Štruktúra a princíp činnosti systému „start-stop“

Vo veľkých mestách sa dopravné zápchy stali súčasťou každodenného života motoristov. Keď je auto v dopravnej zápche, motor pokračuje vo voľnobežných otáčkach a spotrebováva palivo. Na zníženie spotreby paliva a emisií vytvorili vývojári automobilov nový systém „start-stop“. Výrobcovia jednomyseľne hovoria o výhodách tejto funkcie. Systém má v skutočnosti veľa nevýhod.

História systému start-stop

Tvárou v tvár rastúcim cenám benzínu a nafty zostáva pre väčšinu motoristov stále dôležitá otázka úspory paliva a zníženia spotreby. Pohyb v meste je zároveň vždy spojený s pravidelnými zastávkami na semafore, často s čakaním v dopravných zápchach. Štatistiky hovoria: motor ľubovoľného automobilu beží na voľnobežných otáčkach až 30% času. Zároveň pokračuje spotreba paliva a emisie škodlivých látok do atmosféry. Výzvou pre automobilky je pokúsiť sa vyriešiť tento problém.

Prvý vývoj na optimalizáciu prevádzky automobilových motorov začala spoločnosť Toyota v polovici 70. rokov minulého storočia. Výrobca ako experiment začal na jeden zo svojich modelov inštalovať mechanizmus, ktorý po dvoch minútach nečinnosti vypne motor. Systém sa však neujal.

O niekoľko desaťročí neskôr uviedol francúzsky koncern Citroen do prevádzky nové zariadenie Start Stop, ktoré sa postupne začalo montovať na sériové autá. Spočiatku nimi boli vybavené iba vozidlá s hybridným motorom, ale potom sa začali používať v automobiloch s konvenčným motorom.

Najvýznamnejšie výsledky dosiahol Bosh. Systém štart-stop vytvorený týmto výrobcom je najjednoduchší a najspoľahlivejší. Dnes ich do svojich automobilov inštalujú spoločnosti Volkswagen, BMW a Audi. Tvorcovia mechanizmu tvrdia, že zariadenie môže znížiť spotrebu paliva o 8%. Skutočné čísla sú však oveľa nižšie: v priebehu experimentov sa zistilo, že spotreba paliva sa pri každodennom mestskom používaní zníži iba o 4%.

Mnoho výrobcov automobilov tiež vytvorilo svoje vlastné jedinečné mechanizmy zastavenia a spustenia motora. Patria sem systémy:

• ISG (Idle Stop & Go) od Kia;
• STARS (reverzibilný systém alternátora štartéra), inštalovaný na automobiloch Mercedes a Citroen;
• SISS (Smart Idle Stop System) vyvinutý spoločnosťou Mazda.

Princíp činnosti zariadenia

Hlavnou úlohou systému „start-stop“ je znížiť spotrebu paliva, hladinu hluku a emisie škodlivých látok do atmosféry pri voľnobežných otáčkach motora. Na tieto účely je k dispozícii automatické vypnutie motora. Signál pre to môže byť:

• úplné zastavenie vozidla;
• neutrálna poloha radiacej páky a uvoľnenie spojkového pedálu (pre vozidlá s manuálnou prevodovkou);
• zošliapnutie brzdového pedálu (pre vozidlá s automatickou prevodovkou).

Keď je motor vypnutý, všetka automobilová elektronika je napájaná z nabíjateľnej batérie.

Po naštartovaní motora auto pokojne naštartuje a pokračuje v jazde.

• Vo vozidlách s manuálnou prevodovkou mechanizmus naštartuje motor pri zošliapnutí spojkového pedála.
• Motor v automobiloch s automatickou prevodovkou začne znova pracovať, keď vodič zloží nohu z brzdového pedála.

Zariadenie mechanizmu "štart-stop"

Konštrukcia systému „štart-stop“ pozostáva z elektronického riadenia a zariadenia, ktoré umožňuje viacnásobné spustenie spaľovacieho motora. Posledne uvedené sa najčastejšie používajú:

• vystužený štartér;
• reverzný generátor (štartér-generátor).

Napríklad systém Bosh start-stop používa špeciálny štartér s dlhou životnosťou. Zariadenie bolo pôvodne navrhnuté pre veľký počet štartov spaľovacieho motora a je vybavené zosilneným hnacím mechanizmom, ktorý poskytuje spoľahlivé, rýchle a tiché štartovanie motora.

Medzi úlohy elektronickej verejnej správy patrí:

• včasné zastavenie a naštartovanie motora;
• neustále sledovanie stavu nabitia batérie.

Konštrukčne sa systém skladá zo senzorov, riadiacej jednotky a akčných členov. Medzi zariadenia, ktoré vysielajú signály do riadiacej jednotky, patria snímače:

• rotácia kolies;
• otáčky kľukového hriadeľa;
• zošliapnutie brzdového alebo spojkového pedála;
• neutrálna poloha v prevodovke (iba pre manuálnu prevodovku);
• nabitie batérie a pod.

Riadiaca jednotka motora so softvérom nainštalovaným v systéme štart-stop sa používa ako zariadenie, ktoré prijíma signály zo senzorov. Úlohy výkonných mechanizmov vykonávajú:

• vstrekovače vstrekovacieho systému;
• zapaľovacie cievky;
• štartér.

Systém start-stop môžete zapnúť a vypnúť pomocou tlačidla umiestneného na prístrojovej doske alebo v nastaveniach vozidla. Ak je však batéria nedostatočne nabitá, mechanizmus sa automaticky vypne. Hneď ako je batéria úplne nabitá, systém štartovania a vypnutia motora začne znova pracovať.

„Start-stop“ s rekuperáciou

Najnovším vývojom je systém štart-stop so spätným získavaním energie počas brzdenia. Pri vysokom zaťažení spaľovacieho motora je generátor vypnutý, aby sa šetrila palivo. V okamihu brzdenia začne mechanizmus opäť pracovať, v dôsledku čoho sa batéria nabije. Takto sa získava energia.

Charakteristickým znakom takýchto systémov je použitie reverzibilného generátora, ktorý je tiež schopný pracovať ako štartér.

Systém regeneratívneho štart-stop môže fungovať, keď je nabitie batérie najmenej 75%.

Slabiny vývoja

Napriek zjavným výhodám používania systému „start-stop“ má mechanizmus dôležité nevýhody, ktoré by majitelia automobilov mali brať do úvahy.

• Veľké zaťaženie batérie. Moderné automobily sú vybavené obrovským počtom elektronických zariadení, za ktorých fungovanie musí byť pri zastavení motora zodpovedná batéria. Takéto veľké zaťaženie neprospieva batérii a rýchlo ju zničí.
• Poškodenie preplňovaných motorov. Pravidelné náhle vypnutie motora s vyhrievanou turbínou je neprijateľné. Napriek tomu, že moderné automobily s turbínami sú vybavené turbodúchadlami s guľkovými ložiskami, znižujú riziko prehriatia turbíny iba pri náhlom vypnutí motora, ale úplne ho nevylučujú. Preto je lepšie, aby sa majitelia týchto vozidiel vzdali používania systému „start-stop“.
• Väčšie opotrebenie motora. Aj keď vozidlo nemá turbínu, životnosť motora, ktorý štartuje pri každom zastavení, sa môže výrazne znížiť.

Ak vezmeme do úvahy všetky výhody a nevýhody používania systému štart-stop, každý majiteľ automobilu sa sám rozhodne, či stojí za to ušetriť dosť nepodstatné množstvo paliva alebo či je lepšie starať sa o spoľahlivú a trvanlivú prevádzku motora, pričom to na voľnobeh.