„Start-stop“ sistemos įtaisas ir veikimo principas

Didžiuosiuose miestuose transporto spūstys tapo kasdienio vairuotojų gyvenimo dalimi. Kol automobilis yra spūstyje, variklis ir toliau dirba tuščiąja eiga ir vartoja degalus. Siekdami sumažinti degalų sąnaudas ir išmetamų teršalų kiekį, automobilių kūrėjai sukūrė naują „start-stop“ sistemą. Gamintojai vieningai kalba apie šios funkcijos pranašumus. Iš tikrųjų sistema turi daug trūkumų.

Start-stop sistemos istorija

Kylant benzino ir dyzelino kainoms, daugumai vairuotojų tebėra aktualus degalų taupymo ir vartojimo mažinimo klausimas. Tuo pačiu metu judėjimas mieste visada susijęs su reguliariais sustojimais prie šviesoforų, dažnai - su laukimu kamščiuose. Statistika sako: bet kurio automobilio variklis dirba tuščiąja eiga iki 30% laiko. Tuo pat metu degalų sąnaudos ir kenksmingų medžiagų išmetimas į atmosferą tęsiasi. Automobilių gamintojų uždavinys yra bandyti išspręsti šią problemą.

Pirmuosius automobilių variklių veikimą optimizuojančius pokyčius „Toyota“ pradėjo praėjusio amžiaus 70-ųjų viduryje. Kaip eksperimentą gamintojas viename iš savo modelių pradėjo montuoti mechanizmą, kuris išjungia variklį po dviejų minučių neveikimo. Tačiau sistema nepasigavo.

Po kelių dešimtmečių prancūzų koncernas „Citroen“ pradėjo eksploatuoti naują „Start Stop“ įrenginį, kuris palaipsniui pradėtas montuoti serijiniuose automobiliuose. Iš pradžių jais buvo aprūpintos tik transporto priemonės su hibridiniu varikliu, tačiau vėliau jos buvo pradėtos naudoti automobiliuose su įprastu varikliu.

Reikšmingiausių rezultatų pasiekė Boshas. Šio gamintojo sukurta start-stop sistema yra pati paprasčiausia ir patikimiausia. Šiandien jį savo automobiliuose montuoja „Volkswagen“, BMW ir „Audi“. Mechanizmo kūrėjai teigia, kad prietaisas gali sumažinti degalų sąnaudas 8%. Tačiau tikri skaičiai yra daug mažesni: eksperimentų metu buvo nustatyta, kad kasdienio naudojimo mieste metu degalų sąnaudos sumažėja tik 4%.

Daugelis automobilių gamintojų taip pat sukūrė savo unikalius variklio sustabdymo ir paleidimo mechanizmus. Tai apima sistemas:

• ISG („Idle Stop & Go“) iš „Kia“;
• STARS („Starter Generator Reversible System“), sumontuota „Mercedes“ ir „Citroen“ automobiliuose;
• „SISS“ („Smart Idle Stop System“) sukurta „Mazda“.

Prietaiso veikimo principas

Pagrindinis „start-stop“ sistemos uždavinys yra sumažinti degalų sąnaudas, triukšmo lygį ir kenksmingų medžiagų išmetimą į atmosferą varikliui dirbant tuščiąja eiga. Šiems tikslams numatytas automatinis variklio išjungimas. Signalas tai gali būti:

• visiškai sustabdyti transporto priemonę;
• neutrali pavarų perjungimo svirties padėtis ir sankabos pedalo atleidimas (automobiliams su mechanine pavarų dėže);
• paspaudus stabdžių pedalą (transporto priemonėms su automatine pavarų dėže).

Kol variklis yra išjungtas, visa transporto priemonės elektronika maitinama iš akumuliatoriaus.

Paleidus variklį, automobilis pradeda tyliai ir tęsia kelionę.

• Automobiliuose su mechanine pavarų dėže mechanizmas užveda variklį nuspaudus sankabos pedalą.
• Variklis automobiliuose su automatine pavarų dėže vėl įsijungia vairuotojui nuėmus koją nuo stabdžių pedalo.

„Start-stop“ mechanizmo įtaisas

„Start-stop“ sistemos konstrukciją sudaro elektroninis valdymas ir įtaisas, užtikrinantis daugkartinį vidaus degimo variklio paleidimą. Pastarieji dažniausiai naudojami:

• sustiprintas starteris;
• grįžtamasis generatorius (starteris-generatorius).

Pavyzdžiui, „Bosh“ paleidimo-sustabdymo sistemoje naudojamas specialus ilgai veikiantis starteris. Iš pradžių prietaisas buvo sukurtas daugeliui vidaus degimo variklių paleidimų ir yra su sustiprintu pavaros mechanizmu, kuris užtikrina patikimą, greitą ir tylų variklio užvedimą.

El. Vyriausybės užduotys apima:

• laiku sustabdyti ir užvesti variklį;
• nuolat stebėti akumuliatoriaus įkrovą.

Struktūriškai sistemą sudaro jutikliai, valdymo blokas ir pavaros. Į prietaisus, siunčiančius signalus į valdymo bloką, yra jutikliai:

• rato sukimasis;
• alkūninio veleno apsisukimai;
• paspaudus stabdžių ar sankabos pedalą;
• neutrali pavarų dėžės padėtis (tik rankinei pavarų dėžei);
• akumuliatoriaus įkrovimas ir kt.

Variklio valdymo blokas su programine įranga, įdiegta „start-stop“ sistemoje, naudojamas kaip įtaisas, priimantis jutiklių signalus. Vykdomųjų mechanizmų vaidmenis atlieka:

• įpurškimo sistemos purkštukai;
• uždegimo ritės;
• starteris.

Galite įjungti ir išjungti „start-stop“ sistemą naudodami mygtuką, esantį prietaisų skydelyje arba transporto priemonės nustatymuose. Tačiau jei akumuliatoriaus įkrovos nepakanka, mechanizmas bus automatiškai išjungtas. Kai tik akumuliatorius bus visiškai įkrautas, variklio paleidimo / sustabdymo sistema vėl pradės veikti.

„Start-stop“ su sveikimu

Naujausia plėtra yra „start-stop“ sistema su energijos atgavimu stabdant. Sunkiai apkraunant vidaus degimo variklį, taupant degalus, generatorius išjungiamas. Stabdymo metu mechanizmas vėl pradeda veikti, dėl to įkraunama baterija. Taip atgaunama energija.

Išskirtinis tokių sistemų bruožas yra grįžtamojo generatoriaus naudojimas, kuris taip pat gali veikti kaip starteris.

Regeneracinė „start-stop“ sistema gali veikti, kai akumuliatoriaus įkrovos lygis yra bent 75%.

Plėtros silpnybės

Nepaisant akivaizdžių „start-stop“ sistemos privalumų, mechanizmas turi svarbių trūkumų, į kuriuos turėtų atsižvelgti automobilių savininkai.

• Didelė baterijos apkrova. Šiuolaikiniuose automobiliuose yra daugybė elektroninių prietaisų, už kurių veikimą, sustojus varikliui, turi būti atsakinga baterija. Toks didelis krūvis nenaudingas akumuliatoriui ir greitai jį sunaikina.
• Žala turbokompresoriams. Reguliarus staigus variklio išjungimas su įkaitinta turbina yra nepriimtinas. Nepaisant to, kad šiuolaikiniuose automobiliuose su turbinomis yra rutuliniai guoliniai turbokompresoriai, jie tik sumažina turbinos perkaitimo riziką staiga išjungus variklį, tačiau jo visiškai nepanaikina. Todėl tokių transporto priemonių savininkams geriau atsisakyti naudotis „start-stop“ sistema.
• Didesnis variklio nusidėvėjimas. Net jei transporto priemonėje nėra turbinos, kiekviename sustojime įsijungiančio variklio patvarumas gali žymiai sumažėti.

Įvertindamas visus „start-stop“ sistemos privalumus ir trūkumus, kiekvienas automobilio savininkas pats nusprendžia, ar verta taupyti gana nereikšmingą degalų kiekį, ar geriau pasirūpinti patikimu ir patvariu variklio veikimu, paliekant tai tuščiąja eiga.