"Start-stop" -järjestelmän rakenne ja toimintaperiaate

Suurissa kaupungeissa ruuhkista on tullut osa autoilijoiden jokapäiväistä elämää. Kun auto on ruuhkassa, moottori jatkaa tyhjäkäyntiä ja kuluttaa polttoainetta. Polttoaineenkulutuksen ja päästöjen vähentämiseksi autoteollisuuden kehittäjät ovat luoneet uuden "start-stop" -järjestelmän. Valmistajat puhuvat yksimielisesti tämän toiminnon eduista. Itse asiassa järjestelmällä on monia haittoja.

Start-stop-järjestelmän historia

Bensiinin ja dieselin nousevien hintojen edessä kysymys polttoaineen säästämisestä ja kulutuksen vähentämisestä on edelleen ajankohtainen useimmille autoilijoille. Samaan aikaan liikkuminen kaupungissa liittyy aina säännöllisiin liikennevalojen pysähtymisiin, usein odottamiseen liikenneruuhissa. Tilastot sanovat: minkä tahansa auton moottori käy joutokäynnillä jopa 30% ajasta. Samanaikaisesti polttoaineenkulutus ja haitallisten aineiden päästöt ilmakehään jatkuvat. Autovalmistajien haasteena on yrittää ratkaista tämä ongelma.

Ensimmäiset kehitykset auton moottorien toiminnan optimoimiseksi aloitettiin Toyotalla viime vuosisadan 70-luvun puolivälissä. Kokeiluna valmistaja alkoi asentaa mekanismin yhteen mallistaan, joka sammuttaa moottorin kahden minuutin käyttämättömyyden jälkeen. Mutta järjestelmä ei tarttunut.

Muutama vuosikymmen myöhemmin ranskalainen Citroen -konserni otti käyttöön uuden Start Stop -laitteen, joka alkoi vähitellen asentaa tuotantoautoihin. Aluksi niillä varustettiin vain hybridimoottorilla varustetut ajoneuvot, mutta sitten niitä alettiin käyttää tavanomaisella moottorilla varustetuissa autoissa.

Merkittävimmät tulokset saavutettiin Boshilla. Tämän valmistajan luoma käynnistys-pysäytysjärjestelmä on yksinkertaisin ja luotettavin. Nykyään Volkswagen, BMW ja Audi asentavat sen autoihinsa. Mekanismin luojat väittävät, että laite voi vähentää polttoaineen kulutusta 8%. Todelliset luvut ovat kuitenkin paljon pienemmät: kokeiden aikana havaittiin, että polttoaineen kulutus vähenee vain 4% päivittäisessä kaupunkikäytössä.

Monet autovalmistajat ovat myös luoneet oman ainutlaatuisen pysäytys- ja käynnistysmekanisminsa moottorille. Näitä ovat järjestelmät:

• ISG (Idle Stop & Go), tekijä Kia;
• STARS (Starter Alternator Reversible System), asennettu Mercedes- ja Citroen -autoihin;
• SISS (Smart Idle Stop System), jonka on kehittänyt Mazda.

Laitteen käyttötapa

Start-stop-järjestelmän päätehtävänä on vähentää polttoaineenkulutusta, melutasoa ja haitallisten aineiden päästöjä ilmakehään moottorin joutokäynnillä. Näitä tarkoituksia varten moottorin automaattinen sammutus on järjestetty. Signaali tälle voi olla:

• ajoneuvon täydellinen pysähtyminen;
• vaihteenvalintavivun vapaa asento ja kytkinpolkimen vapauttaminen (autoissa, joissa on manuaalivaihteisto);
• painamalla jarrupoljinta (ajoneuvoille, joissa on automaattivaihteisto).

Kun moottori on sammutettu, kaikki ajoneuvon elektroniikka saa virtaa akusta.

Käynnistettyään moottorin auto käynnistyy hiljaa ja jatkaa matkaa.

• Ajoneuvoissa, joissa on manuaalivaihteisto, mekanismi käynnistää moottorin, kun kytkinpoljinta painetaan.
• Automaattivaihteistolla varustettujen autojen moottori alkaa toimia uudelleen, kun kuljettaja ottaa jalkansa pois jarrupolkimelta.

"Start-stop" -mekanismin laite

"Start-stop" -järjestelmän rakenne koostuu elektronisesta ohjauksesta ja laitteesta, joka mahdollistaa polttomoottorin moninkertaisen käynnistämisen. Jälkimmäisiä käytetään useimmiten:

• vahvistettu käynnistin;
• käännettävä generaattori (käynnistin-generaattori).

Esimerkiksi Boshin start-stop-järjestelmä käyttää erityistä pitkäikäistä käynnistintä. Laite on alun perin suunniteltu suurelle määrälle ICE-käynnistyksiä ja se on varustettu vahvistetulla käyttömekanismilla, joka takaa luotettavan, nopean ja hiljaisen moottorin käynnistyksen.

Sähköisen hallinnon tehtäviin kuuluu:

• moottorin oikea-aikainen pysäytys ja käynnistys;
• Akun varauksen jatkuva seuranta.

Rakenteellisesti järjestelmä koostuu antureista, ohjausyksiköstä ja toimilaitteista. Signaaleja ohjausyksikölle lähettäviin laitteisiin kuuluvat anturit:

• pyörän pyöriminen;
• kampiakselin kierrosta;
• painamalla jarru- tai kytkinpoljinta;
• vapaa-asento vaihdelaatikossa (vain käsivaihteistolle);
• akun lataus jne.

Moottorin ohjausyksikköä, jonka ohjelmisto on asennettu käynnistys-pysäytysjärjestelmään, käytetään laitteena, joka vastaanottaa signaalit antureilta. Toimeenpanomekanismien roolit suorittavat:

• ruiskutusjärjestelmän suuttimet;
• sytytyspuolat;
• käynnistin.

Voit ottaa käynnistys- ja pysäytysjärjestelmän käyttöön ja poistaa sen käytöstä kojetaulussa olevalla painikkeella tai ajoneuvon asetuksissa. Jos akun varaus ei kuitenkaan ole riittävä, mekanismi poistetaan käytöstä automaattisesti. Heti kun akku on ladattu oikeaan määrään, moottorin käynnistys- ja pysäytysjärjestelmä alkaa toimia uudelleen.

"Start-stop" ja toipuminen

Viimeisin kehitys on start-stop-järjestelmä, jossa energian talteenotto jarrutuksen aikana. Polttomoottorin raskaalla kuormituksella generaattori sammutetaan polttoaineen säästämiseksi. Jarrutushetkellä mekanismi alkaa toimia uudelleen, minkä seurauksena akku latautuu. Näin energia otetaan talteen.

Tällaisten järjestelmien erottuva piirre on käännettävän generaattorin käyttö, joka pystyy toimimaan myös käynnistimena.

Regeneratiivinen start-stop-järjestelmä voi toimia, kun akun varaustaso on vähintään 75%.

Kehityksen heikkoudet

Huolimatta "start-stop" -järjestelmän käytön ilmeisistä eduista, mekanismilla on tärkeitä haittoja, jotka auton omistajien tulisi ottaa huomioon.

• Akun raskas kuorma. Nykyaikaisissa autoissa on valtava määrä elektronisia laitteita, joiden toiminnasta akun on vastattava, kun moottori on pysäytetty. Tällainen raskas kuorma ei hyödytä akkua ja tuhoaa sen nopeasti.
• Haitta turboahdetuille moottoreille. Moottorin säännöllistä äkillistä sammuttamista lämmitetyllä turbiinilla ei voida hyväksyä. Huolimatta siitä, että nykyaikaisissa autoissa, joissa on turbiinit, on kuulalaakeroidut turboahtimet, ne vähentävät turbiinin ylikuumenemisriskiä vasta, kun moottori sammutetaan yhtäkkiä, mutta eivät poista sitä kokonaan. Siksi on parempi, että tällaisten ajoneuvojen omistajat luopuvat "start-stop" -järjestelmän käytöstä.
• Suurempi moottorin kuluminen. Vaikka ajoneuvossa ei olisikaan turbiinia, jokaisessa pysähdyksessä käynnistyvän moottorin kestävyyttä voidaan vähentää merkittävästi.

Kun otetaan huomioon kaikki start-stop-järjestelmän käytön edut ja haitat, jokainen auton omistaja päättää itse, onko syytä säästää melko vähäinen määrä polttoainetta vai onko parempi huolehtia moottorin luotettavasta ja kestävästä toiminnasta, jättäen se tyhjäkäynnillä.