Kam skirta „Start-Stop“ sistema?

Siekdami sumažinti kuro suvartojimą ir kenksmingų dujų išmetimą į atmosferą, automobilių gamintojai nuolat siūlo naujas technologijas, skirtas varikliui ir jo detalėms optimizuoti. Vienas iš sėkmingiausių technologinių atradimų yra „Start-Stop“ sistema, kuri trumpam sustabdo variklio darbą automobiliui sustojus – prie šviesoforų ar spūstyse. Mūsų straipsnyje pateikiamas jos veikimo principas bei privalumai ir trūkumai.

Šios technologijos istorija

1970 m. „Toyota“ atliko pirmuosius bandymus sukurti sistemą, kuri kontroliuotų variklio veikimą ir sustabdytų jo darbą tuščiąja eiga. „Toyota Crown“ sedanas buvo pirmasis automobilis, kuriame sumontuotas įrenginys, kuris išjungia variklio darbą po 1,5 s darbo tuščiąja eiga.

Vėliau, pirmajame 80-ųjų pusmetyje, „Audi 100“ ir „Volkswagen Santana“ automobiliuose įdiegtos panašios technologijos. Variklį reikėjo sustabdyti ir užvesti rankiniu būdu paspaudžiant mygtuką. Automobiliui „Fiat Regatta ES“ pasiūlytas tas pats sprendimas, tačiau variklio užvedimui reikėjo paspausti akceleratoriaus pedalą. Po kurio laiko prie šių automobilių prisijungė „Opel Ascona“, „Volkswagen Lupo“ ir „Audi A2“.

Ir iki šiol dauguma gerai žinomų prekės ženklų gamintojų įrengia savo automobilius su „Start-Stop“ sistema. Tarp jų yra „Peugeot“, „Citroën“, „Smart“, „Volvo“, „Land Rover“, „Volkswagen“, „SEAT“, „Nissan“, „Fiat“, „Bentley“, „BMW“, „Ford“, „Chevrolet“, „Hyundai“, „Honda“, „Jaguar“, „Kia“, „Mazda“, „Toyota“ ir kitos.

Sistemos veikimo principas ir tipai

Kiekvienas automobilių gamintojas siūlo savo metodą, kaip automatiškai išjungti ir užvesti variklį. Populiariausios yra šių žinomų kompanijų sukurtos technologijos:

• „Bosch“. Jų sukurta sistema pavadinta „Stop&Start“ – paprasčiausia ir patikimiausia. Ji leidžia sumažinti kenksmingų medžiagų kiekį išmetamosiose dujose 8%, o kuro sąnaudas – 15%. Tokią sistemą galite rasti „Audi“, „Volkswagen“, „BMW“, „Fiat“ ir kitų prekės ženklų automobiliuose. Ši sistema reikalauja įdiegti galingesnį starterį, kuris galėtų atlaikyti pasikartojančius variklio užvedimus. Ši sistema valdoma „ECU“ variklio. Jos veikimas remiasi tokiais jutiklių rodmenimis: transporto priemonės greičio davikliu, sankabos pedalu ir stabdžių pedalo padėties jutikliu, alkūninio veleno padėties jutikliu, akumuliatoriaus įkrovos jutikliu ir kitais.

Nustačiusi, kad automobilis sustojo, sistema automatiškai išjungia variklį. Variklis užvedamas, kai automobiliuose su mechanine pavarų dėže spaudžiamas sankabos pedalas, o automobiliuose su automatine transmisija atleidžiamas stabdžių pedalas. Siekiant didesnio ekonomiškumo, vėlesnėse sistemos kartose jau galima išjungti variklį ir vairavimo metu. Tačiau tai padaryti galima tik tada, kai „ECU“ variklis duoda reikiamą komandą, nustatęs automobilio greitį, ar vyksta manevravimas, ar važiuojama nuožulniu keliu ir t.t.

• „Kia Motors“. Jų sukurta sistema vadinama „ISG“ („Idle Stop&Go“). Ji įrengta tokiu pačiu principu kaip „Bosch“ „Stop&Start“, bet, be variklio sustabdymo ir užvedimo, ji taip pat valdo generatorių. Greitėjimo metu sistema jį atjungia, o visa apkrova nukreipiama į akumuliatorių. Stabdant generatorius vėl įsijungia, o tuo metu įkraunamas akumuliatorius. Toks metodas taip pat leidžia sutaupyti nemažai energijos – apie 6% bendrajame cikle ir iki 15% važiuojant mieste.
• „Valeo“. Sistema vadinama „STARS“ (starterio generatoriaus grįžtamoji sistema). Ji naudojama „Citroën“, „Mercedes-Benz“ ir kituose automobiliuose. Apie 10% sumažina degalų sunaudojimą. Turi savo valdymo bloką. Sistema naudoja grįžtamąjį generatorių, kuris sujungia starterio ir generatoriaus funkcijas. Dėl specialaus pavaros diržo ir tiksliai pritaikyto įtempimo įtaiso, prireikus, sistema gali veikti viena iš dviejų krypčių: arba užvesti variklį, arba įkrauti akumuliatorių. Pagrindinis šios sistemos privalumas yra staigus atsakas – variklio paleidimui reikalingas dvigubai mažesnis laikas nei įprasto starterio atveju. Taip pat efektyviai panaudojama stabdymo energija.
• „Mazda“. Sistema vadinama „SISS“ („Smart Idle Stop System“) arba „i-Stop“. Tokia sistema montuojama tik į automobilius su automatine transmisija ir benzininiais varikliais su tiesioginiu degalų įpurškimu. Ji padeda sutaupyti iki 9% degalų. Degalų įpurškimas į cilindrus ir degalų-oro mišinio uždegimas skatina pakartotiną variklio užvedimą. Taip veikiant stabdymo metu stūmokliai yra sumontuoti taip, kad kuo greičiau persijungtų. Starteris naudojamas tik kaip papildomas energijos šaltinis.

Privalumai ir trūkumai

Viena iš pagrindinių megamiestų problemų yra nuolatinės eismo spūstys keliuose. Remiantis naujausiais 2017 m. Amerikos bendrovės „INRIX Roadway Analytics“ duomenimis, gyventojai Maskvoje praleido 91 valandą transporto spūstyse, žmonės Londone – 73 val., Paryžiuje – 65 val., Stambule – 59 val., Ciuriche – 54 val., Miunchene – 49 val., Osle – 47 valandas. Ir tai sudaro tik 240 dienų, neįskaitant savaitgalių. Vairavimas eismo kamščiuose žymiai padidina kuro sąnaudas, o kuo daugiau kuro sudeginama, tuo daugiau kenksmingų medžiagų patenka į atmosferą.

Pagrindinis „Start-Stop“ uždavinys – būtent tokių aukščiau išvardintų problemų sprendimas. Stabdant variklį, kai jo veikimas yra nebūtinas, sistema leidžia kurti ekonomišką degalų naudojimą.

Šios sistemos naudojimas turi dar vieną ypatingą privalumą. Mažinant darbo tuščiąja eiga valandų skaičių ir pridedant papildomą apkrovą varikliui, esant žemam jo apsisukimų dažniui, sistema prisideda prie optimalaus katalizatoriaus veikimo, prailgindama jo naudojimo laiką. Taip pat apsaugo uždegimo žvakutes nuo ant jų susidarančių anglies nuosėdų. Dyzeliniuose varikliuose ji sulėtina nuosėdų susidarymą ant „EGR“ vožtuvo, mažina karbamido naudojimą bei prisideda prie dyzelio kietųjų dalelių filtro regeneravimo.

Tačiau „Start-Stop“ sistema turi ir tam tikrų trūkumų. Tokiai sistemai reikalinga galingesnė įranga, ypač starteris ir akumuliatorius, o tokios detalės yra beveik dvigubai brangesnės nei įprastos. Taip pat pakartotinas variklio užvedimas didina alkūninio veleno guolių apkrovą. Gerhardas Arnoldas, vieno iš federalinės vyriausybės padalinių vadovas, britų „Autocar“ žurnalui nurodė, kad tradicinis variklis gali lengvai atlaikyti daugiau nei 50 000 užvedimų ir sustojimų. Tačiau su „Start-Stop“ sistema ciklo skaičius gali viršyti 500 000. Šiuo atveju standartiniai guoliai nusidėvi gana smarkiai jau po 100 000 užvedimų.

Dar vienas erzinantis veiksnys – užvedimo delsimas. Nepaisant to, kad jis yra nereikšmingas (sistemoms su sustiprintu starteriu – 0,8 s, su grįžtamojo ryšio generatoriumi – 0,4 s, su degalų įpurškimo reguliavimu – 0,35 s), vis tiek daugeliui vairuotojų sukelia nepatogumą.

Tokios sistemos funkcionavimas yra įmanomas tik tuo atveju, jei įvykdomos tam tikros sąlygos.

10 būtinų sąlygų „Start-Stop“ sistemos veikimui

1. Variklio dangtis ir vairuotojo durys yra uždarytos.
2. Vairuotojas yra užsisegęs saugos diržą.
3. Automobilio greitis siekia bent 4 km/h.
4. Variklis yra pakankamai pašildytas.
5. Variklio apsisukimų dažnis neviršija nominalaus darbo tuščiąja eiga greičio.
6. Lango atitirpinimo sistema yra išjungta.
7. Vidinė temperatūra nesiskiria daugiau nei 8 laipsniais nuo nustatytos standartinės. Tai ypač svarbu šaltuoju metų laiku.
8. Akumuliatorius įkrautas ne mažiau nei sistemos nustatytas standartas. Pavyzdžiui, „ISG“ - 75%.
9. Generatorius yra pilnai veikiantis.
10. Vairo padėtis yra nereikšminga.

Išvada

Daug bendrovių šiuo metu deda dideles pastangas „Start-Stop“ sistemai tobulinti. Pavyzdžiui, britų kompanija „Millers Oils“ pristatė variklių alyvą, kuri sumažina variklių detalių trintį ir susidėvėjimą net 50%. Įmonės techninis direktorius Martynas Mannas įsitikinęs, kad šis bei kiti panašūs produktai turėtų padėti aktyviai reklamuoti „Start-Stop“ technologijas. Kiti gamintojai susikoncentravę į patvaresnių guolių kūrimą. „Bosch“, „Valeo“, „Denso“ ir daugelis kitų automobilių gamintojų taip pat stengiasi sumažinti variklio užvedimo trukmę.

Tačiau, nepaisant to, kad sistema vis dar turi trūkumų, o jos teikiamas ekonomiškumas – atsižvelgiant į santykinai brangią įrangą – kam nors gali atrodyti nereikšminga, bet, pasak ekspertų, ši technologija turi puikią ateitį. Galiausiai nauda, kurią ji teikia aplinkai, yra neginčytina.