Старт-Стоп системи. Функционише?

Један од начина да се смањи потрошња горива, познат већ дуги низ година, јесте гашење мотора чак и при кратком заустављању аутомобила. У савременим аутомобилима, Старт-Стоп системи су одговорни за овај задатак.

На возачком испиту обављеном у Немачкој 55. године на Аудију ЛС са мотором од 0,35 кВ, утврђено је да је потрошња горива у празном ходу 1,87 цм5. КСНУМКС./с, а на почетку КСНУМКС-а, погледајте КСНУМКС. Ови подаци су показали да искључивање мотора са заустављањем дуже од КСНУМКС секунди штеди гориво.

Отприлике у исто време, слична тестирања су спровели и други произвођачи аутомобила. Могућност смањења потрошње горива заустављањем мотора чак и при врло кратком заустављању и поновним покретањем довела је до развоја контролних уређаја који ове радње обављају аутоматски. Прва је вероватно била Тојота, која је седамдесетих користила електронски уређај у моделу Краун који је гасио мотор при заустављању дуже од 1,5 секунде. Тестови у саобраћајним гужвама у Токију показали су смањење потрошње горива за 10%. Систем сличног функционисања тестиран је у Фиат Регати и 1. Формел Е Волксваген Полу. Уређај у последњем аутомобилу омогућавао је возачу да заустави мотор, или само аутоматски, у зависности од брзине, температуре мотора и положаја ручице мењача. Мотор је поново покренут са укљученим стартером када је возач притиснуо папучицу гаса са притиснутом педалом квачила и укључио 2. или 5. брзину. Када је брзина возила пала испод КСНУМКС км / х, систем је искључио мотор, затварајући канал у празном ходу. Ако је мотор био хладан, сензор температуре је блокирао гашење мотора како би се смањило хабање стартера, јер топлом мотору треба много мање времена да се покрене него хладном. Поред тога, контролни систем, да би се смањио оптерећење батерије, искључио је грејање задњег стакла када је аутомобил био паркиран.

Тестови на путу су показали смањење потрошње горива до 10% у неповољним условима вожње. Емисије угљен-моноксида су такође смањене за 10%. Нешто више од 2 одсто. с друге стране, повећан је садржај азотних оксида и скоро 5 угљоводоника у издувним гасовима. Занимљиво је да није било негативног утицаја система на издржљивост стартера.

Модерни старт-стоп системи

Модерни старт-стоп системи аутоматски искључују мотор када је паркиран (под одређеним условима) и поново га покрећу чим возач притисне педалу квачила или отпусти папучицу кочнице у возилу са аутоматским мењачем. Ово смањује потрошњу горива и емисију угљеника, али само у градском саобраћају. Коришћење Старт-Стоп система захтева да одређене компоненте возила, као што су стартер или акумулатор, трају дуже и штите друге од ефеката честих гашења мотора.

Старт-Стоп системи су опремљени мање или више софистицираним системима за управљање енергијом. Њихови главни задаци укључују проверу стања напуњености батерија, конфигурисање пријемника на магистрали података, смањење потрошње енергије и добијање оптималног напона пуњења у овом тренутку. Све то како би се избегло превише дубоко пражњење акумулатора и осигурало да се мотор може покренути у било ком тренутку. Непрекидно процењујући стање батерије, системски контролер прати њену температуру, напон, струју и време рада. Ови параметри одређују тренутну стартну снагу и тренутно стање напуњености. Ако систем детектује низак ниво батерије, смањује број омогућених пријемника у складу са програмираним редоследом искључивања.

Старт-Стоп системи могу бити опционо опремљени рекуперацијом енергије кочења.

Возила са Старт Стоп системима користе ЕФБ или АГМ батерије. Батерије типа ЕФБ, за разлику од класичних, имају позитивне плоче обложене полиестерским премазом, што повећава отпорност активне масе плоча на честа пражњења и пуњења велике струје. АГМ батерије, с друге стране, имају стаклена влакна између плоча, која у потпуности апсорбују електролит. Од тога практично нема губитака. На прикључцима ове врсте батерија може се добити нешто већи напон. Такође су отпорнији на такозвано дубоко пражњење.

Да ли штети мотору?

Пре неколико деценија веровало се да свако покретање мотора повећава његову километражу за неколико стотина километара. Да је то случај, онда би систем Старт-Стоп, који ради у аутомобилу који вози само у градском саобраћају, морао врло брзо да заврши мотор. Укључивање и искључивање вероватно није оно што мотори највише воле. Међутим, технички напредак се мора узети у обзир, на пример у области мазива. Поред тога, систем Старт-Стоп захтева ефикасну заштиту различитих система, пре свега мотора, од последица честих гашења. Ово се, између осталог, односи и на обезбеђење додатног принудног подмазивања турбопуњача

Стартер у Старт-Стоп систему

У већини старт-стоп система који се користе, мотор се покреће помоћу традиционалног стартера. Међутим, због значајно повећаног броја операција, повећана је издржљивост. Стартер је снажнији и опремљен четкама отпорнијим на хабање. Механизам квачила има редизајнирано једносмерно квачило и зупчаник има коригован облик зуба. Ово резултира тишим радом стартера, што је важно за удобност вожње током честих покретања мотора. 

Реверзибилни генератор

Такав уређај под називом СтАРС (Стартер Алтернатор Реверсибле Систем) развио је Валео за Старт-Стоп системе. Систем је заснован на реверзибилној електричној машини, која комбинује функције стартера и алтернатора. Уместо класичног генератора, лако можете инсталирати реверзибилни генератор.

Уређај обезбеђује веома лаган почетак. У поређењу са конвенционалним стартером, овде нема процеса повезивања. Приликом покретања, намотај статора реверзибилног алтернатора, који у овом тренутку постаје електромотор, мора бити напајан наизменичним напоном, а намотај ротора једносмерним напоном. Добијање наизменичног напона из уграђене батерије захтева употребу такозваног претварача. Поред тога, намотаји статора не би требало да се напајају наизменичним напоном преко стабилизатора напона и диодних мостова. Регулатор напона и диодни мостови за ово време морају бити искључени са намотаја статора. У тренутку покретања, реверзибилни генератор постаје електромотор снаге 2 - 2,5 кВ, развијајући обртни момент од 40 Нм. Ово вам омогућава да покренете мотор у року од 350-400 мс.

Чим се мотор покрене, наизменични напон из инвертора престаје да тече, реверзибилни генератор поново постаје алтернатор са диодама повезаним на намотаје статора и регулатором напона за напајање ДЦ напона електричном систему возила.

У неким решењима, поред реверзибилног генератора, мотор је опремљен и традиционалним стартером, који се користи за прво покретање после дужег периода неактивности.

Акумулатор енергије

У неким решењима Старт-Стоп система, поред типичне батерије, постоји и тзв. акумулатор енергије. Његов задатак је да акумулира електричну енергију како би олакшао прво покретање мотора и поновно покретање у режиму "Старт-Стоп". Састоји се од два кондензатора спојена у низу капацитета неколико стотина фарада. У тренутку пражњења, способан је да подржи стартни систем са струјом од неколико стотина ампера.

Радни услови

Рад Старт-Стоп система је могућ само под више различитих услова. Пре свега, у батерији мора бити довољно енергије да се мотор поново покрене. Поред тога, укљ. брзина возила од првог покретања мора да пређе одређену вредност (на пример, 10 км/х). Време између два узастопна заустављања аутомобила је веће од минимума постављеног програмом. Температуре горива, алтернатора и акумулатора су унутар наведеног опсега. Број заустављања није прешао границу у последњем минуту вожње. Мотор је на оптималној радној температури.

Ово су само неки од услова који морају бити испуњени да би систем функционисао.