Непрерывное ужесточение экологических требований к автомобилям с двигателями внутреннего сгорания вынуждает автопроизводителей внедрять на своей продукции различные устройства. Одним из таких узлов является система старт-стоп, управляющая работой силового агрегата при простоях в пробках и на светофорах. Благодаря ей повторный пуск мотора выполняется без участия водителя.

[ Скрыть ]

Цель изобретения Start-Stop системы

Проведенные исследования режимов движения транспортных средств показали, что до трети времени работы мотор находится на оборотах холостого хода. Это связано с движением в плотном городском трафике с частыми простоями на светофорах. Для сокращения вредных выбросов было предложено ввести автоматическое глушение и запуск силового агрегата.

Компания Toyota начала применять принудительную остановку двигателя на ряде моделей еще в середине 70-х гг.. Но массовое появление старт-стопа относится к периоду времени после 2005 года.

Система позволяет:

• уменьшить расход топлива;
• сократить число выбросов в атмосферу;
• снизить шумность работы автомобиля во время остановок.

Принцип работы системы старт-стоп

Система старт-стоп работает по принципу принудительного окончания работы мотора после остановки автомобиля и повторного автоматического пуска. Прекращение движения транспортного средства фиксируется датчиком скорости, передающим сигнал на блок управления. Одновременно поступает информация о частоте вращения коленчатого вала двигателя. На машинах с ручной коробкой требуется поставить рычаг в нейтральное положение, и отпустить педаль сцепления. Автомобили с автоматической трансмиссией активируют систему по сигналу от удерживаемой педали тормоза.

На основании этих параметров происходит остановка мотора. Работа климатической установки или аудиосистемы продолжается от аккумулятора. При этом на комбинации приборов включается индикатор, информирующий водителя о работе системы.

Для выполнения цикла запуска требуется:

• на автомобилях с механической трансмиссией — нажать на педаль сцепления;
• на авто с автоматической коробкой — отпустить педаль тормоза.

На аккумуляторах автомобилей с системой старт-стоп установлен специальный сенсор, определяющий уровень заряда и возможность повторного запуска мотора. При падении напряжения на клеммах батареи происходит автоматическое выключение системы.

Обзор принципов работы функции Start/Stop на VW Passat седьмого поколения продемонстрирован в видео от канала «Dmitry Force».

Конструкция системы

В системе используется большое количество датчиков и блоков управления. Перечисление и схема касаются автомобилей концерна Volkswagen, поскольку они являются наиболее распространенными машинами с системой старт-стоп. Продукция других производителей транспортных средств имеет незначительные конструктивные отличия.

Принципиальная схема компонентов системы старт-стоп

В состав системы входят следующие компоненты:

Обозначение на схеме	Название
А	Аккумуляторная батарея
С	Генератор на двигателе
С1	Регулятор уровня напряжения в бортовой сети
B	Стартер
F	Концевой переключатель сигналов торможения
F36	Концевой переключатель на педали сцепления
F416	Кнопка управления системой старт-стоп
G62	Сенсор температуры жидкости в системе охлаждения
G79	Сенсор положения педали управления дроссельной заслонкой
G701	Бесконтактный сенсор нейтрального положения рычага коробки передач (на механике), установлен на верхней части картера
J104	Контроллер антиблокировочной системы тормозов
J255	Контроллер системы микроклимата или кондиционера
J285	Комбинация приборов
J367	Контроль уровня зарядки аккумуляторной батареи
J393	Контроллер системы комфорта
J500	Электрический усилитель рулевого управления вместе с контроллером
J519	Блок контроля параметров бортовой сети
J532	Система стабилизации напряжения (необходима для корректной работы электроники)
J533	Диагностический канал
J623	Блок управления работой силового агрегата
J791	Парковочный ассистент

Кроме того, в системе используются:

• 1 — усилитель рулевого управления;
• 2 — датчик скорости;
• 3 — различные датчики на двигателе;
• 4 — сенсор застегнутого ремня безопасности водителя;
• 5 — климатическая установка;
• 6 — клемма 50R;
• 7 — клемма 30;
• 8 — бортовая мультимедийная система.

Для обеспечения повышенного числа запусков двигателя применяются аккумуляторы с наполнителем из стекловолокна (EFB). Электролит в таких устройствах находится внутри пор стекловолоконной ткани, проложенной между пластинами батареи. Аккумуляторы не требуют обслуживания и обеспечивают повышенную силу тока при запуске.

Схема конструкции батареи EFB

Другим отличием машин с системой старт-стоп является генератор и регулятор напряжения, подключенные через цифровую шину данных. Подобное подсоединение позволяет контролировать параметры работы узлов и использовать эти данные при работе системы. Стартер обладает повышенной прочностью и износостойкостью. Обмотки приспособлены к многократным повторным пускам через малые промежутки времени.

В состав электроники входит специальный стабилизатор напряжения с выходной мощностью 180-300 Вт. Внутри установлен накопитель электрической энергии, которая передается в бортовую сеть через электронный выпрямитель. Устройство сглаживает пульсации напряжения в моменты срабатывания стартера. Благодаря этому, при работе старт-стопа не происходит отключения мультимедийной системы, комбинации приборов и ламп внешнего освещения.

На ряде автомобилей (например, Honda или Mercedes-Benz) встречается система старт-стоп, построенная на базе реверсивного генератора. Устройство оборудовано усиленным приводным ремнем и натяжителем особой конструкции. Переключаемое натяжное приспособление позволяет электрической машине работать в режиме генератора или стартера. Плюсом конструкции является бесшумность работы и быстрота срабатывания (в 2 раза быстрее, чем при обычном стартере).

Система с реверсивным генератором

Японская компания Mazda предлагает оригинальную систему, построенную на принципе впрыска и воспламенения топливной смеси в цилиндрах. Остановка мотора выполняется по сигналу от датчиков, при этом поршни останавливаются в определенном положении. После подачи сигнала на пуск, происходит опрос положения поршней. По полученным данным блок управления осуществляет впрыск топлива в цилиндры и воспламенение в заданной последовательности. Дополнительный импульс коленчатому валу дает стартер, подключаемый на короткое время.

Система старт-стоп от Mazda

Условия для активации системы

После включения зажигания производится опрос бортовой сети с целью обеспечения условий активации системы:

• автомобиль неподвижен;
• двигатель работает на холостом ходу;
• система охлаждения прогрета до определенной температуры (15-25ºС, зависит от производителя автомобиля);
• тормозная система исправна (на ряде авто производится замер давления в вакуумном усилителе тормозов);
• батарея автомобиля достаточно заряжена и прогрета;
• корректно настроена система микроклимата (разница между внешней и внутренней температурой не больше определенного значения, обычно порогом является 5-6ºС);
• на дизельном моторе проверяется (во время процедуры старт-стоп отключается);
• водитель пристегнут ремнем безопасности;
• закрыты внешние панели кузова (двери, капот);
• педаль сцепления выжата и рычаг коробки находится в нейтрали (для механической трансмиссии);
• педаль тормоза полностью отпущена (для автоматических коробок передач).

Несоблюдение хотя бы одного из перечисленных условий приводит к выключению системы старт-стоп. Повторная инициализация возможна только после перевключения системы зажигания.

Преимущества и недостатки системы старт-стоп

По отзывам владельцев можно выделить следующие плюсы от использования системы:

• сокращение расхода топлива и, как следствие, выбросов вредных веществ в атмосферу;
• использование улучшенной батареи и мощного стартера упрощает запуск двигателя при низкой температуре воздуха.

Недостатков отмечается гораздо больше:

1. Система обеспечивает хорошие параметры экономии только при движении от светофора к светофору. При движении в затяжных пробках, когда автомобиль проезжает по несколько метров и останавливается, старт-стоп менее эффективен. Дополнительно, от частых срабатываний стартера падает уровень заряда батареи, который не успевает восполняться. В итоге система автоматически отключается. Проведенные тесты показали, что эффективность старт-стопа в указанных ситуациях отличается в 2 раза.
2. Повышенная нагрузка на аккумулятор, что приводит к его быстрому износу. Стоимость же EFB-батареи на 50-60% выше, чем у обычных.
3. Установка усиленного стартера, способного выполнять частые пуски. Устройство имеет высокую стоимость.

Названия системы у разных производителей

Практически все автомобильные концерны используют в названии системы словосочетание «старт-стоп»:

• версия от BMW имеет обозначение Auto Start Stop, а от Mercedes-Benz — ECO start/stop;
• компания Mazda обозначает устройство как i-STOP или i-ELOOP;
• южнокорейская KIA использует термин Intelligent Stop and GO system;
• для автомобилей Porsche применяется обозначение Auto Start-Stop-Funktion.

Отключение старт-стоп системы

Несмотря на преимущества, которые дает система, иногда требуется ее отключить:

1. Изготовители автомобилей предусмотрели специальную кнопку, нажатием которой водитель отключает систему старт-стоп. Однако эта функция работает только в пределах одного цикла включения зажигания. При повторном запуске мотора требуется снова нажимать кнопку.
2. Возможен обход запуска системы при помощи отключения сигнального провода от датчика уровня заряда батареи. При этом на комбинации приборов будут появляться иконки, указывающие на попытки срабатывания старт-стопа. В памяти блока управления будет присутствовать ошибка, однако она не скажется на характеристиках автомобиля. Отрицательным моментом станет отсутствие связи электроники с аккумулятором, что не позволит автомобилю автоматически контролировать уровень заряда. На ряде автомобилей Volkswagen возможно отключение иконок на комбинации приборов через диагностический интерфейс. Однако эта возможность зависит от версии установленной на машине комбинации приборов.
3. Отключить старт-стоп возможно путем снятия штекера от кнопки управления функцией. Блок управления фиксирует обрыв в цепи и отключает систему.
4. Впайка конденсатора в цепь управления кнопкой. Дополнительная емкость эмулирует ситуацию запуска мотора нажатием кнопки. Блок управления, получая такой сигнал, деактивирует систему. Способ решения подходит не для всех автомобилей.
5. На некоторых автомобилях Volkswagen возможно полное отключение системы диагностической программой «ВАСЯ-диагност». Операция проводится в специализированных центрах или самостоятельно, если владелец имеет оборудование и может им пользоваться.

Фотогалерея

Видео

Способы отключения функции Start/Stop на автомобилях BMW продемонстрированы в ролике, снятом для канала «BimmerDoc».

» Что такое система Start-Stop?

Система старт-стоп в автомобиле

Были осуществлены специальные расчеты с исследованиями, при которых найдено, что двигатель любого автомобиля, на холостых оборотах, например, при остановках в городских пробках и перед светофорами, потребляет около 30% горючего от общего расхода. Одна треть полностью залитого бензобака бесполезно улетает в выхлопную трубу, к тому же существенно загрязняя окружающую среду.

Раз проблема определена, надо ее решать и в век электроники, это вполне достижимо. Что бы снизить пустые траты, была придумана система управления «старт-стоп», которая осуществляет контроль над работой двигателя, когда машина стоит без движения.

Первоначально система «старт-стоп» предназначалась и устанавливалась только на гибридных автомобилях, имеющих электрический и бензиновый двигатели. Сейчас ею начинают оснащаться все большее количество обычных автомобилей.

Разработчики считают, что уже через несколько лет система «старт-стоп» будет внедрена на большей части вновь выпускаемых авто, А через каких-то десять лет будет установлена практически на всех, даже старых машинах.

Работа системы «старт-стоп»

Принцип контроля очень простой. Если автомобиль остановился, двигатель сразу глушится, срабатывает система stop. На автомобилях с ручным управлением коробкой передач, при осуществлении легкого давлении на педаль сцепления, а при автоматической коробке, при отпускании тормозной педали, он вновь запускается, срабатывает система start. Это позволяет спокойно стоять машине сколь угодно длительное время при вынужденных остановках не потребляющим горючего.

Применение такой конструкции при езде в условиях крупного города показало очень существенную экономию горючего, а при расчете в массовом масштабе, даже трудно себе вообразить ее преимущества. Ни одна существующая система экономии, даже приблизительно, не может сравниться с ней.

Состоит система «старт-стоп» из двух основных компонентов:

• блока электронного слежения;
• значительно усовершенствованной системы запуска.

Блок управления «старт-стоп» достаточно серьезен, объединяет и учитывает работу многих систем двигателя. Например, если мотор в зимних условиях еще не прогрелся или присутствуют другие существенные неполадки, водитель забыл пристегнуться ремнем безопасности – устройство работать не будет. Таким образом «умный» управляющий не совершит отключения двигателя, если это вредно в данной ситуации.

История создания, и применение системы «старт-стоп» сегодня

Родилось данное устройство системы «старт-стоп» в Японии, и впервые было опробовано на некоторых автомобилях Тойота в 80-х годах двадцатого века. Спустя десять лет ее установили на Фиатах и Фольксвагенах. С начала нового века, продолжают совершенствовать и ставить на все большее количество автомобилей, таких как БМВ, Ауди, Рено, Ситроен, Пежо и многие другие именитые марки.

Добавление рекуперации для «старт-стоп»

При очередной доработке системы «старт-стоп», максимально решили снять нагрузку с силового агрегата, уменьшив, таким образом, расход энергии. Генератор отключается и подключается тогда, когда происходит торможение машины или емкость аккумуляторной батареи падает ниже уровня в 75%.

Применение системы старт-стоп, позволило уменьшить потребление горючего для среднего класса автомобилей практически до 3-5 л. на 100 километров пробега.

Однако «умная» и во всех условиях продвинутая система «старт-стоп» не может учесть всех обстоятельств состояния машины и езды в крайне сложных условиях города. При возникновении непредвиденных ситуаций водитель имеет возможность моментально отключить ее простым нажатием кнопки.

Отмеченные недостатки системы «старт-стоп»

Серьезные нововведения всегда значительны в цене, и только в этом плане считаются два недостатка конструкции системы старт-стоп.

• Первый — это наличие дорогого, специально разработанного стартера, способного осуществлять очень частый и моментальный запуск двигателя. При его поломке, ремонт и тем более замена обходиться очень дорого.
• Второй — аналогичный, это то, что для таких машин необходима аккумуляторная батарея, значительно большей емкости, чем на обычных авто. Работает она в очень сложных режимах постоянной разрядки зарядки. Стоимость при замене батареи тоже влетает в значительную сумму.

Если же принять во внимание цену бензина и постоянный рост его стоимости, то сэкономленные таким образом деньги во много крат перекрывают указанные выше затраты, в случае полной замены стартера или аккумулятора.

В настоящее время, ко всем автопроизводителям предъявлены довольно строгие требования, в рамках всемирного проекта поддержания защиты экологии. В связи с этим, инженеры просто вынуждены не давать некоторым новым разработкам демонстрировать заложенное в них в полной мере, практически, осознанно понижая технические возможности некоторых силовых агрегатов и прочих узлов автомобиля, хотя, порой, это и наносит финансовый урон автомобильным фирмам.

Помимо этого, развернута компания по разработкам специальных дополнительных устройств и систем, призванных понизить в автомобилях затраты горючего и сделать выброс в атмосферу вредных продуктов отработки максимально низким. Стоит согласиться, задача не из простых, да еще и на общем фоне высочайшей конкуренции, “царящей” на мировом автомобильном рынке.

Одна из упомянутых вспомогательных систем получила название старт-стоп, буквально благодаря алгоритму своего функционирования. В задачу данной опции входит автоматическое отключение силового агрегата автомобиля при его полной остановке, с последующим автоматическим включением по определенному запрограммированному в ЭБУ сигналу.

Например, если автомобиль движется с частыми остановками в условиях мегаполиса, с его постоянными пробками. Именно в такие моменты и приходит в действие система старт-стоп. Двигатель остановившегося автомобиля система выключает, а после того, как водитель нажмет на педаль акселератора, что послужит сигналом к возобновлению движения, запускает вновь. Данный сигнал может быть связан с другим модулем, в зависимости от конструкции и модели автомобиля.

Естественно, увеличение количества запусков силовой установки не только снижает рабочий ресурс ДВС, но и требует наличия в автомобиле мощной АКБ и надежного стартера. Хотя, существуют системы «старт-стоп», производящие запуск двигателя от генератора. Система электронная, полностью автоматизированная, и базируется на работе многочисленных датчиков, установленных во всех “стратегических” узлах и агрегатах автомобиля. Они и отправляют импульсы в ЭБУ, который руководит всей программой.

Сегодня сложились двойственные мнения о целесообразности использования данной системы «старт-стоп». С одной стороны, она позволяет экономить горючее, с другой, подвергает ДВС неоправданному износу. Многие автомобильные компании монтируют в машины старт-стоп еще в процессе их производства, но если система отсутствует в комплектации, ее всегда можно установить у сторонних производителей, только, вот вопрос, необходимо ли это делать?

По оценкам специалистов, прогнозируемая экономия не превышает 10%, это в лучшем случае. Сравнив затраты на бензин с затратами на приобретение и установку данной опции, приходишь к следующему выводу: монтаж системы старт-стоп себя оправдывает, если автомобиль практически постоянно эксплуатируется в условиях движения в крупном, загруженном транспортом городе. Иначе, в данной системе просто нет необходимости, а заглушить в нужный момент двигатель любой водитель может и самостоятельно. Хотя, может у кого-то другое мнение….

Немного о расходе топлива на Пежо Боксер - полная информация!
Тормозная система автомобиля — ремонт или замена
Система впрыска топлива — схемы и принцип действия
Система охлаждения двигателя автомобиля, принцип действия, неисправности
Почему глохнет двигатель — причины остановки двигателя в машине?
Что такое АБС (ABS) — антиблокировочная система тормозов

Система старт-стоп экономит топливо, снижает шум и вредные выбросы в атмосферу благодаря сокращению времени работы двигателя на холостом ходу. Практика эксплуатации автомобиля показывает, что в режиме холостого хода двигатель работает до 30 % времени. Этому способствует движение с частыми остановками на светофорах и в пробках - атрибутах крупного города.

Ещё совсем недавно технология старт-стоп воспринималась исключительно как элемент гибридных автомобилей. Сегодня ситуация существенно изменилась, так как большинство ведущих автопроизводителей пополнило свой модельный ряд автомобилями, оснащёнными подобной системой. Функция старт-стоп, как считают эксперты, к 2015 году появится на половине производимых легковых автомобилей.

Принцип работы системы старт-стоп очень прост: при остановке автомобиля двигатель выключается, а при нажатии на педаль сцепления (если установлена механическая коробка передач) или отпускании педали тормоза (если установлена автоматическая коробка передач) двигатель быстро запускается.

Конструкция системы старт-стоп должна включать в себя следующие элементы:

• устройство многократного запуска двигателя;
• систему управления.

Функцию многократного запуска двигателя можно реализовать с помощью:

• усиленного стартёра;
• реверсивного генератора (стартёра-генератора);
• впрыска топлива в цилиндры и воспламенения смеси;
• гидростартёра.

Система старт-стоп с усиленным генератором

Самым простым и надёжным решением с технической точки зрения является система «Start&Stop» фирмы «Bosch». Благодаря данной системе имя «старт-стоп» стало нарицательным для всех систем подобного рода. Система «Start&Stop» устанавливается на автомобили «VW» «BMW», «Audi» и др., обеспечивая снижение расход топлива легковым автомобилем и его выброс CO 2 на 4% в «Новом европейском цикле движения» (New European Driving Cycle - NEDC) и до 8 % в городском цикле .

В основе системы «Start&Stop» лежит усиленный стартёр, который имеет увеличенный срок службы (рассчитан на большое количество пусков двигателя). Стартёр также оборудован специальным малошумным механизмом привода, который гарантирует быстрый, надежный и многократный запуск двигателя.

Система «Start&Stop» выполняет функции остановки и запуска двигателя, контроля уровня заряда аккумуляторной батареи. Система не имеет собственного электронного блока управления, а использует возможности блока управления двигателя, где установлено соответствующее программное обеспечение.

Благодаря тому, что составляющие системы «Start&Stop» по габаритам не больше, чем обычные компоненты, система фирмы «Bosch» может быть без труда интегрирована практически в любое транспортное средство. Однако некоторые узлы и системы потребовали дополнительной адаптации для работы в режиме старт-стоп. Они перечислены в таблице ниже (рассмотрен вариант системы с усиленным генератором на примере системы старт-стоп входящий в пакет «BlueMotion» автомобилей концерна «Volkswagen»).

Узлы и системы адаптированные для работы в режиме старт-стоп «VW BlueMotion»

Узел/система	Выполненные меры адаптации
Блоки управления (в общем)	Расширение программных кодов блоков управления на один информационный бит для системы старт-стоп (касается блоков управления, влияющих на систему старт-стоп или зависящих от неё)
Генератор	Подключён через локальную сеть LIN к диагностическому интерфейсу шин данных
АКБ	АКБ со стекловолоконным наполнителем для увеличения числа циклов
Стартёр	Повышена износостойкость
Бортовая сеть	Специальный датчик на минусовом полюсе для контроля за состоянием АКБ со стекловолоконным наполнителем. Новая электропроводка к АКБ. Блок управления для контроля за состоянием АКБ через шину LIN подключён к диагностическому интерфейсу шин данных.
МКП	Датчик распознавания передачи (датчик с аналоговым выходом либо датчик с выходным сигналом с широтно-импульсной модуляцией)

Устройство системы стар-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion»

Ниже представлена схема устройства системы старт-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion». Устройство систем других производителей отличается несущественно.

Изображение можно увеличить. Условные обозначения элементов системы на примере механической КП:
A	АКБ	J623	Блок управления двигателя
C	Генератор	J791	Блок управления парковочного ассистента
С1	Регулятор напряжения	1	Электромеханический усилитель рулевого управления
B	Стартер	2	Сигнал скорости, датчик пути
F	Выключатель стоп-сигналов	3	Системы управления двигателя (например, система зажигания, питания, смесеобразования, система рециркуляции ОГ, наддува вторичного воздуха, очистки ОГ и т. д.)
F36	Выключатель педали сцепления	4	Распознавание ремня безопасности
F416	Клавиша включения системы cтарт-стоп	5	Отопление, вентиляция, климатическая установка
G62	Датчик температуры охлаждающей жидкости	6	Клемма 50R
G79	Датчик положения педали акселератора	7	Клемма 30
G701	Датчик нейтрального положения КП (только для МКП)	8	Магнитола, радионавигационная система
J104	Блок управления ABS
J255	Блок управления Climatronic
J285	Блок управления комбинации приборов
J367	Блок управления для контроля аккумуляторной батареи с датчиком АКБ
J393	Центральный блок управления систем комфорта
J500	Блок управления усилителя рулевого управления
J519	Блок управления бортовой сети
J532	Стабилизатор напряжения
J533	Диагностический интерфейс шин данных

Как работает система стар-стоп «Bosch»

Работа системы «Start&Stop» происходит следующим образом. При остановке машины перед светофором или в пробке система, на основании сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала, выключает двигатель. Питание потребителей электрического тока (кондиционера, аудиосистемы и др.) производится от аккумуляторной батареи. При нажатии педали сцепления (отпускании педали тормоза на автомобиле с автоматической коробкой передач) система активирует стартер и запускает двигатель. Такой цикл остановки и запуска двигателя повторяется необходимое число раз.

Беспокойство многих водителей связано с тем, что используя систему стар-стоп они останутся с разряженной батареей (например, в сильный мороз). Однако эти опасения безосновательны, так как, если величина заряда аккумуляторной батареи опускается ниже заданной величины, то система на основании сигнала соответствующего датчика выключается. Включение функции старт-стоп происходит только после того, как аккумуляторная батарея будет заряжена. Также функцию «Start&Stop» можно принудительно отключить специальной кнопкой на приборной панели.

Система старт-стоп с реверсивным генератором

Система «STARS» («Starter Alternator Reversible System»), выпускаемая фирмой «Valeo», в своей работе использует реверсивный генератор. Система устанавливается на автомобилях «Citroen», «Mercedes» и позволяет снизить расход топлива до 10 %.

Реверсивный генератор Электрическая машина переменного тока, которая в зависимости от условий может выполнять функции, как генератора, так и стартёра.

Работу реверсивного генератора обеспечивает специальный приводной ремень и обратимый натяжитель, позволяющий передавать усилие в двух направлениях. Реверсивный генератор бесшумно работает и имеет меньшее время запуска (0,4 секунды в сравнении с 0,8 секунды для обычного стартёра).

Система старт-стоп с впрыском топлива

Компания «Mazda» разработала систему «SISS» («Smart Idle Stop System»), которая является альтернативой других систем старт-стоп. В данной системе для многократного запуска двигателя используется впрыск топлива в цилиндры и воспламенение топливно-воздушной смеси. Система устанавливается на бензиновые двигатели, оборудованные непосредственным впрыском топлива.

Для работы данной системы поршни должны остановиться в строго определённом положении, чтобы в каждом цилиндре был необходимый объём воздуха для оптимального запуска двигателя в дальнейшем. «Smart Idle Stop System» контролирует положение поршней во время выключения мотора. «SISS» выполняет нумерацию цилиндров, и с началом движения (при отпускании педали тормоза) в цилиндры впрыскивается топливо и воспламеняется топливно-воздушная смесь, т. е. происходит запуск двигателя. При запуске двигателя в дополнение энергии сгорания топлива используется энергия стартера, который включается на непродолжительное время.

Для автомобилей с АКПП процесс запуска занимает 0,35 секунды, что почти вдвое быстрее обычных систем. Кроме того, «Mazda SISS» гарантирует быстрый старт мотора в каждом отдельном случае. Водитель не должен почувствовать задержки, когда захочет двинуться с места.

При применении данной системы достигает 9 %. Система старт-стоп «SISS» работает только с автоматической трансмиссией.

Гидравлическая альтернатива

Для сегмента тяжелого коммерческого транспорта, на долю которого приходится порядка 30 % вредных выбросов, предназначена разработка компании «Poclain Hydraulics» - гидравлическая система «CleanStart». Главным компонентом «CleanStart» является лёгкий и компактный гидромотор-стартёр, который можно установить непосредственно на коленчатом валу и тем самым свести к минимуму механические потери. Свойства, присущие гидростатическому приводу (момент в данном случае достигает 800 Н∙м), позволяют запускать тяжёлые двигатели объёмом до 16 литров практически мгновенно (время пуска составляет 0,4 секунды) без шума и вибрации. Поэтому данная разработка особенно заинтересовала производители автобусов, силовой агрегат которых можно выключать не только в ожидании разрешающего сигнала светофора, но и во время посадки и высадки пассажиров на остановке. Здесь система старт-стоп даёт ещё больше преимуществ, чем в сегменте легкового транспорта.

Контур системы «CleanStart» помимо гидромотора мощностью 15 кВт включает ещё несколько элементов: насос (может использоваться существующий гидронасос, питающий различные виды вспомогательного оборудования), управляющий клапан, гидравлический аккумулятор и бак. Пока работает насос, электромагнитный клапан направляет часть потока рабочей жидкости в гидроаккумулятор, где масло через разделительную мембрану сжимает газообразный азот. Запасённая таким образом энергия без потерь на различные преобразования сохраняется для последующего старта. Разрядом управляет пропорциональный клапан, причем мощности хватает не на один, а на несколько пусков, общий же ресурс системы составляет порядка 4 млн. циклов. Важно и то, что гидроаккумулятор позволяет производить быстрые циклы заряда и разряда, не требует обслуживания и по сравнению с химическими источниками энергии имеет более высокую удельную мощность. Но если говорить о системе «CleanStart» в целом, то она всё же уступает своим конкурентам по массогабаритным характеристикам - снаряжённая масса транспортного средства при оснащении гидростартёром увеличивается примерно на 40 кг, однако для автобуса или грузовика это не слишком большое увеличение массы.

По данным разработчика, у автобуса, оснащённого системой «CleanStart», в условиях городского цикла (12 остановок продолжительностью 15 секунд на дистанции 7 км) расход топлива сокращается более чем на 10 %. Учитывая, что оборудование может монтироваться не только на новые, но и на находящиеся в эксплуатации транспортные средства, эту систему можно считать серьёзным резервом для улучшения экологии.

Система старт-стоп для мотоцикла

Компания «Honda» разработала систему старт-стоп для мотоциклов и скутеров, получившую название «Idling Stop System». Система работает в автоматическом режиме и обеспечивает кратковременное выключение двигателя после достижения нулевой скорости, что позволяет экономить до 7 % топлива. При повороте ручки газа она вновь включает мотор для дальнейшей поездки.

Внедрение системы «Idling Stop System» потребовало внести существенные изменения в конструкцию стартёра, который был интегрирован в маховик.

Также мотоциклетную систему старт-стоп необходимо активировать только после посадки на сиденье водителя. Так как соответствующая информация от производителя отсутствует, то предположим, что в сиденье вмонтирован датчик веса, который отключает систему всякий раз, как водитель покидает своё место.

Интеллектуальная система старт-стоп с рекуперацией

Следующий шаг в развитии систем старт-стоп - это использование рекуперации энергии при торможении.

Конструкцию аналогичную системе «Bosch» имеет система «ISG» («Idle Stop&Go») от «Kia Motors», однако есть и важное отличие в управлении автомобильным генератором: при высокой нагрузке на двигатель для снижения потребления топлива генератор отключается, при торможении генератор включается и производится подзарядка аккумуляторной батареи - происходит рекуперация энергии. Если заряд аккумуляторной батареи опускается ниже 75 % от номинального, то система «ISG» автоматически отключается. При использовании кондиционера также происходит выключение системы. Такую систему можно назвать интеллектуальной.

Вероятно, в ближайшее время конкуренты «ISG» также станут системами с рекуперацией.

Эксплуатация системы старт-стоп

Если двигатель автомобиля ещё не прогрет, или на улице очень низкая температура, тогда система старт-стоп работать не будет. Также она выключится при очень большом расходе энергии (например, при использовании кондиционера), недостаточном уровне зарядки и после многократных выжиманиях педали тормоза. В России продолжительная зима, во время которой система полностью не оправдает себя, однако летом, осенью и весной она позволит сэкономить немного топлива.

Как повлияет система старт-стоп на износ аккумулятора или стартёра? Никак, потому что автомобили оснащаются усиленными агрегатами. Например, места опоры стартёра, которые подвергаются очень большим нагрузкам, имеют большой запас прочности, поэтому не должны ломаться во время всего периода эксплуатации.

Системы Start-Stop автоматически глушат двигатель и вновь запускают его для снижения времени работы на холостых оборотах, тем самым сокращая расход топлива и выбросы в атмосферу. Большая часть производителей устанавливают аккумуляторы VARTA® на новые автомобили с системами Start-Stop.

Аккумулятор - это сердце автомобиля. Он обеспечивает питание всего - от системы зажигания до постоянно работающих электрических систем транспортного средства и бортовых развлекательных систем. Аккумулятор обеспечивает постоянное питание всех остальных функциональных блоков, задействованных в процессе Start-Stop. Такие аккумуляторы делают гораздо больше, чем просто запускают двигатель. Именно поэтому АККУМУЛЯТОР - это СЕРДЦЕ автомобиля.

Сегодня большинство автомобилей снабжены системой Start-Stop, поэтому мы создали два инновационных аккумулятора VARTA®, поддерживающих ее: Аккумуляторы VARTA® Silver Dynamic с для автомобилей с усовершенствованной системой Start-Stop и рекуперативным торможением, и Blue Dynamic с для традиционных систем Start-Stop.

Движение и разгон

Усовершенствованная система управления энергией выключает генератор при разгоне и в нормальном режиме движения автомобиля. За счет этого колеса получают больше мощности от двигателя. Генератор снова включается лишь тогда, когда заряд аккумулятора достигает установленного нижнего предела.

Требования к аккумулятору:

Аккумулятор разряжается и заряжается, при этом в одиночку обеспечивая питание всей электроники.

Торможение

Благодаря рекуперативному торможению кинетическая энергия автомобиля частично преобразовывается в электроэнергию, поступающую обратно в аккумулятор.

Требования к аккумулятору:

Аккумулятор должен быстро подзаряжаться и располагать достаточной емкостью для приема дополнительной энергии. Аккумулятор должен работать при низких уровнях заряда.

Остановка и выключение двигателя

Когда автомобиль останавливается, система Start-Stop глушит двигатель.

Требования к аккумулятору:

Аккумулятор должен даже в разряженном состоянии выдавать достаточно пусковой мощности для системы зажигания двигателя, чтобы снова запустить двигатель.

О том, что такое система «старт-стоп», опытным водителям, которые уже успели поездить на машинах, которые ею оснащены, известно неплохо, однако в России таких пока меньшинство. Она была изобретена и внедрена в конструкцию транспортных средств достаточно давно, еще в 80-х годах прошлого века, но в нашей стране до сих пор является редкостью. Аналитики автомобильного рынка утверждают, что уже к концу 2017 года практически все сходящие с конвейера современные автомобили будут ею оборудованы. Поэтому быть в курсе того, для чего она нужна, как устроена и функционирует, каковы ее плюсы и минусы, наступило время узнать всем, кто хотя бы время от времени садится за руль.

По статистике, примерно 30% времени работы двигателя любого современного автомобиля приходится на холостой ход. Это означает, в течение третьей части своей «жизни» он просто сжигает топливо, а не служит для перемещения машины в пространстве. Соответственно, агрегат попусту расходует горючее, и, к тому же, загрязняет окружающую среду выхлопами. Поэтому инженеры, разрабатывавшие систему «старт-стоп» поставили перед собой три основных задачи:

• Снизить потребление топлива;
• Уменьшить выбросы в атмосферу;
• Снизить уровень шума, издаваемого автомобилями.

В итоге им удалось сделать так, что если силовой агрегат производит полезную работу (то есть двигает автомобиль), то он функционирует, а если не производит - то отключается. При этом переход из одного состояния в другое происходит почти автоматически: мотор глохнет по сигналам, получаемым от специальных датчиков, а запускается тогда, когда водитель или нажимает педаль сцепления (в автомобилях с МКПП), или отпускает педаль тормоза (в автомобилях с АКПП).

Интересно, что изначально системой «старт-стоп» оснащались практически исключительно гибридные двигатели. После того, как она продемонстрировала на практике свою действительно высокую эффективность, ее стали устанавливать и на «обычные» машины.

Как работает система старт-стоп

Конструктивно система «старт-стоп» состоит из двух основных частей:

• Системы управления запуском и остановом двигателя;
• Устройства, позволяющего быстро запустить мотор.

Следует заметить, что быстрый запуск двигателя может быть обеспечен несколькими способами. Для этого в различных вариантах системы «старт-стоп» используется:

• Стартер повышенной мощности;
• Стартер-генератор (реверсивный генератор);
• Система непосредственного впрыска топливной смеси в цилиндры с ее воспламенением.

Системы, созданные на основе усиленного стартера, считаются самыми простыми по конструкции и в то же время очень эффективными. Она была разработана известной компанией Bosch, ею оснащаются автомобили таких известных марок, как Volkswagen, BMW и Audi. Стартер, который является ее ядром, имеет длительный срок службы и повышенную мощность, а также малошумящий механизм. Управляющие сигналы приходят на него от специального исполнительного устройства, которое, в свою очередь, связано с блоком управления и входными датчиками.

Система «старт-стоп» на основе реверсивного генератора была разработана фирмой Valeo, а используется она на автомобилях марок Mercedes и Citroen. Их производители утверждают, что благодаря такой системе удается сэкономить около 10% горючего. Реверсивный генератор представляет собой электротехническое устройство, которое может выполнять функции как генератора, так и стартера. Преимуществом его использования вместо усиленного стартера является меньшее время запуска двигателя и практически полная бесшумность работы.

Система «старт-стоп» с непосредственным впрыском топлива - это инновационная разработка компании Mazda. Важным моментом ее функционирования является то, что при останове двигателя поршни «замирают» в цилиндрах в таком положении, которое является наиболее благоприятным для последующего пуска. Этой системой оборудуются только те силовые агрегаты, которые оборудованы непосредственным впрыском топлива.

Плюсы и минусы системы старт-стоп

Специалисты отмечают, что система «старт-стоп» имеет как свои достоинства, так и недостатки. К плюсам, прежде всего, следует отнести то, что она действительно способствует существенной экономии топлива. Кроме того, она сокращает количество вредных выбросов в атмосферу, да и уровень шума, издаваемый автомобилем, становится существенно меньше.

Что же касается минусов, то самым серьезным из них является повышенная нагрузка на стартер и аккумулятор (именно от него питается все бортовые устройства машины, когда двигатель заглушен). Кроме того, многие водители, по их собственным словам, испытывают моральный дискомфорт тогда, когда при длительном стоянии в пробке двигатель не издает ни звука. Впрочем, последняя проблема легко решается: в большинстве моделей автомобилей отключить систему «старт-стоп» можно с помощью специальной кнопки.