Системи старт-стоп. Вимкнути чи ні?
Завдання системи "старт-стоп" - вимкнути двигун на стоянці і знову запустити його, коли водій бажає продовжити рух. Для чого це потрібно, як це працює і чи це працює на практиці?
Ідеї глушити двигун при його непотрібній роботі, навіть при червоному сигналі світлофора або в пробці, кілька десятків років. Toyota розробила таку систему в 1964 році і до середини 1,5-х випробовувала її на Crown. Електроніка автоматично відключила двигун через 10 секунд роботи на холостому ходу. У тестах на вулицях Токіо, як повідомляється, була досягнута економія палива в XNUMX%, що є відмінним результатом, проте японська компанія не увійшла до піонерів серійного складання таких пристроїв.
У 1985-х роках можливість зупинки двигуна на зупинках з'явилася Fiat Regata ES (Energy Saving) із системою Citymatic, що випускалася з 1987 по XNUMX рік. Водій вирішив вимкнути двигун, маючи у своєму розпорядженні спеціальну кнопку. Щоб перезапустити двигун, йому доводилося натискати на педаль газу. Аналогічне рішення було прийнято Volkswagen у XNUMX-х роках, а компанія Hella, що виробляє автомобільне електрообладнання, вирішила вимикати та включати двигун за допомогою кнопки у своїй системі.
Першою серійною моделлю із системою «старт-стоп», що автоматично відключала двигун у певних ситуаціях, став Golf третього покоління у версії Ecomatic, випущений на ринок восени 1993 року. У ньому використовувався досвід, отриманий під час роботи над Öko. -Прототип Golf заснований на Golf другого покоління. Двигун глушився не лише через 5 секунд роботи на неодруженому ходу, а й під час руху, коли водій не натискав на педаль газу. Повторне натискання на педаль знову увімкнуло безнаддувний дизель. Для запуску двигуна, заглушеного на стоянці, мала бути включена перша передача. Це було зроблено без використання зчеплення, тому що у Golf Ecomatic його просто не було (напівавтоматична коробка передач).
Це не єдина технічна зміна в порівнянні з базовою версією Golf. Наступними були введення електрогідравлічного підсилювача керма, розміщення перемикача «старт-стоп» на панелі приладів, установка акумуляторної батареї більшого розміру і додаткової допоміжної батареї меншого розміру. Іншими автомобілями концерну VW, оснащеними системою «старт-стоп», були Lupo 3L та Audi A2 3L 1999 року випуску (екологічні версії з витратою палива 3 л/100 км.)
Читайте також: Якими транспортними засобами можна керувати водійськими правами категорії B?
Volkswagen першим відреагував на нові правові норми, що набрали чинності в Європейському Союзі з 1 січня 1996 року, і незабаром цей приклад наслідували й інші виробники. Дана зміна регламенту являє собою новий цикл вимірювань NEDC (New European Driving Cycle) для перевірки витрати палива легкових автомобілів, під час якого двигун працював на холостому ходу близько чверті часу (часті зупинки та повторні запуски). Саме тому в Європі було розроблено перші серійні системи старт-стоп. У США ситуація була зовсім іншою. У циклі вимірювань місцевого Агентства з охорони навколишнього середовища (EPA), що діє в США, лише трохи більше 10% зазначеного часу йшло на холостий хід двигуна. Тому його відключення негаразд впливає на кінцевий результат.
Системи старт-стоп. Але чому?
Через те, що переваги використання системи "старт-стоп" виробники визначають за результатами вимірювального тесту, виникає багато розчарувань у практичних умовах експлуатації автомобіля. Не всім приємно, коли доплата за систему підвищення економічності автомобіля виявляється безглуздою витратою. «Старт-стоп» дає відчутні переваги у вигляді економії палива під час руху автомобіля у щільному міському потоці. Якщо в години пік комусь належить їхати з центру міста в далекий район, то дорога займе 1,5-2 години, практично в безкінечних пробках. За таких умов машина буквально зупиняється сотні разів. Сумарний час зупинки двигунів може досягати навіть декількох хвилин. Враховуючи, що витрата палива на холостому ходу становить, залежно від двигуна, від 0,5 до 1 літра на годину, а автомобіль проїжджає такий маршрут двічі на день, економія палива на місяць може досягати навіть кількох літрів палива, а на рік близько 120 л. У разі експлуатації система «старт-стоп» має сенс.
На тій же машині, але проїхавши 1,5-2 години у звичайному міському потоці, загальний час простоїв становитиме 2-3 хвилини. Економія, що становить 1,5-2 літри палива на місяць і близько 20 літрів палива на рік, буде недостатньою для можливої переплати за систему «старт-стоп», додаткових робіт з технічного обслуговування або ускладнення конструкції автомобіля, що може призвести до поломки. У разі автомобілів, які їздять в основному на далекі відстані, прибуток, що отримується від вимкнення двигуна на зупинках, ще нижчий.
Практика показує, що у бензинового автомобіля середнього класу, що експлуатується в середньому в різних дорожніх умовах, загальний час зупинок двигуна системою «старт-стоп» становить близько 8 хвилин на кожні 100 км. Це дає 0,13 літра бензину. При річному пробігу 50 000 км економія складе 65 л. Але практика також показує, що результати можуть бути різними в залежності від умов експлуатації і типу двигуна. У великих бензинових двигунах вони можуть досягати цілих 2 л/100 км, у малих турбодизелях – лише соті частки літра. Тож якщо за систему "старт-стоп" доводиться доплачувати, потрібно ретельно проаналізувати всі плюси і мінуси.
Проте в даний час питання про доплату за систему «старт-стоп» та її безпосереднє зіставлення з можливою вигодою для кишені користувача відпадає. Це з тим, що «старт-стоп» перестав бути елементом додаткового устаткування, а став штатним компонентом конкретних версій двигунів. Тому при виборі варіанта двигуна зі штатною системою "старт-стоп" можна забути про те, як експлуатуватиметься автомобіль. Ми просто приречені на наявність такої системи.
Читайте також: Якими транспортними засобами можна керувати водійськими правами категорії B?
Але окрім економічних питань, пов'язаних із системами «старт-стоп», є й типові комунальні питання. У сучасних автомобілях стандартно перезапускати двигун після того, як він був вимкнений системою натисканням на педаль зчеплення. І тут виникають проблеми, тому що в деяких ситуаціях одночасні маніпуляції педалями зчеплення та «газу», коли система хоче запустити двигун, закінчуються знерухомленням автомобіля. При цьому важливо, як швидко система здатна запустити раніше вимкнений двигун (чим раніше, тим краще).
Хоча такі ситуації трапляються не регулярно, можуть викликати огиду до системи «старт-стоп». Багатьом водіям це не подобається навіть без особливих причин. Автоматичне відключення двигуна їх просто дратує. Тому, щойно сідають у машину, або при першому вимиканні двигуна, тягнуться до кнопки деактивації системи. Група ентузіастів цього проекологічного рішення, мабуть, більша, і широка наявність системи «старт-стоп» у стандартному оснащенні робить їх задоволеними. Проте правда, що за це доводиться платити в ціні автомобіля. Безкоштовно ніхто нічого не дає, особливо те, що здається простим лише з технічного боку.
Системи старт-стоп. Проста функція – великі складності
Здавалося б, включення та вимкнення двигуна — справа тривіальна і не потребує спеціальних технічних рішень. На практиці все зовсім інакше. Навіть у найпростіші системи, засновані на традиційному пускачі, необхідно вводити спеціальні системи керування енергоспоживанням, які не тільки контролюють рівень заряду батареї, температуру та пускову потужність, але й знижують енергоспоживання інших пристроїв у момент пуску та керування струму відповідно зарядку акумулятора. Сама батарея повинна бути виготовлена за зовсім іншою технологією, ніж традиційна, щоб бути стійкою до швидкої та потужної розрядки, а також до сильноточної зарядки.
Система «старт-стоп» також повинна отримувати інформацію від бортової електроніки про температуру зовнішнього повітря, температуру масла (холодний двигун не буде глушитися) та температуру турбокомпресора в турбованих агрегатах. Якщо турбокомпресору необхідно остигнути після інтенсивної їзди, двигун також не зупиниться. У деяких, більш просунутих рішеннях, турбокомпресор має незалежну систему мастила, яка продовжує роботу навіть при вимкненому двигуні. Навіть традиційний стартер «старт-стоп» має велику потужність, міцніші внутрішні компоненти (наприклад, щітки та сполучний елемент) та модифіковану шестерню (зниження шуму).
У складніших і, отже, дорожчих системах «старт-стоп» традиційний стартер замінюється або електричною машиною, встановленої на маховику, або генератором змінного струму спеціальної конструкції. В обох випадках ми маємо справу з пристроєм, який може виступати як стартер, так і генератор, в залежності від необхідності. Це не кінець.
Електроніка повинна рахувати час між зупинками двигуна та перевіряти, чи набрав автомобіль правильну швидкість з моменту запуску. У системі "старт-стоп" багато мутацій. Одні сумісні із системами рекуперації енергії при гальмуванні (рекуперація), інші використовують спеціальні конденсатори для накопичення електроенергії та підтримки акумулятора при зниженні його пускової ємності. Є й такі, у яких після зупинки двигуна його поршні встановлюються оптимальне положення для повторного запуску. У момент запуску достатньо похитати стартер. Паливо впорскується форсункою тільки в той циліндр, в якому поршень готовий до робочого ходу, і двигун починає працювати дуже швидко і тихо. Це те, що найбільше хочуть конструктори при створенні систем «старт-стоп» — швидка робота та низький рівень шуму.
