Как работает система старт-стоп в машине, ее назначение, плюсы и минусы

И в чем достоинство?

Для чего такие жертвы? Неужели все ради 5% экономии, которые не всегда себя проявляют даже в стандартном ездовом цикле?

Не все так просто. Система нужна не только для экономии топлива. Точнее, она работает совместно с другими техническими решениями, помогая более эффективно их применять или снижая негативные эффекты.

Бензиновые моторы, например, показательно неэффективны на малой нагрузке — только «даунсайз» и турбонаддув могут что-то изменить в этой ситуации. Для снижения расхода топлива на холостых оборотах и повышения чистоты выхлопа применяется повышение рабочей температуры двигателя, но этот способ значительно вредит ресурсу мотора и всех навесных агрегатов.

Использование системы «Старт/Стоп» позволяет избежать как самих холостых оборотов в принципе, так и работы с малой нагрузкой, когда неэффективно работают катализаторы. Мотор или не работает, или догружен генератором, заряжающим аккумуляторную батарею, и катализаторы не выходят за границы оптимального температурного режима.

Заодно убран проблемный для системы смазки мотора режим, а значит, можно еще немного снизить запас по рабочему давлению масла, добившись небольшой, но экономии. Учитывая, что бензиновые моторы легко стартуют и быстро прогреваются, внедрение для них системы «Старт/Стоп» видится закономерным и с максимально широким охватом.

Дизельные двигатели не страдают перегревом на холостых и очень эффективны на малой нагрузке. Но тем не менее холостые обороты желательно исключить и у них. Причина во все более жестких нормах выбросов NO. Именно на малых нагрузках концентрация выбросов получается наивысшей, притом что катализатор не способен без подачи дополнительного топлива «дожечь» окислы. Нет холостых оборотов — нет проблем. Причем чем больше рабочий объем у мотора, тем более эффективна технология. Именно при работе на холостых оборотах больше всего загрязняется EGR и больше всего расходуется мочевины при химической нейтрализации выхлопных газов.

Отключение мотора позволит сохранить ресурс и сделать систему рециркуляции проще, да и экономия мочевины тоже может оказаться полезной.

Отказ от холостых оборотов позволяет также в ряде случаев ускорить прогрев дизельного мотора в холостом цикле. Ведь, в отличие от бензинового мотора, дизель на холостых очень быстро охлаждается потоком воздуха. Еще одна проблема связана с сажевыми фильтрами: на малых оборотах дизельный мотор генерирует повышенное количество твердых частиц в выхлопе из-за плохой продувки камеры сгорания, несмотря на большой коэффициент избытка воздуха. А все «наработанные» частички сажи после работы на холостых необходимо «прожечь» в фильтре, на что также уходит топливо, иначе фильтр просто забьется. Так что и дизельному мотору система «Старт/Стоп» оказалась полезна.

А как же турбина?

Все правильно. Целесообразность применения системы «Старт-Стоп» на бензиновых двигателях с турбонагнетателем или в турбодизелях вызывает ожесточенные споры. Прежде всего, речь идет об эксплуатации турбины, так как от соблюдения нескольких простых правил зависит ее «долголетие». Одна из главных проблем – момент выключения двигателя. Этого нельзя делать сразу после прибытия в пункт назначения, так как надо дать время турбине остыть. Если турбированный двигатель заглушить слишком рано, тогда турбонагнетатель останется без смазки. Это вскоре может привести к повреждению турбины и опустошению бумажника владельца.

Некоторые производители не видят в этом проблемы, например Mitsubishi, и считают, что для охлаждения турбины не нужно специальных «процедур». Другие пошевелили мозгами немного больше и предложили установить специальные датчики, которые измерят температуру турбины, после чего электроника примет решение выключать двигатель или нет. Очевидно, что у любителей «подавить тапку в пол», турбина, будет разогрета до красна, и от системы «Start&Stop» не будет никакого толку. Volkswagen в автомобилях с турбомотором предлагает не отключать полностью двигатель, а лишь деактивировать половину цилиндров. Еще один вариант решения проблемы – электромаслонасос, который после выключения двигателя будет продолжать подавать масло к турбине.

Неполадки

При наступлении холодов водители думают, сможет ли их аккумулятор продержаться еще одну зиму. Часто встречающаяся неисправность «старт-стопа» — сильная нагрузка на батарею. В обычном режиме эксплуатации батарея работает около 7 лет, но если автолюбитель решит внедрить новую систему, то срок службы АКБ значительно сокращается.

Негативно на срок службы аккумулятора также влияет неисправный генератор и стартер. Первый — способен немного восстановить батарею, но на полный подзаряд надеяться не стоит. Есть, конечно, способ, решающий эту проблему. Обычно водители оставляют АКБ в сервисе на сутки, но это временная мера. Лучше всего заменить прибор на новый

Эксперты рекомендуют обратить внимание на оборудование Bosch. Они обладают увеличенным сроком службы и большой емкостью

Чтобы понять, что батарея «умирает», необходимо обратить внимание на некоторые признаки. Например, слабое функционирование стартерной части, дефицит напряжения с затухающими индикаторами

Провести диагностику можно с использованием специальных приборов.

Эксперты советуют водителям, имеющим премиальные автомобили со «старт-стоп» системой, использовать батареи GEL и AGM. Они стоят не так дорого, при этом обладают непростой конструкцией. Пластины аккумулятора удерживаются сепараторами, то есть они не погружены в электролит. Для установки также подойдут EFB аккумуляторы, которые размещают под капотом.

Что касается стартера, то при эксплуатации машины со start-stop на него также увеличивается нагрузка. Если произойдет поломка, то водителю придется выложить крупную сумму за восстановление. Из этого можно сделать несколько выводов.

Автомобили, которые изначально производятся с внедрением данной системы, позволяют водителю сэкономить более 200 долларов в год. Если человек самостоятельно установит систему в свое авто, он не сможет быстро окупить вложения.

Владельцы автомобилей Ауди часто сталкиваются с тем, что машина не заводится после отработки start-stop конструкции. Требуется обновление ПО. Хозяева других моделей авто утверждают, что система часто отказывается работать по совершенно неясным причинам.

Таким образом, можно сделать вывод, что технология — капризная и требовательная. Если водитель проигнорирует хоть одно условие работы, это приведет к появлению ошибок в системе и отказу работать. Условия были приведены выше по тексту.

Особенности систем различных производителей

BMW

BMW начала использовать систему Stop-Start в собственных моделях-сериях и в линейке автомобилей MINI в 2008 году в рамках общей кампании по повышению экономичности своих автомобилей «Efficient Dynamics». Вместо того чтобы использовать интегрированный стартер-генератор (ISG), BMW использовала усовершенствованный обычный стартер, разработанный Robert Bosch GmbH, который может выдержать частые запуски двигателя. В конструкции BMW генератор не активен большую часть времени. Это означает, что электрические компоненты автомобиля, как правило, работают от аккумулятора. Когда батарея нуждается в подзарядке, или при замедлении, генератор активируется и (в сочетании с системой рекуперативного торможения) подзаряжает аккумулятор. Поскольку при таком использовании батарея испытывает очень разные нагрузки, BMW оснастила свои автомобили соответствующими аккумуляторами, выдерживающими эксплуатацию в таком режиме.

Citroën

Концерн Citroën представил более изысканный систему в моделях C2 и C3 2006 в году. В реализации Citroën в систему включена роботизированная коробка передач SensoDrive и электронно управляемый интегрированный стартер-генератор (ISG). ISG сочетает в себе роль стартера и генератора в одном устройстве. В автомобилях Citroen применен ISG производства компаний Valeo и Denso.

Fiat Group

В конце 2008 года Fiat представил систему stop-Start, разработанную компанией Robert Bosch GmbH, установленную в Fiat 500. С сентября 2009 года, Alfa Romeo также устанавливает эту систему в своей серии Alfa Romeo Mito с двигателем 1,4 л Turbo «MultiAir».FordВ конце 2010 года Ford объявил, что система Stop-Start, использованная в гибридных автомобилях его производства будет последовательно внедрена во все модели с бензиновой силовой установкой.

Hyundai/Kia

Для Kia Rio 3(а также для Hyundai Accent/Verna) с новым четырехцилиндровым двигателем 1,6 литра после рестайлинга 2012 года в списке опций есть система ISG (которую компания расшифровывает как «Intelligent Stop&Go»). В Россию официально не поставляется.

Honda

Компания Honda была одним из пионеров использования системы Stop/Start. К примеру, на модели Insight 1999 года для внутреннего рынка Японии такая система была доступна в качестве опции.

IKCO

Компания Iran Khodro представила свою систему Stop/Start для модели Samand в 2010 году.

Mazda

Особенность системы SISS (Smart Idle Stop System) от компании Mazda заключается в том, что она определяет, в каком положении находятся поршни и начинает запуск двигателя с тех двух цилиндрах, в которых топливо уже сжато. Это позволяет использовать стартер по-минимуму, экономя электроэнергию. Смесь в выбранных цилиндрах воспламеняется от свечи зажигания, после чего поршни сразу же начинают движение вниз, не встречая сопротивления. Это позволяет добиться практически мгновенного запуска двигателя за 0,35 секунды. В 2011 году Mazda объявила о создании i-ELOOP, системы, которая использует генератор переменного напряжения для преобразования кинетической энергии в электрическую энергию при торможении. Энергия, запасенная в двухслойном конденсаторе, используется для подачи питания, необходимого для поддержания работы электрических систем автомобиля при неработающем двигателе. При использовании в сочетании i-Stop system, по утверждению Mazda, достигается экономи топлива до 10%.

Opel

В 2011 году концерн Opel представил систему Start/Stop в моделях, выпускаемых в рамках программы EcoFLEX. Система используется с бензиновыми двигателями Family 0, Family II, MGE, а также с дизельными агрегатами MultiJet, Circle L и Family B.

Renault

Renault устанавливает систему Start/Stop на все свои европейские модели с 2010 года.

Toyota

Toyota ставит систему Start/Stop на ряд моделей, предназначенных для продажи вне рынка Японии начиная с 2009 модельного года.

Volkswagen

Volkswagen начал использовать систему Start-Stop в моделях Polo, Golf и Passat BlueMotion. В настоящее время система входит в диапазон доступных опций для всех моделей Volkswagen с пакетом BlueMotion.

Volvo

Volvo представила свою технологию в 2009 году, в автомобилях, выпущенных в рамках программы DRIVe.

Система старт-стоп вредит двигателю?

Благодаря применению стартеров и аккумуляторов, предназначенных для систем, нам не нужно беспокоиться о том, что эти элементы придется часто заменять. К сожалению, они будут дороже, чем стандартные (батарея даже в два раза).

Предполагается, что слишком частый запуск и гашение двигателя сокращает его срок службы до 1/3 , а наиболее загруженные компоненты включают турбокомпрессор (без надлежащего охлаждения), двухмассовый маховик и опоры двигателя (каждый пуск приводит к увеличению вибрации). Расходы на приобретение этих деталей быстро компенсируют экономию, полученную при более низком расходе.

Модернизированные версии «старт-стоп»

Система нового поколения позволяет отключить ДВС еще до полной остановки авто. Таким образом экономится еще больше топлива. Процесс остановки машины анализируется блоком по определенным параметрам:

• Скорости движения авто в данный момент.
• Скорости машины до начала торможения.
• Уровню уклона дороги и возможности маневрирования.

В случае, если параметр движения не соответствует хотя бы одному из требований, система будет работать только тогда, когда автомобиль полностью остановится.

На автомобилях «Киа» используется схожая технология – Idle Stop&Go. Но в отличие от предыдущей, здесь задействуется генератор. При высокой нагрузке на ДВС, данный узел отключается (с целью экономии топлива). А при торможении генератор снова включается и выполняет подзарядку АКБ. Вредит ли данная система? Работает она только в случае, если батарея заряжена не ниже, чем на 75 процентов. Если величина разряда более четверти, система автоматически отключается. Также технология не работает, если в автомобиле включен кондиционер.

Компания «Валео» выпустила систему STARS. Ее можно встретить на автомобилях «Ситроен» и «Мерседес». В конструкции используется реверсивный генератор. По данным производителя, он позволяет снизить расход на 10 процентов. Генератор являет собой электрический узел переменного тока. В зависимости от текущих условий, механизм действует как генератор, либо стартер. Рабоатет узел бесшумно, время запуска составляет 0,4 секунды, что вдвое меньше, чем у обычного стартера. Управляет технологией отдельный ЭБУ. Он взаимодействует с ЭБУ двигателя. Набор датчиков аналогичен классической системе «Бош».

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.

Также читайте:

• Что такое детонация двигателя? Причины возникновения детонации (ч. 1)
• Езда зимой: основные принципы зимнего вождения, советы специалистов
• Что такое климат контроль? Принцип работы и основные отличия от кондиционера
• Вариатор или автомат — что лучше?

Принцип работы кнопки Start/Stop

Перед началом проведения всех работ, важно уяснить для себя принципиальные особенности устройства и разобраться в тонкостях его работы

Если не вдаваться в подробности, то сама процедура активации указанной системы складывается из последовательного выполнения следующих действий:

• отключение сигнализации;
• нажатие на тормозную педаль;
• нажатие заветной кнопки.

Последнее действие предполагает кратковременный запуск стартера автомобиля. Для того чтобы заглушить авто, следует до упора надавить на всё ту же педаль тормоза и нажать на волшебную кнопку.

Выполнение представленного алготритма приведёт к желаемому результату лишь в том случае, если выполняется ряд определенных условий, имеющих отношение к монтажу рабочих узлов и элементов.

Такой поверхностный анализ работы системы, однако, не даёт автолюбителю четкого представления о её функциональных особенностях. Для более досконального знакомства с особенностями функционирования устройства, будет целесообразно изучить принципиальную схему его подключения, которая прилагается ниже.

Плюсы и минусы устройства в автомобиле

По устоявшейся традиции, попробуем выяснить, какие положительные и отрицательные стороны таит в себе установка кнопки «старт-стоп».

Начнём, пожалуй, с плюсов. Их, если верить многочисленным отзывам, куда больше, нежели минусов.

Итак, наличие представленной системы позволяет:

• упростить процедуру запуска двигателя;
• повысить комфортабельность;
• усовершенствовать противоугонную систему автомобиля;
• сэкономить время.

Если говорить о негативных явлениях, связанных с установкой подобного девайса, стоит отметить, что все они носят скорее косвенный характер.

К примеру, водителю в данном случае приходится долго привыкать к несвойственному ему алгоритму действий. Могут также возникнуть некоторые затруднения, при наличии в автомобиле системы автозапуска.

В таком случае, для того, чтобы исключить возможность сбоев в работе представленного устройства, возникает необходимость в проведении работ по переустановке рабочего модуля брелока. Для этого потребуется вмешательство специалистов и как следствие лишние траты.

Основные недостатки кнопки запуска двигателя

Основным недостатком такой кнопки пуска двигателя является связанная с ней опция бесключевого доступа. Этой системой сегодня оснащаются многие современные автомобили, при этом она имеет как своих почитателей, так и ярых противников. Дело в том, что наличие системы бесключевого доступа, когда автовладельцу не требуется физически использовать ключ, вставляя его в замок зажигания, существенно снижает безопасность автомобиля.

Дело в том, что автоворы могут использовать специальные мощные ретрансляторы, которые усиливают сигнал от чипа, находящегося внутри ключа у хозяина автомобиля. Например, стоит владельцу машины отойти в магазин за 200-300 метров от парковки, как преступники с помощью такого ретранслятора усилят сигнал, что позволит с легкостью открыть машину и уехать на ней второму злоумышленнику, как если бы у него в кармане был такой ключ с меткой системы безопасности.

В итоге, как-либо решить такие проблемы будет невозможно, поэтому безопасность машины существенно снижается. Неудивительно, что многие автовладельцы, даже при наличии у них на авто такой опции, отключают метку брелока, что вынуждает их открывать автомобиль, вставляя ключ в замок, а в последующем заводить автомобиль традиционным способом через ключ в зажигании.

Подведём итоги

Кнопка запуска двигателя Start/Stop Engine – это популярная сегодня опция, которой оснащаются многие автомобили. При этом такая система позволяет не только непосредственно заводить двигатель, но и имеет дополнительные функции, в том числе блокирует рулевую колонку или позволяет с селектором АКПП в положении Драйв экстренно глушить мотор. Нужно лишь помнить, что наличие связанной с этой кнопкой функции бесключевого доступа может несколько снизить безопасность автомобиля, упростив его угон.

23.01.2020

Цель изобретения Start-Stop системы

Проведенные исследования режимов движения транспортных средств показали, что до трети времени работы мотор находится на оборотах холостого хода. Это связано с движением в плотном городском трафике с частыми простоями на светофорах. Для сокращения вредных выбросов было предложено ввести автоматическое глушение и запуск силового агрегата.

Компания Toyota начала применять принудительную остановку двигателя на ряде моделей еще в середине 70-х гг.. Но массовое появление старт-стопа относится к периоду времени после 2005 года.

Система позволяет:

• уменьшить расход топлива;
• сократить число выбросов в атмосферу;
• снизить шумность работы автомобиля во время остановок.

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.

Система «Start-Stop» выводит из строя аккумуляторы..

У современных автомобилей так много электроники и различных потребителей электроэнергии, что они нуждаются в достаточно большом количестве электроэнергии, чтобы продолжать работать, особенно в тот момент, когда двигатель внутреннего сгорания главный «дистрибьютор потребления вольт в батарее» выключается. Фары, климат-контроль, аудиосистема, даже подушки безопасности в машине не сработают, если нет электроэнергии. Вот почему в автомобилях с системой «Start-Stop» аккумуляторная батарея проходит через гораздо большие испытания и при значительной усиленной нагрузке, чем в автомобилях со стандартной схемой работы.