Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του συστήματος "start-stop"

Σε μεγάλες πόλεις, η κυκλοφοριακή συμφόρηση έχει γίνει μέρος της καθημερινής ζωής των οδηγών. Ενώ το αυτοκίνητο βρίσκεται σε κυκλοφοριακή συμφόρηση, ο κινητήρας συνεχίζει να βρίσκεται σε αδράνεια και να καταναλώνει καύσιμα. Για να μειώσουν την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων έχουν δημιουργήσει ένα νέο σύστημα "start-stop". Οι κατασκευαστές μιλούν ομόφωνα για τα οφέλη αυτής της λειτουργίας. Στην πραγματικότητα, το σύστημα έχει πολλά μειονεκτήματα.

Η ιστορία του συστήματος εκκίνησης-διακοπής

Ενόψει των αυξανόμενων τιμών βενζίνης και ντίζελ, το ζήτημα της εξοικονόμησης καυσίμου και της μείωσης της κατανάλωσης παραμένει σημαντικό για τους περισσότερους οδηγούς. Ταυτόχρονα, η κίνηση στην πόλη συνδέεται πάντα με τακτικές στάσεις στα φανάρια, συχνά με αναμονή σε μποτιλιαρίσματα. Τα στατιστικά στοιχεία λένε: ο κινητήρας οποιουδήποτε αυτοκινήτου λειτουργεί σε αδράνεια έως και 30% του χρόνου. Ταυτόχρονα, η κατανάλωση καυσίμου και η εκπομπή επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα συνεχίζονται. Η πρόκληση για τις αυτοκινητοβιομηχανίες είναι να προσπαθήσουν να λύσουν αυτό το πρόβλημα.

Οι πρώτες εξελίξεις για τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας των κινητήρων αυτοκινήτων ξεκίνησαν από την Toyota στα μέσα της δεκαετίας του '70 του περασμένου αιώνα. Ως πείραμα, ο κατασκευαστής άρχισε να εγκαθιστά έναν μηχανισμό σε ένα από τα μοντέλα του που σβήνει τον κινητήρα μετά από δύο λεπτά αδράνειας. Το σύστημα όμως δεν πρόλαβε.

Λίγες δεκαετίες αργότερα, η γαλλική εταιρεία Citroen έθεσε σε λειτουργία μια νέα συσκευή Start Stop, η οποία σταδιακά άρχισε να εγκαθίσταται σε αυτοκίνητα παραγωγής. Στην αρχή, μόνο οχήματα με υβριδικό κινητήρα ήταν εξοπλισμένα με αυτά, αλλά στη συνέχεια άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε αυτοκίνητα με συμβατικό κινητήρα.

Τα πιο σημαντικά αποτελέσματα επιτεύχθηκαν από τον Bosh. Το σύστημα start-stop που δημιουργήθηκε από αυτόν τον κατασκευαστή είναι το απλούστερο και πιο αξιόπιστο. Σήμερα είναι εγκατεστημένο στα αυτοκίνητά τους από τη Volkswagen, τη BMW και την Audi. Οι δημιουργοί του μηχανισμού ισχυρίζονται ότι η συσκευή μπορεί να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου κατά 8%. Ωστόσο, τα πραγματικά στοιχεία είναι πολύ χαμηλότερα: κατά τη διάρκεια πειραμάτων διαπιστώθηκε ότι η κατανάλωση καυσίμου μειώνεται μόνο κατά 4% στην καθημερινή αστική χρήση.

Πολλές αυτοκινητοβιομηχανίες έχουν επίσης δημιουργήσει τους δικούς τους μοναδικούς μηχανισμούς στάσης και εκκίνησης κινητήρα. Αυτά περιλαμβάνουν συστήματα:

• ISG (Idle Stop & Go) Kт Kia;
• STARS (Starter Alternator Reversible System), εγκατεστημένο σε αυτοκίνητα Mercedes και Citroen.
• SISS (Smart Idle Stop System) που αναπτύχθηκε από την Mazda.

Η αρχή της λειτουργίας της συσκευής

Το κύριο καθήκον του συστήματος "start-stop" είναι να μειώσει την κατανάλωση καυσίμου, το επίπεδο θορύβου και την εκπομπή επιβλαβών ουσιών στην ατμόσφαιρα ενώ ο κινητήρας βρίσκεται σε λειτουργία. Για τους σκοπούς αυτούς, παρέχεται αυτόματο κλείσιμο κινητήρα. Ένα σήμα για αυτό μπορεί να είναι:

• πλήρης στάση του οχήματος ·
• ουδέτερη θέση του μοχλού επιλογής ταχυτήτων και απελευθέρωση του πεντάλ συμπλέκτη (για αυτοκίνητα με χειροκίνητο κιβώτιο) ·
• πατώντας το πεντάλ φρένου (για οχήματα με αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων).

Ενώ ο κινητήρας είναι κλειστός, όλα τα ηλεκτρονικά οχήματα τροφοδοτούνται από την μπαταρία.

Μετά την επανεκκίνηση του κινητήρα, το αυτοκίνητο ξεκινά αθόρυβα και συνεχίζει το ταξίδι.

• Σε οχήματα με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων, ο μηχανισμός εκκινεί τον κινητήρα όταν πιέζεται το πεντάλ του συμπλέκτη.
• Ο κινητήρας σε αυτοκίνητα με αυτόματο κιβώτιο ξεκινά ξανά όταν ο οδηγός βγάλει το πόδι του από το πεντάλ φρένου.

Η συσκευή του μηχανισμού "start-stop"

Ο σχεδιασμός του συστήματος "start-stop" αποτελείται από έναν ηλεκτρονικό έλεγχο και μια συσκευή που παρέχει πολλαπλή εκκίνηση του κινητήρα εσωτερικής καύσης. Τα τελευταία χρησιμοποιούνται συχνότερα:

• ενισχυμένη μίζα
• αναστρέψιμη γεννήτρια (γεννήτρια εκκίνησης).

Για παράδειγμα, το σύστημα έναρξης-διακοπής της Bosh χρησιμοποιεί έναν ειδικό εκκινητή μεγάλης διάρκειας ζωής. Η συσκευή σχεδιάστηκε αρχικά για μεγάλο αριθμό εκκινήσεων κινητήρα εσωτερικής καύσης και είναι εξοπλισμένη με ενισχυμένο μηχανισμό κίνησης, ο οποίος εξασφαλίζει αξιόπιστη, γρήγορη και αθόρυβη εκκίνηση του κινητήρα.

Τα καθήκοντα της ηλεκτρονικής διακυβέρνησης περιλαμβάνουν:

• έγκαιρη διακοπή και εκκίνηση του κινητήρα ·
• συνεχής παρακολούθηση της φόρτισης της μπαταρίας.

Δομικά, το σύστημα αποτελείται από αισθητήρες, μια μονάδα ελέγχου και ενεργοποιητές. Οι συσκευές που στέλνουν σήματα στη μονάδα ελέγχου περιλαμβάνουν αισθητήρες:

• περιστροφή τροχού
• περιστροφές στροφαλοφόρου άξονα
• πατώντας το πεντάλ φρένου ή συμπλέκτη.
• ουδέτερη θέση στο κιβώτιο ταχυτήτων (μόνο για χειροκίνητη μετάδοση).
• φόρτιση μπαταρίας κ.λπ.

Η μονάδα ελέγχου κινητήρα με το λογισμικό εγκατεστημένο στο σύστημα εκκίνησης-στάσης χρησιμοποιείται ως συσκευή που λαμβάνει τα σήματα από τους αισθητήρες. Οι ρόλοι των εκτελεστικών μηχανισμών εκτελούνται από:

• εγχυτήρες συστήματος έγχυσης
• πηνία ανάφλεξης
• μίζα.

Μπορείτε να ενεργοποιήσετε και να απενεργοποιήσετε το σύστημα εκκίνησης με το κουμπί που βρίσκεται στον πίνακα οργάνων ή στις ρυθμίσεις του οχήματος. Ωστόσο, εάν η φόρτιση της μπαταρίας είναι ανεπαρκής, ο μηχανισμός θα απενεργοποιηθεί αυτόματα. Μόλις η μπαταρία φορτιστεί πλήρως, το σύστημα εκκίνησης / διακοπής κινητήρα θα αρχίσει να λειτουργεί ξανά.

"Start-stop" με ανάρρωση

Η πιο πρόσφατη εξέλιξη είναι το σύστημα start-stop με ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα. Με βαρύ φορτίο στον κινητήρα εσωτερικής καύσης, η γεννήτρια είναι απενεργοποιημένη για εξοικονόμηση καυσίμου. Τη στιγμή του φρεναρίσματος, ο μηχανισμός αρχίζει να λειτουργεί πάλι, ως αποτέλεσμα της φόρτισης της μπαταρίας. Έτσι ανακτάται η ενέργεια.

Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα τέτοιων συστημάτων είναι η χρήση μιας αναστρέψιμης γεννήτριας, η οποία είναι επίσης ικανή να λειτουργεί ως εκκινητής.

Το αναγεννητικό σύστημα εκκίνησης-διακοπής μπορεί να λειτουργήσει όταν η φόρτιση της μπαταρίας είναι τουλάχιστον 75%.

Αδυναμίες ανάπτυξης

Παρά τα προφανή πλεονεκτήματα της χρήσης του συστήματος "start-stop", ο μηχανισμός έχει σημαντικά μειονεκτήματα που πρέπει να ληφθούν υπόψη από τους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων.

• Βαρύ φορτίο της μπαταρίας. Τα σύγχρονα αυτοκίνητα είναι εξοπλισμένα με τεράστιο αριθμό ηλεκτρονικών συσκευών, για τη λειτουργία των οποίων, όταν ο κινητήρας σταματά, η μπαταρία πρέπει να είναι υπεύθυνη. Ένα τόσο μεγάλο φορτίο δεν ωφελεί την μπαταρία και την καταστρέφει γρήγορα.
• Βλάβη στους υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες. Η τακτική απότομη διακοπή λειτουργίας του κινητήρα με θερμαινόμενη τουρμπίνα είναι απαράδεκτη. Παρά το γεγονός ότι τα σύγχρονα αυτοκίνητα με στροβίλους είναι εφοδιασμένα με στροβιλοσυμπιεστές με ρουλεμάν, μειώνουν τον κίνδυνο υπερθέρμανσης του στροβίλου μόνο όταν ο κινητήρας σβήσει ξαφνικά, αλλά δεν τον εξαλείφει εντελώς. Επομένως, είναι καλύτερο για τους ιδιοκτήτες τέτοιων οχημάτων να αρνηθούν τη χρήση του συστήματος "start-stop".
• Μεγαλύτερη φθορά του κινητήρα. Ακόμα κι αν το όχημα δεν διαθέτει στρόβιλο, η αντοχή του κινητήρα που ξεκινά σε κάθε στάση μπορεί να μειωθεί σημαντικά.

Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της χρήσης του συστήματος εκκίνησης, κάθε ιδιοκτήτης αυτοκινήτου αποφασίζει για τον εαυτό του εάν αξίζει να εξοικονομήσετε μια ασήμαντη ποσότητα καυσίμου ή εάν είναι καλύτερο να φροντίσετε για την αξιόπιστη και ανθεκτική λειτουργία του κινητήρα, αφήνοντας σε αδράνεια.