת העברת התערובת בין הגלילים, ולגביהם נרשמו כמה עשרות פטנטים (וכ-18 מהם כבר אושרו סופית). באב הטיפוס הפועל ישנם שלושה גלי ארכובה שמניעים שתי בוכנות ואת מנגנון העברת התערובת, כמו גם מערכת תמסורת לתזמון האופרציה כולה.