Устройство и принцип работы системы «старт-стоп»

В крупных городах дорожные заторы стали частью обыденной жизни автомобилистов. Пока автомобиль стоит в пробке, двигатель продолжает работать на холостом ходу и потреблять топливо. Чтобы снизить расход и уменьшить выброс вредных веществ, автомобильные разработчики создали новую систему «старт-стоп». Производители в один голос говорят о пользе данной функции. На деле система имеет немало недостатков.

История появления системы «старт-стоп»

В условиях роста цен на бензин и дизель вопрос экономии топлива и уменьшения расхода остается актуальным для большинства автомобилистов. В то же время передвижение в городе всегда связано с регулярными остановками на светофорах, часто – с ожиданием в пробках. Статистика гласит: двигатель любого автомобиля до 30% времени работает вхолостую. При этом расход топлива и выброс вредных веществ в атмосферу продолжается. Задача автопроизводителей – постараться решить эту проблему.

Пока автомобиль стоит в пробке, двигатель работает на холостом ходу и продолжает потреблять топливо

Первые разработки по оптимизации работы автомобильных двигателей начала компания Toyota в середине 70-х годов прошлого столетия. В качестве эксперимента производитель стал устанавливать на одну из своих моделей механизм, отключающий мотор после двух минут простоя. Но система не прижилась.

Спустя несколько десятилетий французский концерн Citroen ввел в эксплуатацию новое устройство Start Stop, которое постепенно стало устанавливаться на серийных автомобилях. Сначала им оборудовали только транспортные средства с гибридным мотором, но потом начали применять и в автомобилях с обычным двигателем.

Наиболее значимых результатов удалось добиться компании Bosh. Система «старт-стоп», созданная этим производителем, наиболее проста и надежна. Сегодня ее устанавливают на свои автомобили автоконцерны Volkswagen, BMW и Audi. Создатели механизма уверяют, что устройство способно снизить расход топлива на 8%. Однако реальные цифры гораздо ниже: в ходе экспериментов было выяснено, что потребление топлива уменьшается лишь на 4% в условиях повседневной городской эксплуатации.

Многие автопроизводители также создали свои уникальные механизмы остановки и запуска двигателя. К ним относятся системы:

• ISG (Idle Stop&Go) от Kia;
• STARS (Starter Alternator Reversible System), устанавливаемая на автомобилях марки Mercedes и Citroen;
• SISS (Smart Idle Stop System), разработанная компанией Mazda.

Принцип работы устройства

Главная задача системы «старт-стоп» – снизить расход топлива, уровень шума и выброс вредных веществ в атмосферу во время работы мотора на холостом ходу. Для этих целей предусмотрено автоматическое отключение двигателя. Сигналом для этого может стать:

• полная остановка транспортного средства;
• нейтральное положение рычага выбора передач и отпускание педали сцепления (для машин с МКПП);
• нажатие на педаль тормоза (для транспортных средств с АКПП).

В то время, когда двигатель выключается, питание всей автомобильной электроники осуществляется с помощью аккумуляторной батареи.

После повторного запуска двигателя машина спокойно трогается с места и продолжает поездку.

• В автомобилях с механической коробкой передач механизм запускает работу мотора при выжиме педали сцепления.
• Двигатель в машинах с АКПП вновь начинает работу после того, как водитель убирает ногу с педали тормоза.

Устройство механизма «старт-стоп»

Конструкция системы «старт-стоп» состоит из электронного управления и устройства, обеспечивающего многократный запуск ДВС. В качестве последнего чаще всего используются:

• усиленный стартер;
• реверсивный генератор (стартер-генератор).

Так, например, в системе «старт-стоп», созданной компанией Bosh, применяется специальный стартер с увеличенным сроком службы. Устройство изначально рассчитано на большое количество запусков ДВС и оборудовано усиленным механизмом привода, обеспечивающим надежный, быстрый и тихий запуск мотора.

В задачи электронного управления входит:

• своевременная остановка и запуск двигателя;
• постоянный контроль заряда аккумулятора.

Конструктивно система состоит из датчиков, блока управления и исполнительных механизмов. В число устройств, посылающих сигналы в блок управления, входят датчики:

• вращения колес;
• оборотов коленчатого вала;
• нажатия на педаль тормоза или сцепления;
• нейтрального положения в коробке передач (только для МКПП);
• заряда аккумуляторной батареи и т.д.

В качестве устройства, принимающего сигналы датчиков, в системе «старт-стоп» используется блок управления двигателем с установленным в нем программным обеспечением. Роли исполнительных механизмов выполняют:

Включить и деактивировать систему «старт-стоп» можно с помощью кнопки, расположенной на панели приборов или в настройках автомобиля. Однако, если заряд аккумулятора будет недостаточным, механизм будет отключен автоматически. Как только батарея зарядится в нужном объеме, система запуска и выключения двигателя снова начнет работать.

«Старт-стоп» с рекуперацией

Наиболее современной разработкой является система «старт-стоп» с рекуперацией энергии при торможении. При большой нагрузке на ДВС генератор отключается в целях экономии топлива. В момент торможения механизм снова начинает работать, в результате чего происходит зарядка аккумуляторной батареи. Так осуществляется рекуперация энергии.

Отличительная особенность подобных систем – применение реверсивного генератора, который также способен работать стартером.

Система «старт-стоп» с рекуперацией может работать, когда заряд АКБ составляет не менее 75%.

Слабые стороны разработки

Несмотря на явные плюсы использования системы «старт-стоп», механизм имеет важные недостатки, которые стоит учесть автовладельцам.

• Большая нагрузка на аккумулятор. Современные автомобили оснащены огромным количеством электронных приборов, за работу которых при остановке двигателя должен отвечать аккумулятор. Такая сильная нагрузка не идет на пользу батарее и быстрее выводит ее из строя.
• Вред для турбированных моторов. Регулярное резкое выключение двигателя с нагретой турбиной недопустимо. Несмотря на то, что в современные автомобили с турбинами устанавливаются турбокомпрессоры на шарикоподшипниках, они лишь уменьшают риск перегрева турбины при резком выключении мотора, но не исключают его полностью. Поэтому владельцам таких транспортных средств лучше отказаться от применения системы «старт-стоп».
• Больший износ двигателя. Даже если на автомобиле нет турбины, долговечность работы мотора, запускающегося при каждой остановке, может значительно снизиться.

Использование системы “старт-стоп” значительно повышает нагрузку на автомобильный аккумулятор

Учитывая все плюсы и минусы применения системы «старт-стоп», каждый автовладелец решает для себя, стоит ли экономить довольно незначительное количество топлива или же лучше позаботиться о надежной и долговечной работе мотора, оставляя его работать на холостом ходу.

СИСТЕМА START-STOP/СТАРТ-СТОП: ФУНКЦИИ, ПЛЮСЫ И МИНУСЫ

Добрый день, сегодня мы узнаем, что называется автоматической системой зажигания и глушения двигателя, которая известна у автовладельцев под понятием “Старт/Стоп“, в чем ее эффективность, какова надежность, а также стоит ли приобретать транспортные средства с такой опцией. Кроме того, расскажем про основной принцип работы системы без ключевого управления зажиганием автомобиля, какие преимущества и недостатки имеет эта на первый взгляд полезная инновация. В заключении мы поговорим о том, благодаря каким устройствам и механизмам функционирует система запуска двигателя “Старт/Стоп“, а также помогает ли она снизить выброс вредных веществ в окружающую среду, как утверждает большинство автопроизводителей, производящих транспортные средства с этой функцией.

На сегодняшний день почти каждый крупный автопроизводитель на планете стремится следовать общемировому девизу заботе об окружающей среде, а именно сокращении выбросов выхлопных газов транспортными средствами. Система, которая обеспечивает в какой то степени снижение вредных выбросов в атмосферу, а также экономию топлива, называется устройством автоматического запуска и глушения двигателя или по привычному – “Старт/Стоп“. Система полагается в своей работе на специальные датчики, а также на бортовой компьютер автомобиля, который анализирует поступающую информацию.

Перед тем, как приобретать автомобиль с системой автоматического запуска и глушения двигателя внутреннего сгорания, а также, как правильно необходимо ею пользоваться, нужно понимать, как она функционирует и для чего используется такая инновационная опция в том или ином транспортном средстве. Данные вопросы мы и обсудим в нашем рассказе, чтобы получить исчерпывающее представление о системе автомобиля “Старт/Стоп“, а особенно ее надежности и эффективности.

1. Понятие системы автоматического запуска и глушения двигателя “Старт/Стоп”

Самой главной задачей автомобильной системы “Старт/Стоп” является глушение двигателя в тех ситуациях, когда машина не нуждается в его работе. Самым ярким примером функционирования такой системы является простой автомобиля в пробке или в ожидании зеленого сигнала светофора на перекресте. Многие автолюбители отмечают, что такая система намного увеличивает количество запусков мотора, что обязывает владельца транспортного средства устанавливать усиленный стартер, а также аккумулятор с повышенной емкостью. Заметим, что в большинстве современных автомобилей применяется в качестве стартера, используется генератор, который позволяет обеспечивать двигатель быстрыми и бесшумными запусками мотора.

На чем же базируется система без ключевого запуска и глушения двигателя? Система полностью снабжена специальными электронными сверх чувствительными датчиками и блоком управления мотора. Отметим, что датчики расположены таким образом, что все ведущие узлы и устройства автомобиля, такие как: колеса, аккумулятор, коленвал, стартер или генератор, а также коробка передач оборудованы этими сверхчувствительными приборами, которые моментально передают сигналы необходимые для эффективного управления двигателем в бортовой компьютер транспортного средства.

Когда происходит остановка автомобиля, датчик, который отвечает за скорость вращения колес направляет сигнал на электронный блок управления двигателем на его глушение и в том случае, если заряд аккумулятора позволяет это выполнить, мотор перестает работать и глушится. Автоматический же запуск двигателя происходит, как правило, только на нейтральной передаче, а сигналом для этого служит даже небольшое нажатие водителем на педаль газа или в том случае, если транспортное средство оборудовано автоматической коробкой передач, то для запуска мотора потребуется лишь отпускание педали тормоза.

2. Особенности и принцип работы автомобильной системы “Старт/Стоп”

На сегодняшний день самой распространенной и проверенной временем является система без ключевого запуска двигателя от компании Bosch. В данной системе, если взять ее за эталон применяются следующие компоненты : во-первых, усиленный стартер и генератор; во-вторых работу системы контролирует стандартный блок управления двигателем с усовершенствованным программным обеспечением (это устройство и глушит мотор по сигналам от датчиков скорости вращения колес); в-третьих, разрешение на запуск двс дают датчики на педалях сцепления и тормоза. Более наглядно рассмотреть схему строения системы “Старт/Стоп” можно на изображении ниже, где для наглядности цифрами отображены основные элементы и узлы данного устройства.

Следующими или четвертыми по списку важности компонентом системы “Старт/Стоп” идут датчики рычага коробки передач и уровня заряда аккумуляторной батареи автомобиля, которые нужны для блокировки остановки мотора, когда энергии в акб недостаточно или включена одна из передач трансмиссии; в-пятых, датчик положения коленчатого вала, которые точно определяет остановку поршней в положении, которое обеспечивает оптимальное состояние для дальнейшего пуска двигателя; в-шестых, в системе расположен специальный стабилизатор, который компенсирует падение напряжения в сети во время запуска мотора, данный компонент также необходим для оптимальной и эффективной работы бортовых потребителей тока.

Принцип функционирования системы “Старт/Стоп” не отличается чрезмерной сложностью, а главной особенностью устройства является довольно частый запуск и глушение двигателя, что к сожалению отражается на ресурсе мотора и его долговечности. Данный момент является наиболее большим недостатком системы. Что касается преимущества в виде сокращения расхода топлива, то результат такой экономии составляет в среднем от 5 до 9 процентов на 100 километров пробега.

Отметим тот факт, что вышеописанный ресурс мотора при этом снижается в среднем на 10 процентов, конечно в зависимости от типа двигателя (его объема, мощности, модели и прочих показателей). Поэтому, перед тем, как решиться на покупку автомобиля с такой современной системой нужно для себя понять и решить мы хотим получить модный гаджет в покупаемой машине, в виде кнопки с дополнительными датчиками, которые глушат, а потом запускают двигатель или наоборот все же постараться сохранить долговечность его силовой установки. Кроме того, заметим, что если например приобретается автомобиль с системой “Стар/Стоп” бизнес класса такой, как Мерседес-Бенц, то о какой экономии топлива может вообще идти речь.

На изображении ниже, можем наглядно ознакомиться с принципом работы автомобилей марки Toyota оборудованных системой быстрого запуска и глушения двигателя “Старт/Стоп“.

Как правило, системой “Старт/Стоп” комплектуются транспортные средства стандартно, то есть по умолчанию, поэтому вычислить точную стоимость этого устройства довольно сложно. Хотя на рынке автомобильных услуг по их ремонту и обслуживанию, в среднем цена на установку такой системы варьируется от 300 до 600 долларов США в эквиваленте. Наверно несложно будет произвести подсчет, чтобы оправдать такую вложенную сумму в систему “Старт/Стоп“, ведь может понадобится не один год езды по центральным улицам города в пиковые часы, а также простаивание в длинных пробках, чтобы она полностью отработала свою стоимость.

В заключении отметим, что система быстрого без ключевого запуска и глушения двигателя “Старт/Стоп” является довольно дорогой и малоэффективным устройством или автомобильным гаджетом. В том случае, когда купленное транспортное средство уже было по умолчанию оснащено такой системой, то в принципе – это неплохо, как говорится не выбросить же ее из машины. Желательно перед покупкой того или иного автомобиля лично проверить на тест драйве все ее преимущества и недостатки. Заметим, что при покупке транспортного средства не нужно ориентироваться на наличие опции “Старт/Стоп”.