Аккумулятор старт стоп что это


Что такое система Старт-стоп, для чего предназначена и как работает? Детально о Start-stop системе

Многие из вас слышали о системе под названием Старт-стоп (start-stop) и, конечно же, каждый хоть раз но задавался вопросом, что это за система такая и какую роль она играет в моем (или чужом) автомобиле. Сегодня я хочу ответить на все вопросы и рассказать, что собой представляет система Start-stop, о ее основных функциях, а также о том, чем она так полезна для вас, вашего авто и окружающей среды.

Итак, давайте по порядку...

Система Старт-стоп была изобретена с целью:

  1. Сократить количество выброса вредного CO в атмосферу.
  2. Сэкономить топливо ну и, конечно же, деньги.
  3. Снизить количество шума издаваемого автомобилем, посредством сокращения времени работы ДВС на холостых оборотах.

В эпоху экологических катастроф и глобального потепления, экологи и статисты начали уделять внимание мелочам, которые на самом деле являются довольно большими источниками загрязнения атмосферы. Так, однажды было произведено исследование в результате которого выяснилось, что около 30% от общего времени эксплуатации ТС оно работает на холостых оборотах. Объяснять я думаю не стоит откуда берутся эти 30%, каждый автомобилист знает сколько ежедневно приходится простаивать с работающим двигателем на светофорах, в пробках во время час пика и т. д.

Поэтому появление системы Старт-стоп — это логическое решение вышеописанной проблемы. Совсем недавнего Start-stop устанавливался исключительно на гибридные модели, однако как показала практика в ней не меньше нуждаются авто с классическими двигателями, работающими на тяжелом типе топлива или традиционном бензине. Эксперты прогнозируют, что в следующем 2015 году около 50% от всех производимых в мире автомобилей будут оснащены системой Старт-стоп.

Об истории возникновения и цифрах поговорили, теперь давайте разберемся, что такое Старт-стоп система и как она работает.

А принцип работы системы Start-stop — до смешного прост и банален — едешь двигатель работает, остановился, двигатель — глохнет. При этом запуск двигателя после его остановки, к примеру, на светофоре, осуществляется автоматически при отпускании педали тормоза в АКПП, или при нажатии на педаль сцепления в МКПП.

Из чего состоит система Старт-стоп? В состав системы входят:

  1. Специальная система управления.
  2. Устройство, которое обеспечивает своевременный многократный пуск ДВС.

Принципов реализации функции остановки и запуска двигателя есть несколько, среди них:

  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.

Система Start-stop способна выполнять:

  1. Запуск мотора.
  2. Его остановку.
  3. А также производить контроль заряда аккумуляторной батареи (АКБ).

Система Старт-стоп базируется на:

  1. Блоке управления.
  2. Входных датчиках.
  3. 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.

К исполнительным устройствам можно отнести:

  1. Стартер.
  2. Форсунки системы впрыска.
  3. Катушки зажигания системы зажигания.

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:

avtopulsar.ru

Всепоглощающий мат

Когда мы готовили материал о системах start-stop (АР №2, 2013), то подивились троекратной цене особых аккумуляторов для этих систем. И правда, почему так дорого? За ответом я отправился на специальный завод Varta в Цвиккау, где производят батареи по технологии AGM.

Свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом, изготовленные по технологии AGM (Absorbent Glass Mat, «поглощающее стекловолокно»), появились около 40 лет назад - их изобрели для работы в буферном режиме в стационарных системах бесперебойного электроснабжения. Такие батареи хороши с точки зрения безопасности, поскольку практически не выделяют в атмосферу образующиеся при зарядке газы - их пузырьки задерживаются в порах матов-сепараторов и, не улетучиваясь, постепенно возвращаются обратно в жидкий электролит (этот процесс называется рекомбинацией газов и достигает в AGM-аккумуляторах 96-99%). А в качестве бонуса - низкий саморазряд (всего на 15-20% за год простоя), полная необслуживаемость и долгий, до 12-15 лет, срок службы.

Аккумуляторы под марками Varta и Bosch изготавливают на одном конвейере и по сути отличаются лишь наклейками

В 90-х годах прошлого века технология AGM прижилась в автоспорте. Во-первых, вновь из-за безопасности - теперь уже благодаря полностью герметичному корпусу аккумулятора, исключающему вытекание электролита при аварии. А во-вторых, из-за компактности - благодаря малому сопротивлению не изолирующих, а пропитанных электролитом сепараторов большой пусковой ток они выдают при меньшей емкости, то есть с меньшим количеством пластин в пакете.

А на обычных автомобилях AGM-акку­муляторы появились больше десяти лет назад, задолго до распространения систем start-stop - из-за возможности быстро и отдавать, и принимать большое количество энергии, способности безболезненно выдерживать глубокие разряды (при периодических разрядах больше 50% AGM-батарея прослужит вчетверо дольше обычной) и не деградировать при частых циклах разрядов-зарядов. Ведь стекловолоконные маты вдобавок ко всему механически удерживают активную массу на пластинах, не давая ей осыпаться. Именно поэтому на машинах с системой start-stop подобный аккумулятор способен проработать четыре-пять лет, а не два-три года, как обычный «жидкий».

Первым из «гражданских» автомобилей AGM-батарею в 2002 году примерил рестайлинговый Mercedes S-класса W220, а сделали ее в Цвиккау.

Сейчас завод ежегодно производит четыре миллиона батарей исключительно серий Start Stop как со своим брендом Varta, так и для «упаковщика» Bosch - почти монополист, закрывший 80% конвейерных поставок батарей европейским автопроизводителям для машин с системой start-stop (для сравнения: весь рынок продаж аккумуляторов в России - около 10-11 млн штук). И хоть сейчас тут готовы делать шесть с половиной миллионов батарей, но столько понадобится только к 2015 году, когда, по прогнозам, систему start-stop будут иметь 70% европейских машин.

В цехах - немецкая стерильность, автоматизация - высочайшая: со всем управляются всего сто человек в смену. Как на любом другом аккумуляторном заводе, тут плавят чушки свинцовых сплавов, смешивают активную массу в многотонных миксерах, делают решетки электродов… Не самым, кстати, современным способом делают - льют и положительные, и отрицательные решетки для 40% аккумуляторов, а современные панчинговые (штампованные) плюсовые решетки для остальных будут привозить с завода в Ганновере до тех пор, пока литьевое оборудование в Цвиккау не выработает свой ресурс. Любопытно, что по внешнему виду и маркировке на аккумуляторе нельзя определить, какая решетка внутри, а ведь от нее в конечном итоге зависит срок службы батареи.

Первые герметичные аккумуляторы, сделанные по технологии AGM, обозначались аббревиату­рой VRLA (Valve-Regulated Lead-Acid battery, «свинцово-кислотная батарея с клапанным регулированием»)

Во время первичной зарядки в отверстия для пробок устанавливаются уловители паров электролита. Интересно, почему на наших заводах такими не пользуются?..

Первые признаки AGM-технологии я заметил, только добравшись до участка сборки пакетов: готовые, намазанные пастой и высушенные пластины автоматы не «одевают» в полиэтиленовые ­пакеты сепараторов, а пеленают в стекловолоконный материал, смахивающий на толстую двухмиллиметровую промокашку, английской фирмы Hollingsworth.

Дальше «ладошки» специального робота стискивают пухлые, похожие на пачки салфеток пакеты пластин и с определенным усилием вставляют их в ячейки корпуса. Недожмешь - вместо AGM выйдет обычный аккумулятор с жидкой прослойкой электролита, пережмешь - будет недостаток электролита у поверхности пластин и плохая рекомбинация газов из-за сплюснутых пор мата.

Корпуса у AGM-батарей, кстати, тоже особые, сделанные не из обычного «аккумуляторного» полипропилена, а из более прочного АБС-пластика. Но даже их раздувает до бочкообразной формы давление сжатых сепараторов, пока все не стянет крышка.

А вот и еще одно, по большому счету последнее технологическое AGM-отличие - многоступенчатая, с перерывами, чтобы дать стекловолокну пропитаться, заливка электролитом.

Не маловато ли для того, чтобы AGM-аккумулятор стоил в три раза больше обычного? При всех его сплошных преимуществах переплачивать и ставить сегодня AGM-батарею на обычный автомобиль (а она без проблем заменяет простую АКБ с жидким электролитом) пока есть резон лишь с таким же большим, как с системой start-stop, энергопотреб­лением при коротких поездках - например, с мощным тюнинговым звуком или с предпусковыми подогревателями. Или тем, кому лень покупать новый аккумулятор чаще, чем раз в семь-восемь лет. Вот когда снизятся цены... Вспомните, сколько поначалу просили, скажем, за жидкокристаллические телевизоры, пока они не стали массовыми. А нынче «динозавры» с кинескопами почти вымерли.

Переложенные сепараторами пухлые пакеты пластин настолько сильно распирают корпус, что для установки крышки его приходится сжимать. Пробки-клапаны (справа внизу) - одноразовые, форма ответной части не позволяет их отвернуть

autoreview.ru

Как работает система старт-стоп — функция, устройство, виды реализации

Система старт-стоп
Автор: Владимир ЕгоровИсточник: icarbio.ru 41844 3

Система старт-стоп экономит топливо, снижает шум и вредные выбросы в атмосферу благодаря сокращению времени работы двигателя на холостом ходу. Практика эксплуатации автомобиля показывает, что в режиме холостого хода двигатель работает до 30 % времени. Этому способствует движение с частыми остановками на светофорах и в пробках — атрибутах крупного города.

Ещё совсем недавно технология старт-стоп воспринималась исключительно как элемент гибридных автомобилей. Сегодня ситуация существенно изменилась, так как большинство ведущих автопроизводителей пополнило свой модельный ряд автомобилями, оснащёнными подобной системой. Функция старт-стоп, как считают эксперты, к 2015 году появится на половине производимых легковых автомобилей.

Принцип работы системы старт-стоп очень прост: при остановке автомобиля двигатель выключается, а при нажатии на педаль сцепления (если установлена механическая коробка передач) или отпускании педали тормоза (если установлена автоматическая коробка передач) двигатель быстро запускается.

Конструкция системы старт-стоп должна включать в себя следующие элементы:

Функцию многократного запуска двигателя можно реализовать с помощью:

Система старт-стоп с усиленным генератором

Самым простым и надёжным решением с технической точки зрения является система «Start&Stop» фирмы «Bosch». Благодаря данной системе имя «старт-стоп» стало нарицательным для всех систем подобного рода. Система «Start&Stop» устанавливается на автомобили «VW» «BMW», «Audi» и др., обеспечивая снижение расход топлива легковым автомобилем и его выброс CO2 на 4% в «Новом европейском цикле движения» (New European Driving Cycle — NEDC) и до 8 % в городском цикле [1].

В основе системы «Start&Stop» лежит усиленный стартёр, который имеет увеличенный срок службы (рассчитан на большое количество пусков двигателя). Стартёр также оборудован специальным малошумным механизмом привода, который гарантирует быстрый, надежный и многократный запуск двигателя.

Система «Start&Stop» выполняет функции остановки и запуска двигателя, контроля уровня заряда аккумуляторной батареи. Система не имеет собственного электронного блока управления, а использует возможности блока управления двигателя, где установлено соответствующее программное обеспечение.

Благодаря тому, что составляющие системы «Start&Stop» по габаритам не больше, чем обычные компоненты, система фирмы «Bosch» может быть без труда интегрирована практически в любое транспортное средство. Однако некоторые узлы и системы потребовали дополнительной адаптации для работы в режиме старт-стоп. Они перечислены в таблице ниже (рассмотрен вариант системы с усиленным генератором на примере системы старт-стоп входящий в пакет «BlueMotion» автомобилей концерна «Volkswagen»).

Узлы и системы адаптированные для работы в режиме старт-стоп «VW BlueMotion» Узел/система Выполненные меры адаптации
Блоки управления (в общем) Расширение программных кодов блоков управления на один информационный бит для системы старт-стоп (касается блоков управления, влияющих на систему старт-стоп или зависящих от неё)
Генератор Подключён через локальную сеть LIN к диагностическому интерфейсу шин данных
АКБ АКБ со стекловолоконным наполнителем для увеличения числа циклов
Стартёр Повышена износостойкость
Бортовая сеть Специальный датчик на минусовом полюсе для контроля за состоянием АКБ со стекловолоконным наполнителем. Новая электропроводка к АКБ. Блок управления для контроля за состоянием АКБ через шину LIN подключён к диагностическому интерфейсу шин данных.
МКП Датчик распознавания передачи (датчик с аналоговым выходом либо датчик с выходным сигналом с широтно-импульсной модуляцией)

Устройство системы стар-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion»

Ниже представлена схема устройства системы старт-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion». Устройство систем других производителей отличается несущественно.

Схема системы старт-стоп «VW BlueMotion»
Изображение можно увеличить. Условные обозначения элементов системы на примере механической КП:
A АКБ J623 Блок управления двигателя
C Генератор J791 Блок управления парковочного ассистента
С1 Регулятор напряжения 1 Электромеханический усилитель рулевого управления
B Стартер 2 Сигнал скорости, датчик пути
F Выключатель стоп-сигналов 3 Системы управления двигателя (например, система зажигания, питания, смесеобразования, система рециркуляции ОГ, наддува вторичного воздуха, очистки ОГ и т. д.)
F36 Выключатель педали сцепления 4 Распознавание ремня безопасности
F416 Клавиша включения системы cтарт-стоп 5 Отопление, вентиляция, климатическая установка
G62 Датчик температуры охлаждающей жидкости 6 Клемма 50R
G79 Датчик положения педали акселератора 7 Клемма 30
G701 Датчик нейтрального положения КП (только для МКП) 8 Магнитола, радионавигационная система
J104 Блок управления ABS Провода шины CAN
J255 Блок управления Climatronic Провода шины LIN
J285 Блок управления комбинации приборов Положительный провод
J367 Блок управления для контроля аккумуляторной батареи с датчиком АКБ Отрицательный провод
J393 Центральный блок управления систем комфорта Сигнал датчика, входной сигнал
J500 Блок управления усилителя рулевого управления Исполнительный элемент, выходной сигнал
J519 Блок управления бортовой сети Шина CAN-привод
J532 Стабилизатор напряжения Шина CAN-комфорт
J533 Диагностический интерфейс шин данных Шина CAN Infotainment

Как работает система стар-стоп «Bosch»

Работа системы «Start&Stop» происходит следующим образом. При остановке машины перед светофором или в пробке система, на основании сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала, выключает двигатель. Питание потребителей электрического тока (кондиционера, аудиосистемы и др.) производится от аккумуляторной батареи. При нажатии педали сцепления (отпускании педали тормоза на автомобиле с автоматической коробкой передач) система активирует стартер и запускает двигатель. Такой цикл остановки и запуска двигателя повторяется необходимое число раз.

Беспокойство многих водителей связано с тем, что используя систему стар-стоп они останутся с разряженной батареей (например, в сильный мороз). Однако эти опасения безосновательны, так как, если величина заряда аккумуляторной батареи опускается ниже заданной величины, то система на основании сигнала соответствующего датчика выключается. Включение функции старт-стоп происходит только после того, как аккумуляторная батарея будет заряжена. Также функцию «Start&Stop» можно принудительно отключить специальной кнопкой на приборной панели.

Система старт-стоп с реверсивным генератором

Система «STARS» («Starter Alternator Reversible System»), выпускаемая фирмой «Valeo», в своей работе использует реверсивный генератор. Система устанавливается на автомобилях «Citroen», «Mercedes» и позволяет снизить расход топлива до 10 %.

Реверсивный генератор Электрическая машина переменного тока, которая в зависимости от условий может выполнять функции, как генератора, так и стартёра.

Работу реверсивного генератора обеспечивает специальный приводной ремень и обратимый натяжитель, позволяющий передавать усилие в двух направлениях. Реверсивный генератор бесшумно работает и имеет меньшее время запуска (0,4 секунды в сравнении с 0,8 секунды для обычного стартёра).

Работа реверсивного генератора

Управление системой «STARS» осуществляется с помощью отдельного электронного блока управления, который взаимодействует с блоком управления двигателем. Состав входных датчиков аналогичен другим системам старт-стоп.

Расположение стандартного стартёра и реверсивного генератора

Система старт-стоп с впрыском топлива

Компания «Mazda» разработала систему «SISS» («Smart Idle Stop System»), которая является альтернативой других систем старт-стоп. В данной системе для многократного запуска двигателя используется впрыск топлива в цилиндры и воспламенение топливно-воздушной смеси. Система устанавливается на бензиновые двигатели, оборудованные непосредственным впрыском топлива.

Принцип работы системы старт-стоп «Mazda SISS»

Для работы данной системы поршни должны остановиться в строго определённом положении, чтобы в каждом цилиндре был необходимый объём воздуха для оптимального запуска двигателя в дальнейшем. «Smart Idle Stop System» контролирует положение поршней во время выключения мотора. «SISS» выполняет нумерацию цилиндров, и с началом движения (при отпускании педали тормоза) в цилиндры впрыскивается топливо и воспламеняется топливно-воздушная смесь, т. е. происходит запуск двигателя. При запуске двигателя в дополнение энергии сгорания топлива используется энергия стартера, который включается на непродолжительное время.

Для автомобилей с АКПП процесс запуска занимает 0,35 секунды, что почти вдвое быстрее обычных систем. Кроме того, «Mazda SISS» гарантирует быстрый старт мотора в каждом отдельном случае. Водитель не должен почувствовать задержки, когда захочет двинуться с места.

Экономия топлива при применении данной системы достигает 9 %. Система старт-стоп «SISS» работает только с автоматической трансмиссией.

Гидравлическая альтернатива

Для сегмента тяжелого коммерческого транспорта, на долю которого приходится порядка 30 % вредных выбросов, предназначена разработка компании «Poclain Hydraulics» — гидравлическая система «CleanStart». Главным компонентом «CleanStart» является лёгкий и компактный гидромотор-стартёр, который можно установить непосредственно на коленчатом валу и тем самым свести к минимуму механические потери. Свойства, присущие гидростатическому приводу (момент в данном случае достигает 800 Н∙м), позволяют запускать тяжёлые двигатели объёмом до 16 литров практически мгновенно (время пуска составляет 0,4 секунды) без шума и вибрации. Поэтому данная разработка особенно заинтересовала производители автобусов, силовой агрегат которых можно выключать не только в ожидании разрешающего сигнала светофора, но и во время посадки и высадки пассажиров на остановке. Здесь система старт-стоп даёт ещё больше преимуществ, чем в сегменте легкового транспорта.

Контур системы «CleanStart» помимо гидромотора мощностью 15 кВт включает ещё несколько элементов: насос (может использоваться существующий гидронасос, питающий различные виды вспомогательного оборудования), управляющий клапан, гидравлический аккумулятор [2] и бак. Пока работает насос, электромагнитный клапан направляет часть потока рабочей жидкости в гидроаккумулятор, где масло через разделительную мембрану сжимает газообразный азот. Запасённая таким образом энергия без потерь на различные преобразования сохраняется для последующего старта. Разрядом управляет пропорциональный клапан, причем мощности хватает не на один, а на несколько пусков, общий же ресурс системы составляет порядка 4 млн. циклов. Важно и то, что гидроаккумулятор позволяет производить быстрые циклы заряда и разряда, не требует обслуживания и по сравнению с химическими источниками энергии имеет более высокую удельную мощность. Но если говорить о системе «CleanStart» в целом, то она всё же уступает своим конкурентам по массогабаритным характеристикам — снаряжённая масса транспортного средства при оснащении гидростартёром увеличивается примерно на 40 кг, однако для автобуса или грузовика это не слишком большое увеличение массы.

По данным разработчика, у автобуса, оснащённого системой «CleanStart», в условиях городского цикла (12 остановок продолжительностью 15 секунд на дистанции 7 км) расход топлива сокращается более чем на 10 %. Учитывая, что оборудование может монтироваться не только на новые, но и на находящиеся в эксплуатации транспортные средства, эту систему можно считать серьёзным резервом для улучшения экологии.

Система старт-стоп для мотоцикла

Компания «Honda» разработала систему старт-стоп для мотоциклов и скутеров, получившую название «Idling Stop System». Система работает в автоматическом режиме и обеспечивает кратковременное выключение двигателя после достижения нулевой скорости, что позволяет экономить до 7 % топлива. При повороте ручки газа она вновь включает мотор для дальнейшей поездки.

Работа системы старт-стоп мотоцикла/скутера

Внедрение системы «Idling Stop System» потребовало внести существенные изменения в конструкцию стартёра, который был интегрирован в маховик.

Изменения в конструкции генератора системы старт-стоп «Honda»

Также мотоциклетную систему старт-стоп необходимо активировать только после посадки на сиденье водителя. Так как соответствующая информация от производителя отсутствует, то предположим, что в сиденье вмонтирован датчик веса, который отключает систему всякий раз, как водитель покидает своё место.

Интеллектуальная система старт-стоп с рекуперацией

Следующий шаг в развитии систем старт-стоп — это использование рекуперации энергии при торможении.

Конструкцию аналогичную системе «Bosch» имеет система «ISG» («Idle Stop&Go») от «Kia Motors», однако есть и важное отличие в управлении автомобильным генератором: при высокой нагрузке на двигатель для снижения потребления топлива генератор отключается, при торможении генератор включается и производится подзарядка аккумуляторной батареи — происходит рекуперация энергии. Если заряд аккумуляторной батареи опускается ниже 75 % от номинального, то система «ISG» автоматически отключается. При использовании кондиционера также происходит выключение системы. Такую систему можно назвать интеллектуальной.

Вероятно, в ближайшее время конкуренты «ISG» также станут системами с рекуперацией.

Эксплуатация системы старт-стоп

Если двигатель автомобиля ещё не прогрет, или на улице очень низкая температура, тогда система старт-стоп работать не будет. Также она выключится при очень большом расходе энергии (например, при использовании кондиционера), недостаточном уровне зарядки и после многократных выжиманиях педали тормоза. В России продолжительная зима, во время которой система полностью не оправдает себя, однако летом, осенью и весной она позволит сэкономить немного топлива.

Как повлияет система старт-стоп на износ аккумулятора или стартёра? Никак, потому что автомобили оснащаются усиленными агрегатами. Например, места опоры стартёра, которые подвергаются очень большим нагрузкам, имеют большой запас прочности, поэтому не должны ломаться во время всего периода эксплуатации.

Последнее обновление 04.06.2012Опубликовано 25.04.2012
  1. ↺ По данным компании «Bosch».
  2. ↺ Речь идёт о гидропневматическом (или пневмогидравлическом) аккумуляторе, который является частным случаем гидроаккумулятора.

icarbio.ru

Автомобильная система старт-стоп: особенности работы и недостатки

Конструкторы всячески совершенствуют новые автомобили, делая их то более привлекательными, то более комфортными, то более экономными. Понятно, что в сегодняшних условиях именно экономичность автомобиля является основополагающей при его покупке, поэтому все более популярными становятся машины с системой старт-стоп. Что это за система? Одни говорят, что это простой «развод», другие – что это действительно экономный вариант. Давайте же попробуем определить, где правда, где вымысел, а где действительно автомобильная система старт-стоп со всеми своими преимуществами и недостатками.

1. Что сподвигло автомобильных конструкторов создать систему старт-стоп?

Всем известно, что какой бы экономичностью ни отличался автомобиль, как бы идеально ни была отлажена работа его систем, и какое бы качественное топливо ни использовалось, в условиях езды по городу все равно расходуется огромное количество горючего. Как подсчитали специалисты, на холостом ходу сгорает около 30% топлива, что вовсе не мало, а даже и слишком много. Стоять в пробке или перед светофором очень дорого, но что можно сделать в такой ситуации?

Сегодня у автомобилистов есть один вариант выхода из такой ситуации, который именуется автомобильной системой старт-стоп. Придумана такая система была специально для того, чтобы исключить или же максимально снизить расход топлива во время вынужденного перехода на холостой ход, что особенно актуально для городских жителей.

Суть такой системы заключается в том, что водитель может на короткий период времени выключить свой двигатель, тем самым не используя топливо во время ожидания в пробке. Еще одним важным мотивом выпуска автомобилей с системой старт-стоп является возможность в разы снизить количество выбросов выхлопных газов, что возможно за счет уменьшения времени работы двигателя.

Первые автомобили, на которых конструкторы начали применять систему старт-стоп, были гибридными, то есть привод колес на таких автомобилях приводится в действие не только двигателем внутреннего сгорания, но и электрическим двигателем. Тем не менее, сегодня практически все новые модели авто оснащаются данной системой, что все же указывает на ее эффективность.

2. Знакомимся с принципом работы автомобильной системы старт-стоп

Все, что нужно знать о принципе работы данной системы, – при наступлении определенных условий движения автомобиля она автоматически глушит двигатель. Для того чтобы снова поехать, на автомобилях с механической коробкой передач необходимо всего лишь снова выжать педаль сцепления, а на автоматических просто отпустить ногу с педали тормоза. Что же касается условий, в которых происходит автоматическая остановка работы двигателя, то к ним относятся:

1.Снижение скорости автомобиля до 3 км/ч.

2. Переведение рычага коробки передач в нейтральное положение.

3. Максимально выжатое положение педали сцепления.

4. Руль находится в одном статическом положении (то есть, если вы просто осуществляете разворот и выкручиваете руль, двигатель не заглохнет).

5. Работа двигателя осуществляется на холостом ходу.

Как видите, создатели системы старт-стоп побеспокоились обо всех возможных ситуациях на дороге, чтобы остановка двигателя осуществлялась только в той ситуации, когда это является допустимым. Помимо этого, предполагается полная деактивация двигателя при поднятии крышки капота. То есть, если вы будете работать с двигателем, и в этот момент кто-то нажмет на сцепление (или тормоз), автомобиль не заведется. Подобная мера предосторожности имеется и на тот случай, если водитель покинул салон автомобиля: когда он отстегивает ремень безопасности, двигатель также может заглохнуть. Необходимо это для того, чтобы транспортное средство попусту не простаивало с работающим мотором, и не тратилось топливо.

Стоит сразу же отметить, что в некоторых ситуациях остановка двигателя системой старт-стоп может быть не осуществлена. Возникает это по следующим причинам:

- если в усилителе тормоза упал ниже нормы уровень вакуума;

- если уровень заряда автомобильного аккумулятора опустился до очень низкого предела;

- если система климат-контроля автомобиля работает на компрессоре.

Конструкционные особенности системы

Основными элементами старт-стопа являются непосредственно две отдельные системы, одна из которых управляет стартом, а вторая стопом, а также отдельным устройством, которое позволяет осуществлять запуск автомобильного мотора максимально быстро. Но стоит понимать, что обычная конструкция автомобиля вряд ли бы позволила запускать мотор по нескольку раз подряд. По этой причине в основные узлы транспортного средства обязательно вносятся конструкционные изменения, которые предполагают использование одного из нижеприведенных вариантов:

1. Наличие в системе усиленного стартера, который используется чаще всего.

2. Использование в работе реверсивного генератора, который очень часто именуют как стартер-генератор (такая система имеет массу преимуществ, по этой причине ниже мы рассмотрим ее отдельно).

3. Осуществление привычного впрыска топлива в цилиндры автомобильного двигателя, в которых и происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. В таком случае система старт-стоп устанавливается непосредственно на бензиновый двигатель, на котором также в удобном порядке выставляются поршни. Такая система дает экономию до 9%.

Отдельное внимание стоит уделить усиленному стартеру, при помощи которого чаще осуществляется быстрый запуск двигателя. При этом пропадает привычный долгий звук, что стало возможно благодаря дополнительному механизму привода, который делает работу двигателя максимально тихой. Но, в целом, необходимость в усиленном стартере появилась по той причине, что обычное устройство не смогло бы перенести такие интенсивные рабочие нагрузки.

Стартер и все остальные элементы системы старт-стоп приводятся в действие посредством специальной системы управления, которая, помимо запуска/остановки двигателя, контролирует уровень заряда аккумулятора. Состоит система управления непосредственно из блока управления, датчиков, которые подают на него необходимую информацию, и исполнительных приборов.

Именно датчики передают на блок управления информацию о том, нужно ли останавливать двигатель, или же автомобиль еще находится в движении. Но этот блок управления не является индивидуальным. Для контроля за системой используется мощность ЭБУ автомобильного двигателя, который в таком случае специально перепрограммируют.

Система старт-стоп на примере

Чтобы можно было нагляднее представить, как работает система старт-стоп, изучим ее на примере наиболее распространенной ситуации, когда автомобиль едет по городу и вынужден сделать остановку на светофоре:

1. Увидев красный свет светофора, водитель давит на педаль тормоза и переводит рычаг коробки передач в нейтральное положение. Получив информацию об этом, блок управления системой старт-стоп дает команду об остановке двигателя. В этот момент все те устройства, работа которых поддерживалась благодаря работе мотора, переходят исключительно на питание от аккумулятора.

2. Но вот загорелся зеленый свет, и водитель, для того чтобы сдвинуться с места, выжимает сцепление или отпускает тормоз (в зависимости от типа коробки передач), и движение начинается опять. Происходит это посредством того же блока управления, который, получив информацию о положении педалей, активирует стартер, что приводит к запуску двигателя.

Выше мы уже указывали, что система старт-стоп не будет работать, если заряд аккумулятора опустится ниже допустимого. Но стоит также отметить, что данная система имеет возможность ручного отключения. Для этого на панель приборов выводится специальная кнопка.

3. Гидравлическая альтернатива под названием CleanStart.

Специально для тяжелого коммерческого транспорта, который выбрасывает в воздух около 30% всех вредных газов, была создана отдельная система старт-стоп под названием CleanStart. Данная система является гидравлической, и работает она благодаря небольшому гидравлическому мотору-стартеру. Минимизации механических потерь получается добиться благодаря тому, что сам гидромотор-стартер устанавливается на коленчатый вал.

Такая система показывает себя как очень эффективная, поскольку позволяет запустить 16-литровый двигатель всего за 0,4 с. При этом его работа начинается без какого-либо шума и даже вибраций. Исходя из указанных характеристик, использование гидравлической системы CleanStart является просто идеальным для пассажирских автобусов, которым приходится работать на холостом ходу не только в пробках и на светофорах, но и время посадки пассажиров. Экономию это дает очень высокую. Что же касается всей конструкции гидравлической системы старт-стоп, то она включает в себя:

1. Гидромотор-стартер, мощность которого составляет 15кВт.

2. Насос.

3. Клапан для управления потоками рабочей жидкости в системе.

4. Специальный гидравлический аккумулятор.

5. Бак.

Система гидравлического запуска двигателей является очень совершенной. Ее ресурса хватает как минимум на 4 млн. циклов остановки/пуска двигателя. А благодаря наличию гидравлического аккумулятора транспортное средство получает более высокую удельную мощность и отсутствие необходимости тратить время на длительную подзарядку.

Стоит учесть, что при установке системы CleanStart вес транспортного средства увеличится как минимум на 40 кг. Если речь идет о крупногабаритном автомобиле, то для него подобный недостаток не сыграет никакой роли. С учетом того, что использование системы дает экономию топлива около 10%, монтаж такого оборудования на автобус, который каждый день колесит по городу с утра до вечера, является вполне оправданной процедурой. Тем более, что CleanStart положительно влияет на экологию.

4. Чем отличается система старт-стоп с рекуперацией?

Внутри самой системы также проводились доработки и совершенствования, в результате чего сегодня также можно встретить старт-стоп с рекуперацией. Выпущена она была фирмой Valeo и имеет официальное название STARS (Starter Alternator Reversible System). В такой системе обязательно используется реверсивный генератор, который по общим оценкам дает экономию топлива примерно до 10%.

В чем же особенности реверсивного генератора? Данное электрическое устройство по своей сути является универсальным, поскольку в разных условиях реверсивный генератор может выполнять либо функции генератора, либо функции стартера. Поскольку для работы устройство должно вращаться в разных направлениях, в качестве его привода выступают специальный ремень и обратный натяжитель.

Но система старт-стоп с рекуперацией имеет и другие достоинства, которые заключаются в следующем:

1. Практически бесшумная работа двигателя.

2. Максимально быстрый старт двигателя после остановки, который занимает всего 0,4 с (тогда как при использовании обычного усиленного стартера время запуска достигает 0,8 с).

3. Наличие независимого блока управления, который также контактирует и с блоком управления двигателя.

Но главное преимущество системы с рекуперацией – это возможность восстанавливать заряд автомобильного аккумулятора, а также пополнять заряд гибридного силового агрегата от силы торможения. Таким образом, эта система не только экономит топливо за счет остановки, но и вырабатывает дополнительную энергию для движения.

5. Дополнительные нюансы и главные недостатки системы старт-стоп.

Теория – это одно, а на практике может подвести даже самая совершенная система. По результатам тестирования данного новшества, следует отметить ее следующие особенности и недостатки:

1. Если просто колесить по улицам города и периодически останавливаться перед светофорами, то система старт-стоп действительно дает неплохой результат. В среднем снижение расхода топлива достигает 7,8%.

2. А вот в пробке система показывает себя не очень хорошо. Просиходит все так: вначале все работает отлично – водитель каждые 10 секунд едет и каждые 10 секунд останавливается. Но если подобное движение длится слишком долго, садится автомобильный аккумулятор, в результате чего система перестает срабатывать, и топливо расходуется по привычной схеме. В результате экономия составляет примерно 4,4%.

3. Использовать такую систему на двигателе, который и без того потребляет минимальное количество топлива, не является рациональным.

4. Если ездить вам приходится исключительно по загородным трассам, то толку от такой системы точно не будет.

К тому же, очень сложно узнать, сколько в отдельности стоит такая система, поскольку большинство концернов устанавливают ее как штатную. Если же у вас возникнет желание установить ее отдельно, то придется потратить около 10 тыс. грн., что для обычного водителя не так уж и мало. Если учесть, что за год с пробегом не менее 20 тыс. км удается сэкономить всего лишь около 2,5 тыс. грн., то окупить подобную трату получится только через 4 года. Стоит ли оно того, решать только вам.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Была ли эта статья полезна?

auto.today

Тест аккумуляторов – холодный старт

Стартерные аккумуляторные батареи – одни из самых напряженных компонентов в автомобиле. В транспортных средствах с расширенными возможностями обеспечения комфорта, технологиями экономии топлива и развитой бортовой электроникой батареи должны позволять себе немного больше. Машины с системой «старт-стоп» нуждаются в аккумуляторах, обеспечивающих как можно дольше высокую мощность. А при наличии системы зарядки при торможении, т.е. рекуперации энергии, батареи должны быть приспособлены к частым разрядкам и зарядкам.

С этими задачами лучше, чем обычные свинцово кислотные аккумуляторы, справляются так называемые AGM батареи (Absorbent Glass Mat) из абсорбирующего стекловолокна. Поэтому современные автопроизводители часто используют батареи AGM. Старые  автомобили или те, что не проектировались под технологии AGM, должны быть оснащены дополнительным обычным аккумулятором, так как AGM батареи предъявляют высокие требования к системе зарядки.

Для теста были отобраны 4 AGM аккумулятора и 6 обычных. Все батареи обеспечивают мощность в диапазоне от 70 до 77 Ач и оптимальны для малолитражек или компактных автомобилей а-ля VW Polo, Golf  и другие. Цены на аккумуляторы сильно различаются: в то время, как обычные батареи стоят от 95 до 163 Евро, AGM-батареи - от 160 до 269 Евро.

Для объективности оценки все кандидаты проходили испытания на специальном стенде. Измерялись мощность и поведение при глубоком разряде. Уже здесь появились заметные отличия. Если ни одна из стандартных батарей не достигла номинальной емкости после полного разряда, то батареи AGM в этом неплохо преуспели, причем две даже с максимальным количеством баллов.

Если аккумулятор уже ослаб, то он, как правило, дает сбои на морозе. Для моделирования зимних условий использовалась морозильная камера с температурой -20 градусов по Цельсию. После 12 часов, проведенных на Сибирском морозе, кандидаты отправились на следующий этап тестирования – холодный пуск. И снова своей мощностью и выносливостью поразили AGM батареи: Banner - 33 старта, Varta - 32, Exide - 31 и Moll – 24. Обычные батареи оказались слабей: Varta - 23 старта, Exide и Sonnenschein - 19, Moll - 15, Banner и Bosch – 14. Но, тем не менее, и эти результаты вполне приемлемые для моделируемых суровых условий.

AGM аккумуляторы Moll и Banner после холодных запусков все еще располагали соответственно 87 и 79 процентами емкости. Более дешевые свинцово-кислотные имели в своем распоряжении емкость в размере 61% Sonnenschein и 58% Exide. Позади всех оказался Moll.

Еще один важный этап испытаний – ресурс АКБ. За основу было взято количество циклов разрядки-зарядки, которое может выдержать батарея. Здесь снова непревзойденными оказались AGM аккумуляторы. После 60 циклов Moll AGM обеспечивал более 65 ампер-часов, что соответствовало 93% номинальной мощности. Следом шел Banner AGM 61 Ач и 87% номинальной мощности. Среди обычных свинцово-кислотных аккумуляторов неплохо показали себя Varta Silver – 49 Ач и 64% номинальной мощности и Exide Premium с 47 Ач и 63%. Последнее место за Bosch и Moll – 35 и 36 Ач соответственно. Тем не менее, и это вполне приемлемые результаты.

Среди преимуществ AGM батарей – максимально-возможное число циклов разрядки-зарядки. Все четыре кандидата набрали максимальное количество баллов. При проверке выносливости – за счет непрерывного потребления тока, имитирующего случайно забытые включенные фары, в сегменте AGM выделились Moll и Banner. Среди обычных батарей хорошие результаты у Exide Premium и Varta Silver. Последнее место за Banner Starting Bull, сдавшемуся на 2,3 часа раньше, чем победитель Exide Premium.

Общие результаты

AGM аккумуляторы

4 место - Moll AGM 81070, 426 баллов.

3 место - Exide Micro-Hybrid AGM, 441 балл.

2 место - Varta Start Stop AGM, 445 баллов.

1 место - Banner Running Bull AGM, 454 балла.

Обычные аккумуляторы

6 место - Banner Starting Bull, 233 балла.

5 место - Moll 574012068, 241 балл.

4 место - Bosch Silver S4, 256 баллов.

3 место - Varta Silver Dynamic, 292 балла.

2 место - Sonnenschein Start Line, 317 баллов.

1 место - Exide Premium, 335 баллов.

Заключение

Все протестированные AGM аккумуляторы впечатляют большой выносливостью. Победитель Banner Running Bull AGM обеспечивает хороший холодный старт. Второе место за Varta AGM Start Stop. Moll AGM отличается большой выносливостью после глубокой разрядки. Среди обычных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей победителем стал Exide Premium с лучшей емкостью, следом за ним идет Moll-Batterie. Неплохие характеристики у Sonnenschein Startline и Varta Silver, занявших 2 и 3 места.

Источник: www.autozeitung.de

vvm-auto.ru


Смотрите также