Vetaif.ru

Авто журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает кнопка старт стоп на авто

Устройство и принцип работы системы «старт-стоп»

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.

  1. История появления системы «старт-стоп»
  2. Принцип работы устройства
  3. Устройство механизма «старт-стоп»
  4. «Старт-стоп» с рекуперацией
  5. Слабые стороны разработки

Описание системы Старт-Стоп

Как работает система Старт-Стоп, какова электронная схема пускового устройства для автомобиля, как она должна устанавливаться и как осуществляется рекуперация? Подробная информация о том, как производится запуск двигателя с кнопки, каковы функции и принцип работы устройства приведены ниже.

Обозначение системы Старт-Стоп на панели приборов авто

Устройство

Итак, каково устройство автомобильной системы с кнопкой старт:

  1. В первую очередь, это мощный стартер вместо замка зажигания, с кнопкой Старт-Стоп. Следует отметить, что в комплекте более качественных девайсов идет наиболее мощный пускатель включения.
  2. Бендикс. В системах Бош, устанавливаемых на автомобили европейского производства, в частности, БМВ, идет бесшумный бендикс.
  3. Датчик, который монтируется в схему подключения автомобиля своими руками и демонстрирующий уровень заряда аккумулятора транспортного средства.
  4. Один из основных элементов — блок управления. Установленный в свой автомобиль блок позволяет управлять запуском после подключения кнопки. По сути, блок управления является мозгом устройства. Именно блок осуществляет считывание параметров и показаний с регулятора скорости. Также он фиксирует частоту вращения коленчатого вала, положение педали газа во время езды. В дальнейшем этот блок передает полученную информацию на ЭБУ мотором.

Обозначение элементов системы Старт-Стоп

Принцип работы

Как же работает запуск двигателя с кнопки? Несмотря на то, что многие сегодняшние приборы, имеющиеся в продаже, претерпели множество изменений, таких как внедрение новых функций, в том числе автосигнализаций, принцип работы остается старым. Двигатель транспортного средства перестает функционировать во время полной остановки авто. Запускаться мотор будет только в том случае, когда возникает необходимость продолжения движения.

Без разницы, оборудовано ли устройство сигнализацией или нет, чтобы задействовать чтобы активировать его на машине с автоматической трансмиссией, нужно полностью остановить авто. После этого необходимо зажать тормоз на несколько секунд. Когда вы отпустите педаль, кнопка запуска двигателя активируется автоматически, соответственно, агрегат опять включится в работу.

Что касается транспортных средств с механической трансмиссией, то здесь принцип немного отличается. Для активации устройства необходимо активировать нейтральную скорость и выключить педаль сцепления. Сделав это, силовой агрегат автоматически отключится до того момента, пока водитель вновь не нажмет на педаль сцепления (автор видео — канал H-Auto).

Возможные неисправности

Итак, если мотор будет оборудован таким девайсом с автозапуском, то он в любом случае будет подвержен более частым запускам. Соответственно, использование обыкновенного стартера в данном случае является нецелесообразным, именно поэтому в комплекте идет мощный стартер. Кроме того, машина должна быть оборудована специальной батареей, которая сможет хорошо справляться с увеличенным числом циклов разрядки и зарядки.

Так что, если вы решили монтировать систему Старт-Стоп своими руками, вам необходимо понимать, что мотор не перестанет работать в таких ситуациях:

  1. Если возникли проблемы с генератором, силовой агрегат будет продолжать работу.
  2. Если уровень заряда АКБ снизился и этого заряда будет недостаточно для того, что запустить двигатель после очередной остановки.
  3. Если температура хладагента в системе составляет менее 25 градусов — агрегат будет продолжать работать, чтобы прогреть жидкость до нужной температуры.
  4. Если руль транспортного средства прокручен под максимальный угол.

Устройство системы старт-стоп

Поскольку для работы системы старт-стоп требуется гораздо чаще производить пуск двигателя, нежели при стандартной работе двигателя, есть несколько важных нюансов, связанных с технической составляющей автомобиля с установленной системой:

  • Использование специального стартера. Классический автомобиль стартер быстро выйдет из строя и разрядит аккумулятор, если его использовать при работе с системой старт-стоп;
  • Использование аккумулятора с пористыми сепараторами. Это необходимо, чтобы аккумулятор не вышел из строя из-за повышенного числа циклов “разряд-заряд”;
  • Блок управления и пул датчиков. Если система старт-стоп устанавливается в автомобиль “с завода”, чаще всего в ЭБУ зашивается программа для работы этой системы. Если же система устанавливается на автомобиль отдельно, может использоваться отдельный блок для управлению ею. Кроме того, для грамотной работы системы требуется масса различных датчиков.

Обычно, для управления системой старт-стоп в салоне автомобиля имеется отдельная кнопка, чаще всего на приборной панели. По нажатию на нее, можно отключить работу системы.

Работа системы Start-Stop на практике

Система не должна запускаться-отключаться, когда автомобиль не достиг минимальной скорости (около 10-20 км/ч), аккумулятор слишком разряжен, кондиционер работает в режиме сушки окон, водитель не закрыл дверь или не пристегнул ремни безопасности, а также при включенном дизеле. Процесс регенерации фильтра DPF. Двигатель снова включается нажатием на педаль, но в некоторых ситуациях система может запустить его автоматически.

Это происходит, когда:

  • уровень заряда батареи упадет до минимального уровня;
  • автомобиль стоит слишком долго с выключенным двигателем (около 3 минут);
  • водитель неоднократно нажимал на педаль тормоза (в системе наблюдалось падение давления) или перемещал колеса;
  • температура повысилась выше предполагаемого уровня в кондиционере;
  • машина автоматически катится по склону.
Читать еще:  Как прозвонить реле регулятор мультиметром

В некоторых ситуациях система может дать команду водителю запустить двигатель с помощью ключа. Это происходит, когда водитель снимает ремень безопасности, оставляет дверь открытой или поднимает капот.

Схема работы системы старт-стоп на автомобилях Ауди

Работает данная система следующим образом. Когда автомобиль останавливается, обороты двигателя падают до холостых, датчик частоты вращения коленвала подает соответствующий сигнал, и ЭБУ останавливает мотор. Все включенные электропотребители (фары, кондиционер и пр.) продолжают работать от аккумуляторной батареи. Когда водитель выжимает педаль сцепления или отпускает тормоз, в зависимости от типа трансмиссии, блок управления получает сигнал от датчика и возобновляет работу двигателя. Затем цикл повторяется.

Как видно, в автомобиле Ауди, оснащенном системой старт-стоп, аккумуляторная батарея испытывает повышенные нагрузки и изнашивается намного быстрее, чем в таких же машинах, у которых данной системы нет. Чтобы система фирмы Bosch не сыграла с водителем злую шутку, блок управления непрерывно контролирует уровень заряда батареи. Если напряжение на ее клеммах падает ниже определенного порога, система автоматически отключается. Когда заряд восстановится, после длительной поездки или при помощи зарядного устройства, система самостоятельно возобновляет работу. При желании водитель может отключить ее принудительно, нажав кнопку на панели управления.

Подобным образом работает система Idle Stop&Go на автомобилях КИА. В отличие от Ауди, генератор в корейских машинах при больших нагрузках на мотор отключается для снижения расхода топлива, а при торможениях включается и заряжает аккумуляторную батарею. Когда уровень заряда последней падает до 75 %, система отключается. Еще одним отличием КИА от Ауди является то, что система отключается при включении кондиционера.

Объективные недостатки

Вроде бы о каких недостатках идет речь, остановился на светофоре – двигатель заглох, экономя наши денежки, отпустил тормоз – стартер молниеносно запустил двигатель и автомобиль поехал.

Но давайте порассуждаем о минусах:

  • Получается, что каждый «красный» светофор, это остановка и запуск двигателя, сколько это… несколько десятков раз в день и десятки тысяч в год.
    Как многие из Вас знают, что именно при пуске двигателя происходит основной износ шатунно-поршневой группы, так как после остановки двигателя масло стекает в поддон картера, а при запуске масляный насос нагнетает масло не мгновенно и первые секунды, трущиеся детали ни как не смазываются. Конечно, при кратковременных остановках масло полностью не успеет стечь в картер, тем не менее факт остается фактом.
  • Для столь частых пусков привычный нам стартер не годиться. Нужен другой – усиленный, который благодаря большему крутящему моменту запустит двигатель быстрее. Также стартер для авто с системой старт/стоп должен работать гораздо тише, дабы не доставлять водителю акустический дискомфорт своим постоянным срабатыванием. Такой стартер стоит гораздо дороже, а платит за это естественно покупатель.
  • Только ленивый не писал о задержке при разгоне автомобиля с места, когда система start/stop активирована. Например, журнал «за рулем» замеряя разгонную динамику различных автомобилей с активированной и деактивированной системой, получил в ходе замеров разницу в 1–2 секунды в зависимости от автомобиля.
  • В момент остановки двигателя «электрическая» нагрузка полностью ложиться на аккумуляторную батарею. Чем дольше, например остановка на светофоре, тем сильнее разряжается АКБ. Далее от уже разреженной батареи требуется стартовый ток для запуска двигателя. Для обеспечения функционирования батареи в столь сложных условиях необходимо применение других технологи, которые естественным образом приводят к удорожанию самой батареи.
  • Особый вред система наносит ДВС с турбо наддувом. А как вы знаете практически все двигатели концерна VAG (Ауди, VW , Sko­da и т.д.) — это турбированные агрегаты. 100% дизелей, устанавливаемых на легковые автомобили – опять же оборудованы турбиной. Регулярное резкое выключение ДВС с разогретой турбиной отрицательно сказывается на её ресурсе. Несмотря на то, что в современные автомобили устанавливаются турбокомпрессоры на шарикоподшипниках, но они лишь снижают риск перегрева турбины при резком выключении мотора, но не исключают его на 100%.

Как это работает

Но вернемся к системе Stop-Start. Принцип ее действия таков: когда автомобиль совершает полную остановку, двигатель глохнет — и запускается вновь, когда водитель готов продолжить движение (выжимает педаль сцепления в случае МКПП или отпускает педаль тормоза при АКПП, в некоторых моделях система сработает и на движение рулем). Соответственно наибольший экономический эффект достигается в городском режиме движения, когда остановки на светофорах или при движении в пробках происходят довольно часто.

Правда, система активируется только при ряде условий: когда достигнута рабочая температура двигателя, а батарея заряжена в достаточной мере. То есть сразу после «холодного пуска» Stop-Start работать не будет. Соответственно во время коротких зимних поездок эффективность системы будет снижаться. Причем в заторах Stop-Start в какой-то момент даже может отключаться! Причина в том, что даже при заглушенном двигателе работа энергопотребителей, в том числе таких мощных, как климат-контроль, продолжается, следовательно, существует вероятность того, что заряд батареи упадет до значения, когда использование Stop-Start недопустимо.

Есть и другие нюансы. Например, большинство автомобилей «обучено» распознавать маневрирование (оно распознается по характерным алгоритмам управления, например, по сильно вывернутым колесам или по движению задним ходом перед остановкой) — и в этом случае система также не будет срабатывать.

Читать еще:  Причина поломки помпы в автомобиле

Разумеется, имеется возможность отключать систему принудительно, чем некоторые владельцы пользуются. Почему? Одних просто раздражает сам факт того, что двигатель постоянно глохнет. Другим не нравится, что запуск сопровождается небольшой (в несколько десятых секунды) задержкой, а в случае с некоторыми моделями еще и характерными вибрациями.

  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.

Остановка по требованию: зачем нужны системы старт-стоп?

Но потом инженеры пошли еще дальше. Максимальную экономию они увидели в. выключении двигателя. Ведь на практике около трети из всего времени мотор работает в режиме холостого хода — например, при «тянучках» в городских пробках или остановках на светофоре. При этом он не производит никакой полезной работы, но загрязняет окружающую среду и бесполезно потребляет горючее. Именно поэтому несколько десятилетий назад опытные водители «советской» эпохи нередко глушили мотор при остановках, чтобы сэкономить бензин. В наше время подобную функцию выполняет специальная система старт-стоп, которой оснащаются многие современные автомобили.

Немного истории

В середине семидесятых годов ХХ века японская компания Toyota установила на модель Crown специальное устройство, которое отключало двигатель через полторы секунды после его работы на холостом ходу. По результатам испытаний в Токио экономия топлива благодаря такой системе достигала 10%.

Первым серийным автомобилем с системой «старт-стоп» стал Volkswagen Polo Formel E образца 1983 года. Специальный таймер глушил двигатель через две секунды работы на «холостых», а для повторного запуска мотора нужно было качнуть рычаг коробки передач влево. Последующее развитие этой системы нашло практическое применение на немецких машинах.

В 1993 году Volkswagen предложил покупателям специальную модификацию «гольфа» третьего поколения с системой старт-стоп (Schwungnutzautomatic, сокращенно SNA). Она глушила 1,9-литровый турбодизель мощностью 64 л.с. при остановке на светофоре длительностью более 5 с. При включении первой либо задней передачи двигатель тут же запускался. Благодаря сервоприводу сцепления при езде накатом оно также автоматически выключалось, что снижало сопротивление качению. Для обеспечения нормального управления автомобилем при неработающем моторе гидроусилитель руля дополнили электронасосом. Однако такой «Экоматик» оказался слишком сложным и дорогим, а по эффективности уступал дизелю нового поколения.

В общем, еще двадцать лет назад подобные системы казались экзотикой не только потребителям, но и многим производителям автомобилей. Однако чуть позже они поняли, что отключение двигателя приводит к реальной экономии топлива, а также позволяет снижать паспортные выбросы углекислоты, что важно в большинстве европейских стран.

На фото: Volkswagen Polo Formel E

Именно поэтому в 2006 году французская компания Citroёn начала оснащать системой «Stop and Start» свои модели С2 и С3, причем она применила специальную технологию — интегрированный стартер-генератор (ISG), выполняющий функции обоих устройств.

В рамках новой программы Efficient Dynamics подобной системой начали оснащаться автомобили BMW и MINI. И не только они — функцией старт-стоп сегодня оснащены многие модели Toyota, Volkswagen, Mazda, Mercedes. А по прогнозам, через несколько лет количество автомобилей с такой системой увеличится с нынешних 10% до 50%! То есть старт-стопом будет оснащена каждая вторая новая машина.

Такие разные схемы

Система старт-стоп на разных автомобилях устроена неодинаково, хотя для водителя принцип её работы не отличается: достаточно остановиться, чтобы мотор выключился и нажать на педаль сцепления (механика) или педаль тормоза (автомат), чтобы он быстро завелся.

Первый вариант — усиленный стартер и специальный аккумулятор, позволяющие выдерживать большое количество запусков (до 150 000 циклов). Программа управления «зашита» в штатный блок управления двигателем и работает согласно полученным от датчиков данным по оборотам двигателя, положению педали тормоза или сцепления, состоянию АКБ и т.д.

Во втором варианте используется специальное устройство — стартер-генератор с отдельным блоком управления. Конструкция ротора позволяет не только вращаться ему от привода коленчатого вала, но и, наоборот, проворачивать мотор в режиме пуска. Это сложное технически устройство работает бесшумно и позволяет завести двигатель быстрее, чем с помощью стартера традиционной конструкции. Эта схема может быть также дополнена специальным конденсатором, который накапливает энергию при отпущенной педали газа путём её рекуперации.

На фото: Citroёn С2 и С3

Компания Mazda реализовала третью систему — SISS (Smart Idle Stop System). Она не требует наличия специальных узлов или блоков, поскольку штатный ЭБУ двигателя останавливает коленчатый вал в положении, способствующем легкому запуску. Когда водитель отпускает педаль тормоза, в цилиндр, находящийся на такте рабочего хода, подаются топливо и искра, благодаря чему он быстро заводится.

Читать еще:  Как определить поломку термостата

Классический свинцовый аккумулятор традиционной конструкции не сможет долго выдерживать десятки (если не сотни) пусков двигателя в день. Именно поэтому на машинах с системой старт-стоп в большинстве случаев применяют более совершенные батареи, изготовленные по технологии технологии AGM (Absorbent Glass Mat, «поглощающее стекловолокно»). Они имеют низкий саморазряд (всего на 15—20% за год простоя), не требуют какого-либо обслуживания, не боятся глубоких разрядов и способны быстро и отдавать, и принимать большое количество энергии. Благодаря особенностям конструкции AGM-батарея не деградирует при частых циклах разрядов-зарядов и способна прослужить примерно вчетверо дольше обычной АКБ. Но и стоимость усиленного аккумулятора заметно выше, поэтому использовать его на обычных автомобилях экономически нецелесообразно.

Особенности работы

Чтобы система старт-стоп заработала, необходимо выполнение ряда условий. К примеру, скорость движения должна превышать 4 км/ч, водитель должен быть пристёгнут, а водительская дверь — закрыта. Система также не будет работать в случае, если обороты вращения коленчатого вала не соответствуют уровню холостого хода, работают обогревы стёкол, зеркал, сидений, в случае неисправности генератора или разряженности аккумуляторной батареи, а также при активации «внедорожных» режимов трансмиссии. Еще система не будет глушить непрогретый мотор, а также не активируется при температурах ниже +4С и выше +35С. Это значит, что в наших условиях зимой и летом она будет регулярно бездействовать.

Есть ли экономия?

Водитель может отключить систему принудительно, нажав на кнопку. При этом автомобиль будет вести себя точно так же, как любой другой – мотор будет работать постоянно, однако при последующем запуске система вновь активируется. Такой алгоритм раздражает некоторых водителей, которые хотели бы отключить «глушилку» вовсе.

Запуск двигателя после остановки происходит быстро — в зависимости от особенностей реализации конкретной схемы, он занимает примерно 400-500 мс. Экономия же может достичь от 2% до 10%, но она зависит от множества факторов — температуры окружающей среды, стиля езды, плотности потока, нагрузки на бортовую сеть, количества включенных энергопотребителей и т.д.

Нужно помнить, что «теоретические» цифры экономии топлива получены при испытаниях автомобиля по так называемому европейскому ездовому циклу NEDC (New European Driving Cycle), действующему с 2000 года. При этом тестовый заезд проводится на стенде — имитируется езда на беговых барабанах. Это занимает 780 секунд, за которые машина успевает тронуться и остановиться 12 раз, а скорость движения не превышает 50 км/ч. Вторая часть испытаний — имитация загородной езды длительностью 400 секунд.

На практике использование системы старт-стоп позволяет сэкономить примерно 0,5-0,8 л топлива на 100 километров пробега. Цифра, казалось бы, небольшая, но в случае постоянной работы системы за среднестатистические 15 000 км водитель сможет сэкономить только благодаря этой функции 75-180 литров топлива!

Правда, бесплатных пирожных не бывает. За возможность экономии нужно заплатить, причем такая система практически не предлагается в качестве отдельной опции — она «включена» в стоимость определенной модификации, а на других её нельзя дозаказать вовсе. В любом случае, усиленные стартер и АКБ, а также генератор специальной конструкции обойдутся потребителю в несколько десятков тысяч дополнительных рублей. Причем не только при покупке машины — в случае замены той же аккумуляторной батареи она будет дороже стандартного ОЕМ-аккумулятора примерно на 30-40%.

Система старт-стоп будет эффективно работать в случае, если автомобиль движется по полупустому городу и останавливается на светофорах, либо долго стоит в пробке. Если же движение, хоть и вяло, но происходит (так называемые заторы-«тянучки»), это экономия топлива от работы системы будет небольшой. Чем короче остановка, тем меньше практической пользы от постоянных включений-выключений двигателя. Работа системы также во многом зависит от количества включенных потребителей, ведь при этом вся нагрузка ложится на аккумуляторную батарею, а при разрядке до определённого уровня двигатель вынужденно заведется.

Чтобы увеличить эффект от применения системы старт-стоп, конструкторы используют рекуперацию: полученная при торможении или работе мотора без нагрузки (на холостых оборотах) энергия преобразуется в электричество, аккумулирующееся в конденсаторе. Благодаря этому повышается степень заряженности АКБ, которая впоследствии может питать электрические потребители без генератора.

Старт-стоп на ходу

Компания Bosch работает над новым поколением системы старт-стоп. Её главное отличие будет в том, что она сможет глушить двигатель при движении накатом. Умная электроника будет анализировать уклон дороги и если он окажется достаточным для того, чтобы автомобиль продолжил движение без снижения скорости, мотор будет отключен. Как и ранее, для последующего пуска двигателя водителю будет достаточно дотронуться до педали газа. При этом конструктивно разработка близка к серийным системам (например, микрогибридам Valeo) и отличается от них только более «продвинутым» программным обеспечением и несколькими дополнительными датчиками, в то время как основная техника все та же – стартер-генератор, усиленная батарея и блок управления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector