Новые технологии в автомобилестроении обычно презентуют очень ярко, однако система «Старт/Стоп» для бензиновых и дизельных моторов появилась тихо, зато быстро и повсеместно — от малолитражки до спорткара, на машинах с ручными и автоматическими трансмиссиями, с бензиновыми и дизельными моторами. Правда, очень часто у водителя есть только одно желание — поскорее выключить эту штуку, создающую немало дискомфортных ситуаций. Так все-таки: действительно ли так полезно краткосрочное отключение двигателя?
Немного истории
Первое серийное применение технологии экономии топлива было зафиксировано в 1983 году на модели FIAT Regatta ES. Причем ее внедрение увенчалась успехом: мотор оснастили автоматическим карбюратором, мотором с более высокой степенью сжатия, микропроцессорным зажиганием, а также улучшили аэродинамику. Комплексные меры по данным производителя позволили достичь 5%-ной экономии топлива, но продажи не пошли — Regatta ES разошлась тиражом всего 5 тыс. экземпляров.
Аналогичная опция в том же 1983 году появилась и на машинах VW Passat в исполнении Formula E — особо экономичных версиях с рядом доработок. Именно на этой модели был применен первый прообраз системы «Старт/Стоп» только с ручным приводом, позволявшим глушить и запускать мотор по нажатию кнопки, а не автоматически.
FIAT Regatta ES
Через десять лет, в 1993 году, все достижения науки и техники применили на дизельном VW Golf Ecomatic. Компания планировала добиться показателя среднего расхода в 5,5 литра и с задачей справилась: Golf Ecomatic позиционировался как самый экономичный серийный автомобиль в мире. Расход топлива на трассе снизился и вовсе до 3,5 литра на 100 км пути, что максимально приблизило модель к сверхпопулярной тогда экоидее «трехлитрового» автомобиля.
Технически это был вполне обычный Golf III с самой слабой версией атмосферного дизеля объемом 1,9 литра (64 л. с.) с автоматическим приводом сцепления (педали в машине нет), ручной коробкой передач, системой «Старт/Стоп», дополнительным электронасосом в системе охлаждения, электрическим вакуумным насосом усилителя тормозов и электроприводом насоса ГУР.
VW Golf Ecomatic
Двигатель машины мог работать на биодизеле (топливе из рапсового масла), а на приборной панели поставили световые индикаторы-подсказки для правильного переключения передач. Применили и специальные покрышки с пониженным сопротивлением качению. Аккумулятор Bosch емкостью 92 А·ч питал всю систему, а для предотвращения скачков напряжения в бортсети в пару ему поставили еще один аккумулятор на 7 А·ч.
VW Golf Ecomatic
Использование полуавтоматической трансмиссии позволило применить сразу весь набор приемов экономии топлива: при остановке более 5 секунд двигатель глушился, так же как и при сбросе газа и движении накатом.
Запуск мотора происходил при включении передачи при старте (датчик был встроен в рычаг МКПП) или при нажатии на педаль газа. Производитель обещал снижение выбросов СО на 36%, СО 2 — на 22%, NO — на 25%.
Стоимость этой версии Volkswagen Golf была существенно дороже обычной (в Британии доплата составляла 1500 фунтов стерлингов при стоимости обычной комплектации 11 495).
Удалось продать лишь 4 тыс. таких машин, поскольку в реальной эксплуатации заявленной экономичности достичь не удавалось. По комфорту и надежности Ecomatic значительно отставал от машин без хитрой электроники. Навороченная коробка передач серии CDJ и комплекс электроники оказались капризными. А вскоре появление дизелей с насос-форсунками позволило снизить расход топлива на малой нагрузке, и подобные показатели топливной экономичности стали доступны машинам без всяких дополнительных систем.
Что сейчас
Современные системы «Старт/Стоп» устроены очень похоже. Разве что электроусилитель позволяет решить проблему привода ГУР, а тормоза лишились вакуумного усилителя — за него работают гидроаккумулятор и электронасос. В системе охлаждения все также трудится электропомпа.
Вот только полуавтоматические системы сегодня не в почете, а потому их заменили АКП с дополнительными гидроаккумуляторами и электронасосами в приводе. Способны работать в режиме «Старт/Стоп» и преселективные коробки передач, которым не нужен постоянно работающий маслонасос. Ряд машин оснащается к тому же электроприводом системы кондиционирования для максимального комфорта. Почти все имеют усиленный стартер или стартер-генератор, а также усиленные аккумуляторные батареи с технологией AGM, способные выдержать на порядок большее число циклов заряда-разряда, и дополнительные контроллеры питания бортовой сети, предотвращающие скачки напряжения. Компания Bosch предлагает производителям готовый набор компонентов для систем «Старт/Стоп» с 2007 года, включая все перечисленные модули и технологии, кроме системы кондиционирования с электроприводом.
Как работает
Схема работы системы «Старт/Стоп» не изменилась: она глушит двигатель при остановках более пары секунд и на ряде машин используется вместо торможения двигателем. Заявленная экономия топлива в пределах 5% — добиться лучших показателей практически невозможно, поскольку на работу системы очень сильно влияет большое энергопотребление современного автомобиля, которое ограничено емкостью аккумулятора.
Ряд независимых тестов показывает, что снижение расхода топлива обычно меньше заявленного, а у большинства систем пауза при старте достигает величин в 1-2 секунды, что очень негативно ощущается водителем. Минимальное время задержки — у машин с системой стартер-генераторов, предлагаемых, например, Valeo или Delphy, максимальное — у авто с «классическим» усиленным стартером.
При наличии системы «Старт/Стоп» возможно использование только аккумуляторов, созданных по технологии AGM .
На практике технология вовсе не так дешева, как хотелось бы думать. Одним лишь усиленным стартером не обойтись, и даже более долговечная аккумуляторная батарея — это лишь вершина айсберга. Серьезные изменения нужны в системе электроснабжения машины — для снижения пульсаций напряжения и стабильной работы электроники.
Решения Bosch предлагают специальный преобразователь DC-DC как обязательный компонент системы. Французский концерн PSA применяет суперконденсаторы для сглаживания скачка напряжения и использования их при работе со стартер-генератором. Также могут использоваться дополнительные аккумуляторы для сглаживания скачков напряжения на ответственных потребителях. Электрическая помпа в системе охлаждения двигателя необходима как для обеспечения качественной работы климатической системы, так и для предотвращения скачков температуры в системе охлаждения мотора и предотвращении перегрева турбин и коробок передач. Электроусилители при наличии системы «Старт/Стоп» должны работать в широком диапазоне напряжений и нагрузки.
И в чем достоинство?
Для чего такие жертвы? Неужели все ради 5% экономии, которые не всегда себя проявляют даже в стандартном ездовом цикле?
Не все так просто. Система нужна не только для экономии топлива. Точнее, она работает совместно с другими техническими решениями, помогая более эффективно их применять или снижая негативные эффекты.
Бензиновые моторы , например, показательно неэффективны на малой нагрузке — только «даунсайз» и турбонаддув могут что-то изменить в этой ситуации. Для снижения расхода топлива на холостых оборотах и повышения чистоты выхлопа применяется повышение рабочей температуры двигателя, но этот способ значительно вредит ресурсу мотора и всех навесных агрегатов.
Использование системы «Старт/Стоп» позволяет избежать как самих холостых оборотов в принципе, так и работы с малой нагрузкой, когда неэффективно работают катализаторы. Мотор или не работает, или догружен генератором, заряжающим аккумуляторную батарею, и катализаторы не выходят за границы оптимального температурного режима.
Заодно убран проблемный для системы смазки мотора режим, а значит, можно еще немного снизить запас по рабочему давлению масла, добившись небольшой, но экономии. Учитывая, что бензиновые моторы легко стартуют и быстро прогреваются, внедрение для них системы «Старт/Стоп» видится закономерным и с максимально широким охватом.
Дизельные двигатели не страдают перегревом на холостых и очень эффективны на малой нагрузке. Но тем не менее холостые обороты желательно исключить и у них. Причина во все более жестких нормах выбросов NO. Именно на малых нагрузках концентрация выбросов получается наивысшей, притом что катализатор не способен без подачи дополнительного топлива «дожечь» окислы. Нет холостых оборотов — нет проблем. Причем чем больше рабочий объем у мотора, тем более эффективна технология. Именно при работе на холостых оборотах больше всего загрязняется EGR и больше всего расходуется мочевины при химической нейтрализации выхлопных газов.
Отказ от холостых оборотов позволяет также в ряде случаев ускорить прогрев дизельного мотора в холостом цикле. Ведь, в отличие от бензинового мотора, дизель на холостых очень быстро охлаждается потоком воздуха. Еще одна проблема связана с сажевыми фильтрами: на малых оборотах дизельный мотор генерирует повышенное количество твердых частиц в выхлопе из-за плохой продувки камеры сгорания, несмотря на большой коэффициент избытка воздуха. А все «наработанные» частички сажи после работы на холостых необходимо «прожечь» в фильтре, на что также уходит топливо, иначе фильтр просто забьется. Так что и дизельному мотору система «Старт/Стоп» оказалась полезна.
Ни для кого не секрет, что мотор машины, во время эксплуатации, почти треть времени работает вхолостую. При этом, двигатель не заставляет автомобиль перемещаться, но, топливо, все же, потребляет. Не говоря уже про выбросы переработанных газов в воздух и загрязнение атмосферы, которое постоянно происходит в случае работы автомобиля на холостом ходу. Также, хочется сказать, что неразумно тратить ресурсы мотора понапрасну, так как они не бесконечны.
В этом положении, идеальной альтернативой является современная система «старт-стоп». Несомненно, это устройство не позволит абсолютно избежать работы автомашины вхолостую, однако, поможет значительно сократить это время. Предлагаю рассмотреть более детальным образом принципы работы «старт-стоп», ее основные функции, трудности в эксплуатации, а также, недостатки и преимущества.
Первые эксперименты в создании подобной системы были предприняты в 1790 годах компанией Toyota.
Тогда они установили устройство, которое выключало мотор после полторы секунды простоя. Уже в 1980 годах эта система входила в комплектацию некоторых автомашин, таких как Volkswagen Polo, Feat Regata и других. Что касается автомобиля Wolksvagen Golf 3, то в 1994 году он был оснащен специальной системой Ecomatic, однако, она не имела успеха.
Как работает система старт-стоп, особенности работы автомобиля с АКПП и на механике
«Старт-стоп» называют специализированную систему, которая предназначается для своевременного автоматического выключения мотора при полной остановке транспортного средства и его последующего запуска. Подобное устройство работает немного по разному на автомобилях с механической коробкой передач и при наличии АКПП.
Если у вас коробка-автомат, то остановка мотора произойдет при полной остановке автомашины и после нажатия педали тормоза. Когда вы отпустите педаль тормоза, двигатель вновь будет запущен.
В случае механической коробки передач, мотор автоматически выключится после включения нейтральной передачи и отпущения педали сцепления. При необходимости продолжить движение, нужно всего лишь нажать на педаль сцепления и двигатель будет готов к работе.
Стоит сказать, что функции системы исполняют следующие устройства:
1.Стартер;
2. Форсунки впрысковой системы;
3. Катушки системы зажигания.
Система старт-стоп, сложности в работе, плюсы и минусы системы
Несомненно, устройство «старт-стоп» обладает многими преимуществами, но сложности в его работе все же существуют. Например, использование этой системы значительно увеличивает количество режимов запуска, по этому возникает необходимость в использовании совсем других видов стартеров, способных справится с высокой нагрузкой. Стандартные стартеры в подобных случаях не применяются.
Также, стоит сказать, что при использовании этого устройства, необходимы особые аккумуляторные батареи, которые смогут выдержать множество циклов «разряд-заряд». Такие аккумуляторы имеют пористые сепараторы, пропитанные электролитом, которые находятся между АКБ пластинами и защищают их от разрушения.
Преимущества «старт-стоп»:
1.Существенная экономия затрат на бензин.
2. Значительно сокращаются пагубные выбросы в атмосферу.
3. На светофорах и в пробках не слышно гула мотора.
Хотя некоторые водители относят это критерий к недостаткам и напрасно отключают систему, что бы слышать шум двигателя своей машины.
Недостатки этого устройства:
1.Высокая нагрузка на аккумуляторную батарею и стартер.
2. При долгом нахождении в пробках, система сильно устает, но это довольно легко устранить принудительным ее выключением.
3. При остановке мотора, кондиционер также перестает работать.
Система старт-стоп не всегда срабатывает, почему
К сожалению, не все водители знают, что система «старт-стоп» срабатывает только при соблюдении целого ряда условий. Предлагаю рассмотреть их более детально:
1.Во первых, капот и двери водителя обязательно должны быть закрыты.
2. Во вторых, водитель должен пристегнутся ремнем безопасности.
3. В третьих, транспортное средство должно двигаться не менее четырех километров в час.
4. В четвертых, на вашей автомашине не должно быть прицепа.
Но это еще не все. Даже если устройство запустилось, то мотор может не отключится при следующих условиях:
1.Если мотор не успел прогреться и температура охлаждающей жидкости не достигла 25 градусов.
2. Когда обогрев лобового стекла включен.
3. Если салон автомобиля не прогрет и температура в нем ниже на 8 градусов и более, чем установлена климат-контролем.
4. В случае работы двигателя не на холостом ходу.
5. Имеются проблемы с генератором.
6. При остановке машины после движения задним ходом.
7. Если заряд аккумуляторной батареи ниже, чем заданный в системе параметров.
8. Во время маневра рулевое колесо повернуто на значительный угол.
Все, выше перечисленные движения, можно довольно легко регулировать специализированными датчиками, данные с которых обрабатывает блок управления системой. Кроме того, существуют случаи, когда система «старт-стоп» может запустить мотор и без участия автомобилиста. Это может произойти, например, при скате автомобиля со склона, когда транспортное средство успело разогнаться до четырех километров в час и более.
Принято считать, что если устройство «старт-стоп» изначально входит в комплектацию машины или когда, оно установлено самостоятельно, то экономия горючего составляет до десяти процентов. Возможно, что цифра немного завышена, но, в любом случае, автомобиль будет потреблять меньше топлива, чем обычно. Что касается экологической стороны вопроса, то выбросов выхлопных газов в воздух уж точно будет меньше.
Система старт-стоп с рекуперацией, в чем преимущество
Рекуперацию энергии при торможении от недавнего времени начали использовать и в устройствах «старт-стоп». В этом случае, управление автомобильным генератором происходит таким образом: если на двигатель автомобиля осуществляется большая нагрузка, генератор отключается в целях сэкономить горючее. Далее, при торможении он включается и выполняет подзаряд аккумулятора — таким образом происходит рекуперация энергии.
Подобная система отличается от конкурентов использованием реверсивного генератора, то есть специальной электрической машины переменного тока, которая может работать то стартером, то генератором, в зависимости от необходимости. Также он имеет самостоятельный блок управления, работающий напрямую с блоком управления двигателем. Связью с датчиками устройство не отличается.
Он имеет особенную интеллектуальность, потому что, в случае снижения заряда аккумуляторной батареи до 75%, система «старт-стоп» с рекуперацией машинально отключается.
Но у нее тоже есть один минус — на длинных дистанциях система рекуперации становится фактически бесполезной. Это обусловлено тем, что средство передвижения в основном едет в режиме ускорения, а торможение составляет лишь незначительную часть от всего времени. Может быть по этому, устройство преимущественно используют на автомобилях-гибридах.
Также, если вы сами хотите отключить это устройство, то на приборной панели для этого есть специальная кнопка.
Итоги, что дает система старт-стоп
Подводя итоги выше описанному тексту, можно с уверенностью сказать, что подобная система способна существенно снизить финансовые расходы на топливо, что особенно актуально во времена кризиса. Также, ваше транспортное средство будет охранять окружающую среду из-за минимального выброса выхлопных газов в атмосферу. Когда-то лишь некоторые автомобили-гибриды были оснащены схожими системами, но в наше время все большее количество производителей автомашин устанавливают «старт-стоп» на свои автомобили.
Несомненно, в этой системе есть некоторые трудности и изьяны, как и во всех устройствах. Однако, преимуществ все же больше. Некоторые автомобилисты считают, что «старт-стоп» — это совершенно ненужное приспособление, которое не способно сэкономить горючее. На самом деле это не так. Просто нужно найти с устройством общий язык, научится его использовать, так как это приспособление заточено под определенные условия работы.
Компания Bosch поставляет автопроизводителям свои системы «cтарт-cтоп» с 2007 года. За это время накоплен опыт, позволяющий компании занимать лидирующие позиции в разработке, производстве и диагностике неисправностей таких систем и компонентов, их обслуживании и ремонте. На примере продукции компании попробуем отыскать «подводные камни» новой системы.
Количество легковых автомобилей, оснащенных системой, на 5–8 % снижающей расход топлива и выбросы СО2, постоянно растет. По прогнозам, в 2013 году каждый второй новый автомобиль от компактного городского до представительского или высокотехнологичного спорткара будет оснащен системой «старт-стоп».
Как и все другие узлы и агрегаты автомобиля, эта система потребует качественного ремонта и обслуживания. Для оценки ее технического состояния и выявления неисправностей требуется, как минимум, соответствующий диагностический тестер, например KTS от Bosch. Он же используется для регистрации новой аккумуляторной батареи в системе контроля и управления аккумулятором. Регистрация необходима для обеспечения оптимальной работы технологии «старт-стоп». Одних этих условий достаточно, чтобы понять, что даже простая замена батареи должна производиться в условиях СТО. «Наломать дров» может и автомеханик. Во избежание ошибок ему важно располагать необходимой информацией. Программное обеспечение Bosch ESI содержит данные обо всех автомобилях с системой «старт-стоп» и предоставляет инструкции по ремонту и обслуживанию, системную информацию и каталог запчастей. Желательно, чтобы под рукой у работника имелось специальное оборудование вроде тестера BAT 131 для проверки состояния батарей и диагностической системы Bosch FSA, определяющей состояние датчиков.
Аккумуляторы «старт-стоп» внешне от традиционных практически не оттличаются. Фото: Bosch
Источники тока повышенной мощности и надежности можно назвать сердцевиной системы. Пуск двигателя - напряженнейший режим работы аккумулятора, требующий быстрой отдачи огромного количества электрической энергии. И если в автомобиле традиционной конструкции батарея переживает такой шок всего несколько раз в сутки, то при наличии системы «старт-стоп» подобные перегрузки могут иметь место ежечасно, если не ежеминутно. Специалисты советуют для экономии топлива глушить двигатель каждый раз, когда ожидается остановка продолжительностью более 30 секунд. Прикиньте сами, сколько раз придется запустить мотор при «движении» в пробке. А батарея должна не только обеспечивать частые надежные запуски двигателя, но и поддерживать во время остановки работоспособность всех потребителей электроэнергии - от ламп освещения до кондиционера и «музыки». Аккумуляторная батарея должна обеспечивать высокую производительность, быть устойчивой к высоким циклическим нагрузкам и обладать способностью быстро принимать заряд. Она должна предоставлять энергию при частых запусках двигателя, а также снабжать энергией необходимые электроприборы во время фазы остановки. Обычная батарея в таких условиях долго не протянет. Bosch, к примеру, выпускает две линейки специальных аккумуляторов - Bosch S5 EFB (с жидким электролитом) и S6 AGM (с абсорбирующим стекловолокном). К слову, важно помнить, что аккумулятор EFB можно заменить как другим таким же, так и батареей AGM. Если же изначально была установлена батарея AGM, то ее можно заменить только аккумулятором такого же типа. Правильно подобрать необходимую батарею можно с помощью программного обеспечения ESI от Bosch, где также есть инструкции по замене аккумулятора.
В новых условиях достается не только аккумуляторам. Стартеры, специально разработанные Bosch для систем «старт-стоп»», рассчитаны на значительно большее число запусков двигателя и оснащены усиленными подшипниками, улучшенной планетарной передачей и оптимизированным коммутатором. Ведь, значительно чаще включаясь в работу, они должны выдерживать не только механические, но и термические нагрузки. О полных (хоть и временных) отказах перегретого стартера помнят многие наши автомобилисты, «усовершенствовавшие» свои «жигули» путем удаления теплозащитного экрана под выпускной трубой.
Система «старт-стоп». Фото: Bosch
Особые требования предъявляются и к генераторам. Мало того, что они должны иметь повышенную мощность, чтобы компенсировать вызванный частыми пусками и работой потребителей на остановках возросший расход электроэнергии от аккумуляторов, но и начинать вырабатывать электричество уже на оборотах холостого хода. Аккумуляторы должны подзаряжаться быстро и в любых условиях.
Функцию «старт-стоп» «просто» добавили в уже привычный электронный блок управления двигателем, добавив необходимые датчики (такие как датчики состояния батареи или скорости вращения колес). Понадобились и дополнительные преобразователи DC/DC (постоянного тока в опять же постоянный). Они стабилизируют напряжение в системе, когда автомобиль трогается с места, и поддерживают бесперебойную работу радио, навигационной системы и гарнитуры hands-free. Для тех, кто окончательно уверился, что «старт-стоп» - это очень просто, ставим в нашем повествовании жирную точку. А сомневающимся из числа специалистов подскажем, что группой компаний Bosch организовано обучение безопасному обращению с системами «старт-стоп»» в 43‑х учебных центрах Bosch по всему миру. А для столкнувшихся с проблемами сотрудников СТО работает техническая горячая линия Bosch.
Автопроизводители всеми силами стараются повысить экономичность двигателей своих машин. Один из способов уменьшить аппетит силового агрегата – система старт-стоп. Коротко говоря, задача этой системы – экономить горючее и снизить объем вредных выбросов, путем уменьшения времени работы мотора на холостом ходу.
По подсчетам инженеров, двигатель автомобиля до 30 % времени работает вхолостую за счет стояния в пробках и на светофорах. Принцип работы системы старт-стоп заключается в том, что мотор выключается при остановке машины и вновь запускается при нажатии педали сцепления, если трансмиссия механическая или при отпускании педали тормоза в случае с «автоматом».
Вплоть до последнего времени система старт-стоп применялась только на машинах с гибридным силовым агрегатом. В настоящее же время тенденция изменилась. Все больше производителей начинают устанавливать ее на автомобили с классическими двигателями внутреннего сгорания, как бензиновыми, так и дизельными. Согласно прогнозам экспертов, к 2015 году данной системой будет оснащаться половина всех выпускаемых легковых авто в мире.
Немного предыстории возникновения системы старт-стоп
Родиной системы старт-стоп является Япония. Впервые о возможности выключать двигатель во время простоя автомобиля, заговорили инженеры фирмы Тойота в середине 70-х годов прошлого века. В результате, люксовая версия Toyota Crown была оснащена устройством, выключавшем мотор после полуторасекундного простоя. Замеры показали, что расход топлива сократился на 10 %.
Спустя десять лет европейские производители также начали устанавливать подобную систему на некоторые свои модели. Пионерами стали Фольксваген Поло и Фиат Регата ЕС. Намного позже, в конце девяностых, системой старт-стоп стали оснащать машины Ауди, в частности, Ауди А2 3L (индекс 3L указывал на расход топлива – 3 литра на 100 км).
В двухтысячные годы опыт «первопроходцев» стали перенимать и другие европейские производители, такие как Ситроен, BMW, Mini, Renault. К настоящему времени почти все марки имеют данную систему в своем арсенале.
Как работает система старт-стоп
Конструктивно система старт-стоп состоит из двух элементов: устройства, обеспечивающего многократный запуск мотора и системы управления.
Многократный запуск двигателя реализуется одним из следующих способов:
- установкой усиленного стартера;
- установкой реверсивного генератора (стартер-генератора);
- впрыском горючего в цилиндры и воспламенением рабочей смеси.
Наиболее простая и надежная конструкция получилась у фирмы Bosch. Именно ее название Stop&Start System и стало впоследствии нарицательным. Устанавливается она на автомобили BMW и Ауди. В среднем уровень вредных выбросов и расход горючего у автомобилей снижается на 8 %.
Основным узлом Bosch является специальный стартер с увеличенным сроком службы, рассчитанный на многократные частые пуски двигателя. Механизм привода стартера имеет низкий уровень шума, благодаря чему запуск мотора происходит незаметно.
На систему управления возлагаются функции запуска и остановки двигателя, контроля уровня заряда (разряда) аккумуляторной батареи. Последняя предназначена для отключения системы старт-стоп при разряде аккумулятора.
Система управления состоит из ряда входных датчиков, исполнительных устройств и блока управления. В числе входных датчиков можно назвать датчик оборотов коленвала, датчик положения педали тормоза (сцепления), датчик уровня заряда аккумулятора и куча других датчиков, входящих в состав системы управления двигателем.
Собственного блока управления данная версия системы старт-стоп не имеет, поэтому все управляющие функции исполняет ЭБУ двигателем, посредством специализированного программного обеспечения.
К исполнительным устройствам относятся устройства вспомогательных систем силового агрегата – форсунки, катушки зажигания и стартер.
В целом система Bosch практически не имеет собственных уникальных элементов, вместо этого применяются уже имеющиеся датчики и устройства. Именно благодаря этому, производитель достиг высокой надежности и долговечности.
Условия для работы системы старт-стоп
Чтобы не допустить отключения мотора, когда это не требуется, инженеры привязывают ее работу к нескольким условиям, причем разные производители задают разные наборы параметров. Старт-стоп не работает, когда двигатель не прогрет из-за того, что обороты коленчатого вала в это время выше холостых. Также старт-стоп не будет задействована, если включен обогрев зеркал, стекол или сидений, неисправен генератор или разряжен аккумулятор, автомобиль остановился после выключения заднего хода или колеса повернуты на большой угол (два последних условия не позволяют системе глушить мотор при маневрировании на парковке). Помимо этого, система активизируется только тогда, когда скорость машины превысит 4 км/ч, при этом должна быть закрыта водительская дверь, а сам водитель пристегнут ремнем безопасности .
Производитель может задать и дополнительные условия работы системы. К примеру, одним из таких может быть температура окружающего воздуха. В 2010 году в немецком журнале Auto Motor und Sport были опубликованы испытания шести автомобилей: Ауди А4, Фольксваген Пассат, Форд Мондео, Опель Инсигния, Мерседес С-класс и БМВ 3 серии. Все машины с дизельными силовыми агрегатами. Ауди, БМВ и Фольксваген были оснащены системой старт-стоп.
Автомобилям предстояло проехать 200 км по зимним дорогам. В результате на Ауди и БМВ система сработала несколько раз, тогда как на БМВ не было ни одного срабатывания. Отсюда напрашивается вывод, что минусовая температура также является ограничивающим фактором.
Схема работы системы старт-стоп на автомобилях Ауди
Работает данная система следующим образом. Когда автомобиль останавливается, обороты двигателя падают до холостых, датчик частоты вращения коленвала подает соответствующий сигнал, и ЭБУ останавливает мотор. Все включенные электропотребители (фары, кондиционер и пр.) продолжают работать от аккумуляторной батареи. Когда водитель выжимает педаль сцепления или отпускает тормоз, в зависимости от типа трансмиссии, блок управления получает сигнал от датчика и возобновляет работу двигателя. Затем цикл повторяется.
Как видно, в автомобиле Ауди, оснащенном системой старт-стоп, аккумуляторная батарея испытывает повышенные нагрузки и изнашивается намного быстрее, чем в таких же машинах, у которых данной системы нет. Чтобы система фирмы Bosch не сыграла с водителем злую шутку, блок управления непрерывно контролирует уровень заряда батареи. Если напряжение на ее клеммах падает ниже определенного порога, система автоматически отключается. Когда заряд восстановится, после длительной поездки или при помощи зарядного устройства, система самостоятельно возобновляет работу. При желании водитель может отключить ее принудительно, нажав кнопку на панели управления.
Подобным образом работает система Idle Stop&Go на автомобилях КИА. В отличие от Ауди, генератор в корейских машинах при больших нагрузках на мотор отключается для снижения расхода топлива, а при торможениях включается и заряжает аккумуляторную батарею. Когда уровень заряда последней падает до 75 %, система отключается. Еще одним отличием КИА от Ауди является то, что система отключается при включении кондиционера.
Система с реверсивным генератором
Система под названием STARS (Starter Alternator Reversible System) выпускается фирмой Valeo. Применяется она на автомобилях Ситроен и Мерседес.
Основным ее элементом является реверсивный генератор – электромашина переменного тока, которая работает и как генератор, и как стартер – в зависимости от условий. Для правильной работы ему необходим особый ремень с обратимым натяжителем, позволяющий передавать усилие как вперед, так и назад.
Реверсивный генератор не создает шума при работе и включается вдвое быстрее обычного стартера (0,4 секунды). В отличие от системы, применяемой на автомобилях Ауди, у STARS имеется собственный блок управления, взаимодействующий с блоком управления двигателем. Принцип работы и набор входных датчиков аналогичен предыдущему варианту.
Дальнейшим развитием STARS является использование системы рекуперативного торможения. Рекуперацией тормозной энергии удается дополнительно снизить потребление горючего.
Система с впрыском и воспламенением горючей смеси
Данная система под названием SISS (Smart Idle Stop System) разработана компанией Мазда и применяется на бензиновых двигателях с непосредственным впрыском. Принцип ее работы следующий.
Когда мотор выключается, поршни останавливаются в строго определенных положениях, наиболее выгодных для последующего запуска силового агрегата. После отпускания педали тормоза, бензин впрыскивается цилиндры, подается разряд на свечи зажигания, и рабочая смесь воспламеняется. Дополнительно на короткое время включается стартер. SISS применяется только на автомобилях с автоматической трансмиссией.
Нарекания к системе старт-стоп со стороны пользователей
Многие автовладельцы, особенно те, у кого машины с турбомоторами, недовольны тем, как работает система старт-стоп. Например, на Тигуане, все силовые агрегаты которого имеют наддув, ее предпочитают отключать, чтобы продлить жизнь турбине. При этом сама компания Фольксваген утверждает, что работа данной системы рассчитана и на то, что мотор оснащен турбонаддувом, и на том же самом Тигуане срок службы турбины из-за периодических отключений двигателя не становится меньше.
Также многие отмечают, что мотор слишком заметно возобновляет свою работу, слышен звук и ощущаются вибрации. Последнее, с чем трудно поспорить, на европейских автомобилях сильно страдает аккумуляторная батарея, особенно при езде в пробках. Разумеется, систему можно отключить, но делать это каждый раз не очень удобно.
Если вы купили новый автомобиль 2,3- 5 лет назад и машина, которую вы приобретали была средней или высшей ценовой категории, скорее всего на вашей машине присутствует одна из современных технологий, которая нещадно выключает двигатель при каждой остановке, если автомобиль замирает более чем на 1-2 секунды. Все это безобразие называется система Start-Stop, и сделана она в угоду экологии и экономичности. Стоит ли игра свеч, разберемся.
Система "Старт-Стоп" выставляется в качестве технологии, которую стараются преподнести как одну из самых гениальных разработок в автомобильной промышленности, следующую по важности за изобретением стеклоочистителей или зеркал заднего вида. Некоторые автопроизводители также называют эту функцию "микро-гибридной технологией". Почему? Скоро мы это объясним.
В теории, у Start-Stop системы нет ничего, кроме плюсов. Желаете минимизировать расход топлива в городе и пробках? Новая функция способна вам это предоставить! Заботитесь о природе-матушке и не хотите стать причиной исчезновения колоний пингвинов в Антарктиде? Ваши желания и здесь может удовлетворить эта несложная система, количество выбросов в городе по-статистике у автомобилей, оборудованных ей действительно уменьшается.
Как известно из официальной номенклатуры, система Старт-Стоп просто отключает двигатель внутреннего сгорания (ДВС), предотвращая его холостую работу, во время длительных (зачастую совершенно не длительных) остановок. Когда необходимо тронуться, устройство буквально по мановению волшебной палочки заводит , произойдет это как только вы уберете ногу с педали тормоза или нажмете на сцепление, чтобы включить первую передачу.
Новые транспортные средства, оснащенные новейшими версиями системы, переходят от состояния "выключено" в положение "включено" почти незаметно, во мгновение ока, буквально.
Вредит ли система Старт-Стоп стартеру автомобиля?
Поскольку за короткий промежуток времени система может сработать множество раз, это способно наложить серьезную нагрузку на стандартный стартер, доведя его до преждевременного выхода из строя. Поэтому, автомобили у которых стоит подобная система используют усиленные электрические пускачи рассчитанные на работу в тяжелых условиях при больших многократных нагрузках. Такие усиленные элементы действительно способны продлить жизнь и пережить нагрузки.
На автомобилях также установлены более качественные аккумуляторные батареи с большим объемом или ставятся дополнительные аккумуляторы, для подзарядки которых в некоторых транспортных средствах они заряжаются через систему рекуперативного торможения, тем самым создавая из них по принципу работу микро-гибриды. В общей схеме семейства гибридных автомобилей, микро-гибриды расположились на ступеньку ниже так называемых «мягких» гибридов (Mild Hybrid), и на два шага отстают от обычных типов гибридных автомобилей. *
*Если хотите узнать сколько существует видов гибридов и чем они отличаются друг от друга, заходите в нашу статью: Мы вам там все разложим по полочкам.
Некоторые автопроизводители прибегают к так называемой интегрированной схеме стартер-генератора (ISG), в то время как другие используют только усиленный стартер, на который приходится вся ежедневная нелегкая работа. Обе версии системы Start-Stop работают аналогичным образом и достигают одного и того же эффекта, улучшают экономию топлива отключая двигатель при остановках и заводя его за минимальный промежуток времени при необходимости начать движение.
Если ответить на ранее поставленный вопрос о вредном влиянии системы на стартер, то официальной статистики на этот счет пока нет. Но из обрывков данных собранных из различных источников известно, что владельцы автомобилей, оборудованных функцией Start-Stop уже сталкивались с преждевременной поломкой стартера. Прямое ли это влияние системы? Скорее всего да, если судить по тому какие нагрузки испытывает стартер при такой интенсивной работе, однако официально обвинять систему в выходе из строя пускачей мы не будем.
Все это хорошо и прекрасно, тем более, стоит учитывать, что эта технология не дорогая и весит гораздо меньше по сравнению с теми пудовыми «гирями», что находятся в обычных гибридных автомобилях в виде аккумуляторов и электродвигателей. Все очень классно и продуманно.
И все же, неужели все так безоблачно, как пытаются представить нам это автопроизводители? Неужели нет изъянов?
1. Система Start-Stop выводит из строя аккумуляторы
У современных автомобилей так много электроники и потребителей электроэнергии, что они нуждаются в большом количестве электроэнергии, чтобы продолжать работать, особенно когда , главный "дистрибьютор вольт к батарее" выключается. Фары, климат-контроль, аудиосистема, даже подушки безопасности не сработают, если нет электроэнергии. Вот почему в автомобилях с системой Start-Stop аккумуляторная батарея проходит через гораздо большие испытания и значительно сильнее нагружена, чем в автомобилях со стандартной схемой работы.
2. Start-Stop будет сокращать срок службы машины, но производителям это выгодно
Вы, вероятно скажете: "Эй, хватит наговаривать! Автопроизводители не дураки, у них тысячи инженеров, которые уже думали за нас о том, что машине хорошо, а что не очень. Все рассчитано!" Конечно, я тоже уверен, что они это сделали, все рассчитали… Только в чью пользу? Не забывайте, автобизнес, в первую очередь- бизнес. И их основная цель- продавать автомобили, как можно больше автомобилей. Мы живем в 21-й веке, никто больше не производит машины, которые могут ездить десятилетиями и наезжать за это время миллионы километров. Сейчас все жёстко лимитировано, хочешь ездить, или переплачивай втридорога за запчасти.
3. Турбонаддув боится этой системы как огня
Во-вторых, и это гораздо более важный фактор, у большинства современных автомобилей , это сделано также в основном во имя эффективности. Вы наверняка знаете, до каких высоких температур может разогреться турбина под нагрузкой. Ребята постарше возможно помнят, что в каждом руководстве к турбированному автомобилю всегда писалась важнейшая приписка, которая призывала водителей после интенсивной или скоростной поездки НЕ глушить сразу двигатель, а погонять его минуту-другую на холостом ходу, давая турбине остыть. Даже турботаймеры для этих целей придумали, для тех кому дорого время и важно исправное состояние автомобиля.
Большинство новых турбированных автомобилей используют турбокомпрессоры на шарикоподшипниках, они имеют масляное и водяное охлаждение, что должно гарантировать уменьшение риска перегрева при резком отключении разогретой турбины или закоксовывания масляных каналов. Заметьте, что риски только уменьшаются, но никуда не уходят.
Поэтому я не совсем уверен, что Старт-Стоп системы на мощных турбированных автомобилях вроде BMW M-Серии или Mercedes-AMG это хороший вариант для того чтобы держать их моторы в рабочем состоянии на протяжении многих лет.
И еще, представляете, что будет с многотурбинными моторами, на которых очень скоро появится по две, три и даже и турбокомпрессора?
4. Система Старт-Стоп приводит к быстрому износу двигателя
И последнее, но, конечно, не в последнюю очередь, даже если у вас под капотом не турбированный ДВС, но ваш автомобиль глушит при каждой остановке мотор, вы столкнетесь с проблемой долговечности, на этот раз самого мотора. Судите сами, обычный двигатель за свою жизнь проходит примерно через 50.000- 100.000 циклов запуска, остановки. Тот мотор, который поставляется , проходит через миллион/миллионы (?) этих циклов за такой же период.