В крупных городах дорожные заторы стали частью обыденной жизни автомобилистов. Пока автомобиль стоит в пробке, двигатель продолжает работать на холостом ходу и потреблять топливо. Чтобы снизить расход и уменьшить выброс вредных веществ, автомобильные разработчики создали новую систему «старт-стоп». Производители в один голос говорят о пользе данной функции. На деле система имеет немало недостатков.
История создания
Первые разработки
Первые эксперименты по созданию такой системы предприняла компания Toyota в середине 1970-х годов, установив на свою люксовую модель Crown устройство, «выключающее» двигатель после 1,5-секундного простоя. Тестирование в плотном потоке Токио показало снижение расхода топлива на 10%.
Некоторые автомобили 1980-х годов, такие как Volkswagen Polo, Formel E и Fiat Regata ES, имели в арсенале подобную систему. Компания Volkswagen Group использовала её на автомобиле Golf Ecomatic в 1994 году, и позже, в 1999 году, на автомобилях Volkswagen Lupo 3L и Audi A2 3L (3L – 3 литра на сто километров). Хотя эта система и привела к сильному дорожанию и смущала потенциальных покупателей, не верящих в неё, Volkswagen Group продала достаточное количество Volkswagen Lupo и Audi A2, до сих пор претендующих на звание самых экономичных в мире.
Компания Citroën представила более продвинутую систему в 2006 году на своих моделях C2 и C3, назвав её «Stop and Start». Она комбинировала систему роботизированной трансмиссии SensoDrive со стартером и генератором, объединённых в один блок. Применённая конструкция — ISG, также известная, как «интегрированный стартер-генератор», сочетает в себе роль стартера и генератора в одном устройстве. Производить такой стартер-генератор стали французская компания Valeo и японская Denso .
Компании BMW и Mini применили такую систему в 2008 году в рамках новой программы Efficient Dynamics. В отличие от стартер-генератора Citroën, BMW установила на свои автомобили усиленный стартер от компании Bosch, который справлялся с большим количеством пусков двигателя и более производительный аккумулятор. Помимо этого была применена система рекуперативного торможения, благодаря которой тепловая энергия от торможения переходит в электроэнергию и подзаряжает аккумулятор.
Компания Toyota, как и многие японские автопроизводители, уже достаточно давно продаёт на внутреннем рынке автомобили с системой старт-стоп, однако на внешнем рынке эта технология применяется только на некоторых автомобилях начиная с 2009 года. К 2010 году компания Renault представила эту систему на всех автомобилях своего модельного ряда.
Наряду с вышеупомянутыми компаниями, в начале 21-го века почти все производители автомобилей рано или поздно начинают применять систему старт-стоп, как одну из эффективных в борьбе за экономичность
Из чего состоит система Старт-стоп? В состав системы входят:
- Специальная система управления.
- Устройство, которое обеспечивает своевременный многократный пуск ДВС.
Принципов реализации функции остановки и запуска двигателя есть несколько, среди них:
- Запуск при помощи усиленного стартера.
- При помощи впрыск топлива в цилиндры и последующего воспламенения смеси.
- Посредством реверсионного генератора (стартер-генератора).
Наиболее простым и вместе с тем самым надежным с конструктивной точки зрения принято считать — систему Stop&Startот 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:
- Запуск мотора.
- Его остановку.
- А также производить контроль заряда аккумуляторной батареи (АКБ).
Система Старт-стоп базируется на:
- Блоке управления.
- Входных датчиках.
- 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.
Конструкция системы
В системе используется большое количество датчиков и блоков управления. Перечисление и схема касаются автомобилей концерна Volkswagen, поскольку они являются наиболее распространенными машинами с системой старт-стоп. Продукция других производителей транспортных средств имеет незначительные конструктивные отличия.
Принципиальная схема компонентов системы старт-стоп
В состав системы входят следующие компоненты:
| Обозначение на схеме | Название |
| А | Аккумуляторная батарея |
| С | Генератор на двигателе |
| С1 | Регулятор уровня напряжения в бортовой сети |
| B | Стартер |
| F | Концевой переключатель сигналов торможения |
| F36 | Концевой переключатель на педали сцепления |
| F416 | Кнопка управления системой старт-стоп |
| G62 | Сенсор температуры жидкости в системе охлаждения |
| G79 | Сенсор положения педали управления дроссельной заслонкой |
| G701 | Бесконтактный сенсор нейтрального положения рычага коробки передач (на механике), установлен на верхней части картера |
| J104 | Контроллер антиблокировочной системы тормозов |
| J255 | Контроллер системы микроклимата или кондиционера |
| J285 | Комбинация приборов |
| J367 | Контроль уровня зарядки аккумуляторной батареи |
| J393 | Контроллер системы комфорта |
| J500 | Электрический усилитель рулевого управления вместе с контроллером |
| J519 | Блок контроля параметров бортовой сети |
| J532 | Система стабилизации напряжения (необходима для корректной работы электроники) |
| J533 | Диагностический канал |
| J623 | Блок управления работой силового агрегата |
| J791 | Парковочный ассистент |
Кроме того, в системе используются:
- 1 — усилитель рулевого управления;
- 2 — датчик скорости;
- 3 — различные датчики на двигателе;
- 4 — сенсор застегнутого ремня безопасности водителя;
- 5 — климатическая установка;
- 6 — клемма 50R;
- 7 — клемма 30;
- 8 — бортовая мультимедийная система.
Для обеспечения повышенного числа запусков двигателя применяются аккумуляторы с наполнителем из стекловолокна (EFB). Электролит в таких устройствах находится внутри пор стекловолоконной ткани, проложенной между пластинами батареи. Аккумуляторы не требуют обслуживания и обеспечивают повышенную силу тока при запуске.
Схема конструкции батареи EFB
Другим отличием машин с системой старт-стоп является генератор и регулятор напряжения, подключенные через цифровую шину данных. Подобное подсоединение позволяет контролировать параметры работы узлов и использовать эти данные при работе системы. Стартер обладает повышенной прочностью и износостойкостью. Обмотки приспособлены к многократным повторным пускам через малые промежутки времени.
В состав электроники входит специальный стабилизатор напряжения с выходной мощностью 180-300 Вт. Внутри установлен накопитель электрической энергии, которая передается в бортовую сеть через электронный выпрямитель. Устройство сглаживает пульсации напряжения в моменты срабатывания стартера. Благодаря этому, при работе старт-стопа не происходит отключения мультимедийной системы, комбинации приборов и ламп внешнего освещения.
На ряде автомобилей (например, Honda или Mercedes-Benz) встречается система старт-стоп, построенная на базе реверсивного генератора. Устройство оборудовано усиленным приводным ремнем и натяжителем особой конструкции. Переключаемое натяжное приспособление позволяет электрической машине работать в режиме генератора или стартера. Плюсом конструкции является бесшумность работы и быстрота срабатывания (в 2 раза быстрее, чем при обычном стартере).
Система с реверсивным генератором
Японская компания Mazda предлагает оригинальную систему, построенную на принципе впрыска и воспламенения топливной смеси в цилиндрах. Остановка мотора выполняется по сигналу от датчиков, при этом поршни останавливаются в определенном положении. После подачи сигнала на пуск, происходит опрос положения поршней. По полученным данным блок управления осуществляет впрыск топлива в цилиндры и воспламенение в заданной последовательности. Дополнительный импульс коленчатому валу дает стартер, подключаемый на короткое время.
Система старт-стоп от Mazda
Система «Старт Стоп»: плюсы и минусы
Кнопки «Старт Стоп» совершенствуются, но у них остаются трудно устранимые недостатки. Поэтому часть автолюбителей считает кнопки бесполезным дополнением, полагая, что их минусы совершенно перечеркивают преимущества. Сначала о преимуществах.
Что ни говори, но «старт-стоп» действительно помогает снизить расход горючего. Экономия может составлять 10%. Это настоящий «must-have» для тех, кто практикует постоянную езду в пределах города с его пробками и светофорами.
Не нужно забывать и про экологическую составляющую. Когда мотор работает, образуется много вредных веществ, которые выбрасываются в атмосферу — использование «Старт-Стоп» снижает объём выбросов.
Во время простоя в пробке двигатель работать не будет. Поэтому не будет и шума от него. Снижаются нагрузки на детали мотора и на коленчатый вал.
А теперь о минусах. Главный — увеличение нагрузки на аккумулятор и стартер, что может привести к их поломке. Чтобы завести автомобиль, сначала нужно надавить на тормоз, а некоторые автолюбители забывают это сделать.
Если нужно установить сигнализацию на автомобиль с кнопкой, приготовьтесь к тому, что установка будет дорогой. При наличии кнопки придется ставить усиленный стартер, а стоит он недешево. Настоящая экономия топлива будет обеспечена только при езде от одного светофора к другому — «Старт Стоп» теряет свою эффективность, когда приходится двигаться рывками в больших пробках. В этом случае стартер срабатывает часто, что приводит к снижению заряда аккумулятора. Для восполнения требуется время, а его всегда не хватает. Из-за этого происходит автоматическое отключение системы.
Разработчики постоянно совершенствуют Stop & Start — надеемся, что в ближайшем будущем её минусы будут сведены к минимуму. Число моделей автомобилей с такой системой множится в арифметической прогрессии.
Необходимые условия работы
Система старт-стоп работает только при скорости движения выше 4км/ч, при этом водительская дверь должна быть закрыта, а сам водитель должен быть пристёгнут, как и при условии соблюдения других параметров, которые могут быть заданы производителем. Кроме того, система не будет включаться на непрогретом автомобиле (сюда входит и несоответствие частоты вращения КВ, частоте вращения на холостом ходу), если включены обогревы стёкол, зеркал и других элементов, неисправен генератор или уровень заряда АКБ ниже нормы, остановка произошла после выключения заднего хода или рулевое колесо вывернуто на большой угол (например, для маневра на стоянке).
Это все да, и поначалу я думал что при невыполнении этих условий машину можно заглушить только вручную, нно нет, есть варианты:
— движение, дверь, непрогретый авто, а также уровень заряда АКБ и несоответствие частоты вращения по любым причинам — это непобедимо;
— после движения назад не срабатывает система, все просто: выключаешь парктроник после остановки и кнопочку «А off» клац и заглохла;
— вывернуто колесо, и система не работает, ну это вообще не очень хорошо глушить машину с вывернутым колесом, т.к. гидрачь выключается, и есть мнения, что это для него не безопасно, принцип тот же: выкручиваешь руль до прямого положения колес и педаль тормоза посильнее придавливаешь;
— обогрев зеркал и стекол не замечал, но вот в жару, когда включен климат машина глохнет только тогда когда температура в салоне комфортна;
— вообще если система не сработала стоит клацнуть «А off» и будет вам щастье!
Теперь что касается основной задачи этой системы, это снизить расход топлива (просто шум и уровень загрязнения в России пока на втором или даже третьем плане) как посчитал журнал «За рулем» на А7:
Насколько выгодно применение «старт-стопа»? Показатели у отдельных моделей различаются в разы, но не в силу преимущества чьих-то технологий, а, как правило, из-за расхождения методик замеров. Скромные рекламные проспекты обещают экономить около 6% топлива, самые бессовестные – до 31%. Проверим на живой машине – «Ауди-А7» с 3-литровым мотором TFSI, автоматом и, конечно, системой «старт-стоп» фирмы «Бош».
Маршрут по дорогам Дмитровского полигона имитирует движение в идеальном городе: остановка на светофоре на полминуты, марш-бросок до следующего перекрестка. Это самые выгодные условия для эффективной работы «старт-стопа», но в российских мегаполисах они возможны лишь в ночное время. Маршрут проезжаем дважды: один раз с отключенной системой, другой – с работающей. Через час с небольшим получаем результаты, сравнимые с обещанными производителем, – на 27-километровом участке система «старт-стоп» сэкономила 0,3 л. Если измерять в относительных единицах, расход топлива уменьшился на 7,8%. Неплохо.
Теперь сымитируем более реальную ситуацию: оставим те же маршрут и остановки, но добавим пять «затяжных пробок». Протяженность каждой установим около километра. Это расстояние придется преодолевать в режиме черепахи: 10 секунд ползем, столько же стоим. Экономия сократилась почти вдвое – до 4,4%. Ничего удивительного: уже после нескольких пусков подряд «старт-стоп» перестает глушить мотор, дожидаясь приемлемой зарядки аккумулятора.
Берем в руки калькулятор. Передвигаясь только по городу, причем полупустому, и проезжая 20 000 км в год, хозяин «Ауди-А7» с 3-литровым бензиновым двигателем экономит около 7000 рублей. Вроде бы неплохо, но… Во-первых, городов без пробок становится все меньше. Во-вторых, любой автомобилист изредка, но все же вырывается за границы мегаполиса, где «старт-стоп» почти не нужен. В-третьих, чем экономичнее мотор сам по себе, тем меньше польза от «старт-стопа».
В спецификациях на автомобиль вы, как правило, не встретите отдельным пунктом систему «старт-стоп» с указанием ее стоимости. У БМВ она идет в стандартном оснащении, у «Ауди» входит в пакет допоборудования. Независимые компании, предлагающие установку данного устройства, просят, как правило, около 30 000 рублей. Получается, даже в идеальных условиях оно окупится не менее чем за четыре года эксплуатации.
Поэтому не тешьте себя надеждами на экономию личных средств. Ваш удел – гордиться вкладом в оздоровление атмосферы родного города. Ведь вы один из немногих, кто глушит, хоть и не по своей воле, бесполезно молотящий двигатель на перекрестке.
GPS маяк: виды,принцип работы и устройство
Почему запотевают фары: причины и устранение,фото
Устройство и принцип работы датчика дождя в авто
Лазерные фары: что это такое и как работает?