Пристрій і принцип роботи системи «старт-стоп»

У великих містах дорожні затори стали частиною повсякденного життя автомобілістів. Поки автомобіль стоїть в пробці, двигун продовжує працювати на холостому ходу і споживати паливо. Щоб знизити витрати електроенергії і зменшити викид шкідливих речовин, автомобільні розробники створили нову систему «старт-стоп». Виробники в один голос говорять про користь даної функції. На ділі система має чимало недоліків.

Історія появи системи «старт-стоп»

В умовах зростання цін на бензин і дизель питання економії палива і зменшення витрати залишається актуальним для більшості автомобілістів. У той же час пересування в місті завжди пов'язано з регулярними зупинками на світлофорах, часто - з очікуванням в пробках. Статистика свідчить: двигун будь-якого автомобіля до 30% часу працює вхолосту. При цьому витрата палива і викид шкідливих речовин в атмосферу триває. Завдання автовиробників - постаратися вирішити цю проблему.

Перші розробки по оптимізації роботи автомобільних двигунів початку компанія Toyota в середині 70-х років минулого століття. В якості експерименту виробник почав встановлювати на одну зі своїх моделей механізм, що відключає мотор після двох хвилин простою. Але система не прижилася.

Через кілька десятиліть французький концерн Citroen ввів в експлуатацію новий пристрій Start Stop, яке поступово стало встановлюватися на серійних автомобілях. Спочатку їм обладнали тільки транспортні засоби з гібридним мотором, але потім почали застосовувати і в автомобілях зі звичайним двигуном.

Найбільш значущих результатів вдалося домогтися компанії Bosh. Система «старт-стоп», створена цим виробником, найбільш проста і надійна. Сьогодні її встановлюють на свої автомобілі автоконцерни Volkswagen, BMW і Audi. Творці механізму запевняють, що пристрій здатний знизити витрату палива на 8%. Однак реальні цифри набагато нижче: в ході експериментів було з'ясовано, що споживання палива зменшується лише на 4% в умовах повсякденної міської експлуатації.

Багато автовиробників також створили свої унікальні механізми зупинки і запуску двигуна. До них відносяться системи:

• ISG (Idle Stop & Go) від Kia;
• STARS (Starter Alternator Reversible System), що встановлюється на автомобілях марки Mercedes і Citroen;
• SISS (Smart Idle Stop System), розроблена компанією Mazda.

Принцип роботи пристрою

Головне завдання системи «старт-стоп» - знизити витрату палива, рівень шуму і викид шкідливих речовин в атмосферу під час роботи мотора на холостому ходу. Для цих цілей передбачено автоматичне відключення двигуна. Сигналом для цього може стати:

• повна зупинка транспортного засобу;
• нейтральне положення важеля вибору передач і відпускання педалі зчеплення (для машин з МКПП);
• натискання на педаль гальма (для транспортних засобів з АКПП).

У той час, коли двигун вимикається, харчування всієї автомобільної електроніки здійснюється за допомогою акумуляторної батареї.

Після повторного запуску двигуна машина спокійно рушає з місця і продовжує поїздку.

• В автомобілях з механічною коробкою передач механізм запускає роботу мотора при вижимі педалі зчеплення.
• Двигун в машинах з АКПП знову починає роботу після того, як водій прибирає ногу з педалі гальма.

Пристрій механізму «старт-стоп»

Конструкція системи «старт-стоп» складається з електронного урядування та пристрою, що забезпечує багаторазовий запуск ДВС. В якості останнього найчастіше використовуються:

• посилений стартер;
• реверсивний генератор (стартер-генератор).

Так, наприклад, в системі «старт-стоп», створеної компанією Bosh, застосовується спеціальний стартер зі збільшеним терміном служби. Пристрій спочатку розрахована на велику кількість запусків ДВС і обладнано посиленим механізмом приводу, що забезпечує надійний, швидкий і тихий запуск мотора.

До завдань електронного управління входить:

• своєчасна зупинка і запуск двигуна;
• постійний контроль заряду акумулятора.

Конструктивно система складається з датчиків, блоку управління і виконавчих механізмів. У число пристроїв, що посилають сигнали в блок управління, входять датчики:

• обертання коліс;
• оборотів колінчастого вала;
• натискання на педаль гальма або зчеплення;
• нейтрального положення в коробці передач (тільки для МКПП);
• заряду акумуляторної батареї і т.д.

Як пристрій, що приймає сигнали датчиків, в системі «старт-стоп» використовується блок керування двигуном з встановленим в ньому програмним забезпеченням. Ролі виконавчих механізмів виконують:

• форсунки системи упорскування;
• котушки запалювання;
• стартер.

Включити і деактивувати систему «старт-стоп» можна за допомогою кнопки, розташованої на панелі приладів або в налаштуваннях автомобіля. Однак, якщо заряд акумулятора буде недостатнім, механізм буде відключений автоматично. Як тільки батарея зарядиться в потрібному обсязі, система запуску та вимикання двигуна знову почне працювати.

«Старт-стоп» з рекуперацією

Найбільш сучасною розробкою є система «старт-стоп» з рекуперацією енергії при гальмуванні. При великому навантаженні на ДВС генератор відключається в цілях економії палива. У момент гальмування механізм знову починає працювати, в результаті чого відбувається зарядка акумуляторної батареї. Так здійснюється рекуперація енергії.

Відмітна особливість подібних систем - застосування реверсивного генератора, який також здатний працювати стартером.

Система «старт-стоп» з рекуперацією може працювати, коли заряд АКБ становить не менше 75%.

Слабкі сторони розробки

Незважаючи на явні плюси використання системи «старт-стоп», механізм має істотні недоліки, які варто врахувати автовласникам.

• Велике навантаження на акумулятор. Сучасні автомобілі оснащені величезною кількістю електронних приладів, за роботу яких при зупинці двигуна повинен відповідати акумулятор. Така сильна навантаження не йде на користь батареї і швидше виводить її з ладу.
• Шкода для турбованих моторів. Регулярне різке вимикання двигуна з нагрітою турбіною неприпустимо. Незважаючи на те, що в сучасні автомобілі з турбінами встановлюються турбокомпресори на шарикопідшипниках, вони лише зменшують ризик перегріву турбіни при різкому виключенні мотора, але не виключають його повністю. Тому власникам таких транспортних засобів краще відмовитися від застосування системи «старт-стоп».
• Більший знос двигуна. Навіть якщо на автомобілі немає турбіни, довговічність роботи мотора, що запускається при кожній зупинці, може значно знизитися.

З огляду на всі плюси і мінуси застосування системи «старт-стоп», кожен автовласник вирішує для себе, чи варто економити досить незначна кількість палива або ж краще подбати про надійну і довговічною роботі мотора, залишаючи його працювати на холостому ходу.