Безперервне посилення екологічних вимог до автомобілів з двигунами внутрішнього згоряння змушує автовиробників впроваджувати на своїй продукції різні пристрої. Одним з таких вузлів є система старт-стоп, що управляє роботою силового агрегату при простоях у пробках та на світлофорах. Завдяки їй повторний запуск двигуна виконується без участі водія.

[ Приховати ]

Мета винаходу Start-Stop системи

Проведені дослідження режимів руху транспортних засобів показали, що до третини часу роботи двигун знаходиться на оборотах холостого ходу. Це пов'язано з рухом у щільному міському трафіку із частими простоями на світлофорах. Для скорочення шкідливих викидів було запропоновано запровадити автоматичне глушіння та запуск силового агрегату.

Компанія Toyota почала застосовувати примусову зупинку двигуна на ряді моделей ще в середині 70-х рр. Але масова поява старт-стопу відноситься до періоду часу після 2005 року.

Система дозволяє:

• зменшити витрату палива;
• скоротити кількість викидів у повітря;
• знизити шумність роботи автомобіля під час зупинок.

Принцип роботи системи старт-стоп

Система старт-стоп працює за принципом примусового закінчення роботи двигуна після зупинки автомобіля та повторного автоматичного пуску. Припинення руху транспортного засобу фіксується датчиком швидкості, що передає сигнал на блок керування. Одночасно надходить інформація про частоту обертання колінчастого валу двигуна. На машинах з ручною коробкою потрібно поставити важіль у нейтральне положення і відпустити педаль зчеплення. Автомобілі з автоматичною трансмісією активують систему сигналу від утримуваної педалі гальма.

З цих параметрів відбувається зупинка мотора. Робота кліматичної установки або аудіосистеми продовжується від акумулятора. При цьому на комбінації приладів включається індикатор, який інформує водія про роботу системи.

Для виконання циклу запуску потрібно:

• на автомобілях з механічною трансмісією – натиснути на педаль зчеплення;
• на авто з автоматичною коробкою – відпустити педаль гальма.

На акумуляторах автомобілів із системою старт-стоп встановлений спеціальний сенсор, що визначає рівень заряду та можливість повторного запуску мотора. При падінні напруги на клемах батареї відбувається автоматичне вимкнення системи.

Огляд принципів роботи функції Start/Stop на VW Passat сьомого покоління продемонстровано у відео від каналу Dmitry Force.

Конструкція системи

У системі використовується велика кількість датчиків та блоків управління. Перерахування та схема стосуються автомобілів концерну Volkswagen, оскільки вони є найпоширенішими машинами із системою старт-стоп. Продукція інших виробників транспортних засобів має незначні конструктивні відмінності.

Принципова схема компонентів системи старт-стоп

До складу системи входять такі компоненти:

Позначення на схемі	Назва
А	Акумуляторна батарея
З	Генератор на двигуні
З 1	Регулятор рівня напруги в бортовій мережі
B	Стартер
F	Кінцевий перемикач сигналів гальмування
F36	Кінцевий перемикач на педалі зчеплення
F416	Кнопка керування системою старт-стоп
G62	Сенсор температури рідини у системі охолодження
G79	Сенсор положення педалі управління дросельною заслінкою
G701	Безконтактний сенсор нейтрального положення важеля коробки (на механіці), встановлений на верхній частині картера
J104	Контролер антиблокувальної системи гальм
J255	Контролер системи мікроклімату чи кондиціонера
J285	Комбінація приборів
J367	Контролює рівень заряджання акумуляторної батареї
J393	Контролер системи комфорту
J500	Електричний підсилювач кермового управління разом із контролером
J519	Блок контролю параметрів бортової мережі
J532	Система стабілізації напруги (необхідна для коректної роботи електроніки)
J533	Діагностичний канал
J623	Блок керування роботою силового агрегату
J791	Паркувальний помічник

Крім того, в системі використовуються:

• 1 - підсилювач рульового управління;
• 2 - датчик швидкості;
• 3 - різні датчики на двигуні;
• 4 - сенсор застебнутого ременя безпеки водія;
• 5 - кліматична установка;
• 6 - клема 50R;
• 7 - клема 30;
• 8 - бортова мультимедійна система.

Для забезпечення підвищеної кількості запусків двигуна застосовуються акумулятори із наповнювачем зі скловолокна (EFB). Електроліт у таких пристроях знаходиться всередині пір скловолоконної тканини, прокладеної між пластинами батареї. Акумулятори не потребують обслуговування та забезпечують підвищену силу струму під час запуску.

Схема конструкції батареї EFB

Іншою відмінністю машин із системою старт-стоп є генератор та регулятор напруги, підключені через цифрову шину даних. Подібне підключення дозволяє контролювати параметри роботи вузлів та використовувати ці дані під час роботи системи. Стартер має підвищену міцність і зносостійкість. Обмотки пристосовані до повторних пусків через малі проміжки часу.

До складу електроніки входить спеціальний стабілізатор напруги із вихідною потужністю 180-300 Вт. Усередині встановлено накопичувач електричної енергії, що передається до бортової мережі через електронний випрямляч. Пристрій згладжує пульсацію напруги в моменти спрацьовування стартера. Завдяки цьому при роботі старт-стопу не відбувається відключення мультимедійної системи, комбінації приладів та ламп зовнішнього освітлення.

На ряді автомобілів (наприклад Honda або Mercedes-Benz) зустрічається система старт-стоп, побудована на базі реверсивного генератора. Пристрій обладнано посиленим приводним ременем та натягувачем особливої ​​конструкції. Натяжний пристрій, що перемикається, дозволяє електричній машині працювати в режимі генератора або стартера. Плюсом конструкції є безшумність роботи та швидкість спрацьовування (в 2 рази швидше, ніж при звичайному стартері).

Система з реверсивним генератором

Японська компанія Mazda пропонує оригінальну систему, побудовану на принципі впорскування та займання паливної суміші в циліндрах. Зупинка двигуна виконується сигналом від датчиків, при цьому поршні зупиняються в певному положенні. Після подачі сигналу на пуск відбувається опитування положення поршнів. За отриманими даними блок управління здійснює впорскування палива в циліндри та займання в заданій послідовності. Додатковий імпульс колінчастому валу дає стартер, що підключається на короткий час.

Система старт-стоп від Mazda

Умови активації системи

Після включення запалювання проводиться опитування бортової мережі для забезпечення умов активації системи:

• автомобіль нерухомий;
• двигун працює на холостому ході;
• система охолодження прогріта до певної температури (15-25 º С, залежить від виробника автомобіля);
• гальмівна система справна (на ряді авто проводиться замір тиску у вакуумному підсилювачі гальм);
• батарея автомобіля досить заряджена та прогріта;
• коректно налаштована система мікроклімату (різниця між зовнішньою та внутрішньою температурою не більше певного значення, зазвичай порогом є 5-6ºС);
• на дизельному моторі перевіряється (під час процедури старт-стоп вимикається);
• водій пристебнутий ременем безпеки;
• закриті зовнішні панелі кузова (двері, капот);
• педаль зчеплення вичавлена ​​і важіль коробки знаходиться в нейтралі (для механічної трансмісії);
• педаль гальма повністю відпущена (для автоматичних коробок).

Недотримання хоча б однієї з перерахованих умов призводить до вимкнення системи старт-стоп. Повторна ініціалізація можлива лише після переключення системи запалювання.

Переваги та недоліки системи старт-стоп

За відгуками власників можна виділити такі плюси від використання системи:

• скорочення витрати палива та, як наслідок, викидів шкідливих речовин в атмосферу;
• використання покращеної батареї та потужного стартера спрощує запуск двигуна при низькій температурі повітря.

Недоліків відзначається набагато більше:

1. Система забезпечує хороші параметри економії тільки під час руху від світлофора до світлофора. Під час руху в затяжних пробках, коли автомобіль проїжджає по кілька метрів і зупиняється, старт-стоп менш ефективний. Додатково від частих спрацьовувань стартера падає рівень заряду батареї, який не встигає заповнюватися. У результаті система автоматично вимикається. Проведені тести показали, що ефективність старт-стопу у зазначених ситуаціях відрізняється у 2 рази.
2. Підвищене навантаження на акумулятор, що призводить до його швидкого зношування. Вартість ж EFB-батареї на 50-60% вища, ніж у звичайних.
3. Встановлює посилений стартер, здатний виконувати часті пуски. Пристрій має високу вартість.

Назви системи у різних виробників

Практично всі автомобільні концерни використовують у назві системи словосполучення "старт-стоп":

• версія від BMW має позначення Auto Start Stop, а від Mercedes-Benz - ECO start/stop;
• компанія Mazda позначає пристрій як i-STOP або i-ELOOP;
• південнокорейська KIA використовує термін Intelligent Stop and GO System;
• для автомобілів Porsche застосовується позначення Auto Start-Stop-Funktion.

Вимкнення старт-стоп системи

Незважаючи на переваги, які дає система, іноді потрібно її відключити:

1. Виробники автомобілів передбачили спеціальну кнопку, натисканням якої водій відключає систему старт-стоп. Однак, ця функція працює тільки в межах одного циклу включення запалювання. При повторному запуску двигуна потрібно знову натискати кнопку.
2. Можливий обхід запуску системи за допомогою відключення сигнального дроту від датчика заряду батареї. При цьому на комбінації приладів з'являтимуться іконки, що вказують на спроби спрацювати старт-стоп. У пам'яті блоку управління буде присутня помилка, проте вона не позначиться на характеристиках автомобіля. Негативним моментом стане відсутність зв'язку електроніки з акумулятором, що не дозволить автомобілю автоматично контролювати рівень заряду. На низці автомобілів Volkswagen можливе відключення іконок на комбінації приладів через діагностичний інтерфейс. Однак, ця можливість залежить від версії встановленої на машині комбінації приладів.
3. Вимкнути старт-стоп можна шляхом зняття штекера від кнопки керування функцією. Блок управління фіксує обрив у ланцюзі та відключає систему.
4. Впайка конденсатора в ланцюг керування кнопкою. Додаткова ємність емулює ситуацію запуску двигуна натисканням кнопки. Блок керування, отримуючи такий сигнал, деактивує систему. Спосіб рішення підходить не всім автомобілям.
5. На деяких автомобілях Volkswagen можливе повне відключення системи діагностичною програмою "ВАСЯ-діагност". Операція проводиться у спеціалізованих центрах або самостійно, якщо власник має обладнання та може ним користуватися.

Фотогалерея

Відео

Способи відключення функції Start/Stop на автомобілях BMW продемонстровані у ролику, знятому для каналу BimmerDoc.

» Що таке система Start-Stop?

Система старт-стоп в автомобілі

Були здійснені спеціальні розрахунки з дослідженнями, при яких знайдено, що двигун будь-якого автомобіля, на неодружених оборотах, наприклад, при зупинках у міських пробках та перед світлофорами, споживає близько 30% пального від загальної витрати. Одна третина повністю залитого бензобака марно відлітає у вихлопну трубу, до того ж суттєво забруднюючи довкілля.

Якщо проблема визначена, треба її вирішувати і у вік електроніки, це цілком досяжно. Щоб знизити порожні витрати, була придумана система управління «старт-стоп», яка здійснює контроль над роботою двигуна, коли машина стоїть без руху.

Спочатку система "старт-стоп" призначалася і встановлювалася тільки на гібридних автомобілях, що мають електричний та бензиновий двигуни. Зараз нею починають оснащуватися дедалі більша кількість звичайних автомобілів.

Розробники вважають, що вже через кілька років система «старт-стоп» буде впроваджена на більшій частині авто, а через якихось десять років буде встановлена ​​практично на всіх, навіть старих машинах.

Робота системи «старт-стоп»

Принцип контролю дуже простий. Якщо автомобіль зупинився, двигун одразу глушиться, спрацьовує система stop. На автомобілях з ручним керуванням коробкою передач, при здійсненні легкого тиску на педаль зчеплення, а при автоматичній коробці при відпусканні гальмівної педалі він знову запускається, спрацьовує система start. Це дозволяє спокійно стояти машині скільки завгодно тривалий час при вимушених зупинках не споживає пального.

Застосування такої конструкції при їзді в умовах великого міста показало дуже суттєву економію пального, а при розрахунку в масовому масштабі навіть важко собі уявити її переваги. Жодна система економії, навіть приблизно, не може зрівнятися з нею.

Складається система «старт-стоп» із двох основних компонентів:

• блоку електронного стеження;
• значно удосконаленої системи запуску.

Блок управління «старт-стоп» досить серйозний, об'єднує та враховує роботу багатьох систем двигуна. Наприклад, якщо мотор у зимових умовах ще не прогрівся або є інші істотні неполадки, водій забув пристебнутись ременем безпеки – пристрій працювати не буде. Таким чином, «розумний» керуючий не здійснить відключення двигуна, якщо це шкідливо в даній ситуації.

Історія створення та застосування системи «старт-стоп» сьогодні

Народився цей пристрій системи «старт-стоп» в Японії, і вперше було випробувано на деяких автомобілях Toyota в 80-х роках ХХ століття. Через десять років її встановили на Фіатах ​​та Фольксвагенах. З початку нового століття, продовжують удосконалювати та ставити на все більшу кількість автомобілів, таких як БМВ, Ауді, Рено, Сітроен, Пежо та багато інших іменитих марок.

Додавання рекуперації для "старт-стоп"

При черговому доопрацюванні системи «старт-стоп» максимально вирішили зняти навантаження з силового агрегату, зменшивши, таким чином, витрату енергії. Генератор вимикається та підключається тоді, коли відбувається гальмування машини або ємність акумуляторної батареї падає нижче рівня 75%.

Застосування системи старт-стоп дозволило зменшити споживання пального для середнього класу автомобілів практично до 3-5 л. на 100 км пробігу.

Однак «розумна» і за всіх умов просунута система «старт-стоп» не може врахувати всіх обставин стану машини та їзди у вкрай складних умовах міста. При виникненні непередбачених ситуацій водій може моментально відключити її простим натисканням кнопки.

Зазначені недоліки системи «старт-стоп»

Серйозні нововведення завжди значні в ціні, і лише в цьому плані вважаються два недоліки конструкції системи старт-стоп.

• Перший — це наявність дорогого спеціально розробленого стартера, здатного здійснювати дуже частий і моментальний запуск двигуна. При його поломці, ремонті і тим більше заміна обходиться дуже дорого.
• Другий - аналогічний, це те, що для таких машин необхідна акумуляторна батарея, значно більша ємність, ніж на звичайних авто. Працює вона дуже складних режимах постійної розрядки зарядки. Вартість при заміні батареї теж влітає у значну суму.

Якщо взяти до уваги ціну бензину і постійне зростання його вартості, то зекономлені таким чином гроші в багато разів перекривають зазначені вище витрати, у разі повної заміни стартера або акумулятора.

В даний час до всіх автовиробників пред'явлені досить суворі вимоги в рамках всесвітнього проекту підтримки захисту екології. У зв'язку з цим, інженери просто змушені не давати деяким новим розробкам демонструвати закладене в них повною мірою, практично, усвідомлено знижуючи технічні можливості деяких силових агрегатів та інших вузлів автомобіля, хоча часом це і завдає фінансової шкоди автомобільним фірмам.

Крім цього, розгорнуто компанію з розробок спеціальних додаткових пристроїв і систем, покликаних знизити в автомобілях витрати пального і зробити викид в атмосферу шкідливих продуктів відпрацювання максимально низьким. Варто погодитися, завдання не з простих, та ще й на загальному тлі найвищої конкуренції, що панує на світовому автомобільному ринку.

Одна зі згаданих допоміжних систем одержала назву старт-стоп, буквально завдяки алгоритму свого функціонування. У завдання даної опції входить автоматичне відключення силового агрегату автомобіля при його повній зупинці, з наступним автоматичним включенням за певним запрограмованим в ЕБУ сигналом.

Наприклад, якщо автомобіль рухається з частими зупинками за умов мегаполісу, з його постійними пробками. Саме в такі моменти і набуває чинності система старт-стоп. Двигун автомобіля, що зупинився, система вимикає, а після того, як водій натисне на педаль акселератора, що послужить сигналом до відновлення руху, запускає знову. Цей сигнал може бути пов'язаний з іншим модулем, залежно від конструкції та моделі автомобіля.

Природно, збільшення кількості запусків силової установки не лише знижує робочий ресурс ДВЗ, а й вимагає наявності в автомобілі потужної АКБ та надійного стартера. Хоча, існують системи «старт-стоп», які здійснюють запуск двигуна від генератора. Система електронна повністю автоматизована і базується на роботі численних датчиків, встановлених у всіх "стратегічних" вузлах і агрегатах автомобіля. Вони й відправляють імпульси до ЕБУ, який керує всією програмою.

Сьогодні склалися подвійні думки щодо доцільності використання цієї системи «старт-стоп». З одного боку, вона дозволяє заощаджувати пальне, з іншого, піддає ДВЗ невиправданому зносу. Багато автомобільних компаній монтують у машини старт-стоп ще в процесі їх виробництва, але якщо система відсутня в комплектації, її завжди можна встановити у сторонніх виробників, тільки ось питання, чи потрібно це робити?

За оцінками фахівців, економія, що прогнозується, не перевищує 10%, це в кращому випадку. Порівнявши витрати на бензин із витратами на придбання та встановлення даної опції, приходиш до наступного висновку: монтаж системи старт-стопсебе виправдовує, якщо автомобіль майже завжди експлуатується за умов руху на великому, завантаженому транспортом місті. Інакше, у цій системі просто немає необхідності, а заглушити у потрібний момент двигун будь-який водій може і самостійно. Хоча, може, у когось інша думка….

Трохи про витрату палива на Пежо Боксер – повна інформація!
Тормозна система автомобіля - ремонт або заміна
Система упорскування палива - схеми та принцип дії
Система охолодження двигуна автомобіля, принцип дії, несправності
Чому глухне двигун – причини зупинки двигуна в машині?
Що таке АБС (ABS) - антиблокувальна система гальм

Система старт-стоп економить паливо, знижує шум та шкідливі викиди в атмосферу завдяки скороченню часу роботи двигуна на холостому ході. Практика експлуатації автомобіля показує, що в режимі холостого ходу двигун працює до 30% часу. Цьому сприяє рух із частими зупинками на світлофорах та у пробках - атрибутах великого міста.

Ще недавно технологія старт-стоп сприймалася виключно як елемент гібридних автомобілів. Сьогодні ситуація суттєво змінилася, оскільки більшість провідних автовиробників поповнила свій модельний ряд автомобілями, оснащеними подібною системою. Функція старт-стоп, як вважають експерти, до 2015 року з'явиться на половині легкових автомобілів, що виробляються.

Принцип роботи системи старт-стопдуже простий: при зупинці автомобіля двигун вимикається, а при натисканні на педаль зчеплення (якщо встановлено механічну коробку передач) або відпускання педалі гальма (якщо встановлено автоматичну коробку передач) двигун швидко запускається.

Конструкція системи старт-стоп повинна включати наступні елементи:

• будову багаторазового запуску двигуна;
• систему керування.

Функцію багаторазового запуску двигуна можна реалізувати за допомогою:

• посиленого стартера;
• реверсивного генератора (стартера-генератора);
• упорскування палива в циліндри та займання суміші;
• гідростартери.

Система старт-стоп із посиленим генератором

Найпростішим і найнадійнішим рішенням з технічної точки зору є система Start&Stop фірми Bosch. Завдяки цій системі ім'я «старт-стоп» стало загальним всім систем такого роду. Система "Start&Stop" встановлюється на автомобілі "VW" "BMW", "Audi" та ін., забезпечуючи зниження витрат палива легковим автомобілем та його викид CO 2 на 4% у "Новому європейському циклі руху" (New European Driving Cycle - NEDC) і до 8% у міському циклі.

В основі системи "Start&Stop" лежить посилений стартер, який має збільшений термін служби (розрахований на велику кількість пусків двигуна). Стартер також обладнаний спеціальним малошумним механізмом приводу, який гарантує швидкий, надійний та багаторазовий запуск двигуна.

Система "Start&Stop" виконує функції зупинки та запуску двигуна, контролю рівня заряду акумуляторної батареї. Система немає власного електронного блоку управління, а використовує можливості блоку управління двигуна, де встановлено відповідне програмне забезпечення.

Завдяки тому, що складові системи «Start&Stop» за габаритами не більше, ніж звичайні компоненти, система фірми «Bosch» може бути легко інтегрована практично в будь-який транспортний засіб. Однак деякі вузли та системи зажадали додаткової адаптації до роботи в режимі старт-стоп. Вони перераховані в таблиці нижче (розглянуто варіант системи з посиленим генератором на прикладі системи старт-стоп входить в пакет BlueMotion автомобілів концерну Volkswagen).

Вузли та системи адаптовані для роботи в режимі старт-стоп VW BlueMotion

Вузол/система	Виконані заходи адаптації
Блоки керування (загалом)	Розширення програмних кодів блоків управління однією інформаційний біт для системи старт-стоп (стосується блоків управління, які впливають систему старт-стоп чи залежить від неї)
Генератор	Підключено через локальну мережу LIN до діагностичного інтерфейсу шин даних
АКБ	АКБ зі скловолоконним наповнювачем для збільшення числа циклів
Стартер	Підвищена зносостійкість
Бортова мережа	Спеціальний датчик на мінусовому полюсі для контролю стану АКБ зі скловолоконним наповнювачем. Нова електропроводка до АКБ. Блок управління контролю за станом АКБ через шину LIN підключений до діагностичного інтерфейсу шин даних.
МКП	Датчик розпізнавання передачі (датчик з аналоговим виходом або датчик із вихідним сигналом із широтно-імпульсною модуляцією)

Влаштування системи стар-стоп з посиленим генератором «VW BlueMotion»

Нижче представлено схему пристрою системи старт-стоп з посиленим генератором «VW BlueMotion». Влаштування систем інших виробників відрізняється несуттєво.

Зображення можна збільшити. Умовні позначення елементів системи з прикладу механічної КП:
A	АКБ	J623	Блок керування двигуна
C	Генератор	J791	Блок управління паркувального помічника
З 1	Регулятор напруги	1	Електромеханічний підсилювач рульового керування
B	Стартер	2	Сигнал швидкості, датчик шляху
F	Вимикач стоп-сигналів	3	Системи керування двигуна (наприклад, система запалювання, живлення, сумішоутворення, система рециркуляції ОГ, наддуву вторинного повітря, очищення ОГ тощо)
F36	Вимикач педалі зчеплення	4	Розпізнавання ременя безпеки
F416	Клавіша увімкнення системи cтарт-стоп	5	Опалення, вентиляція, кліматична установка
G62	Датчик температури охолоджувальної рідини	6	Клема 50R
G79	Датчик положення педалі акселератора	7	Клема 30
G701	Датчик нейтрального положення КП (тільки для МКП)	8	Магнітола, радіонавігаційна система
J104	Блок керування ABS
J255	Блок керування Climatronic
J285	Блок керування комбінації приладів
J367	Блок керування для контролю акумуляторної батареї з датчиком АКБ
J393	Центральний блок управління систем комфорту
J500	Блок керування підсилювача рульового керування
J519	Блок управління бортовою мережею
J532	Стабілізатор напруги
J533	Діагностичний інтерфейс шин даних

Як працює система стар-стоп «Bosch»

Робота системи «Start&Stop» відбувається так. При зупинці машини перед світлофором або в пробці система на підставі сигналу датчика частоти обертання колінчастого валу вимикає двигун. Живлення споживачів електричного струму (кондиціонера, аудіосистеми та ін.) Виробляється від акумуляторної батареї. При натисканні педалі зчеплення (відпускання гальма педалі на автомобілі з автоматичною коробкою передач) система активує стартер і запускає двигун. Такий цикл зупинки та запуску двигуна повторюється необхідну кількість разів.

Занепокоєння багатьох водіїв пов'язане з тим, що, використовуючи систему стар-стоп, вони залишаться з розрядженою батареєю (наприклад, у сильний мороз). Однак ці побоювання безпідставні, оскільки, якщо величина заряду акумуляторної батареї опускається нижче заданої величини, система на підставі сигналу відповідного датчика вимикається. Увімкнення функції старт-стоп відбувається лише після того, як акумуляторна батарея буде заряджена. Також функцію Start&Stop можна примусово вимкнути спеціальною кнопкою на панелі приладів.

Система старт-стоп із реверсивним генератором

Система "STARS" ("Starter Alternator Reversible System"), що випускається фірмою "Valeo", у своїй роботі використовує реверсивний генератор. Система встановлюється на автомобілях Citroen, Mercedes і дозволяє знизити витрату палива до 10%.

Реверсивний генератор Електрична машина змінного струму, яка в залежності від умов може виконувати функції як генератора, так і стартера.

Роботу реверсивного генератора забезпечує спеціальний приводний ремінь та оборотний натягувач, що дозволяє передавати зусилля у двох напрямках. Реверсивний генератор безшумно працює і має менше часу запуску (0,4 секунди в порівнянні з 0,8 секунди для звичайного стартера).

Система старт-стоп із упорскуванням палива

Компанія "Mazda" розробила систему "SISS" ("Smart Idle Stop System"), яка є альтернативою інших систем старт-стоп. У цій системі для багаторазового запуску двигуна використовується впорскування палива в циліндри та займання паливно-повітряної суміші. Система встановлюється на бензинові двигуни, обладнані безпосереднім упорскуванням палива.

Для роботи даної системи поршні повинні зупинитися в певному положенні, щоб у кожному циліндрі був необхідний об'єм повітря для оптимального запуску двигуна надалі. "Smart Idle Stop System" контролює положення поршнів під час вимкнення двигуна. «SISS» виконує нумерацію циліндрів, і з початком руху (при відпусканні педалі гальма) в циліндри впорскується паливо і займається паливно-повітряна суміш, тобто відбувається запуск двигуна. При запуску двигуна на додаток енергії згоряння палива використовується енергія стартера, який вмикається на нетривалий час.

Для автомобілів з АКПП процес запуску займає 0,35 секунди, що майже вдвічі швидше за звичайні системи. Крім того, Mazda SISS гарантує швидкий старт мотора в кожному окремому випадку. Водій не повинен відчути затримки, коли захоче вирушити з місця.

При застосуванні цієї системи досягає 9%. Система старт-стоп "SISS" працює тільки з автоматичною трансмісією.

Гідравлічна альтернатива

Для сегменту важкого комерційного транспорту, частку якого припадає близько 30 % шкідливих викидів, призначена розробка компанії «Poclain Hydraulics» - гідравлічна система «CleanStart». Головним компонентом CleanStart є легкий і компактний гідромотор-стартер, який можна встановити безпосередньо на колінчастому валу і тим самим звести до мінімуму механічні втрати. Властивості, властиві гідростатичному приводу (момент у даному випадку досягає 800 Н∙м), дозволяють запускати важкі двигуни об'ємом до 16 літрів практично миттєво (час пуску становить 0,4 секунди) без шуму та вібрації. Тому дана розробка особливо зацікавила виробники автобусів, силовий агрегат яких можна вимикати не тільки в очікуванні сигналу світлофора, що дозволяє, а й під час посадки і висадки пасажирів на зупинці. Тут система старт-стоп дає ще більше переваг, ніж у сегменті легкового транспорту.

Контур системи «CleanStart», крім гідромотора потужністю 15 кВт, включає ще кілька елементів: насос (може використовуватися існуючий гідронасос, що живить різні види допоміжного обладнання), керуючий клапан, гідравлічний акумулятор і бак. Поки працює насос, електромагнітний клапан спрямовує частину потоку робочої рідини в гідроакумулятор, де масло через роздільну мембрану стискає газоподібний азот. Запасена таким чином енергія без втрат різні перетворення зберігається для наступного старту. Розрядом управляє пропорційний клапан, причому потужності вистачає не на один, а на кілька пусків, загальний ресурс системи становить близько 4 млн. циклів. Важливо й те, що гідроакумулятор дозволяє виробляти швидкі цикли заряду та розряду, не потребує обслуговування та порівняно з хімічними джерелами енергії має більш високу питому потужність. Але якщо говорити про систему «CleanStart» в цілому, то вона все ж таки поступається своїм конкурентам за масогабаритними характеристиками - споряджена маса транспортного засобу при оснащенні гідростартером збільшується приблизно на 40 кг, проте для автобуса або вантажівки це не надто велике збільшення маси.

За даними розробника, автобус, оснащений системою «CleanStart», в умовах міського циклу (12 зупинок тривалістю 15 секунд на дистанції 7 км) витрата палива скорочується більш ніж на 10 %. Враховуючи, що обладнання може монтуватися не тільки на нові, а й на транспортні засоби, що знаходяться в експлуатації, цю систему можна вважати серйозним резервом для поліпшення екології.

Система старт-стоп для мотоцикла

Компанія Honda розробила систему старт-стоп для мотоциклів і скутерів, що отримала назву Idling Stop System. Система працює в автоматичному режимі та забезпечує короткочасне вимкнення двигуна після досягнення нульової швидкості, що дозволяє заощаджувати до 7 % палива. При повороті ручки газу вона знову включає двигун для подальшої поїздки.

Впровадження системи «Idling Stop System» вимагало внести істотні зміни до конструкції стартера, який був інтегрований у маховик.

Також мотоциклетну систему старт-стоп необхідно активувати лише після посадки на сидіння водія. Так як відповідна інформація від виробника відсутня, то припустимо, що в сидіння вмонтований датчик ваги, який відключає систему щоразу, як водій залишає своє місце.

Інтелектуальна система старт-стоп із рекуперацією

Наступний крок у розвитку систем старт-стоп – це використання рекуперації енергії при гальмуванні.

Конструкцію аналогічну системі «Bosch» має система «ISG» («Idle Stop&Go») від «Kia Motors», однак є і важлива відмінність в керуванні автомобільним генератором: при високому навантаженні на двигун для зниження споживання палива генератор вимикається, при гальмуванні генератор включається і проводиться заряджання акумуляторної батареї - відбувається рекуперація енергії. Якщо заряд акумулятора опускається нижче 75 % від номінального, система «ISG» автоматично вимикається. При використанні кондиціонера відбувається вимкнення системи. Таку систему можна назвати інтелектуальною.

Ймовірно, найближчим часом конкуренти ISG також стануть системами з рекуперацією.

Експлуатація системи старт-стоп

Якщо двигун автомобіля ще не прогрітий, або на вулиці дуже низька температура, система старт-стоп працювати не буде. Також вона вимкнеться при дуже велику витрату енергії (наприклад, при використанні кондиціонера), недостатньому рівні зарядки і після багаторазових вичавлювання педалі гальма. У Росії тривала зима, під час якої система повністю не виправдає себе, проте влітку, восени та навесні вона дозволить заощадити трохи палива.

Як вплине система старт-стоп на зношування акумулятора або стартера? Ніяк, тому що автомобілі оснащуються посиленими агрегатами. Наприклад, місця опори стартера, які зазнають дуже великих навантажень, мають великий запас міцності, тому не повинні ламатися протягом усього періоду експлуатації.

Системи Start-Stop автоматично глушать двигун і знову запускають його для зниження часу роботи на неодружених оборотах, тим самим скорочуючи витрату палива та викиди в атмосферу. Більшість виробників встановлюють акумулятори VARTA® на нові автомобілі із системами Start-Stop.

Акумулятор – це серце автомобіля. Він забезпечує живлення всього - від системи запалення до електричних систем транспортного засобу, що постійно працюють, і бортових розважальних систем. Акумулятор забезпечує постійне живлення решти функціональних блоків, задіяних у процесі Start-Stop. Такі акумулятори роблять набагато більше, ніж просто запуск двигуна. Саме тому АКУМУЛЯТОР – це СЕРЦЕ автомобіля.

Сьогодні більшість автомобілів забезпечені системою Start-Stop, тому ми створили два інноваційні акумулятори VARTA®, що підтримують її: Акумулятори VARTA® Silver Dynamic з для автомобілів з удосконаленою системою Start-Stop та рекуперативним гальмуванням, і Blue Dynamic з для традиційних систем Start-Stop.

Рух та розгін

Удосконалена система управління енергією вимикає генератор при розгоні та в нормальному режимі руху автомобіля. За рахунок цього колеса одержують більше потужності від двигуна. Генератор знову вмикається лише тоді, коли заряд акумулятора досягає встановленої нижньої межі.

Вимоги до акумулятора:

Акумулятор розряджається і заряджається, при цьому поодинці забезпечуючи живлення всієї електроніки.

Гальмування

Завдяки рекуперативному гальмування кінетична енергія автомобіля частково перетворюється на електроенергію, що надходить назад в акумулятор.

Вимоги до акумулятора:

Акумулятор повинен швидко заряджатися і мати достатню ємність для отримання додаткової енергії. Акумулятор повинен працювати за низьких рівнів заряду.

Зупинка та вимкнення двигуна

Коли автомобіль зупиняється, система Start-Stop глушить двигун.

Вимоги до акумулятора:

Акумулятор повинен навіть у розрядженому стані видавати достатньо пускової потужності системи запалювання двигуна, щоб знову запустити двигун.

Про те, що таке система «старт-стоп», досвідченим водіям, які вже встигли поїздити на машинах, які нею оснащені, відомо непогано, однак у Росії таких поки що меншість. Вона була винайдена та впроваджена у конструкцію транспортних засобів досить давно, ще у 80-х роках минулого століття, але в нашій країні досі є рідкістю. Аналітики автомобільного ринку стверджують, що вже до кінця 2017 року практично всі сучасні автомобілі, що сходять з конвеєра, будуть нею обладнані. Тому бути в курсі того, для чого вона потрібна, як влаштована і функціонує, які її плюси та мінуси, настав час дізнатися всім, хто хоча б час від часу сідає за кермо.

За статистикою, приблизно 30% часу роботи двигуна будь-якого сучасного автомобіля посідає холостий хід. Це означає, що протягом третьої частини свого «життя» він просто спалює паливо, а не служить для переміщення машини в просторі. Відповідно, агрегат даремно витрачає пальне, і, до того ж, забруднює навколишнє середовище вихлопами. Тому інженери, які розробляли систему «старт-стоп», поставили перед собою три основні завдання:

• Зменшити споживання палива;
• зменшити викиди в атмосферу;
• Зменшити рівень шуму, що видається автомобілями.

У результаті їм вдалося зробити так, що якщо силовий агрегат виконує корисну роботу (тобто рухає автомобіль), то він функціонує, а якщо не робить - то відключається. При цьому перехід з одного стану в інший відбувається майже автоматично: мотор глухне по сигналах, які отримують від спеціальних датчиків, а запускається тоді, коли водій або натискає педаль зчеплення (в автомобілях з МКПП), або педаль відпускає гальма (в автомобілях з АКПП).

Цікаво, що спочатку системою "старт-стоп" оснащувалися практично виключно гібридні двигуни. Після того, як вона продемонструвала на практиці свою справді високу ефективність, її стали встановлювати і на "звичайні" машини.

Як працює система старт-стоп

Конструктивно система «старт-стоп» складається із двох основних частин:

• Системи управління запуском та зупинкою двигуна;
• Пристрої, що дозволяє швидко запустити двигун.

Слід зауважити, що швидкий запуск двигуна може бути забезпечений кількома способами. Для цього в різних варіантах системи "старт-стоп" використовується:

• Стартер підвищеної потужності;
• Стартер-генератор (реверсивний генератор);
• Система безпосереднього упорскування паливної суміші в циліндри з її займанням.

Системи, створені на основі посиленого стартера, вважаються найпростішими за конструкцією та водночас дуже ефективними. Вона була розроблена відомою компанією Bosch, нею оснащуються автомобілі таких відомих марок, як Volkswagen, BMW та Audi. Стартер, який є її ядром, має тривалий термін служби та підвищену потужність, а також малошумливий механізм. Керуючі сигнали приходять на нього від спеціального виконавчого пристрою, який, у свою чергу, пов'язаний з блоком управління та вхідними датчиками.

Система старт-стоп на основі реверсивного генератора була розроблена фірмою Valeo, а використовується вона на автомобілях марок Mercedes і Citroen. Їхні виробники стверджують, що завдяки такій системі вдається заощадити близько 10% пального. Реверсивний генератор є електротехнічним пристроєм, який може виконувати функції як генератора, так і стартера. Перевагою його використання замість посиленого стартера є менший час запуску двигуна та практично повна безшумність роботи.

Система "старт-стоп" з безпосереднім упорскуванням палива - це інноваційна розробка компанії Mazda. Важливим моментом її функціонування є те, що при зупинці двигуна поршні «завмирають» у циліндрах у такому положенні, яке є найбільш сприятливим для подальшого пуску. Цією системою обладнуються ті силові агрегати, які обладнані безпосереднім упорскуванням палива.

Плюси та мінуси системи старт-стоп

Фахівці відзначають, що система "старт-стоп" має як свої переваги, так і недоліки. До плюсів насамперед слід віднести те, що вона дійсно сприяє суттєвій економії палива. Крім того, вона скорочує кількість шкідливих викидів в атмосферу, та й рівень шуму, що видається автомобілем, стає значно меншим.

Що ж до мінусів, то найсерйознішим з них є підвищене навантаження на стартер та акумулятор (саме від нього живиться всі бортові пристрої машини, коли двигун заглушений). Крім того, багато водіїв, за їхніми словами, відчувають моральний дискомфорт тоді, коли при тривалому стоянні в пробці двигун не видає жодного звуку. Втім, остання проблема легко вирішується: у більшості моделей автомобілів відключити систему "старт-стоп" можна за допомогою спеціальної кнопки.