Ciągłe zaostrzanie wymagań środowiskowych dla pojazdów z silnikami spalinowymi zmusza producentów samochodów do wprowadzania różnych urządzeń w swoich produktach. Jednym z takich węzłów jest system start-stop, który kontroluje pracę jednostki napędowej podczas przestojów w korkach i na światłach. Dzięki niemu ponowne uruchomienie silnika odbywa się bez udziału kierowcy.

[ Ukrywać ]

Cel wynalezienia systemu Start-Stop

Przeprowadzone badania trybów ruchu pojazdów wykazały, że nawet przez jedną trzecią czasu pracy silnik pracuje na biegu jałowym. Wynika to z ruchu w gęstym ruchu miejskim z częstymi postojami na światłach. Aby ograniczyć szkodliwą emisję, zaproponowano wprowadzenie automatycznego wyłączania i uruchamiania bloku energetycznego.

Toyota zaczęła stosować wymuszone wyłączanie silnika w wielu modelach już w połowie lat 70. Ale masowy wygląd start-stop odnosi się do okresu po 2005 roku.

System umożliwia:

• zmniejszyć zużycie paliwa;
• zmniejszyć liczbę emisji do atmosfery;
• zmniejszyć hałas samochodu podczas postojów.

Zasada działania systemu start-stop

System start-stop działa na zasadzie wymuszonego wyłączenia silnika po zatrzymaniu samochodu i automatycznym ponownym uruchomieniu. Zaprzestanie ruchu pojazdu jest wykrywane przez czujnik prędkości, który przesyła sygnał do jednostki sterującej. Jednocześnie odbierana jest informacja o prędkości obrotowej silnika. W maszynach z ręczną skrzynią biegów należy ustawić dźwignię w położeniu neutralnym i zwolnić pedał sprzęgła. Pojazdy z automatyczną skrzynią biegów aktywują system po wciśnięciu pedału hamulca.

Na podstawie tych parametrów silnik zatrzymuje się. Klimatyzator lub system audio nadal działają na zasilaniu akumulatorowym. Jednocześnie włącza się wskaźnik na zestawie wskaźników, informujący kierowcę o działaniu systemu.

Aby zakończyć cykl pracy, potrzebujesz:

• w samochodach z manualną skrzynią biegów - wciśnij pedał sprzęgła;
• w samochodzie z automatyczną skrzynią biegów zwolnij pedał hamulca.

W akumulatorach samochodów z systemem start-stop zainstalowany jest specjalny czujnik, który określa poziom naładowania i możliwość ponownego uruchomienia silnika. Gdy napięcie na zaciskach akumulatora spadnie, system automatycznie się wyłączy.

Przegląd zasad działania funkcji Start / Stop w VW Passacie siódmej generacji pokazano na filmie z kanału Dmitry Force.

Projekt systemu

System wykorzystuje dużą liczbę czujników i jednostek sterujących. Zestawienie i diagram odnoszą się do pojazdów Grupy Volkswagen, ponieważ są to najpopularniejsze samochody z systemem Start-Stop. Produkty innych producentów pojazdów mają niewielkie różnice konstrukcyjne.

Schemat ideowy elementów układu start-stop

W skład systemu wchodzą następujące komponenty:

Oznaczenie na schemacie	Nazwa
ALE	Akumulator
Z	Generator napędzany silnikiem
C1	Regulator poziomu napięcia w sieci pokładowej
B	Rozrusznik
F	Wyłącznik krańcowy dla sygnałów hamowania
F36	Wyłącznik krańcowy na pedale sprzęgła
F416	Przycisk sterowania start-stop
G62	Czujnik temperatury cieczy w układzie chłodzenia
G79	Czujnik położenia pedału przepustnicy
G701	Bezdotykowy czujnik położenia neutralnego dźwigni zmiany biegów (na mechanice), montowany na górze skrzyni korbowej
J104	Kontroler hamulca przeciwblokującego
J255	Sterownik mikroklimatu lub klimatyzacji
J285	zestaw wskaźników
J367	Monitorowanie poziomu baterii
J393	Sterownik systemu komfortu
J500	Elektryczne wspomaganie kierownicy ze sterownikiem
J519	Pokładowa jednostka sterująca parametrami sieci
J532	Układ stabilizacji napięcia (niezbędny do poprawnej pracy elektroniki)
J533	Kanał diagnostyczny
J623	Jednostka sterująca pracą zespołu napędowego
J791	asystent parkowania

Ponadto system wykorzystuje:

• 1 - wspomaganie kierownicy;
• 2 - czujnik prędkości;
• 3 - różne czujniki na silniku;
• 4 - czujnik zapinania pasa kierowcy;
• 5 - kontrola klimatu;
• 6 - zacisk 50R;
• 7 - zacisk 30;
• 8 - pokładowy system multimedialny.

Akumulatory wypełnione włóknem szklanym (EFB) służą do zapewnienia większej liczby rozruchów silnika. Elektrolit w takich urządzeniach znajduje się w porach tkaniny z włókna szklanego ułożonej między płytami akumulatora. Akumulatory są bezobsługowe i zapewniają zwiększone natężenie prądu podczas rozruchu.

Schemat konstrukcji baterii EFB

Kolejną różnicą między maszynami z systemem start-stop jest generator i regulator napięcia połączone cyfrową magistralą danych. Takie połączenie pozwala kontrolować parametry pracy węzłów i wykorzystywać te dane podczas pracy systemu. Rozrusznik ma zwiększoną wytrzymałość i odporność na zużycie. Uzwojenia przystosowane są do wielokrotnych uruchomień w krótkich odstępach czasu.

Elektronika zawiera specjalny regulator napięcia o mocy wyjściowej 180-300 watów. Wewnątrz zainstalowane jest urządzenie do magazynowania energii elektrycznej, które jest przesyłane do sieci pokładowej za pośrednictwem elektronicznego prostownika. Urządzenie wygładza tętnienia napięcia w momentach pracy rozrusznika. Dzięki temu podczas operacji start-stop system multimedialny, zestaw wskaźników i zewnętrzne lampki oświetlenia nie wyłączają się.

W wielu samochodach (np. Honda czy Mercedes-Benz) występuje system start-stop zbudowany w oparciu o odwracalny generator. Urządzenie wyposażone jest we wzmocniony pasek napędowy oraz specjalnie zaprojektowany napinacz. Przełączany napinacz umożliwia pracę maszyny elektrycznej jako generatora lub rozrusznika. Zaletą konstrukcji jest cicha praca oraz szybkość działania (2 razy większa niż przy konwencjonalnym rozruszniku).

Odwracalny system generatora

Japońska firma Mazda oferuje autorski system oparty na zasadzie wtrysku i zapłonu mieszanki paliwowej w cylindrach. Silnik jest zatrzymywany przez sygnał z czujników, podczas gdy tłoki zatrzymują się w określonej pozycji. Po podaniu sygnału startu odpytywane jest położenie tłoków. Zgodnie z otrzymanymi danymi jednostka sterująca wtryskuje paliwo do cylindrów i zapala się w określonej kolejności. Dodatkowy impuls na wał korbowy daje podłączony na krótko rozrusznik.

System start-stop Mazdy

Warunki aktywacji systemu

Po włączeniu zapłonu następuje odpytywanie sieci pokładowej w celu zapewnienia warunków aktywacji systemu:

• pojazd stoi;
• silnik pracuje na biegu jałowym;
• układ chłodzenia jest rozgrzany do określonej temperatury (15-25ºС, w zależności od producenta samochodu);
• układ hamulcowy działa (w wielu samochodach mierzone jest ciśnienie w podciśnieniowym wzmacniaczu siły hamowania);
• akumulator pojazdu jest wystarczająco naładowany i rozgrzany;
• system mikroklimatu jest prawidłowo skonfigurowany (różnica między temperaturą zewnętrzną i wewnętrzną nie przekracza określonej wartości, zwykle próg wynosi 5-6ºС);
• w silniku wysokoprężnym jest sprawdzany (podczas procedury start-stop jest wyłączony);
• kierowca ma zapięty pas bezpieczeństwa;
• zamknięte zewnętrzne panele nadwozia (drzwi, maska);
• pedał sprzęgła jest wciśnięty, a dźwignia zmiany biegów znajduje się w położeniu neutralnym (w przypadku manualnej skrzyni biegów);
• pedał hamulca jest całkowicie zwolniony (w przypadku automatycznych skrzyń biegów).

Niespełnienie co najmniej jednego z wymienionych warunków prowadzi do wyłączenia systemu Start-Stop. Ponowna inicjalizacja jest możliwa dopiero po włączeniu układu zapłonowego.

Zalety i wady systemu start-stop

Według opinii właścicieli można wyróżnić następujące zalety korzystania z systemu:

• zmniejszenie zużycia paliwa, a co za tym idzie emisji szkodliwych substancji do atmosfery;
• zastosowanie ulepszonego akumulatora i mocnego rozrusznika ułatwia uruchomienie silnika przy niskich temperaturach powietrza.

Wad jest dużo więcej:

1. System zapewnia dobre parametry ekonomiczne tylko podczas jazdy od sygnalizacji świetlnej do sygnalizacji świetlnej. Podczas jazdy w długich korkach, gdy samochód przejeżdża kilka metrów i zatrzymuje się, funkcja Start-Stop jest mniej skuteczna. Dodatkowo poziom naładowania akumulatora spada z powodu częstego uruchamiania rozrusznika, który nie ma czasu na uzupełnienie. W rezultacie system automatycznie się wyłącza. Przeprowadzone testy wykazały, że skuteczność start-stop w tych sytuacjach różni się 2-krotnie.
2. Zwiększone obciążenie akumulatora, co prowadzi do jego szybkiego zużycia. Koszt baterii EFB jest o 50-60% wyższy niż w przypadku baterii konwencjonalnych.
3. Instalacja wzmocnionego rozrusznika zdolnego do wykonywania częstych rozruchów. Urządzenie ma wysoki koszt.

Nazwy systemów różnych producentów

Prawie wszystkie koncerny motoryzacyjne używają w nazwie systemu wyrażenia „start-stop”:

• wersja BMW ma oznaczenie Auto Start Stop, a od Mercedes-Benz - ECO start / stop;
• Mazda określa urządzenie jako i-STOP lub i-ELOOP;
• Południowokoreańska KIA używa terminu Inteligentny system Stop and GO;
• w przypadku pojazdów Porsche stosuje się oznaczenie Auto Start-Stop-Funktion.

Wyłączenie systemu start-stop

Pomimo zalet, jakie zapewnia system, czasami trzeba go wyłączyć:

1. Producenci samochodów udostępnili specjalny przycisk, naciśnięcie którego kierowca wyłącza system start-stop. Jednak ta funkcja działa tylko w ciągu jednego cyklu zapłonu. Podczas ponownego uruchamiania silnika należy ponownie nacisnąć przycisk.
2. Możliwe jest pominięcie uruchamiania systemu poprzez odłączenie przewodu sygnałowego od czujnika poziomu baterii. W takim przypadku na zestawie wskaźników pojawią się ikony wskazujące na próby użycia funkcji Start-Stop. Wystąpi błąd w pamięci jednostki sterującej, ale nie wpłynie to na osiągi samochodu. Negatywnym punktem będzie brak komunikacji między elektroniką a akumulatorem, co nie pozwoli samochodowi na automatyczną kontrolę poziomu naładowania. W niektórych pojazdach marki Volkswagen istnieje możliwość wyłączenia ikon na zestawie wskaźników za pomocą interfejsu diagnostycznego. Jednak ta możliwość zależy od wersji zestawu wskaźników zainstalowanego w maszynie.
3. Istnieje możliwość wyłączenia funkcji start-stop poprzez wyjęcie wtyczki z przycisku sterowania funkcjami. Jednostka sterująca wykrywa przerwę w obwodzie i wyłącza system.
4. Wlutowanie kondensatora w obwód sterowania przyciskiem. Dodatkowa pojemność emuluje sytuację uruchamiania silnika przez naciśnięcie przycisku. Jednostka sterująca odbierając taki sygnał dezaktywuje system. Rozwiązanie nie jest odpowiednie dla wszystkich pojazdów.
5. W niektórych samochodach Volkswagena możliwe jest całkowite wyłączenie systemu za pomocą programu diagnostycznego Vasya-Diagnostic. Operacja jest przeprowadzana w wyspecjalizowanych ośrodkach lub samodzielnie, jeśli właściciel ma sprzęt i może z niego korzystać.

Galeria zdjęć

Wideo

Jak wyłączyć funkcję Start/Stop w pojazdach BMW pokazano w filmie nakręconym dla kanału BimmerDoc.

» Co to jest system Start-Stop?

System start-stop w samochodzie

Przeprowadzono specjalne obliczenia z badaniami, w których stwierdzono, że silnik dowolnego samochodu na biegu jałowym, na przykład podczas postoju w korkach miejskich i przed sygnalizacją świetlną, zużywa około 30% całkowitego zużycia paliwa. Jedna trzecia całkowicie napełnionego zbiornika gazu leci bezużytecznie do rury wydechowej, oprócz znacznego zanieczyszczenia środowiska.

Po zdefiniowaniu problemu należy go rozwiązać w dobie elektroniki, jest to całkiem osiągalne. Aby zmniejszyć ilość odpadów, wynaleziono system sterowania start-stop, który kontroluje pracę silnika, gdy samochód jest nieruchomy.

Początkowo system start-stop był przeznaczony i instalowany tylko w pojazdach hybrydowych z silnikami elektrycznymi i benzynowymi. Teraz zaczyna być wyposażany w coraz większą liczbę konwencjonalnych samochodów.

Twórcy wierzą, że za kilka lat system start-stop zostanie zaimplementowany w większości nowo produkowanych samochodów, a za jakieś dziesięć lat będzie montowany w prawie wszystkich, nawet starych samochodach.

Działanie systemu start-stop

Zasada sterowania jest bardzo prosta. Jeśli samochód jest zatrzymany, silnik jest natychmiast wyłączany, system stop jest aktywowany. W pojazdach z ręczną skrzynią biegów, po lekkim naciśnięciu pedału sprzęgła oraz w przypadku automatycznej skrzyni biegów, po zwolnieniu pedału hamulca następuje ponowne uruchomienie, system startowy zostaje aktywowany. Dzięki temu samochód może stać nieruchomo przez dowolnie długi czas podczas wymuszonych postojów, które nie zużywają paliwa.

Zastosowanie takiego projektu podczas jazdy w dużym mieście wykazało bardzo znaczną oszczędność paliwa, a przy obliczeniach na masową skalę trudno nawet wyobrazić sobie jego zalety. Żaden istniejący system ekonomiczny, nawet w przybliżeniu, nie może się z nim równać.

System start-stop składa się z dwóch głównych elementów:

• elektroniczna jednostka śledząca;
• znacznie ulepszony system uruchamiania.

Jednostka sterująca start-stop jest dość poważna, integruje i uwzględnia działanie wielu układów silnika. Na przykład, jeśli silnik nie rozgrzał się jeszcze w warunkach zimowych lub występują inne istotne problemy, kierowca zapomniał zapiąć pas bezpieczeństwa - urządzenie nie będzie działać. W ten sposób „inteligentny” menedżer nie wyłączy silnika, jeśli jest to szkodliwe w tej sytuacji.

Historia powstania, a zastosowanie systemu start-stop dzisiaj

To urządzenie systemu start-stop narodziło się w Japonii i zostało po raz pierwszy przetestowane w niektórych samochodach Toyota w latach 80. XX wieku. Dziesięć lat później był montowany w Fiatach i Volkswagenach. Od początku nowego wieku nadal ulepszają i zakładają coraz większą liczbę samochodów, takich jak BMW, Audi, Renault, Citroen, Peugeot i wiele innych znanych marek.

Dodanie rekuperacji dla „start-stop”

Przy kolejnym udoskonaleniu systemu start-stop postanowiono maksymalnie odciążyć jednostkę napędową, zmniejszając w ten sposób zużycie energii. Generator wyłącza się i włącza, gdy samochód hamuje lub pojemność akumulatora spada poniżej 75%.

Zastosowanie systemu start-stop umożliwiło zmniejszenie zużycia paliwa w samochodach klasy średniej do prawie 3-5 litrów. na 100 kilometrów.

Jednak „inteligentny” i zaawansowany system „start-stop” w każdych warunkach nie może uwzględniać wszystkich okoliczności stanu samochodu i jazdy w ekstremalnie trudnych warunkach miejskich. W przypadku nieprzewidzianych sytuacji kierowca ma możliwość natychmiastowego wyłączenia go jednym naciśnięciem przycisku.

Zauważone niedociągnięcia systemu start-stop

Poważne innowacje są zawsze znaczące pod względem ceny i tylko pod tym względem są uważane za dwie wady w projekcie systemu start-stop.

• Pierwszym z nich jest obecność drogiego, specjalnie zaprojektowanego rozrusznika zdolnego do bardzo częstego i natychmiastowego uruchamiania silnika. Kiedy się zepsuje, naprawa, a tym bardziej wymiana, jest bardzo kosztowna.
• Drugi jest podobny, a mianowicie, że takie samochody wymagają akumulatora o znacznie większej pojemności niż samochody konwencjonalne. Działa w bardzo złożonych trybach ciągłego rozładowywania ładowania. Koszt wymiany baterii również leci w znaczną kwotę.

Jeśli weźmiemy pod uwagę cenę benzyny i ciągły wzrost jej kosztu, to zaoszczędzone w ten sposób pieniądze wielokrotnie pokryją powyższe koszty w przypadku całkowitej wymiany rozrusznika lub akumulatora.

Obecnie na wszystkich producentów samochodów nakładane są dość surowe wymagania w ramach globalnego projektu mającego na celu utrzymanie ochrony środowiska. W związku z tym inżynierowie są po prostu zmuszeni uniemożliwić niektórym nowym opracowaniom pełny potencjał, praktycznie celowo obniżając możliwości techniczne niektórych jednostek napędowych i innych elementów pojazdu, chociaż czasami powoduje to straty finansowe dla firm motoryzacyjnych.

Ponadto powołana została spółka, której zadaniem jest opracowanie specjalnych dodatkowych urządzeń i systemów, mających na celu obniżenie kosztów paliwa w samochodach oraz ograniczenie do minimum emisji szkodliwych produktów odpadowych do atmosfery. Warto przyznać, że zadanie nie jest łatwe i to nawet na ogólnym tle „panującej” na światowym rynku motoryzacyjnym najwyższej konkurencji.

Jeden z wymienionych systemów pomocniczych został nazwany start-stop, dosłownie ze względu na algorytm jego działania. Zadaniem tej opcji jest automatyczne wyłączenie jednostki napędowej samochodu, gdy dochodzi do całkowitego zatrzymania, a następnie automatyczne włączenie zgodnie z określonym sygnałem zaprogramowanym w ECU.

Na przykład, jeśli samochód porusza się z częstymi postojami w metropolii, z jej ciągłymi korkami. W takich momentach uruchamia się system start-stop. System wyłącza silnik zatrzymanego samochodu, a po wciśnięciu przez kierowcę pedału przyspieszenia, który będzie sygnałem do wznowienia ruchu, uruchamia się ponownie. Sygnał ten może być powiązany z innym modułem, w zależności od konstrukcji i modelu samochodu.

Oczywiście wzrost liczby rozruchów elektrowni nie tylko skraca żywotność silnika spalinowego, ale także wymaga wydajnego akumulatora i niezawodnego rozrusznika w samochodzie. Chociaż istnieją systemy start-stop, które uruchamiają silnik z generatora. System jest elektroniczny, w pełni zautomatyzowany i opiera się na działaniu wielu czujników zainstalowanych we wszystkich „strategicznych” jednostkach i zespołach pojazdu. Wysyłają impulsy do ECU, które zarządza całym programem.

Dziś opinie na temat celowości stosowania tego systemu start-stop są ambiwalentne. Z jednej strony pozwala to zaoszczędzić paliwo, z drugiej naraża silnik spalinowy na niepotrzebne zużycie. Wiele firm samochodowych instaluje samochody start-stop w trakcie ich produkcji, ale jeśli system nie jest zawarty w konfiguracji, zawsze można go zainstalować od innych producentów, tylko pytanie brzmi, czy trzeba to robić?

Zdaniem ekspertów przewidywane oszczędności nie przekraczają 10%, w najlepszym przypadku. Porównując koszt benzyny z kosztem zakupu i instalacji tej opcji dochodzisz do następującego wniosku: instalacja systemu start-stop usprawiedliwia się, jeśli samochód jest prawie stale eksploatowany w warunkach ruchu ulicznego w dużym mieście obciążonym transportem. W przeciwnym razie ten system po prostu nie jest potrzebny, a każdy kierowca może samodzielnie wyłączyć silnik we właściwym czasie. Chociaż ktoś inny może mieć inne zdanie...

Trochę o zużyciu paliwa Peugeota Boxera - pełna informacja!
Układ hamulcowy samochodu - naprawa lub wymiana
Układ wtrysku paliwa - schematy i zasada działania
Układ chłodzenia silnika samochodu, zasada działania, awarie
Dlaczego silnik gaśnie - przyczyny zatrzymania silnika w samochodzie?
Co to jest ABS (ABS) - układ przeciwblokujący

System Start-Stop oszczędza paliwo, zmniejsza hałas i emisje poprzez skrócenie czasu pracy silnika na biegu jałowym. Praktyka eksploatacji samochodu pokazuje, że na biegu jałowym silnik pracuje nawet przez 30% czasu. Ułatwia to ruch uliczny z częstymi postojami na światłach i korkami - atrybutami dużego miasta.

Niedawno technologia start-stop była postrzegana wyłącznie jako element samochodów hybrydowych. Dziś sytuacja znacznie się zmieniła, ponieważ większość wiodących producentów samochodów uzupełniła swoją ofertę samochodami wyposażonymi w podobny system. Według ekspertów funkcja start-stop do 2015 roku pojawi się w połowie produkowanych samochodów.

Zasada działania systemu start-stop bardzo proste: po zatrzymaniu samochodu silnik jest wyłączony, a po naciśnięciu pedału sprzęgła (jeśli zainstalowana jest manualna skrzynia biegów) lub zwolnieniu pedału hamulca (jeśli zainstalowana jest automatyczna skrzynia biegów), silnik uruchamia się szybko.

Projekt systemu start-stop powinien zawierać następujące elementy:

• urządzenie do uruchamiania wielu silników;
• Układ sterowania.

Funkcję ponownego uruchomienia silnika można zrealizować za pomocą:

• wzmocniony rozrusznik;
• generator odwracalny (rozrusznik-generator);
• wtrysk paliwa do cylindrów i zapłon mieszanki;
• rozrusznik hydrauliczny.

System Start-Stop ze wzmocnionym alternatorem

Najprostszym i najbardziej niezawodnym rozwiązaniem z technicznego punktu widzenia jest system Bosch Start&Stop. Dzięki temu systemowi nazwa „start-stop” stała się powszechnie znana dla wszystkich tego typu systemów. System Start&Stop montowany w pojazdach VW, BMW, Audi itp. zmniejsza zużycie paliwa i emisję CO2 w samochodach osobowych o 4% w nowym europejskim cyklu jazdy (NEDC) i do 8% w cyklu miejskim.

Sercem systemu „Start & Stop” jest wzmocniony rozrusznik, który ma wydłużoną żywotność (przeznaczony do dużej liczby uruchomień silnika). Rozrusznik jest również wyposażony w specjalny cichy mechanizm napędowy, który gwarantuje szybkie, niezawodne i powtarzalne uruchamianie silnika.

System Start&Stop realizuje funkcje zatrzymywania i uruchamiania silnika, monitorując poziom naładowania akumulatora. Układ nie posiada własnej elektronicznej jednostki sterującej, lecz wykorzystuje możliwości jednostki sterującej silnika, na której zainstalowane jest odpowiednie oprogramowanie.

Ze względu na to, że elementy systemu Start&Stop nie są większe niż elementy konwencjonalne, system Bosch można łatwo zintegrować z prawie każdym pojazdem. Jednak niektóre podzespoły i układy wymagały dodatkowego przystosowania do pracy w trybie start-stop. Zestawiono je w poniższej tabeli (wariant układu ze wzmocnionym generatorem rozpatrywany jest na przykładzie układu start-stop wchodzącego w skład pakietu BlueMotion samochodów marki Volkswagen).

Jednostki i układy przystosowane do pracy w trybie start-stop „VW BlueMotion”

Węzeł/system	Wdrożone działania adaptacyjne
Jednostki sterujące (ogólnie)	Rozszerzenie kodów programowania sterowników o jeden bit danych dla systemu start-stop (dotyczy sterowników wpływających lub zależnych od systemu start-stop)
Generator	Podłączony przez LIN do interfejsu diagnostycznego magistrali danych
bateria	Akumulator wypełniony włóknem szklanym dla zwiększenia żywotności
Rozrusznik	Zwiększona odporność na zużycie
Sieć pokładowa	Specjalny czujnik na biegunie ujemnym do monitorowania stanu akumulatora z wypełniaczem z włókna szklanego. Nowe okablowanie do akumulatora. Jednostka sterująca do monitorowania stanu akumulatora jest podłączona przez magistralę LIN do interfejsu diagnostycznego magistrali danych.
ITUC	Czujnik rozpoznawania transmisji (czujnik z wyjściem analogowym lub czujnik z wyjściem z modulacją szerokości impulsu)

Urządzenie systemu start-stop ze wzmocnionym generatorem „VW BlueMotion”

Poniżej schemat układu start-stop ze wzmocnionym generatorem VW BlueMotion. Konstrukcja systemów innych producentów różni się nieznacznie.

Obraz można powiększyć. Oznaczenia elementów układu na przykładzie mechanicznej skrzyni biegów:
A	bateria	J623	Jednostka sterująca silnika
C	Generator	J791	Jednostka sterująca wspomagania parkowania
C1	Regulator napięcia	1	Elektromechaniczne wspomaganie kierownicy
B	Rozrusznik	2	Sygnał prędkości, czujnik odległości
F	Przełącznik świateł stopu	3	Systemy zarządzania silnikiem (np. układ zapłonowy, zasilanie, tworzenie mieszanki, układ recyrkulacji spalin, ciśnienie powietrza wtórnego, oczyszczanie spalin itp.)
F36	Przełącznik pedału sprzęgła	4	Rozpoznawanie pasów bezpieczeństwa
F416	Przycisk start-stop	5	Ogrzewanie, wentylacja, klimatyzacja
G62	czujnik temperatury chłodzenia	6	Terminal 50R
G79	Czujnik położenia pedału przyspieszenia	7	Terminal 30
G701	Czujnik pozycji neutralnej skrzyni biegów (tylko dla manualnych skrzyń biegów)	8	Radioodbiornik, radiowy system nawigacji
J104	Jednostka sterująca ABS
J255	Sterownik Climatronic
J285	Jednostka sterująca zestawu wskaźników
J367	Jednostka sterująca do monitorowania akumulatora z czujnikiem akumulatora
J393	Centralna jednostka sterująca do systemów komfortu
J500	Jednostka sterująca wspomaganiem kierownicy
J519	Pokładowa jednostka sterująca zasilaniem
J532	Regulator napięcia
J533	Interfejs diagnostyczny magistrali danych

Jak działa system start-stop Bosch?

Działanie systemu „Start&Stop” jest następujące. Gdy samochód zatrzyma się na światłach lub w korku, system na podstawie sygnału z czujnika prędkości obrotowej wału korbowego wyłącza silnik. Odbiorcy prądu elektrycznego (klimatyzator, system audio itp.) są zasilani z akumulatora. Gdy pedał sprzęgła jest wciśnięty (pedał hamulca jest zwolniony w pojeździe z automatyczną skrzynią biegów), system aktywuje rozrusznik i uruchamia silnik. Ten cykl zatrzymywania i uruchamiania silnika jest powtarzany wymaganą liczbę razy.

Obawą wielu kierowców jest to, że korzystając z systemu start-stop zostaną pozostawieni z rozładowanym akumulatorem (na przykład podczas silnego mrozu). Obawy te są jednak nieuzasadnione, ponieważ jeśli poziom naładowania baterii spadnie poniżej określonej wartości, wówczas system zostanie wyłączony na podstawie sygnału z odpowiedniego czujnika. Funkcja start-stop jest aktywowana dopiero po naładowaniu akumulatora. Ponadto funkcję „Start & Stop” można wymusić za pomocą specjalnego przycisku na desce rozdzielczej.

System start-stop z odwracalnym generatorem

System STARS (Starter Alternator Reversible System), produkowany przez firmę Valeo, wykorzystuje w swoim działaniu rewersyjny generator. System montowany w samochodach marki Citroen i Mercedes pozwala na zmniejszenie zużycia paliwa nawet o 10%.

Alternator rewersyjny Maszyna elektryczna prądu przemiennego, która w zależności od warunków może pełnić zarówno funkcje prądnicy, jak i rozrusznika.

Pracę rewersyjnego generatora zapewnia specjalny pasek napędowy oraz rewersyjny napinacz, który umożliwia przenoszenie siły w dwóch kierunkach. Odwracalny generator pracuje cicho i ma krótszy czas rozruchu (0,4 sekundy w porównaniu do 0,8 sekundy w przypadku konwencjonalnego rozrusznika).

System start-stop z wtryskiem paliwa

Mazda opracowała SISS (Smart Idle Stop System), który jest alternatywą dla innych systemów Start-Stop. System ten wykorzystuje wtrysk paliwa do cylindrów i zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej w celu wielokrotnego uruchamiania silnika. System jest montowany w silnikach benzynowych wyposażonych w bezpośredni wtrysk paliwa.

Aby ten system zadziałał, tłoki muszą zatrzymać się w ściśle określonej pozycji, tak aby każdy cylinder miał odpowiednią ilość powietrza do optymalnego uruchomienia silnika w przyszłości. „Smart Idle Stop System” kontroluje położenie tłoków podczas wyłączania silnika. „SISS” wykonuje numerację cylindrów, a wraz z rozpoczęciem ruchu (po zwolnieniu pedału hamulca) paliwo jest wtryskiwane do cylindrów i następuje zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej, tj. Silnik uruchamia się. Podczas uruchamiania silnika oprócz energii spalania paliwa wykorzystywana jest energia rozrusznika, który włącza się na krótki czas.

W przypadku pojazdów z automatyczną skrzynią biegów proces rozruchu trwa 0,35 sekundy, czyli prawie dwa razy szybciej niż w przypadku konwencjonalnych systemów. Ponadto Mazda SISS gwarantuje szybki rozruch silnika w każdym indywidualnym przypadku. Kierowca nie powinien odczuwać opóźnienia, gdy chce ruszyć.

Podczas korzystania z tego systemu osiąga 9%. System start-stop SISS działa tylko z automatyczną skrzynią biegów.

Alternatywa hydrauliczna

Dla segmentu ciężkich pojazdów użytkowych, który odpowiada za około 30% szkodliwych emisji, przeznaczony jest rozwój Poclain Hydraulics - układ hydrauliczny CleanStart. Głównym elementem „CleanStart” jest lekki i kompaktowy hydrauliczny rozrusznik, który można zamontować bezpośrednio na wale korbowym, minimalizując w ten sposób straty mechaniczne. Właściwości napędu hydrostatycznego (moment obrotowy w tym przypadku sięga 800 N∙m) umożliwiają niemal natychmiastowy rozruch ciężkich silników o pojemności do 16 litrów (czas rozruchu to 0,4 sekundy) bez hałasu i wibracji. Dlatego rozwój ten był szczególnie interesujący dla producentów autobusów, których jednostkę napędową można wyłączyć nie tylko podczas oczekiwania na sygnalizację świetlną, ale także podczas wsiadania i wysiadania pasażerów na przystanku autobusowym. Tutaj system start-stop zapewnia jeszcze więcej korzyści niż w segmencie samochodów osobowych.

Obwód układu „CleanStart” oprócz silnika hydraulicznego o mocy 15 kW zawiera jeszcze kilka elementów: pompę (istniejącą pompę hydrauliczną można wykorzystać do zasilania różnego rodzaju urządzeń pomocniczych), zawór sterujący, akumulator hydrauliczny oraz zbiornik . Podczas pracy pompy elektrozawór kieruje część przepływu płynu hydraulicznego do akumulatora, w którym olej spręża gazowy azot przez membranę oddzielającą. Energia zmagazynowana w ten sposób bez strat dla różnych przemian jest magazynowana do późniejszego rozruchu. Wyładowanie jest kontrolowane przez zawór proporcjonalny, a moc wystarcza nie na jeden, ale na kilka rozruchów, podczas gdy całkowity zasób systemu wynosi około 4 milionów cykli. Istotne jest również to, że akumulator hydrauliczny pozwala na szybkie cykle ładowania i rozładowania, nie wymaga konserwacji oraz posiada wyższą moc właściwą w porównaniu do chemicznych źródeł energii. Ale jeśli mówimy o systemie „CleanStart” jako całości, to nadal jest gorszy od swoich konkurentów pod względem masy i wielkości - masa własna pojazdu wyposażonego w rozrusznik hydrauliczny wzrasta o około 40 kg, ale w przypadku autobusu lub ciężarówki nie jest to bardzo duży wzrost masy.

Według dewelopera autobus wyposażony w system CleanStart w warunkach cyklu miejskiego (12 przystanków trwających 15 sekund na dystansie 7 km) zmniejsza zużycie paliwa o ponad 10%. Biorąc pod uwagę, że sprzęt można montować nie tylko w nowych pojazdach, ale także w pojazdach eksploatowanych, system ten można uznać za poważną rezerwę dla poprawy środowiska.

System start-stop motocykla

Honda opracowała system start-stop dla motocykli i skuterów o nazwie Idling Stop System. System działa w trybie automatycznym i zapewnia krótkotrwałe wyłączenie silnika po osiągnięciu zerowej prędkości, co pozwala zaoszczędzić do 7% paliwa. Po przekręceniu przepustnicy ponownie włącza silnik do dalszej jazdy.

Wprowadzenie systemu Idling Stop System wymagało znacznych zmian w konstrukcji rozrusznika, który został zintegrowany z kołem zamachowym.

Ponadto system start-stop motocykla musi być aktywowany tylko po zajęciu miejsca przez kierowcę. Ponieważ nie ma odpowiedniej informacji od producenta, załóżmy, że w fotelu zainstalowany jest czujnik wagi, który wyłącza system za każdym razem, gdy kierowca opuszcza swoje miejsce.

Inteligentny system start-stop z rekuperacją

Kolejnym krokiem w rozwoju systemów start-stop jest wykorzystanie odzyskiwania energii podczas hamowania.

System ISG (Idle Stop & Go) firmy Kia Motors ma podobną konstrukcję do systemu Bosch, jednak istnieje istotna różnica w sterowaniu generatorem samochodowym: przy dużym obciążeniu silnika, aby zmniejszyć zużycie paliwa, generator wyłącza się, podczas hamowania włącza się generator i ładuje się akumulator – energia jest odzyskiwana. Jeśli poziom naładowania baterii spadnie poniżej 75% wartości nominalnej, system ISG automatycznie się wyłączy. Podczas korzystania z klimatyzatora system również się wyłącza. Taki system można nazwać inteligentnym.

Prawdopodobnie w niedalekiej przyszłości konkurenci ISG również staną się układami z rekuperacją.

Działanie systemu start-stop

Jeśli silnik samochodu nie jest jeszcze ciepły lub temperatura na zewnątrz jest bardzo niska, system Start-Stop nie będzie działał. Wyłączy się również, jeśli pobór prądu jest bardzo wysoki (na przykład podczas korzystania z klimatyzatora), poziom naładowania jest niewystarczający oraz po wielokrotnym wciśnięciu pedału hamulca. Rosja ma długą zimę, podczas której system nie do końca się usprawiedliwi, ale latem, jesienią i wiosną zaoszczędzi trochę paliwa.

Jak system start-stop wpłynie na zużycie akumulatora lub rozrusznika? Nie ma mowy, bo samochody wyposażone są we wzmocnione jednostki. Na przykład łożyska rozrusznika, które są poddawane bardzo dużym obciążeniom, mają duży margines bezpieczeństwa, więc nie powinny pękać przez cały okres eksploatacji.

Systemy Start-Stop automatycznie zatrzymują i ponownie uruchamiają silnik, aby skrócić czas pracy na biegu jałowym, zmniejszając w ten sposób zużycie paliwa i emisję. Większość producentów instaluje akumulatory VARTA® w nowych pojazdach z systemem Start-Stop.

Akumulator to serce samochodu. Zasila wszystko, od układu zapłonowego po stale włączone układy elektryczne pojazdu i systemy rozrywki podczas lotu. Akumulator zapewnia stałą moc wszystkim innym jednostkom funkcjonalnym zaangażowanym w proces Start-Stop. Te akumulatory robią znacznie więcej niż tylko uruchamiają silnik. Dlatego AKUMULATOR to SERCE samochodu.

Obecnie większość pojazdów jest wyposażona w system Start-Stop, dlatego stworzyliśmy dwa innowacyjne akumulatory VARTA®, które go obsługują: akumulatory VARTA® Silver Dynamic s do pojazdów z zaawansowanym systemem Start-Stop i hamowaniem rekuperacyjnym oraz akumulatory Blue Dynamic s akumulatory do tradycyjnych systemów Start-Stop.

Ruch i przyspieszenie

Zaawansowany system zarządzania energią wyłącza generator podczas przyspieszania i podczas normalnej jazdy. Dzięki temu koła otrzymują większą moc z silnika. Generator włączy się ponownie dopiero wtedy, gdy poziom naładowania akumulatora osiągnie ustawioną dolną granicę.

Wymagania dotyczące baterii:

Akumulator jest rozładowywany i ładowany, jednocześnie samodzielnie zasilając całą elektronikę.

Hamowanie

Dzięki hamowaniu odzyskowemu energia kinetyczna pojazdu jest częściowo przekształcana w energię elektryczną, która jest przekazywana z powrotem do akumulatora.

Wymagania dotyczące baterii:

Akumulator musi być w stanie szybko się ładować i mieć wystarczającą pojemność, aby otrzymać dodatkową energię. Akumulator powinien działać przy niskim poziomie naładowania.

Zatrzymanie i wyłączenie silnika

Kiedy pojazd się zatrzymuje, system Start-Stop wyłącza silnik.

Wymagania dotyczące baterii:

Akumulator musi, nawet po rozładowaniu, zapewniać wystarczającą moc rozruchową, aby układ zapłonowy silnika mógł ponownie uruchomić silnik.

Doświadczeni kierowcy, którym udało się już prowadzić samochody wyposażone w ten system, doskonale wiedzą, czym jest system start-stop, ale w Rosji wciąż jest ich mniejszość. Został wynaleziony i wprowadzony do konstrukcji pojazdów dawno temu, jeszcze w latach 80-tych ubiegłego wieku, ale w naszym kraju nadal jest rzadkością. Analitycy rynku motoryzacyjnego przewidują, że do końca 2017 roku będą w nią wyposażone niemal wszystkie nowoczesne samochody zjeżdżające z linii montażowych. Dlatego, aby mieć świadomość, do czego służy, jak jest zbudowana i funkcjonuje, jakie są jego wady i zalety, czas przekonać się o tym dla każdego, kto przynajmniej od czasu do czasu zasiądzie za kierownicą.

Według statystyk około 30% czasu pracy silnika każdego nowoczesnego samochodu to praca na biegu jałowym. Oznacza to, że przez trzecią część swojego „życia” po prostu spala paliwo i nie służy do przemieszczania samochodu w przestrzeni. W związku z tym jednostka na próżno marnuje paliwo, a ponadto zanieczyszcza środowisko spalinami. Dlatego inżynierowie, którzy opracowali system start-stop, postawili sobie trzy główne zadania:

• Zmniejsz zużycie paliwa;
• Ogranicz emisje do atmosfery;
• Zmniejsz poziom hałasu emitowanego przez samochody.

W rezultacie udało im się sprawić, że jeśli jednostka napędowa wykonuje użyteczną pracę (to znaczy porusza samochodem), to działa, a jeśli nie, wyłącza się. Jednocześnie przejście z jednego stanu do drugiego następuje niemal automatycznie: silnik gaśnie zgodnie z sygnałami otrzymywanymi ze specjalnych czujników i uruchamia się, gdy kierowca albo wciśnie pedał sprzęgła (w samochodach z manualną skrzynią biegów), albo zwolni pedał hamulca ( w samochodach z automatyczną skrzynią biegów).

Co ciekawe, początkowo system start-stop był wyposażony prawie wyłącznie w silniki hybrydowe. Po tym, jak zademonstrowała w praktyce swoją naprawdę wysoką wydajność, zaczęto ją instalować w „zwykłych” samochodach.

Jak działa system start-stop

Strukturalnie system start-stop składa się z dwóch głównych części:

• Systemy sterowania uruchamianiem i zatrzymywaniem silnika;
• Urządzenie umożliwiające szybkie uruchomienie silnika.

Należy zauważyć, że szybkie uruchomienie silnika można zapewnić na kilka sposobów. Aby to zrobić, w różnych wersjach systemu start-stop stosuje się:

• Rozrusznik dużej mocy;
• Rozrusznik-generator (generator odwracalny);
• Układ bezpośredniego wtrysku mieszanki paliwowej do cylindrów wraz z jej zapłonem.

Układy oparte na wzmocnionym rozruszniku uważane są za najprostsze w konstrukcji i jednocześnie bardzo efektywne. Został opracowany przez znaną firmę Bosch, jest wyposażony w samochody tak znanych marek jak Volkswagen, BMW i Audi. Rozrusznik, który jest jego rdzeniem, ma długą żywotność i zwiększoną moc, a także cichy mechanizm. Sygnały sterujące docierają do niego ze specjalnego siłownika, który z kolei jest podłączony do jednostki sterującej i czujników wejściowych.

System start-stop oparty na rewersyjnym generatorze został opracowany przez firmę Valeo i jest stosowany w samochodach marki Mercedes i Citroen. Ich producenci twierdzą, że dzięki takiemu systemowi można zaoszczędzić około 10% paliwa. Odwracalny generator to urządzenie elektryczne, które może działać zarówno jako generator, jak i rozrusznik. Zaletą zastosowania go zamiast wzmocnionego rozrusznika jest krótszy czas rozruchu silnika i niemal całkowita bezgłośność pracy.

System Start-Stop z bezpośrednim wtryskiem paliwa to innowacyjne rozwiązanie Mazdy. Ważnym punktem w jego funkcjonowaniu jest to, że po zatrzymaniu silnika tłoki „zamarzają” w cylindrach w pozycji najkorzystniejszej do następnego uruchomienia. Ten system jest wyposażony tylko w te jednostki napędowe, które są wyposażone w bezpośredni wtrysk paliwa.

Plusy i minusy systemu start-stop

Eksperci zauważają, że system start-stop ma zarówno zalety, jak i wady. Zalety to przede wszystkim fakt, że naprawdę przyczynia się do znacznych oszczędności paliwa. Ponadto zmniejsza ilość szkodliwych emisji do atmosfery, a poziom hałasu emitowanego przez samochód staje się znacznie mniejszy.

Jeśli chodzi o minusy, najpoważniejszym z nich jest zwiększone obciążenie rozrusznika i akumulatora (to z niego wszystkie urządzenia pokładowe samochodu są zasilane, gdy silnik jest wyłączony). Ponadto wielu kierowców, jak mówi, odczuwa moralny dyskomfort, gdy silnik nie wydaje dźwięku, stojąc w korku przez długi czas. Jednak ostatni problem można łatwo rozwiązać: w większości modeli samochodów można wyłączyć system start-stop za pomocą specjalnego przycisku.