Sisteme Start-Stop. Funcționează?
Una dintre modalitățile de reducere a consumului de combustibil, cunoscută de mulți ani, este oprirea motorului chiar și în timpul unei scurte opriri a mașinii. În mașinile moderne, sistemele Start-Stop sunt responsabile de această sarcină.
Într-un test de conducere efectuat în Germania în anii 55 pe un Audi LS cu motor de 0,35 kW, s-a constatat că consumul de combustibil la ralanti este de 1,87 cm5. XNUMX./s, iar la începutul lui XNUMX, vezi XNUMX. Aceste date au arătat că oprirea motorului cu oprire mai mult de XNUMX secunde economisește combustibil.
Cam în același timp, teste similare au fost efectuate de alți producători de mașini. Capacitatea de a reduce consumul de combustibil prin oprirea motorului chiar si la o oprire foarte scurta si repornirea acestuia a dus la dezvoltarea unor dispozitive de control care efectueaza automat aceste actiuni. Prima a fost probabil Toyota, care în anii șaptezeci a folosit un dispozitiv electronic la modelul Crown care a oprit motorul la oprire mai mult de 1,5 secunde. Testele din ambuteiajele din Tokyo au arătat o reducere cu 10% a consumului de combustibil. Un sistem care funcționează similar a fost testat pe un Fiat Regata și pe primul Formel E Volkswagen Polo. Un dispozitiv din ultima mașină permitea șoferului să oprească motorul, sau doar automat, în funcție de turație, temperatura motorului și poziția manetei de viteze. Motorul a fost repornit cu demarorul pornit când șoferul a apăsat pedala de accelerație cu pedala de ambreiaj apăsată și treapta a 1-a sau a 2-a era cuplată. Când viteza vehiculului a scăzut sub 5 km/h, sistemul a oprit motorul, închizând canalul de ralanti. Dacă motorul era rece, senzorul de temperatură bloca oprirea motorului pentru a reduce uzura demarorului, deoarece un motor cald durează mult mai puțin timp să pornească decât unul rece. În plus, sistemul de control, pentru a reduce sarcina bateriei, a oprit luneta încălzită atunci când mașina era parcata.
Testele rutiere au arătat o reducere a consumului de combustibil cu până la 10% în condiții nefavorabile de condus. De asemenea, emisiile de monoxid de carbon au scăzut cu 10%. Puțin mai mult de 2 la sută. pe de altă parte, conținutul de oxizi de azot și aproape 5 hidrocarburi din gazele de eșapament a crescut. Interesant, nu a existat niciun efect negativ al sistemului asupra durabilității demarorului.
Sisteme moderne start-stop
Sistemele moderne start-stop opresc automat motorul la parcare (în anumite condiții) și îl repornesc imediat ce șoferul apasă pedala de ambreiaj sau eliberează pedala de frână într-un vehicul cu transmisie automată. Acest lucru reduce consumul de combustibil și emisiile de carbon, dar numai în traficul urban. Utilizarea sistemului Start-Stop necesită ca anumite componente ale vehiculului, cum ar fi demarorul sau bateria, să dureze mai mult și să le protejeze pe celelalte de efectele opririlor frecvente ale motorului.
Sistemele Start-Stop sunt echipate cu sisteme de management al energiei mai mult sau mai puțin sofisticate. Sarcinile lor principale includ verificarea stării de încărcare a bateriilor, configurarea receptoarelor pe magistrala de date, reducerea consumului de energie și obținerea tensiunii optime de încărcare în acest moment. Toate acestea pentru a evita descărcarea prea mare a bateriei și pentru a ne asigura că motorul poate fi pornit în orice moment. Evaluând constant starea bateriei, controlerul sistemului îi monitorizează temperatura, tensiunea, curentul și timpul de funcționare. Acești parametri determină puterea instantanee de pornire și starea curentă de încărcare. Dacă sistemul detectează un nivel scăzut al bateriei, reduce numărul de receptoare activate în conformitate cu ordinea de oprire programată.
Sistemele Start-Stop pot fi echipate optional cu recuperare a energiei de franare.
Vehiculele cu sisteme Start Stop folosesc baterii EFB sau AGM. Bateriile de tip EFB, spre deosebire de cele clasice, au plăci pozitive acoperite cu un strat de poliester, care mărește rezistența masei active a plăcilor la descărcări frecvente și încărcări de curent ridicat. Bateriile AGM, pe de altă parte, au fibră de sticlă între plăci, care absoarbe complet electrolitul. Practic nu există pierderi din cauza ei. La bornele acestui tip de baterie se poate obtine o tensiune ceva mai mare. Ele sunt, de asemenea, mai rezistente la așa-numita descărcare profundă.
Dăunează motorului?
Cu câteva decenii în urmă, se credea că fiecare pornire a motorului își mărește kilometrajul cu câteva sute de kilometri. Dacă ar fi așa, atunci sistemul Start-Stop, care funcționează într-o mașină care circulă doar în traficul urban, ar trebui să termine motorul foarte repede. Păstrarea și oprirea nu este, probabil, ceea ce le plac mai mult motoarele. Totuși, trebuie luat în considerare progresul tehnic, de exemplu în domeniul lubrifianților. În plus, sistemul Start-Stop necesită o protecție eficientă a diferitelor sisteme, în primul rând a motorului, de consecințele opririlor frecvente. Acest lucru se aplică, printre altele, pentru a asigura o lubrifiere forțată suplimentară a turbocompresorului
Starter în sistem Start-Stop
În majoritatea sistemelor de pornire-oprire utilizate, motorul este pornit folosind un demaror tradițional. Cu toate acestea, datorită numărului semnificativ crescut de operațiuni, are o durabilitate crescută. Demarorul este mai puternic și echipat cu perii mai rezistente la uzură. Mecanismul de ambreiaj are un ambreiaj unidirecționat reproiectat, iar angrenajul are o formă corectată a dintelui. Acest lucru are ca rezultat o funcționare mai silențioasă a demarorului, ceea ce este important pentru confortul condusului în timpul pornirilor frecvente ale motorului.
Generator reversibil
Un astfel de dispozitiv numit StARS (Starter Alternator Reversible System) a fost dezvoltat de Valeo pentru sistemele Start-Stop. Sistemul se bazează pe o mașină electrică reversibilă, care combină funcțiile unui demaror și ale unui alternator. În loc de un generator clasic, puteți instala cu ușurință un generator reversibil.
Dispozitivul oferă o pornire foarte lină. În comparație cu un starter convențional, nu există nici un proces de conectare aici. La pornire, înfășurarea statorului a alternatorului reversibil, care în acest moment devine motor electric, trebuie alimentată cu tensiune alternativă, iar înfășurarea rotorului cu tensiune continuă. Obținerea tensiunii AC de la bateria de la bord necesită utilizarea unui așa-numit invertor. În plus, înfășurările statorului nu trebuie alimentate cu tensiune alternativă printr-un stabilizator de tensiune și punți de diode. Regulatorul de tensiune și punțile de diode trebuie să fie deconectate de la înfășurările statorului pentru acest timp. În momentul pornirii, generatorul reversibil devine un motor electric cu o putere de 2 - 2,5 kW, dezvoltând un cuplu de 40 Nm. Acest lucru vă permite să porniți motorul în 350-400 ms.
De îndată ce motorul pornește, tensiunea AC de la invertor încetează să curgă, generatorul reversibil devine din nou un alternator cu diode conectate la înfășurările statorului și un regulator de tensiune pentru a furniza tensiune de curent continuu sistemului electric al vehiculului.
În unele soluții, pe lângă generatorul reversibil, motorul este echipat și cu un demaror tradițional, care este utilizat pentru prima pornire după o perioadă lungă de inactivitate.
Acumulator de energie
În unele soluții ale sistemului Start-Stop, pe lângă o baterie tipică, există și un așa-numit. acumulator de energie. Sarcina sa este de a acumula energie electrică pentru a facilita prima pornire a motorului și repornirea în modul „Start-Stop”. Este format din doi condensatori conectați în serie cu o capacitate de câteva sute de faradi. În momentul descărcării, este capabil să suporte un sistem de pornire cu un curent de câteva sute de amperi.
Condiții de funcționare
Funcționarea sistemului Start-Stop este posibilă numai în mai multe condiții diferite. În primul rând, trebuie să existe suficientă energie în baterie pentru a reporni motorul. În plus, incl. viteza vehiculului de la prima pornire trebuie să depășească o anumită valoare (de exemplu, 10 km/h). Timpul dintre două opriri succesive ale mașinii este mai mare decât minimul stabilit de program. Temperaturile combustibilului, alternatorului și bateriei sunt în intervalul specificat. Numărul de opriri nu a depășit limita în ultimul minut de condus. Motorul este la temperatura optimă de funcționare.
Acestea sunt doar câteva dintre cerințele care trebuie îndeplinite pentru ca sistemul să funcționeze.
