Технология «стоп-старт»: долгосрочное влияние на двигатель автомобиля. Двигатель стоп старт


Что такое система Старт-стоп, для чего предназначена и как работает? Детально о Start-stop системе

Что такое система Старт-стоп, для чего предназначена и как работает? Детально о Start-stop системе

Многие из вас слышали о системе под названием Старт-стоп (start-stop) и, конечно же, каждый хоть раз но задавался вопросом, что это за система такая и какую роль она играет в моем (или чужом) автомобиле. Сегодня я хочу ответить на все вопросы и рассказать, что собой представляет система Start-stop, о ее основных функциях, а также о том, чем она так полезна для вас, вашего авто и окружающей среды.

Итак, давайте по порядку.

Система Старт-стоп была изобретена с целью:

  1. Сократить количество выброса вредного CO в атмосферу.
  2. Сэкономить топливо ну и, конечно же, деньги.
  3. Снизить количество шума издаваемого автомобилем, посредством сокращения времени работы ДВС на холостых оборотах.

В эпоху экологических катастроф и глобального потепления, экологи и статисты начали уделять внимание мелочам, которые на самом деле являются довольно большими источниками загрязнения атмосферы. Так, однажды было произведено исследование в результате которого выяснилось, что около 30% от общего времени эксплуатации ТС оно работает на холостых оборотах. Объяснять я думаю не стоит откуда берутся эти 30%, каждый автомобилист знает сколько ежедневно приходится простаивать с работающим двигателем на светофорах, в пробках во время час пика и т. д.

Поэтому появление системы Старт-стоп — это логическое решение вышеописанной проблемы. Совсем недавнего Start-stop устанавливался исключительно на гибридные модели, однако как показала практика в ней не меньше нуждаются авто с классическими двигателями, работающими на тяжелом типе топлива или традиционном бензине. Эксперты прогнозируют, что в следующем 2015 году около 50% от всех производимых в мире автомобилей будут оснащены системой Старт-стоп.

Об истории возникновения и цифрах поговорили, теперь давайте разберемся, что такое Старт-стоп система и как она работает.

А принцип работы системы Start-stop — до смешного прост и банален — едешь двигатель работает, остановился, двигатель — глохнет. При этом запуск двигателя после его остановки, к примеру, на светофоре, осуществляется автоматически при отпускании педали тормоза в АКПП. или при нажатии на педаль сцепления в МКПП .

Из чего состоит система Старт-стоп? В состав системы входят:

  1. Специальная система управления.
  2. Устройство, которое обеспечивает своевременный многократный пуск ДВС .

Принципов реализации функции остановки и запуска двигателя есть несколько, среди них:

  1. Запуск при помощи усиленного стартера .
  2. При помощи впрыск топлива в цилиндры и последующего воспламенения смеси.
  3. Посредством реверсионного генератора (стартер-генератора).

Наиболее простым и вместе с тем самым надежным с конструктивной точки зрения принято считать — систему Stop&Start от всемирно известной компании Bosch. Именно разработка этой компании стала прообразом для всех систем этого класса, кроме того название системы "приклеилось" ко всем аналогам производимым другими компаниями. Эта история напоминает историю с Webasto (название компании, которая изобрела первый предпусковой подогрев двигателя, в итоге теперь кто бы не производил подобный механизм в народе его называют Вебасто). Системой Старт-стоп от компании Bosch агрегатируются автомобили известнейших компаний мира: Audi, BMW и другие. Согласно исследовательским данным потребление топлива после применения данной установки существенно снизилось, а процент выброса вредного CO составил менее 8%.

В основе данной системы лежит специальный стартер, который рассчитан на огромное количество запусков двигателя и намного больший по сравнению с обычными стартерами ресурс службы. В стартере использован почти бесшумный механизмом привода, который гарантирует мгновенный тихий запуск мотора.

Система Start-stop способна выполнять:

  1. Запуск мотора.
  2. Его остановку.
  3. А также производить контроль заряда аккумуляторной батареи (АКБ).

Система Старт-стоп базируется на:

  1. Блоке управления.
  2. Входных датчиках.
  3. Исполнительных устройствах.

Под входными датчиками подразумеваются: датчик положения педали сцепления (или педали тормоза в случае с АКПП), датчик количества оборотов коленвала, датчик АКБ, а также еще несколько менее важных датчиков системы управления ДВС.

В системе нет отдельного электронного блока, вместо этого используется ЭБУ (электронный блок управления двигателем), в котором заложено соответствующее ПО.

К исполнительным устройствам можно отнести:

Как работает система Старт-стоп?

Принцип работы системы Start&Stop построен таком образом, что в случае полной остановки автомобиля на светофоре или в пробке "умная" система, руководствуясь определенными алгоритмами и данными, полученными от датчика количества вращения коленчатого вала, производит остановку двигателя. В это время питание электропотребителей (магнитола, кондиционер, и прочее. ) переключается на аккумулятор. Когда выжимается педаль сцепления (или отпускается педаль тормоза в случае с АКПП) система автоматически активирует стартер, который производит мгновенный запуск двигателя. Количество цикла не ограничено и может повторяться бесконечно.

Если заряд АКБ опустится ниже установленного уровня. соответствующий датчик оповестит об этом систему, которая произведет отключение системы. Обратное включение системы Старт-стоп будет произведено после того как датчик зарядки АКБ сообщит о том, что в батарее находится достаточно мощности для полноценной работы системы. Кроме того. водитель может сам в ручном режиме произвести принудительное отключение этой системы, для этого производителем предусмотрена специальная кнопка, которая расположена на панели приборов.

Компания Kia Motors имеет свою систему Старт-стоп с аналогичной конструкцией, она называется — ISG (Idle Stop&Go). Главное отличие этой системы в умении особым образом управлять автомобильным генератором. Система ISG способна отключать генератор во время пиковых нагрузок двигателя, делается это для того чтобы снять нагрузку и сэкономить тем самым расход потребляемого топлива. И наоборот, когда водитель давит на педаль тормоза и двигатель не нуждается в мощности ISG включает генератор и подзаряжает АКБ. В случае снижения заряда аккумуляторной батареи ниже 75% уровня система выполняет самоотключение.

Еще одна не менее успешная система — STARS (Starter Alternator Reversible System) от компании Valeo, использует для экономии топлива реверсионный генератор. Этой системой оборудованы автомобили таких компаний как: Mercedes и Citroen, благодаря ей автовладельцам удается добиться более чем 10%-й экономии топлива.

Что такое реверсионный генератор? Это грубо говоря — электромашина переменного тока, способная чередовать (изменять) свою работу, выполняя в зависимости от необходимости то — функцию генератора, то — функцию стартера. Работа данного стартер-генератора построена таким образом, что он при помощи специального приводного ремня и обратимого натяжителя, может передавать усилие в двух различных направлениях. Работает реверсионный генератор тихо и обладает намного меньшим временем запуска — 0,4 секунды, для сравнения у простого стартера это время составляет — 0,8 секунды.

В отличие от "Бошовской" системы управление STARS осуществляется отдельным ЭБУ, взаимодействующим с электронным блоком управления ДВС. Все остальное — входные датчики и прочие детали практически идентичны системе Старт-стоп от компании Bosch .

Новым словом среди подобного рода систем можно считать сравнительно молодую систему, которая использует рекуперативное торможение, образуя тем самым дополнительный источник энергии, позволяющий сократить расход топлива. Заряд батареи происходит во время торможения автомобиля.

SISS (Smart Idle Stop System) — личная разработка компании Mazda, которая успешно конкурирует с остальными Старт-стоп системами. Здесь запуск двигателя осуществляется посредством впрыска топлива в цилиндры с последующим его воспламенением. Данной установкой агрегатируются преимущественно бензиновые агрегаты, в которых реализована функция непосредственного впрыска топлива.

С целью обеспечения оптимальной работы системы SISS остановка поршней в цилиндрах двигателя происходит в определенном положении, которое наиболее оптимально для последующего запуска мотора. При старте в цилиндры подается определенная часть топлива, затем происходит ее воспламенение и двигатель снова заводится. Чтобы помочь двигателю произвести запуск на короткое время в работу включается стартер. Данная технология позволяет сэкономить порядка 9% топлива, недостатком является то, что система работает исключительно с автоматическими коробками.

http://avtopulsar.ru

legkoe-delo.ru

Система Стоп-Старт | Экологические автомобили

Пробка — головная боль любого мегаполиса. Плюс ко всему — это источник загрязнения окружающей среды и дырка в кармане автолюбителя. Машины, двигающиеся со скоростью улитки, тратят немало горючего и выбрасывают большое количество вредных веществ в атмосферу. Очевидно, что это проблема могла быть решена только с помощью доступной и простой технологии, такой например как система Стоп-Старт.Впервые интеллектуальная автомобильная система Стоп-Старт была представлена на компактном хетчбэке Volkswagen Lupo в 1999 году. С тех пор конгломерат VW Group, немецкий концерн Mercedes-Benz и компания Bosch усиленно продвигают эту технологию, продолжая инвестировать в нее большие деньги. Автомобили этих и многих других компаний уже к 2015 году будут в обязательном порядке оснащаться этой системой уже в базовой комплектации.

Принцип работы системы Стоп-Старт

Суть системы Старт-Стоп проста. Двигатель внутреннего сгорания при остановке автомобиля выключается автоматически, а его запуск происходит при отпускании педали тормоза, в случае с автоматической трансмиссией, либо при нажатии на педаль сцепления, если у вас механическая коробка передач. Сама система отключается автоматически, если аккумуляторы разряжены, можно сделать это и принудительно, с помощью специальной кнопки Стоп-Старт на приборной панели.

Технически все происходит следующим образом: при остановке автомобиля, повинуясь сигналу датчика частоты вращения коленвала, система отключает мотор, при этом питание кондиционера, аудиосистемы и других энергозависимых систем происходит от аккумуляторной батареи. При нажатии сцепления или отпускании тормоза система Стоп-Старт активирует стартер и производит запуск.

Немного другой принцип работы показывает Стоп-Старт от Mazda. Здесь запуск мотора осуществляется не только стартером, но и впрыском топлива в цилиндры и воспламенением топливно-воздушной смеси, благодаря которому силовая установка получает мощный импульс на старте.

Очевидно, что основу системы Стоп-Старт должен составлять стартер с увеличенным сроком службы, который сможет выдержать огромное количество запуска двигателя. Также важную роль в системе играют особый механизм привода, обеспечивающий быстрый, бесшумный и надежный запуск ДВС, и энергоемкие батареи, которые при отключении основной движущей силы берут питание всех приборов на себя.

В основном Стоп-Старт используется на бензиновых моторах и в гибридных системах, дизельные установки с этой технологией пока испытывают некоторые проблемы. Реальная польза от системы — это 8-10 процентов снижения потребления топлива в условиях города, и практически та же доля снижения выброса вредных веществ в атмосферу.

Учитывая, что скоро автомобили смогу использовать в качестве энергии тепло выхлопных газов, то перспективы у жителей больших городов неплохие.

Новости по теме

ecoconceptcars.ru

долгосрочное влияние на двигатель автомобиля / Мужское / Лента.co

   Читать оригинал публикации на 1gai.ru   

Действительно ли система Start/Stop так хороша как ее стараются представить?

Экономия топлива за счёт глушения двигателя при относительно долгих простоях на перекрёстке или в пробке – не новая технология. В современных автомобилях, особенно оснащённых моторами большого объёма, автоматизация этого процесса за счёт внедрения системы «стоп-старт» уже давно доказала свою эффективность. Главным вопросом, который по-прежнему волнует автомобилистов, остаётся негативное влияние на ресурс двигателя при длительной эксплуатации в таком режиме.

Что такое технология Start/Stop

Сама по себе эта система довольно проста: электроника анализирует режим движения, и как только автомобиль полностью останавливается, используется тормоз или размыкается механизм сцепления – двигатель, вне зависимости от используемого топлива, глушится. Как только педаль тормоза отпущена или включен механизм сцепления, происходит автоматический запуск мотора.

Как работает система

Как правило, система работает в полностью автоматическом режиме, однако у водителя есть возможность её отключить, если в ней не будет необходимости. При вышеописанных условиях, бортовая электроника прекращает подачу топлива и отключает зажигание. Современный уровень автоматизации позволяет без труда реализовать такую схему работы, поскольку современные моторы запускаются гораздо легче, нежели их предшественники, а также имеют достаточно высокую надёжность.

Сам же механизм запуска практически не изменился: стартер активизирует двигатель за счёт зацепления малой зубчатой шестерни с большой, закреплённой на маховике. Однако во многих современных моделях реализована схема «TS» или «тандемного соленоида», предполагающая плавный переход между режимами замедления и остановки, а также разгоном, для снижения износа элементов мотора. Особенности этой конструкции могут проявиться, когда водитель был намерен совершить остановку, но изменил своё решение и начал интенсивное ускорение. В этот момент система может произвести глушение двигателя, но под действием внутренней инерции маховик продолжит своё вращательное движение.

Чтобы избежать хруста и преждевременного износа зубчатой передачи, один из соленоидов активизирует стартер двигателя и обеспечит его синхронизацию с маховиком, что при разгоне позволит бесшумно и легко привести основную пару шестерен в зацепление.

Тем не менее, запуск двигателя – это сложный процесс, который приводит к дополнительным нагрузкам на все системы автомобиля, поэтому потенциальная выгода от экономии топлива может быть утрачена из-за преждевременного износа или поломки одного из важнейших механизмов, если, конечно, не принять должных конструктивных мер. По мнению Герхарда Арнольда, ответственного за разработку подшипников в компании Federal Mogul, обычный двигатель с лёгкостью выдерживает до 50 000 циклов остановки, но в случае применения системы «стоп-старт» количество циклов может превысить 500 000 за расчётный период эксплуатации автомобиля.

Это существенный рост нагрузок на все элементы, ввиду чего некоторые из них стоит рассмотреть подробнее.

Основным компонентом двигателя, а также одним из самых тяжелых элементов является коленчатый вал. Он поддерживается по мере своего вращения множеством отполированных цилиндрических вкладышей вдоль своей длины, работающих в «простых» подшипниках (без шариковых или роликовых механизмов). Это основные подшипники. Когда двигатель работает, коленчатый вал и основные опорные поверхности фактически не касаются друг друга и разделены сверхтонкой пленкой масла, подаваемой под давлением и прокачиваемой вокруг опорных поверхностей под действием вращающегося коленчатого вала. Этот процесс называется «гидродинамической смазкой», но когда двигатель останавливается, кривошип опускается на подшипник, причем две металлические поверхности входят в контакт.

Как коррозия помогает снизить износ

Во время запуска двигателя, как бы надёжен и современен он ни был, имеет место момент, когда коленвал уже пришёл в движение, а смазывающая плёнка ещё не разделила соприкасающиеся поверхности – это так называемое «граничное условие». Именно в этот момент и происходит наиболее интенсивный износ. Таким образом, внедрение системы «стоп-старт» автоматически увеличивает число возникновений таких «граничных условий» с 50000 до 500 000, что приводит к преждевременному износу подшипников и опорных элементов коленчатого вала.

Инженеры многих компаний разрабатывают технологии, позволяющие повысить надёжность этой группы элементов, в частности за счёт увеличения износостойкости и смачиваемости поверхностей смазочными материалами. Так, компания Federal Mogul разработала новый материал под названием Irox, основной особенностью которого является полимерное покрытие содержащее частицы оксида железа (ржавчины), которая в этой микроскопической форме обеспечивает снижение коэффициента поверхностного трения. По заявлениям производителя, в сравнении с обычным алюминиевым подшипником данный показатель снижен вдвое, что позволяет обеспечить высокий уровень долговечности.

Следует, однако, принимать во внимание то, что для подобных сравнений используют «обезличенные» конструктивные элементы устаревших моделей, поэтому объективного сопоставления с современными аналогами такие данные обеспечить не могут.

Высокоэффективные смазочные материалы

Вторым направлением совершенствования двигателя является разработка современных масел, которые содержат комплекс присадок и, по сути, являются сложной химической смесью. Технический директор британской фирмы Millers Oils Мартин Манн заявил, что правильный подбор состава подобных масел имеет решающее значение: «Мы уменьшили трение с нашими маслами и улучшили долговечность масляной пленки, и мы предполагаем, что это должно способствовать активному продвижению систем «стоп-старт»».

Компания Millers Oils проводит исследования масел с низким показателем трения в своих лабораториях еще с 2006 году. «Мы разработали многокомпонентную смесь, испытали ее на фрикционной установке и обнаружили, что мы можем уменьшить трение скольжения между типичными компонентами, такими как поршни и вкладыши, на 50 процентов» - говорит Манн.

Как правило, это снижает тепловыделение, потерю мощности, расход топлива и износ, но новая трехкомпонентная нанотехнология Miller, известная как Nanodrive, идет дальше. Крошечные наночастицы, такие как микроскопические шарикоподшипники, благодаря высокому давлению и полимерной структуре концентрируются на поверхностях износа и обеспечивают их защиту. Пока это решение доступно только в элитных гоночных маслах Miller, но касательно рассматриваемой системы «стоп-старт» она также может уменьшить износ при каждом повторном старте.

Теоретически, при использовании технологий подшипника скольжения и смазки с низким трением потенциальная угроза ресурсу двигателя должна быть преодолена. Но нынешние технологии все еще относительно новы, и только время может доказать или опровергнуть их эффективность. Кроме того, агрегатирование наночастиц на поверхности смазываемых деталей автоматически приводит к локальному повышению вязкости до момента формирования устойчивой молекулярной связи, что при определённых условиях может оказать отрицательное влияние.

Действительно ли система «стоп-старт» экономит топливо

С учётом того факта, что исправный двигатель на холостых оборотах во время простоя на светофоре или в пробке потребляет крайне небольшое количество топлива, а в момент запуска этот показатель существенно превышает усреднённую величину, возникают вполне обоснованные сомнения в эффективности использования подобных систем экономии.

Показатели экономичности являются причиной ожесточённых споров, а реальные величины напрямую зависят от режима езды и характера вождения. Очевидно, что длительное время простоя обеспечивает большую экономию топлива, однако следует принимать во внимание то, что в некоторых случаях электроника не позволит заглушить мотор — например, если двигатель холодный, система не будет его отключать, чтобы обеспечить полноценный прогрев. Электроника также может не глушить двигатель, если уровень аккумулятора находится ниже заданной величины, а также если, как в системе Volvo, водитель расстегнул свой ремень безопасности или включил кондиционер.

По заверениям экологов, система «стоп-старт» также предназначена для снижения выбросов в городских районах, где движения автотранспорта крайне затруднено и время простоя значительно увеличивается, что делает подобные технологии не только выгодными, но и безопасными. Это довольно спорный аргумент, поскольку, как и в случае с расходом топлива, работа на холостых оборотах сводит выбросы к минимальному уровню, а вот запуск сопровождается резким выделением вредных веществ из выхлопной трубы.

Что же касается экономичности, столь важной для конечного потребителя, не стоит забывать и о том, что величина расхода топлива должна быть не просто ниже, чем у такого же двигателя без системы «стоп-старт», её снижение должно окупать удорожание конструкции автомобиля, потенциальное снижение его ресурса, а также возросшую сложность обслуживания.

В конечном итоге, на нынешнем этапе развития технологий машиностроения эффективность данных электронных систем при длительной эксплуатации вовсе не так велика, как заявляют разработчики и маркетологи. Таким образом, делать окончательные выводы ещё рано, поскольку огромное количество работ в этом направлении, а также мнения различных экспертов сводятся к тому, что нужны длительные ресурсные испытания, которые и позволят поставить точку в этом вопросе.

Автор: Сергей Василенков

lenta.co

почему системой «Старт-стоп» не пользуются в России :: Autonews

Когда система «Старт-стоп», заглушающая двигатель при кратковременных остановках, только появилась, ее не воспринимали всерьез. Выигрыш в расходе топлива сводился преимущественно к паспортным цифрам, а реальный эффект был почти незаметен.

Тем не менее, за прошедшее десятилетие число автомобилей с системой «Старт-стоп» заметно выросло: из премиальных моделей опция добралась и до массового сегмента. Чем оборачивается работа системы на самом деле, сколько топлива она помогает сэкономить и на какие узлы автомобиля влияет – в обзоре на Autonews.ru.

Что такое система «Старт-стоп» и в чем ее смысл

Идея системы «Старт-стоп» в том, чтобы автоматически глушить двигатель при кратковременных остановках для снижения расхода топлива и выбросов вредных веществ. При этом основные вспомогательные узлы, такие как климатическая установка или мультимедиа, продолжают работать.

Предполагается, что в условиях загруженных дорог суммарный эффект от выключенного на несколько минут двигателя превращается в заметную экономию (до 10%). Все это время машину питает аккумулятор, который также подвержен суммарному эффекту, что в этом случае работает против него.

К тому же, пуск двигателя – это процесс, требующий концентрации энергии: не случайно у большинства машин в момент схватывания мотора гаснет ближний свет и замолкает аудиосистема. Однако машина, у которой есть система «Старт-стоп», запускает двигатель без подготовки – стоит лишь отпустить педаль тормоза или выжать сцепление, как мотор тут же заводится.

Чаще всего при повторном запуске не задействуется стартер, поэтому процесс происходит так быстро, объяснил представитель Mazda Motor RUS Андрей Глазков. «Цилиндр останавливается так, чтобы потом было достаточно только искры. Благодаря данной инновации iStop от Mazda быстрее остальных переводит двигатель из состояния покоя в движение», – добавил он.

Глазков уточнил, что система Mazda позволяет сэкономить примерно 0,5-0,7 л на 100 км в городских условиях эксплуатации. «Минусы у всех систем одинаковые: если не работает двигатель, а электроэнергия расходуется, но не восполняется, то аккумулятор садится. Поэтому все «Старт-стопы» не работают при крайних температурах как зимой, так и летом», – объяснил специалист.

Каким бывает «Старт-стоп»

Несмотря на одинаковый алгоритм пользования, принцип работы системы «Старт-стоп» может быть разным. Самый простой и распространенный вариант — использование усиленного стартера и специального аккумулятора, позволяющего выдерживать больше запусков (до 150 000 циклов).

Промежуточный способ – интеграция стартера и генератора с отдельным блоком управления воедино (так называемая, схема стартер-генератора). Конструкция позволяет не только вращаться ротору от привода коленвала, но и, наоборот, проворачивать мотор в режиме пуска. Кроме того, дополнительно узел может быть дооснащен конденсатором, накапливающим энергию при отпущенной педали газа путем ее рекуперации.

Профессор кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана Дмитрий Онищенко убежден, что лишний раз заводить двигатель – это в любом случае плохо. «К примеру, запуск холодного дизеля, при отрицательной температуре внешней среды, может быть эквивалентен 500 км пробегу. Понятно, что система «Старт-стоп» работает только на прогретом моторе, но полностью исключить отрицательное влияние на силовой агрегат во время запуска нельзя. При этом следует понимать, что максимальный экологический урон природе наносится именно на холостом ходу, поэтому с экологической точки зрения система «Старт-стоп» не бесполезна», – объяснил Онищенко.

К чему может привести «Старт-стоп»

Содержание автомобиля с системой «Старт-стоп» обходится незначительно, но дороже, чем обслуживание такой же машины, но без указанной опции. В первую очередь, речь идет о преждевременном износе аккумуляторной батареи. Следует понимать, что даже аккумулятор повышенной мощности стоит на 15-20% дороже обычной АКБ.

Кроме того, работа системы в некоторых случаях может пагубно сказаться и на самом двигателе. По словам профессора кафедры «Поршневые двигатели» МГТУ им. Н.Э. Баумана, на моторах с экологическим стандартом Евро-5, как правило, реализован управляемый подвпрыск, работающий с середины и конца такта расширения.

«В итоге на холостом ходу это приводит к тому, что горючая смесь не сгорает полностью, а оседает на стенках цилиндров, попадая в картер и смешиваясь с моторным маслом. Если она отключается вместе с выключением системы «Старт-стоп», то это не страшно, если же нет, то попадание топлива в картер воздействует на ДВС отрицательно», – объяснил Онищенко.

Профессор добавил, что польза от заглушенного на две-три секунды двигателя не очевидна, так как при запуске мотор требует больше топлива, чем при стабильной работе. Поэтому эффект от системы тем больше, чем дольше машина стоит.

На российском рынке система «Старт-стоп» не сильно распространена в силу экономических причин. Например, в компании Ford объяснили, что решили отказаться от системы на автомобилях российской сборки с целью поддержания текущего уровня цен.

www.autonews.ru