Start-Stop sustavi. Radi?

Jedan od načina smanjenja potrošnje goriva, poznat već dugi niz godina, je gašenje motora čak i tijekom kratkog zaustavljanja automobila. U modernim automobilima za ovaj zadatak odgovorni su sustavi Start-Stop.

Na vozačkom ispitu provedenom u Njemačkoj 55. godine na Audiju LS s motorom od 0,35 kW utvrđeno je da je potrošnja goriva u praznom hodu 1,87 cm5. XNUMX./s, a na početku XNUMX, pogledajte XNUMX. Ovi podaci su pokazali da isključivanje motora sa zaustavljanjem dulje od XNUMX sekundi štedi gorivo.

Otprilike u isto vrijeme, slična ispitivanja proveli su i drugi proizvođači automobila. Mogućnost smanjenja potrošnje goriva zaustavljanjem motora čak i pri vrlo kratkom zaustavljanju i ponovnim pokretanjem dovela je do razvoja upravljačkih uređaja koji te radnje izvode automatski. Prva je vjerojatno bila Toyota, koja je sedamdesetih koristila elektronički uređaj u modelu Crown koji je gasio motor pri zaustavljanju na više od 1,5 sekunde. Testovi u prometnim gužvama u Tokiju pokazali su smanjenje potrošnje goriva za 10%. Slično funkcionirajući sustav testiran je u Fiat Regati i 1. Formel E Volkswagen Polu. Uređaj u potonjem automobilu omogućio je vozaču da zaustavi motor, ili samo automatski, ovisno o brzini, temperaturi motora i položaju ručice mjenjača. Motor je ponovno pokrenut s uključenim starterom kada je vozač pritisnuo papučicu gasa s pritisnutom papučicom spojke i uključen je 2. ili 5. stupanj prijenosa. Kada je brzina vozila pala ispod XNUMX km/h, sustav je isključio motor, zatvarajući kanal u praznom hodu. Ako je motor bio hladan, senzor temperature blokirao je gašenje motora kako bi se smanjilo trošenje startera, jer toplom motoru treba puno manje vremena da se pokrene nego hladnom. Osim toga, upravljački sustav, kako bi se smanjio opterećenje baterije, isključio je grijano stražnje staklo kada je automobil bio parkiran.

Ispitivanja na cesti su pokazala smanjenje potrošnje goriva do 10% u nepovoljnim uvjetima vožnje. Emisije ugljičnog monoksida također su smanjene za 10%. Nešto više od 2 posto. s druge strane povećan je sadržaj dušikovih oksida i gotovo 5 ugljikovodika u ispušnim plinovima. Zanimljivo je da nije bilo negativnog učinka sustava na trajnost startera.

Moderni start-stop sustavi

Suvremeni start-stop sustavi automatski gase motor kada je parkiran (pod određenim uvjetima) i ponovno ga pokreće čim vozač pritisne papučicu spojke ili otpusti papučicu kočnice u vozilu s automatskim mjenjačem. Time se smanjuje potrošnja goriva i emisija ugljika, ali samo u gradskom prometu. Korištenje sustava Start-Stop zahtijeva da određene komponente vozila, kao što su starter ili akumulator, traju dulje i štite druge od učinaka čestih gašenja motora.

Start-Stop sustavi opremljeni su više ili manje sofisticiranim sustavima upravljanja energijom. Njihovi glavni zadaci uključuju provjeru stanja napunjenosti baterija, konfiguriranje prijemnika na podatkovnoj sabirnici, smanjenje potrošnje energije i postizanje optimalnog napona punjenja u ovom trenutku. Sve to kako bi se izbjeglo preduboko pražnjenje akumulatora i osiguralo pokretanje motora u bilo kojem trenutku. Neprestano procjenjujući stanje baterije, kontroler sustava prati njezinu temperaturu, napon, struju i vrijeme rada. Ovi parametri određuju trenutnu početnu snagu i trenutno stanje napunjenosti. Ako sustav otkrije nisku razinu baterije, smanjuje broj omogućenih prijemnika prema programiranom redoslijedu isključivanja.

Start-Stop sustavi mogu biti opcijski opremljeni povratom energije kočenja.

Vozila sa Start Stop sustavima koriste EFB ili AGM baterije. Baterije tipa EFB, za razliku od klasičnih, imaju pozitivne ploče obložene poliesterskim premazom, što povećava otpornost aktivne mase ploča na česta pražnjenja i punjenja velike struje. AGM baterije, s druge strane, imaju staklena vlakna između ploča, koja u potpunosti upijaju elektrolit. Od toga praktički nema gubitaka. Na stezaljkama ove vrste akumulatora može se dobiti nešto veći napon. Također su otporniji na takozvano duboko pražnjenje.

Šteti li motoru?

Prije nekoliko desetljeća vjerovalo se da svako pokretanje motora povećava njegovu kilometražu za nekoliko stotina kilometara. Da je to tako, onda bi sustav Start-Stop, koji radi u automobilu koji vozi samo u gradskom prometu, morao vrlo brzo dovršiti motor. Držanje uključenim i isključenim vjerojatno nije ono što motori najviše vole. Međutim, tehnički napredak se mora uzeti u obzir, na primjer u području maziva. Osim toga, sustav Start-Stop zahtijeva učinkovitu zaštitu različitih sustava, prvenstveno motora, od posljedica čestih gašenja. To se, između ostalog, odnosi i na osiguranje dodatnog prisilnog podmazivanja turbopunjača

Starter u Start-Stop sustavu

U većini start-stop sustava koji se koriste, motor se pokreće pomoću tradicionalnog startera. Međutim, zbog znatno povećanog broja operacija, ima povećanu trajnost. Starter je snažniji i opremljen četkama otpornijim na habanje. Mehanizam spojke ima redizajniranu jednosmjernu spojku, a zupčanik ima ispravljen oblik zuba. To rezultira tišim radom startera, što je važno za udobnost vožnje tijekom čestih pokretanja motora. 

Reverzibilni generator

Takav uređaj pod nazivom StARS (Starter Alternator Reversible System) razvio je Valeo za Start-Stop sustave. Sustav se temelji na reverzibilnom električnom stroju, koji kombinira funkcije startera i alternatora. Umjesto klasičnog generatora, jednostavno možete ugraditi reverzibilni generator.

Uređaj omogućuje vrlo glatko pokretanje. U usporedbi s konvencionalnim starterom, ovdje nema procesa povezivanja. Prilikom pokretanja namot statora reverzibilnog alternatora, koji u ovom trenutku postaje elektromotor, mora biti napajan izmjeničnim naponom, a namot rotora istosmjernim naponom. Dobivanje izmjeničnog napona iz ugrađene baterije zahtijeva korištenje takozvanog pretvarača. Osim toga, namoti statora ne smiju se napajati izmjeničnim naponom preko stabilizatora napona i diodnih mostova. Regulator napona i diodni mostovi za to vrijeme moraju biti odvojeni od namota statora. U trenutku pokretanja, reverzibilni generator postaje elektromotor snage 2 - 2,5 kW, razvijajući okretni moment od 40 Nm. To vam omogućuje pokretanje motora unutar 350-400 ms.

Čim se motor pokrene, izmjenični napon iz pretvarača prestaje teći, reverzibilni generator ponovno postaje alternator s diodama spojenim na namote statora i regulatorom napona za napajanje istosmjernog napona u električni sustav vozila.

U nekim rješenjima, osim reverzibilnog generatora, motor je opremljen i tradicionalnim starterom koji se koristi za prvo pokretanje nakon dužeg razdoblja neaktivnosti.

Akumulator energije

U nekim rješenjima Start-Stop sustava, osim tipične baterije, postoji i tzv. akumulator energije. Njegov je zadatak akumulirati električnu energiju kako bi olakšao prvo pokretanje motora i ponovno pokretanje u načinu "Start-Stop". Sastoji se od dva serijski spojena kondenzatora kapaciteta nekoliko stotina farada. U trenutku pražnjenja sposoban je podržati sustav pokretanja strujom od nekoliko stotina ampera.

Uvjeti korištenja

Rad Start-Stop sustava moguć je samo pod različitim uvjetima. Prije svega, u akumulatoru mora biti dovoljno energije za ponovno pokretanje motora. Osim toga, uklj. brzina vozila od prvog pokretanja mora premašiti određenu vrijednost (na primjer, 10 km/h). Vrijeme između dva uzastopna zaustavljanja automobila veće je od minimuma postavljenog programom. Temperature goriva, alternatora i akumulatora su unutar navedenog raspona. Broj zaustavljanja nije prelazio granicu u posljednjoj minuti vožnje. Motor je na optimalnoj radnoj temperaturi.

Ovo su samo neki od zahtjeva koji moraju biti ispunjeni da bi sustav funkcionirao.