Система старт-стоп экономит топливо, снижает шум и вредные выбросы в атмосферу благодаря сокращению времени работы двигателя на холостом ходу. Практика эксплуатации автомобиля показывает, что в режиме холостого хода двигатель работает до 30 % времени. Этому способствует движение с частыми остановками на светофорах и в пробках - атрибутах крупного города.
Ещё совсем недавно технология старт-стоп воспринималась исключительно как элемент гибридных автомобилей. Сегодня ситуация существенно изменилась, так как большинство ведущих автопроизводителей пополнило свой модельный ряд автомобилями, оснащёнными подобной системой. Функция старт-стоп, как считают эксперты, к 2015 году появится на половине производимых легковых автомобилей.
Принцип работы системы старт-стоп очень прост: при остановке автомобиля двигатель выключается, а при нажатии на педаль сцепления (если установлена механическая коробка передач) или отпускании педали тормоза (если установлена автоматическая коробка передач) двигатель быстро запускается.
Конструкция системы старт-стоп должна включать в себя следующие элементы:
- устройство многократного запуска двигателя;
- систему управления.
Функцию многократного запуска двигателя можно реализовать с помощью:
- усиленного стартёра;
- реверсивного генератора (стартёра-генератора);
- впрыска топлива в цилиндры и воспламенения смеси;
- гидростартёра.
Система старт-стоп с усиленным генератором
Самым простым и надёжным решением с технической точки зрения является система «Start&Stop» фирмы «Bosch». Благодаря данной системе имя «старт-стоп» стало нарицательным для всех систем подобного рода. Система «Start&Stop» устанавливается на автомобили «VW» «BMW», «Audi» и др., обеспечивая снижение расход топлива легковым автомобилем и его выброс CO 2 на 4% в «Новом европейском цикле движения» (New European Driving Cycle - NEDC) и до 8 % в городском цикле .
В основе системы «Start&Stop» лежит усиленный стартёр, который имеет увеличенный срок службы (рассчитан на большое количество пусков двигателя). Стартёр также оборудован специальным малошумным механизмом привода, который гарантирует быстрый, надежный и многократный запуск двигателя.
Система «Start&Stop» выполняет функции остановки и запуска двигателя, контроля уровня заряда аккумуляторной батареи. Система не имеет собственного электронного блока управления, а использует возможности блока управления двигателя, где установлено соответствующее программное обеспечение.
Благодаря тому, что составляющие системы «Start&Stop» по габаритам не больше, чем обычные компоненты, система фирмы «Bosch» может быть без труда интегрирована практически в любое транспортное средство. Однако некоторые узлы и системы потребовали дополнительной адаптации для работы в режиме старт-стоп. Они перечислены в таблице ниже (рассмотрен вариант системы с усиленным генератором на примере системы старт-стоп входящий в пакет «BlueMotion» автомобилей концерна «Volkswagen»).
| Узел/система | Выполненные меры адаптации |
|---|---|
| Блоки управления (в общем) | Расширение программных кодов блоков управления на один информационный бит для системы старт-стоп (касается блоков управления, влияющих на систему старт-стоп или зависящих от неё) |
| Генератор | Подключён через локальную сеть LIN к диагностическому интерфейсу шин данных |
| АКБ | АКБ со стекловолоконным наполнителем для увеличения числа циклов |
| Стартёр | Повышена износостойкость |
| Бортовая сеть | Специальный датчик на минусовом полюсе для контроля за состоянием АКБ со стекловолоконным наполнителем. Новая электропроводка к АКБ. Блок управления для контроля за состоянием АКБ через шину LIN подключён к диагностическому интерфейсу шин данных. |
| МКП | Датчик распознавания передачи (датчик с аналоговым выходом либо датчик с выходным сигналом с широтно-импульсной модуляцией) |
Устройство системы стар-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion»
Ниже представлена схема устройства системы старт-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion». Устройство систем других производителей отличается несущественно.
 |
|||
| Изображение можно увеличить. Условные обозначения элементов системы на примере механической КП: | |||
| A | АКБ | J623 | Блок управления двигателя |
| C | Генератор | J791 | Блок управления парковочного ассистента |
| С1 | Регулятор напряжения | 1 | Электромеханический усилитель рулевого управления |
| B | Стартер | 2 | Сигнал скорости, датчик пути |
| F | Выключатель стоп-сигналов | 3 | Системы управления двигателя (например, система зажигания, питания, смесеобразования, система рециркуляции ОГ, наддува вторичного воздуха, очистки ОГ и т. д.) |
| F36 | Выключатель педали сцепления | 4 | Распознавание ремня безопасности |
| F416 | Клавиша включения системы cтарт-стоп | 5 | Отопление, вентиляция, климатическая установка |
| G62 | Датчик температуры охлаждающей жидкости | 6 | Клемма 50R |
| G79 | Датчик положения педали акселератора | 7 | Клемма 30 |
| G701 | Датчик нейтрального положения КП (только для МКП) | 8 | Магнитола, радионавигационная система |
| J104 | Блок управления ABS | ||
| J255 | Блок управления Climatronic | ||
| J285 | Блок управления комбинации приборов | ||
| J367 | Блок управления для контроля аккумуляторной батареи с датчиком АКБ | ||
| J393 | Центральный блок управления систем комфорта | ||
| J500 | Блок управления усилителя рулевого управления | ||
| J519 | Блок управления бортовой сети | ||
| J532 | Стабилизатор напряжения | ||
| J533 | Диагностический интерфейс шин данных | ||
Как работает система стар-стоп «Bosch»
Работа системы «Start&Stop» происходит следующим образом. При остановке машины перед светофором или в пробке система, на основании сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала, выключает двигатель. Питание потребителей электрического тока (кондиционера, аудиосистемы и др.) производится от аккумуляторной батареи. При нажатии педали сцепления (отпускании педали тормоза на автомобиле с автоматической коробкой передач) система активирует стартер и запускает двигатель. Такой цикл остановки и запуска двигателя повторяется необходимое число раз.
Беспокойство многих водителей связано с тем, что используя систему стар-стоп они останутся с разряженной батареей (например, в сильный мороз). Однако эти опасения безосновательны, так как, если величина заряда аккумуляторной батареи опускается ниже заданной величины, то система на основании сигнала соответствующего датчика выключается. Включение функции старт-стоп происходит только после того, как аккумуляторная батарея будет заряжена. Также функцию «Start&Stop» можно принудительно отключить специальной кнопкой на приборной панели.
Система старт-стоп с реверсивным генератором
Система «STARS» («Starter Alternator Reversible System»), выпускаемая фирмой «Valeo», в своей работе использует реверсивный генератор. Система устанавливается на автомобилях «Citroen», «Mercedes» и позволяет снизить расход топлива до 10 %.
Реверсивный генератор Электрическая машина переменного тока, которая в зависимости от условий может выполнять функции, как генератора, так и стартёра.
Работу реверсивного генератора обеспечивает специальный приводной ремень и обратимый натяжитель, позволяющий передавать усилие в двух направлениях. Реверсивный генератор бесшумно работает и имеет меньшее время запуска (0,4 секунды в сравнении с 0,8 секунды для обычного стартёра).
Система старт-стоп с впрыском топлива
Компания «Mazda» разработала систему «SISS» («Smart Idle Stop System»), которая является альтернативой других систем старт-стоп. В данной системе для многократного запуска двигателя используется впрыск топлива в цилиндры и воспламенение топливно-воздушной смеси. Система устанавливается на бензиновые двигатели, оборудованные непосредственным впрыском топлива.
Для работы данной системы поршни должны остановиться в строго определённом положении, чтобы в каждом цилиндре был необходимый объём воздуха для оптимального запуска двигателя в дальнейшем. «Smart Idle Stop System» контролирует положение поршней во время выключения мотора. «SISS» выполняет нумерацию цилиндров, и с началом движения (при отпускании педали тормоза) в цилиндры впрыскивается топливо и воспламеняется топливно-воздушная смесь, т. е. происходит запуск двигателя. При запуске двигателя в дополнение энергии сгорания топлива используется энергия стартера, который включается на непродолжительное время.
Для автомобилей с АКПП процесс запуска занимает 0,35 секунды, что почти вдвое быстрее обычных систем. Кроме того, «Mazda SISS» гарантирует быстрый старт мотора в каждом отдельном случае. Водитель не должен почувствовать задержки, когда захочет двинуться с места.
При применении данной системы достигает 9 %. Система старт-стоп «SISS» работает только с автоматической трансмиссией.
Гидравлическая альтернатива
Для сегмента тяжелого коммерческого транспорта, на долю которого приходится порядка 30 % вредных выбросов, предназначена разработка компании «Poclain Hydraulics» - гидравлическая система «CleanStart». Главным компонентом «CleanStart» является лёгкий и компактный гидромотор-стартёр, который можно установить непосредственно на коленчатом валу и тем самым свести к минимуму механические потери. Свойства, присущие гидростатическому приводу (момент в данном случае достигает 800 Н∙м), позволяют запускать тяжёлые двигатели объёмом до 16 литров практически мгновенно (время пуска составляет 0,4 секунды) без шума и вибрации. Поэтому данная разработка особенно заинтересовала производители автобусов, силовой агрегат которых можно выключать не только в ожидании разрешающего сигнала светофора, но и во время посадки и высадки пассажиров на остановке. Здесь система старт-стоп даёт ещё больше преимуществ, чем в сегменте легкового транспорта.
Контур системы «CleanStart» помимо гидромотора мощностью 15 кВт включает ещё несколько элементов: насос (может использоваться существующий гидронасос, питающий различные виды вспомогательного оборудования), управляющий клапан, гидравлический аккумулятор и бак. Пока работает насос, электромагнитный клапан направляет часть потока рабочей жидкости в гидроаккумулятор, где масло через разделительную мембрану сжимает газообразный азот. Запасённая таким образом энергия без потерь на различные преобразования сохраняется для последующего старта. Разрядом управляет пропорциональный клапан, причем мощности хватает не на один, а на несколько пусков, общий же ресурс системы составляет порядка 4 млн. циклов. Важно и то, что гидроаккумулятор позволяет производить быстрые циклы заряда и разряда, не требует обслуживания и по сравнению с химическими источниками энергии имеет более высокую удельную мощность. Но если говорить о системе «CleanStart» в целом, то она всё же уступает своим конкурентам по массогабаритным характеристикам - снаряжённая масса транспортного средства при оснащении гидростартёром увеличивается примерно на 40 кг, однако для автобуса или грузовика это не слишком большое увеличение массы.
По данным разработчика, у автобуса, оснащённого системой «CleanStart», в условиях городского цикла (12 остановок продолжительностью 15 секунд на дистанции 7 км) расход топлива сокращается более чем на 10 %. Учитывая, что оборудование может монтироваться не только на новые, но и на находящиеся в эксплуатации транспортные средства, эту систему можно считать серьёзным резервом для улучшения экологии.
Система старт-стоп для мотоцикла
Компания «Honda» разработала систему старт-стоп для мотоциклов и скутеров, получившую название «Idling Stop System». Система работает в автоматическом режиме и обеспечивает кратковременное выключение двигателя после достижения нулевой скорости, что позволяет экономить до 7 % топлива. При повороте ручки газа она вновь включает мотор для дальнейшей поездки.
Внедрение системы «Idling Stop System» потребовало внести существенные изменения в конструкцию стартёра, который был интегрирован в маховик.
Также мотоциклетную систему старт-стоп необходимо активировать только после посадки на сиденье водителя. Так как соответствующая информация от производителя отсутствует, то предположим, что в сиденье вмонтирован датчик веса, который отключает систему всякий раз, как водитель покидает своё место.
Интеллектуальная система старт-стоп с рекуперацией
Следующий шаг в развитии систем старт-стоп - это использование рекуперации энергии при торможении.
Конструкцию аналогичную системе «Bosch» имеет система «ISG» («Idle Stop&Go») от «Kia Motors», однако есть и важное отличие в управлении автомобильным генератором: при высокой нагрузке на двигатель для снижения потребления топлива генератор отключается, при торможении генератор включается и производится подзарядка аккумуляторной батареи - происходит рекуперация энергии. Если заряд аккумуляторной батареи опускается ниже 75 % от номинального, то система «ISG» автоматически отключается. При использовании кондиционера также происходит выключение системы. Такую систему можно назвать интеллектуальной.
Вероятно, в ближайшее время конкуренты «ISG» также станут системами с рекуперацией.
Эксплуатация системы старт-стоп
Если двигатель автомобиля ещё не прогрет, или на улице очень низкая температура, тогда система старт-стоп работать не будет. Также она выключится при очень большом расходе энергии (например, при использовании кондиционера), недостаточном уровне зарядки и после многократных выжиманиях педали тормоза. В России продолжительная зима, во время которой система полностью не оправдает себя, однако летом, осенью и весной она позволит сэкономить немного топлива.
Как повлияет система старт-стоп на износ аккумулятора или стартёра? Никак, потому что автомобили оснащаются усиленными агрегатами. Например, места опоры стартёра, которые подвергаются очень большим нагрузкам, имеют большой запас прочности, поэтому не должны ломаться во время всего периода эксплуатации.
Как-то коллега по электронному НИИ взялся за халтурку. Ему попался идеальный клиент из министерства: с деньгами, но без мозгов. С простенькой забугорной автомагнитолой и просьбой «обучить» ее принимать отечественные радиопередачи в режиме стерео. Клиенту было обидно, что желтенький светодиодик Stereo упорно не хотел зажигаться. Хотите узнать, причем тут система start/stop ?
Изобретать стереодекодер мой коллега не стал. Он поступил проще: взял и припаял вредный светодиодик напрямую к переключателю Mono/Stereо. Заказчик сразу успокоился: нажмешь на кнопочку - огонек вспыхнет желтеньким, вот тебе и стерео. Нажмешь еще раз - вот тебе моно.
Точно такую же «заботу» о человеке с некоторых пор демонстрирует мировой автопром. Только вместо стереорежима, недоступного когда-то среднему обывателю, он подсовывает ему другую липу.
Пример первый - это нормы Евро-6 и более. Честно выполнить их, не приближая себестоимость легковушки к цене марсохода, пока не получается. Кто попался - сам дурак.
Пример второй - гибриды с заявленным расходом литр на сотню. В принципе, можно заявлять и ноль литров на сотню - и это сработает! Ведь совсем необязательно сообщать покупателю, что первую сотню километров его будет тащить аккумулятор, который потом разрядится.
Пример третий - автомобили с режимом «старт/стоп». Подъехал к светофору, остановился на красный - моторчик тут же отключается, экономя личный бензин и общественный воздух. Загорелся зеленый - отпускаешь тормоз (или давишь на газ - бывает и такое), моторчик быстренько просыпается и везет тебя дальше. Выигрыш очевиден!
Но - только на бумаге. И дело даже не в том, что лишние сотни и тысячи пусков обязательно скажутся на ресурсе агрегатов машины. И даже не в том, что специально для таких машин пришлось изобретать аккумуляторы, которые раза в полтора, а то и в два дороже обычных.
Так в чем же дело? А в том, что на поверку выяснилось: стартстопные тачки откровенно «спят» на перекрестках, да и с экономией бензина тоже вышла беда. И выяснилось это не сегодня и не вчера.
Чтобы никто не сказал, что русские все перепутали, а автор - тормоз прогресса (впрочем, так все равно скажут), обратимся к нашим западным коллегам. Журналисты немецкого AutoBild взяли на тест 15 автомобилей с системой start/stop и поставили простейший эксперимент: решено было замерить задержку старта со светофора. Иными словами, в расчет брали время разгона машины до 20 км/ч при включенной и выключенной системе. В первом случае мотор на светофоре был обесточен автоматикой, а во втором - молотил на минимальных холостых, как обычно.
Что намерили? К примеру, до зачетных километров в час Mazda CX-3 Skyactiv-D разгоняется с глупой автоматикой за 3,15 с, хотя без нее делала то же самое всего за 1,54 с! Бездарная система ухудшила разгон вдвое, скушав 1,61 с!
Немногим лучше дела шли у Volkswagen Polo 1.4 TDI (дополнительная задержка - 1,48 с) и Hyundai i30 blue 1.4 (1,12 с). Сколько гудков в спину обретут на каждом перекрестке их водители, прикиньте сами.
На этом фоне потеря всего лишь в 20% выглядит уже шикарно. Именно так себя показали Audi A4 3.0 TDI quattro и Porsche 911 Carrera. А Mercedes-Benz GLC 250 4Matic вообще в шоколаде: он задержался всего на 0,08 с.
А теперь о главном. Зачем ввели «старт-стоп»? Думаете, для экономии топлива? Блажен, кто верует. К примеру, у Volkswagen Passat 2.0 TDI разница составила аж… 0,1 л/100 км! Тех, кто не верит, приглашаю пройтись по ссылке . Сопоставьте эту «экономию» с условиями вяло ползущего города - насчитаете менее процента.
Между прочим, будущего владельца автомобиля никто не предупреждает о подобном ухудшении динамики машины. Дескать, плати деньги за инновацию и спасай природу! И не думай о том, сколько природных ресурсов дополнительно угроблено при производстве всех этих наворотов.
Ошибка в расчетах? Ничего подобного! Такой же тест проводился еще в 2012 году! Вот несколько тогдашних цифр: BMW 116d ухудшила свои показатели на 84%, Audi A6 TDI - на 63%, Volkswagen Passat TDI - на 59%, Porsche Cayenne - на 47%. Соблюсти приличия удалось только машине с трехлучевой звездой на радиаторной решетке.
А как иначе заставить человека постоянно раскошеливаться на новый товар , если его вполне устраивает старый? Только объявить старый товар вне закона: постоянно вбивать в голову, что, мол, этот неандерталец сжигает воздух, пожирает нефть, травит братьев по разуму. Причем декларируется это на самом высоком уровне - на словах все управленцы ратуют за экологию.
На этом фоне невыигрышными и несовременными смотрятся нудные рассуждения о вреде частых пусков, себестоимости надуманных наворотов, дороговизне AGM-аккумуляторов. Кстати, что касается батарей, нам недвусмысленно намекают, что других скоро не будет вовсе. А зачем их производить, если AGM-батареи заменяют «старушек» в любой ситуации?
В общем, давишь на кнопочку, зажигаешь нужную лампочку - и все довольны.
Первые эксперименты по оптимизации работы двигателя проводились еще в середине семидесятых готов - тогда компания Toyota установила на одну из своих моделей LUXE механизм, выключающий двигатель после двухминутного простоя. Такая конструкция была у машин в 80-е годы. В 2006 году компанией Citroen было введено в эксплуатацию устройство Start Stop - генератор, стартер и трансмиссию объединили в единый блок.
Система "Старт Стоп" на автомобиле - что это?
Согласно статистике, 30% времени мотор работает вхолостую. А если это так, почти треть времени мотор просто сжигает горючее - машина при этом не едет. Топливо расходуется впустую, происходит загрязнение окружающей среды.
Устройство Stop & Start выполняет следующие задачи:
- экономия горючего;
- уменьшение вреда для окружающей среды;
- снижение шумности машины.
Инженеры добились следующего эффекта - мотор работает только во время движения автомобиля. Отключается силовой агрегат автоматически. Датчики подают сигналы мотору, тот останавливается. Когда водитель давит на сцепление (в автомобилях с МКПП) или отжимает тормоз (в машинах с АКПП), происходит его активация. Конечно, эту конструкцию нельзя назвать полностью автоматической - она скорее полуавтоматическая.
Изначально система Stop & Start применялась на гибридных моторах. Но когда она показала свою эффективность, ее стали ставить и на простые силовые агрегаты.
По прогнозам экспертов, системой «Старт Стоп» в течение 2 лет будут оснащены 50% всех выпускаемых автомобилей.
Как работает система «Старт Стоп» на автомобиле?
Принцип работы системы «Старт Стоп» основан на отключении двигателя после получения им сигналов от датчиков. Функционирует устройство так:
- Когда происходит остановка мотора, питание потребителей электричества в автомобиле переключается на АБ.
- Активация системы происходит после выжимания сцепления или отпускания педали тормоза (если на авто АКПП). Двигатель моментально запускается.
При падении заряда аккумулятора ниже определённого уровня датчик оповещает систему. Она отключается и активируется только после того, как аккумулятор получает заряд.
Водитель может деактивировать систему кнопкой на приборной панели. Алгоритм действий здесь такой: водитель садиться за руль, жмет на тормоз и на кнопку Stop & Start. Уже через полсекунды мотор запущен. Обычно кнопки оснащаются световыми индикаторами - загорание индикатора говорит об успешном запуске силового агрегата. Чтобы заглушить мотор, нужно еще раз нажать на тормоз, затем на кнопку.
Есть разные модификации Stop & Start. Например, Kia Motors создала устройство, которое отличается тем, что может по-особенному управлять генератором автомобиля - оно отключает генератор, когда нагрузки на силовой агрегат достигают пика. Делается это в целях экономии потребления горючего. Система автоматически отключится, когда уровень зарядки аккумулятора упадет ниже 75%.
Компания Valeo разработала устройство STARS, использующее реверсионный генератор для экономии горючего. Оно способно сэкономить до 10% топлива. Реверсионный генератор -устройство, выполняющее сразу несколько функций. Оно может быть как генератором, так и стартером. Работает практически бесшумно, может запустить мотор за 0,4 секунды.
SISS - новая технология. Создана фирмой Mazda недавно, применяется принцип рекуперативного торможения. Создается дополнительный источник энергии, поэтому происходит сокращение расхода горючего. Батарея заряжается во время торможения машины. Мотор запускается после впрыска горючего в цилиндры. Подобные устройства обычно ставят на бензиновые силовые агрегаты с функцией непосредственного впрыска горючего. Поршни в цилиндрах мотора останавливаются в определенном положении, чтобы обеспечить нормальный запуск мотора. Во время старта в цилиндры поступает определенное количество топлива, после воспламенения происходит запуск мотора. Стартер помогает двигателю запуститься быстрее.
Технология SISS экономит до 9% горючего. Единственный недостаток - работает только с АКПП.
Кнопка "Старт Стоп": как пользоваться?
Автомобили можно заводить не только при помощи ключей зажигания - на многих современных моделях авто стоит кнопка Start Stop. Чтобы завести автомобиль, нужно только один раз на нее нажать - просто и удобно. Если кнопки на автомобиле нет, ее можно установить. Установка производится в гнездо замка зажигания или в другую часть приборной панели.
Функция «Старт Стоп» очень полезна для экономии топлива, но, к сожалению, ею оснащены далеко не все автомобили.
Система "Старт Стоп": плюсы и минусы
Кнопки «Старт Стоп» совершенствуются, но у них остаются трудно устранимые недостатки. Поэтому часть автолюбителей считает кнопки бесполезным дополнением, полагая, что их минусы совершенно перечеркивают преимущества. Сначала о преимуществах.
Что ни говори, но "старт-стоп" действительно помогает снизить расход горючего. Экономия может составлять 10%. Это настоящий «must-have» для тех, кто практикует постоянную езду в пределах города с его пробками и светофорами.
Не нужно забывать и про экологическую составляющую. Когда мотор работает, образуется много вредных веществ, которые выбрасываются в атмосферу - использование «Старт-Стоп» снижает объём выбросов.
Во время простоя в пробке двигатель работать не будет. Поэтому не будет и шума от него. Снижаются нагрузки на детали мотора и на коленчатый вал.
А теперь о минусах. Главный - увеличение нагрузки на аккумулятор и стартер, что может привести к их поломке. Чтобы завести автомобиль, сначала нужно надавить на тормоз, а некоторые автолюбители забывают это сделать.
Если нужно установить сигнализацию на автомобиль с кнопкой, приготовьтесь к тому, что установка будет дорогой. При наличии кнопки придется ставить усиленный стартер, а стоит он недешево. Настоящая экономия топлива будет обеспечена только при езде от одного светофора к другому - «Старт Стоп» теряет свою эффективность, когда приходится двигаться рывками в больших пробках. В этом случае стартер срабатывает часто, что приводит к снижению заряда аккумулятора. Для восполнения требуется время, а его всегда не хватает. Из-за этого происходит автоматическое отключение системы.
Разработчики постоянно совершенствуют Stop & Start - надеемся, что в ближайшем будущем её минусы будут сведены к минимуму. Число моделей автомобилей с такой системой множится в арифметической прогрессии.
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.
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.