בנזין או דיזל?

יסודות עולם הכוח והתאוצה

"מומנט" הנו כוח סיבובי הגורם לתנועת המנוע. מומנט הוא הכוח הראשוני, המתפרץ, של המנוע – זה שכל כך חשוב לניתוק הרכב ממקומו וגם לתחילתן של תאוצות הביניים. ככל שהמומנט גדול כן ייטב. אחד הדברים שמגדילים מומנט הנו לחץ והנ"ל גדל ככל שיחס הדחיסה גדול יותר.

ניקח שני מנועים – אחד בנזין ועמיתו דיזל – בנפח מנוע זהה, למי יש מומנט גבוה יותר? למנוע הדיזל  – בערך פי שניים ממנועי בנזין. למה? על שום הבדלים משמעותיים ביחסי הדחיסה 1:20 דיזל מול 1:10 בנזין (יחס הדחיסה הגבוה הכרחי במנועי הדיזל  על מנת ליצור את השריפה עצמית של התערובת). זאת בדיוק הסיבה שבמציאות המוטורית מנועי הבנזין הם בדרך כלל בעלי נפח מנוע גדול יותר מעמיתיהם ממונעי הסולר (ראו בהמשך). הגדלת הנפח מפצה את מנוע הבנזין במומנט ש"אבד" להם – בגין יחס הדחיסה הקטן – ומשווה אותו, או לפחות מקרבת אותו, לעמיתו, מנוע הדיזל הקטן.

בגלל יחסי הדחיסה הגבוהים מיוצרים מנועי דיזל מחלקים כבדים -כאלו שיודעים לעמוד בלחץ. העלאת מנוע דיזל לסל"ד גבוה תכניס את חלקיו הכבדים להתמדה כזאת שהמנוע עלול להתפרק. זאת בדיוק הסיבה שמנועי דיזל אינם מתוכננים לסל"ד גבוה. מנועי בנזין? חלקיהם הפנימיים קלים בהרבה ומשום כך ניתן להעלות אותם לסל"ד גבוה.

דוגמא אופיינית להפרשי סל"ד: שיא מומנט – מנוע דיזל 2,000 סל"ד. מנוע בנזין 3,800 סל"ד. שיא הספק – מנוע דיזל 3,900 סל"ד. מנוע בנזין 5,400 סל"ד.

האם יש משמעות להבדלי הסל"ד? בוודאי.

גודלו של ההספק הנו פונקציה של מומנט X סל"ד. מכאן ככל שעולה הסל"ד, במנוע בעל מומנט נתון, כך יגדל ההספק. ככל שהספק גבוה יותר כך גדלה יכולתו של המנוע להביא רכב נתון לביצועים סופיים טובים יותר: כך בתאוצה –"מקבל את המקל" מהמומנט וממשיך להגדיל את מהירותו של הרכב העוקף; כך במהירות סופית – יביא את מחוג שעון המהירות – ברכב נתון שרק הספק המנוע שלו השתנה – לנוע הלאה ימינה אל עבר תחום המהירויות הגבוהות.

איך משפיע הסל"ד על שיא המומנט? ככל ששיא המומנט מושג בסל"ד נמוך יותר כך מנוע הרכב מרגיש חזק יותר באותם מצבים הדורשים נסיעה איטית. משמעות הבדל זה כמעט ואינה מורגשת ברכב בעל תיבה אוטומטית, אך ניכרת היטב ברכב בעל תיבת הילוכים ידנית. מנוע המגיע לשיא המומנט בסל"ד נמוך יחסוך שימוש תכוף במצמד, או בהורדות הילוכים ויגדיל את הפוטנציאל של הרכב לנוע במהירות זחילה, כאילו והיה אוטומטי. לעומת זאת מכיוון שהמומנט מושג בסל"ד כה נמוך מקטין הדבר את "אורך נשימתו" כלפי מעלה  -  קוצץ בצורה משמעותית, את יכולת פיתוח המהירות בשלבי ההאצה, שאחרי הזינוק ממצב עמידה  ודורש החלפות הילוכים רבות ותכופות.

על כפות המאזניים

בעימות הנוכחי אני מציב על כפות המאזניים את המציאות המוטורית הקיימת (2002) ולא בסיס נתונים וירטואלי. משמעות הדבר שבדיקת יתרונות/חסרונות תעשה במנוע דיזל מול בנזין אך לא בנפחים זהים. למה? כי היצרנים, בקיאים בחוקי הפיזיקה שתוארו במבוא, יודעים שעל מנת להפיק ממנוע בנזין את יתרונותיו מוטב להגדיל את נפח המנוע שלו ביחס למנוע דיזל המורכב על אותו רכב. אמרו ועשו.

לפניכם ארבעה רכבי שטח משפחתיים:

איסוזו טרופר: מנוע בנזין 3.5 ליטר מול מנוע דיזל 3.0 ליטר. טויוטה פראדו מנוע בנזין 3.4 ליטר מול מנוע דיזל 3.0 ליטר. לנדרובר דיסקברי מנוע בנזין 4 ליטר מול מנוע דיזל 2.5 ליטר. מיצובישי פאג'רו מנוע בנזין 3.5 ליטר מול מנוע דיזל 3.2 ליטר.

מהירות סופית

מנצח מובהק מנוע הבנזין

טרופר בנזין -  180 קמ"ש (215 כ"ס/ 5,400 סל"ד). דיזל 160 קמ"ש (159 כ"ס/ 3,900 סל"ד).

פראדו בנזין – 180 קמ"ש (178 כ"ס/ 4,600 סל"ד). דיזל 165 קמ"ש (163 כ"ס/ 3,400 סל"ד).

דיסקברי בנזין – 170 קמ"ש (184 כ"ס/ 4,750 סל"ד). דיזל 157 קמ"ש (138 כ"ס/ 4,200 סל"ד).

פאג'רו בנזין  – 185 קמ"ש (202 כ"ס/ 5,000 סל"ד). דיזל 170 קמ"ש (165 כ"ס/ 3,800 סל"ד).

משמעות יתרון מנוע הבנזין: בטיחות אקטיבית משופרת – עליונות בעקיפה ארוכה; עליונות בשטח הדורש מהירות גבוהה: חולות טובעניים, ביצות, מעלות תלולים וארוכים.

תאוצה (0-100 קמ"ש)

מנצח מובהק מנוע הבנזין

טרופר בנזין -  11.8 שנ' דיזל 16.5 שנ' קמ"ש.

פראדו בנזין – 11.5 שנ'. דיזל 13.5 שנ'.

דיסקברי בנזין – 12.8 שנ' דיזל 17.1 שנ'

פאג'רו בנזין  – 11.7 שנ'. דיזל 13.8 שנ'.

משמעות יתרון מנוע הבנזין: בטיחות אקטיבית משופרת – עליונות ביציאה מהמקום ובתאוצות מתוך שיירה זוחלת; עליונות בשטח הדורש מהירות גבוהה: חולות טובעניים, ביצות, מעלות תלולים וארוכים. יתר על כן פיתוח התאוצה העדיף מאפשר לרכב בעל מנוע בנזין להסתדר עם משטח תנופה קצר משל עמיתו ועדיין לגבור על המכשול.

תאוצות ביניים (120-80 קמ"ש)

אין בפני בסיס נתונים כתוב אך מניתוח המבוא ומהיכרות צמודה עם כל דגמי השטח שבעימות – בתצורות מנועיהם השונות – ברור לי ששוב יוצא מנוע הבנזין מנצח. משמעות יתרון זה: בטיחות אקטיבית משופרת – עליונות בכל הקשור לעקיפות. 

תגובת דוושה

למרות השיפורים הטכנולוגיים שהוכנסו במנועי הדיזל (מסילה משותפת; תזמון שסתומים משתנה), עדיין תגובת רכב בעל מנוע בנזין חדה ומיידית יותר. מנוע בנזין מסוגל להדביק אותך למסעד המושב. דיזל? הטורבו – המשודך לכל כלי הרכב שבעימות -  מעלה אומנם את גרף הביצועים אך מטבעו הוא משתהה קצת לפני כניסתו לעבודה ועל כן לא קיים עדיין מנוע דיזל שיעלה על פניך את אותו חיוך מטופש שמעניקה תגובת הדוושה של מנוע בנזין (למעט אם לרכב קוראים מרצדס CD400 …). למה זה טוב? קודם כל להנאה. ובנוסף בטיחות אקטיבית על כל השלכותיה.

התנהלות במהירות זחילה

כאשר מדובר בכלי רכב בעלי ממסרה אוטומטית (ואלו מן הסתם מרבית רכבי השטח בארצנו) אין כמעט הבדל. לעומת זאת כאשר מדובר בכלי רכב בעלי ממסרה ידנית אין ספק שהגיע תורו של מנוע הדיזל לעמוד על דוכן המנצחים. שיא מומנט בסל"ד נמוך מאפשר לו ל"גרגר" במהירות הקרובה להליכה איטית. זה טוב בפקקי תנועה. זה מצוין בתיקול שטח טכני – פחות צורך בעבודת מצמד, פחות צורך בלחיצת דוושת תאוצה – תנועה זורמת והרמונית כמעט כמו רכב אוטומטי. יתר על כן, "גמישות" מנוע הדיזל מקטינה את סיכויי הרכב להדמים בעת תפעול הילוכים שגוי. בנזין? טעות והדממנו.

התנעה מאולצת

במידה ומנוע דיזל הדמים במהלך נסיעה/זינוק מהמקום אפשר לצאת לדרך מבלי ללחוץ על המצמד. מוודאים שהרכב בהילוך, מניעים והרכב מתחיל להתקדם. גם בעליות. לעיתים אפילו  תלולות. תכונה זאת מקנה יתרון גדול בכל הקשור לבטיחות ותפעול -  לא צריך לזנק מהמקום תוך שחרור מצמד וסחרור גלגלים. נצחון הדיזל. 

בלימת מנוע

משקלו העצמי של הרכב, נפח המנוע, יחסי ההעברה, יחס הדחיסה – אלו הם ארבעת הגורמים המשפיעים על בלימת המנוע בעת עזיבת הרגל מדוושת התאוצה. ככל שבלימת המנוע טובה יותר – מתנגדת יותר לכוח המשיכה השואף להאיץ את הרכב – כך קטן הצורך להשתמש בדוושת הבלם (על שלל המשמעויות הנלוות לשימוש לא מושכל בה – נעילה, החלקה, יציאה מכיוון). זה חשוב תמיד. זה חשוב במיוחד בירידות בעייתיות בשטח. בכלי רכב מאותה משפחה יש בדרך כלל לרכב עם מנוע דיזל יתרון קל על עמיתו מונע הבנזין. למרות נפח המנוע הגדול יותר של הבנזין הגורם להתנגדות גדולה יותר – בלימה טובה יותר – הרי שיחס הדחיסה הגדול של הדיזל מטה בסופו של דבר את הכף לזכותו. נצחון הדיזל.

טווח נסיעה

מנוע דיזל חסכוני יותר. מאפשר טווח נסיעה של 7-12 ק"מ/ליטר מול עמיתו "השתיין הכרוני" מנוע הבנזין, הגומע 4-8 ק"מ/ליטר. במידה ומיכל הדלק בשני כלי הרכב הוא בעל נפח זהה – וזה בדרך כלל המצב – טווח הנסיעה של רכב מונע דיזל גדול משל הבנזין. זה טוב תמיד ובעיקר בטיולי שטח של מספר ימים עם תחנות דלק ספורות בתחום הנסיעה. נצחון הדיזל.

מעברי מים

מנוע דיזל חסר את מרבית מכלולי החשמל הנחוצים במנוע בנזין (מצתים, מפלג סליל הצתה, חוטי הצתה ועוד). כתוצאה ישירה מכך קטנים סיכוייו של מנוע דיזל להדמים עצמו בעת צליחת מעבר מים עמוק. לעומת זאת במידה ומים הצליחו להסתנן דרך מערכת יניקת האוויר כל הדרך אל חלל המנוע – זה הזמן להעדיף מנוע בנזין. יחס הדחיסה הגבוה של מנוע הדיזל עלול לגרום לשברים פנימיים ולהשבתתו תוך שברירי שניות. בנזין? יחזיק מעמד טוב יותר (אלא אם הדמים מנועו לחלוטין והנהג מנסה להתניעו מחדש – נוסחה בדוקה להשבתת מנוע – גם בנזין). נצחון הדיזל.

רעש

 "הלו לא שומעים אותך";  "אתה נמצא באתר חציבה?" – שתי תגובות אופייניות לרכב בעל מנוע דיזל מסוג דיפנדר… אחרים? שקטים יותר. ובנזין? שקט כמו אולם קונצרטים. נצחון הבנזין.

ויברציות

מנוע דיזל, הן בגלל יחס הדחיסה הגבוה שלו הן בגלל משקל חלקיו, והן בגלל מיעוט הבוכנות שלו "מורגש" יותר. עובד פחות חלק ממנוע בנזין. נצחון הבנזין.

בטיחות כנגד התלקחות עצמית

אדי בנזין יוצתו החל מטמפרטורה של מינוס 21 מעלות צלזיוס. סולר? – מ-70 מעלות ומעלה. ומכאן שקוף יתרונו הבטיחותי של רכב המונע על ידי מנוע דיזל. נצחון הדיזל.

איכות הסביבה

גזי הפליטה במנועי דיזל פחות רעילים ממנועי הבנזין. אך היום, בעידן הממירים ובקרי ומסנני הגזים הרעילים למיניהם זהו נתון כמעט זניח. אין הבדל.

אחזקה

הטיפולים השוטפים במנועי דיזל זולים קצת יותר מבנזין שכן במנוע בנזין צריך מידי פעם להחליף מצתים, חוטי הצתה מכסה מפלג ורוטור. מחירי החלפים – פחות או יותר אותו דבר (למעט אם משווים מנוע דיזל עדכני למנוע בנזין עם קרבורטורים שאז מחירי החלפים של הדיזל יהיו כמובן גבוהים בהרבה). שיפוץ מנוע? בעידן המחשבים והמנועים המוזרקים נסגר הפער בין שני המנועים (שנטה בעידן המאיידים בצורה ברורה לכיוונו של מנוע הדיזל). ז"א -שני המנועים, במידה ותוחזקו כיאות, יעברו אותה כמות קילומטרים לפני שידרשו לשיפוץ. נצחון הדיזל.

סחירות

רכב בעל מנוע דיזל שומר, בדרך כלל, על שווי שוק גבוה יותר מעמיתו מנוע הבנזין. נצחון הדיזל.

גזר הדין – סיכום כל הנתונים

יתרונות מנוע הדיזל: בלימת מנוע, התנהלות במהירות זחילה (ידני), התנעה מאולצת (ידני), מעברי מים, טווח נסיעה, עלות דלק, בטיחות כנגד התלקחות עצמית, אחזקה שוטפת, סחירות.

יתרונות מנוע הבנזין: ביצועים: מהירות סופית, תאוצה 0-100 קמ"ש. תאוצת ביניים, תגובת דוושה, שקט יותר, מווברץ פחות.