הבעיה פשוטה: הדלק לא נשרף עד הסוף. רק חלק מהאנרגיה שמכילים כל ליטר בנזין או סולר באמת מייצרים עבורנו כח במנוע הרכב. אם הכל היה נשרף, אפשר היה לקבל הרבה יותר כוחות סוס, קילומטרים לליטר, ולא פחות חשוב: משהו כמו אפס זיהום אוויר.

פתרון פשוט אחד הוא לגרום למנוע לעבוד בטמפרטורות מאוד גבוהות, משהו כמו 800 מעלות. הבעיה היא היישום; מתכת תותך וחומרים קרמיים, פעם התקווה הגדולה בתחום, לא עובדים טוב בתור מנוע.

בינתיים, המצאה שתשנה את כללי המשחק, תסדר את הבעירה המושלמת ותהייה יעילה ליישום טרם הומצאה (מנועי מימן הם דוגמא למשהו מוצלח, נקי לחלוטין ומאוד בעייתי ליישום). ולכן הפתרון הוא לשפר את מה שיש. השיפור יכול להיעשות בשתי דרכים. האחת היא הכנסת מרכיבים שמייעלים את הצריכה ומורידים את הזיהום כמו מגדש טורבו וממירים למיניהם. הדרך השנייה היא עבודה בלתי פוסקת לשיפור היעילות של עבודת המנוע על-ידי צמצום מרווחים – שיפור האפיצות (טולראנס), המרווח בין חלקים – הגורמים לאובדני אנרגיה.

מגדשים, ממירים וגם אפיצות

הגזים שנפלטים מהמנוע הם מה שנשאר מאותה בעירה. הם כוללים שאריות של דלק (שלא נשרף) וגם את התוצרת הלא סימפטית של הבעירה (גזים רעילים בכל המנועים, חלקיקים במנועי דיזל), תוצר של אותה בעירה לא מושלמת. העובדה שמנוע פועל באופן יעיל יותר – יותר הספק בנפח נתון וללא תוספת דלק – כאשר מצליחים לדחוס לתוכו אוויר, מזמינה שימוש באותם גזים לשימוש חוזר. הדבר נעשה באמצעות טורבינה הסובבת במהירות גבוהה מאוד לאחר שאותם גזים זכו לצינון (אפשר להכניס מסת גזים רבה יותר לראש הצילינדר כאשר הם קרים).

מגדשי טורבו עשו קריירה מרשימה אך קצרה לפני שלושים שנה. הם הוסיפו הרבה להספק, אבל הרגע (הסל"ד, למעשה) בו נכנסו לעבודה היה אלים, והיו גם בעיות אמינות. ואז שיפרו אותם: האמינות גדלה מאוד, ניהול מנוע ממוחשב נטרל את הכניסה האלימה של הטורבו, וטיפול באיכות החומרים והייצור אפשר יעילות רבה יותר (מהירות הסיבוב של הטורבו, הלחץ הנוצר בתוך המנוע).

זה, כמה חבל, לא מספיק. בכל הקשור לזיהום, שיפור סתם היא לא המטרה. המטרה צריכה להיות ביטול כמעט מוחלט של פליטת הגזים הרעילים והחלקיקים המזהמים, הפוגעים באדם ובעולם.

ממיר קטליטי, הנמצא במערכת הפליטה, הוא פתרון הנמצא בשימוש מאז שנות התשעים. חומרים כימיים הנמצאים בתוכו מחסלים את הגזים הרעילים שבכל זאת הסתננו החוצה. העניין שזה עובד מצוין במנועי בנזין, פחות טוב במנועי דיזל, שלהם יש בעיה של אותם חלקיקים ופליטה מרובה של C02.

מנועי משאיות סבלו במיוחד מכך, ותקני יורו למיניהם העלו את רף הדרישה יותר ויותר. הפתרון היה, שוב, שיפור יעילות באמצעות מזרקים שעובדים בלחץ גבוה מאוד וגם באמצעות מערכות מורכבות לטיפול בזיהום. אחת מהשתיים מבוססת על שימוש בתוסף – אוראה (Urea) או AdBlue, בשמו המסחרי – וזה גם הפתרון הנפוץ ביותר כיום.

אבל כל זה לא יהיה שווה הרבה אם המערכות לא יעילות. כלומר, אם לא הכל מהודק עד המיקרון האחרון. כאשר חלקים נעים אינם מתאימים באופן מושלם, הם עובדים פחות טוב עם אותה כמות של דלק. כלומר: כדי לקבל יותר יעילות ופחות זיהום, צריך לטפל גם במיקרון האחרון של הבוכנה, השסתום או בחלקים נעים של התיבה האוטומטית. על הדרך זה גם משפר את האמינות שלהם.

הלכה למעשה, בקטן

וזה מה שעשו המהנדסים של קונצרן PSA, בעל הבית של המותגים פיז'ו וסיטרואן, עם שני המנועים החדשים שהציגו זה עתה. מנוע הבנזין הקטן – 1.2 ליטר, 3 צילינדרים – מצויד במגדש טורבו מאוד יעיל; הוא מסתובב 240,000 סיבובים לדקה (!) ויוצר לחץ הגדשה של 2.4 באר – ואלה נתונים גבוהים מאוד. והמנוע עצמו טופל כך שהחיכוך של החלקים הנעים נמוך מאוד. כמה נמוך? "30 אחוז פחות מאשר במנוע של המתחרה העיקרי". לא יפה להגיד "פולקסווגן" בפרוספקט. אותו חיכוך מופחת אמור גם להבטיח רמת אמינות גבוהה למנוע, עד רבע מיליון ק"מ, למרות הלחצים המוגברים.

התוצאה לפי הנתונים מכובדת מאוד. המנוע הזה מייצר הספק של 130 כ"ס, נתון של מנוע 1.8 ליטר. נתון המומנט, מי שאחראי על האצות ביניים, למשל, מרשים עוד יותר. כאן מדובר ב-23.4 קג"מ, שזה מה שמייצר מנוע 2.5 ליטר רגיל. וזה לא הכל: את הסחורה הזאת מציע המנוע לנהג כבר ב-1,750 סל"ד נמוכים, כלומר: הם מוכנים לו כל הזמן; במנוע רגיל נתון כזה מתקבל ב-4,000 סל"ד. יתרה מזו. כמעט הכל (95%, 22.3 קג"מ) מוצע לנהג החל מ-1,500 סל"ד ועד 3,500. זה היה אחד מיתרונות הדיזל, וזה מוצע במנוע בנזין בנדיבות רבה (ובעניין זה כבר הקדימו את פיז'ו-סיטרואן).

ולא רק יכולת. אותה יעילות בניצול משאבי הדלק, אחראית גם לזיהום נמוך – 110 גרם/ק"מ – וגם לצריכת דלק מצטיינת: 20.8 ק"מ לליטר בבדיקה תקנית.

דיזל, ואיזה הספק

יש גזים רעילים שמנועי דיזל מייצרים פחות מאשר מנועי בנזין, יש יותר, אבל מה שחשוב, ייחודי ולא מוצלח בתחום הדיזל הם החלקיקים. מנועי דיזל למכוניות נוסעים עברו דרך יעילה מאוד בפחות מ-20 שנה. עד אז, ההזרקה נעשתה באופן עקיף, לתא נפרד בראש הבוכנה. זה היה פחות יעיל מאשר במנוע עם הזרקה ישירה (כמו במנועי משאיות), אבל מזהם ורועש הרבה פחות. במחצית השנייה של שנות התשעים הוצג מנוע עם הזרקה ישירה אבל עם תוספת קטנה-אך-פשוטה: צינור (שנקרא "מסילה משותפת") ובו אוחסן הסולר – ובלחץ גבוה – לפני שיגורו לראש הצילינדר. ההזרמה הייתה מנוהלת מחשב, והמזרק ידע גם הוא לעבוד בלחץ גבוה מאוד. התוצאה, יעילות משופרת – הספק ומומנט שגדלו מאוד – יחד עם צריכת דלק טובה, פעולה חלקה ומעט רעש. מנועים כאלה מצאו את דרכם גם למכוניות פאר כמו אודי A8, ב.מ.וו 7 ומרצדס S.

ועדיין, צריך לשפר עוד ועוד בתחום הפליטה – מה שדורש עוד יעילות, עוד הקפדה ובמקרים כמו תקן חדש ומחמיר (יורו 6), הוספת מערכות חדשות. על-מנת שכל זה יקרה, פעלו מהנדסי PSA בשלושה תחומים כאשר ייצרו את מנוע BlueHDi180 2.0 ליטר: 1. ממיר קטליטי המצמצם מאוד פליטת פחמימנים וחד-תחמוצת הפחמן; 2. מערכת של הפחתה קטליטית סלקטיבית (SCR), המזריקה אוראה (Urea; 17 ליטר ל-20,000 ק"מ), ההופכת 90% מתחמוצת החנקן (NOx) למים ולניטרוגן ידידותיים לאדם ולסביבה; 3. מסנן חלקיקים. השימוש ב-SCR במכוניות נוסעים חדש, אבל הוא כבר בן יותר מעשר שנים ברכב כבד (ו-35 שנה במפעלי תעשייה). גם הפעם – כמו בהזרקה ישירה, מזרקים בלחץ גבוה או ניהול דיזל ממוחשב – תעשיית המכוניות הולכת בעקבות הרכב הכבד.

התוצאה בצד הירוק של הסקלה מצוינת: נתון נמוך מאוד של 114 גרם/ק"מ של CO2 וצריכת דלק מעולה (לפי תקן ECE) של 22.7 ק"מ/ליטר. נתון הפליטה הנ"ל מקדם את המנוע לדרגת זיהום 4 בישראל, וזה כבר מקום מכובד בטבלה (וללא קנס מיסויי, הפוגע באטרקטיביות של מכוניות המונעות במנוע דיזל).

אבל המנוע החדש מביא לסצנה לא רק בשורה ירוקה אלא גם נתונים מעולים. ההספק, 180 כ"ס (ב-4,000 סל"ד), מציע נתון גבוה גם ביחס למנועי בנזין. ערך המומנט מכובד אף הוא; זה כבר אופייני יותר למנועים אלה, אבל המספרים מדברים בעד עצמם: 40.7 ק"מ (ב-2,000 סל"ד). זה כפול ממה שמנועי 2.0 ליטר בנזין רגילים יודעים לייצר (וזמין כבר במחצית הסל"ד, כלומר: כל הזמן).

הנתונים שופרו גם תודות לשידוך הדגם האחרון של תיבת שישה ההילוכים, עם יחסי העברה מותאמים, יעילות עבודה גבוהה יותר באמצעות משאבת שמן מבוקרת-אלקטרונית ונשלטת, הפחתה של 7 ק"ג במשקל המנוע, ושיפור הבעירה בתאי השריפה.

מהנתונים לכביש

כל זה יפה ונאה על הנייר, אבל מנוע, כמו הפודינג, נבחן בהתנסות. אנשי סיטרואן הזמינו עיתונאים מהעולם על-מנת להתרשם מהמנועים החדשים המוכנסים לדגמי החברה מעט לפני שהם מורכבים בדגמי פיז'ו. מנוע הדיזל הורכב אחר כבוד בסיטרואן DS5, שזה דגם מאוד מאוד מפואר ומאובזר על בסיס C4 של החברה.

היציאה הפקוקה מפריז לא סיפרה הרבה, אבל כאשר הכבישים נפתחו הפגין המנוע את יכולתו, בכך שהביא אותנו (זה הוא, לא אני) ל-180 קמ"ש בקלות ראויה לציון ועשה את זה באופן מנומס מאוד. התיבה האוטומטית שיתפה פעולה ברצון, ולמרות שהתאוצות לא הרטיטו, הן היו יעילות מעל ומעבר.

את הדרך חזרה לפריז עשינו עם C4 שצוידה באותו 1.2 ליטר מוגדש ובתיבה ידנית של 6 הילוכים. ולפני שנכנסנו לפקק של אחר הצהריים, אפשר היה להתרשם גם מההספק המספק של המנוע ולא פחות חשוב, מיכולת המשיכה שלו גם מסל"ד נמוך במיוחד; גם מ-1,000 סל"ד נרשמה משיכה יעילה, ומעל 1,500 הרכב יכול היה לצאת לדרך שהסתיימה במהירות הגבוהה בחצי מזו המותרת בישראל.

האופק התקרב מעט

עד אשר ייוצרו מנועים נקיים לחלוטין, מנועי בעירה פנימית – נכון לעכשיו, הפתרון היעיל והזמין – יצטרכו לעבור מערך שיפורים מתמיד ואיטי. ככל שהיכולת תהיה גבוהה יותר, כך זה יהיה קשה יותר לשפר משמעותית, אבל ככה זה בחיים.

צמד המנועים החדש הזה מבטא היטב מגמה זו. עוד קצת לחץ במערכות, עוד קצת רכיבים, עוד קצת טיפול באיכות החלקים – והנה מנועים שרושמים נתונים מצוינים בצריכת הדלק, הניקיון ולא פחות חשוב, הביצועים.