Start-Stop sistemleri. İşe yarıyor?

Uzun yıllardır bilinen yakıt tüketimini azaltmanın yollarından biri, arabanın kısa bir süreliğine bile durması sırasında motoru kapatmaktır. Modern otomobillerde bu görevden Start-Stop sistemleri sorumludur.

Almanya'da 55'lerde 0,35 kW motora sahip Audi LS üzerinde yapılan çekiş testlerinde rölantide yakıt tüketiminin 1,87 cm5 olduğu tespit edildi. XNUMX./s ve XNUMX'in başında, bkz. XNUMX. Bu veriler, motoru XNUMX saniyeden daha uzun süre durdurarak kapatmanın yakıt tasarrufu sağladığını gösterdi.

Aynı zamanda, diğer otomobil üreticileri tarafından benzer testler yapıldı. Motoru çok kısa bir duruşta bile durdurup yeniden çalıştırarak yakıt tüketimini azaltabilme özelliği, bu işlemleri otomatik olarak gerçekleştiren kontrol cihazlarının geliştirilmesine yol açmıştır. İlki muhtemelen, yetmişlerde Crown modelinde motoru durduğunda 1,5 saniyeden fazla kapatan bir elektronik cihaz kullanan Toyota'ydı. Tokyo trafik sıkışıklığındaki testler, yakıt tüketiminde %10'luk bir azalma olduğunu gösterdi. Benzer şekilde çalışan bir sistem Fiat Regata ve 1st Formel E Volkswagen Polo'da test edildi. İkinci arabadaki bir cihaz, sürücünün motoru durdurmasına veya hıza, motor sıcaklığına ve vites kolu konumuna bağlı olarak sadece otomatik olarak durdurmasına izin verdi. Sürücü, debriyaj pedalı basılıyken gaz pedalına bastığında ve 2. veya 5. vitese geçildiğinde, marş açıkken motor yeniden çalıştırıldı. Araç hızı XNUMX km/s'nin altına düştüğünde, sistem motoru durdurarak rölanti kanalını kapattı. Motor soğuksa, sıcaklık sensörü marş motorundaki aşınmayı azaltmak için motorun kapanmasını engelledi, çünkü sıcak bir motorun çalışması soğuk olandan çok daha az zaman alır. Ayrıca kontrol sistemi, akü üzerindeki yükü azaltmak için, araç park halindeyken ısıtmalı arka camı kapattı.

Yol testleri, olumsuz sürüş koşullarında yakıt tüketiminde %10'a kadar azalma olduğunu göstermiştir. Karbon monoksit emisyonları da %10 azaldı. Yüzde 2'den biraz fazla. diğer yandan egzoz gazlarındaki nitrojen oksit ve yaklaşık 5 hidrokarbon içeriği artmıştır. İlginç bir şekilde, sistemin marş motorunun dayanıklılığı üzerinde olumsuz bir etkisi yoktu.

Modern start-stop sistemleri

Modern start-stop sistemleri, park edildiğinde (belirli koşullar altında) motoru otomatik olarak kapatır ve otomatik şanzımanlı bir araçta sürücü debriyaj pedalına basar veya fren pedalını bırakır bırakmaz motoru yeniden çalıştırır. Bu, yakıt tüketimini ve karbon emisyonlarını azaltır, ancak yalnızca şehir trafiğinde. Start-Stop sisteminin kullanılması, marş motoru veya akü gibi belirli araç bileşenlerinin daha uzun süre dayanmasını ve diğerlerini sık sık motor kapanmalarının etkilerinden korumasını gerektirir.

Start-Stop sistemleri, az çok karmaşık enerji yönetim sistemleriyle donatılmıştır. Ana görevleri, pillerin şarj durumunu kontrol etmek, veri yolundaki alıcıları yapılandırmak, güç tüketimini azaltmak ve şu anda en uygun şarj voltajını elde etmektir. Bütün bunlar, akünün çok derin deşarj olmasını önlemek ve motorun her an çalıştırılabilmesini sağlamak için. Sistem denetleyicisi pilin durumunu sürekli olarak değerlendirerek sıcaklığını, voltajını, akımını ve çalışma süresini izler. Bu parametreler, anlık başlatma gücünü ve mevcut şarj durumunu belirler. Sistem düşük pil seviyesi tespit ederse, programlanan kapatma sırasına göre etkinleştirilmiş alıcıların sayısını azaltır.

Start-Stop sistemleri isteğe bağlı olarak fren enerjisi geri kazanımı ile donatılabilir.

Start Stop sistemli araçlar EFB veya AGM aküleri kullanır. EFB tipi piller, klasik olanlardan farklı olarak, plakaların aktif kütlesinin sık deşarjlara ve yüksek akım şarjlarına karşı direncini artıran polyester kaplama ile kaplanmış pozitif plakalara sahiptir. AGM akülerde ise elektroliti tamamen emen plakalar arasında cam elyaf bulunur. Pratik olarak ondan hiçbir kayıp yok. Bu tip pilin terminallerinde biraz daha yüksek voltaj elde edilebilir. Ayrıca sözde derin deşarja karşı daha dirençlidirler.

Motora zarar verir mi?

Birkaç on yıl önce, her motor çalıştırmanın kilometresini birkaç yüz kilometre artırdığına inanılıyordu. Durum böyle olsaydı, sadece şehir trafiğinde giden bir arabada çalışan Start-Stop sisteminin motoru çok çabuk bitirmesi gerekecekti. Açık ve kapalı tutmak muhtemelen motorların en çok sevdiği şey değildir. Ancak, örneğin yağlayıcılar alanında teknik ilerleme dikkate alınmalıdır. Ek olarak, Start-Stop sistemi, başta motor olmak üzere çeşitli sistemlerin sık sık kapanmaların sonuçlarından etkin bir şekilde korunmasını gerektirir. Bu, diğer şeylerin yanı sıra turboşarjın ilave cebri yağlanmasını sağlamak için geçerlidir.

Start-Stop sisteminde marş

Kullanılan çoğu start-stop sisteminde motor, geleneksel bir marş motoru kullanılarak çalıştırılır. Bununla birlikte, önemli ölçüde artan işlem sayısı nedeniyle dayanıklılığı artırılmıştır. Başlatıcı daha güçlüdür ve aşınmaya karşı daha dayanıklı fırçalarla donatılmıştır. Debriyaj mekanizması yeniden tasarlanmış tek yönlü bir debriyaja sahiptir ve dişli, düzeltilmiş bir diş şekline sahiptir. Bu, motorun sık çalıştırılması sırasında sürüş konforu için önemli olan marş motorunun daha sessiz çalışmasına neden olur. 

Tersinir jeneratör

StARS (Starter Alternator Reversible System) adlı böyle bir cihaz, Valeo tarafından Start-Stop sistemleri için geliştirildi. Sistem, marş motoru ve alternatörün işlevlerini birleştiren tersinir bir elektrikli makineye dayanmaktadır. Klasik bir jeneratör yerine kolayca tersinir bir jeneratör takabilirsiniz.

Cihaz çok yumuşak bir başlangıç ​​sağlar. Geleneksel yolverici ile karşılaştırıldığında burada bağlantı işlemi yoktur. Başlatma sırasında, bu sırada bir elektrik motoru haline gelen ters çevrilebilir alternatörün stator sargısına alternatif voltaj ve rotor sargısına doğrudan voltaj sağlanmalıdır. Yerleşik pilden AC voltajı almak, sözde bir invertörün kullanılmasını gerektirir. Ek olarak, stator sargıları, voltaj dengeleyici ve diyot köprüleri aracılığıyla alternatif voltajla beslenmemelidir. Voltaj regülatörü ve diyot köprüleri bu süre için stator sargılarından ayrılmalıdır. Çalıştırma anında ters çevrilebilir jeneratör, 2 - 2,5 kW gücünde bir elektrik motoru haline gelir ve 40 Nm'lik bir tork oluşturur. Bu, motoru 350-400 ms içinde çalıştırmanıza izin verir.

Motor çalışır çalışmaz inverterden gelen AC voltajının akışı durur, tersinir jeneratör, stator sargılarına bağlı diyotlar ve aracın elektrik sistemine DC voltaj sağlamak için bir voltaj regülatörü ile tekrar alternatör olur.

Bazı çözümlerde, ters çevrilebilir jeneratöre ek olarak motor, uzun bir süre kullanılmadığında ilk çalıştırma için kullanılan geleneksel bir marş motoruyla da donatılmıştır.

Enerji akümülatörü

Start-Stop sisteminin bazı çözümlerinde, tipik bir aküye ek olarak, bir de sözde var. enerji akümülatörü. Görevi, "Start-Stop" modunda ilk motor çalıştırmayı ve yeniden çalıştırmayı kolaylaştırmak için elektrik biriktirmektir. Birkaç yüz farad kapasiteli seri bağlı iki kapasitörden oluşur. Deşarj anında, birkaç yüz amperlik bir akımla bir başlatma sistemini destekleyebilir.

Условия эксплуатации

Start-Stop sisteminin çalışması sadece birkaç farklı koşul altında mümkündür. Her şeyden önce, motoru yeniden çalıştırmak için aküde yeterli enerji olmalıdır. Ayrıca, dahil. ilk çalıştırmadan itibaren araç hızı belirli bir değeri aşmalıdır (örneğin, 10 km/s). Arabanın arka arkaya iki durması arasındaki süre, program tarafından ayarlanan minimum süreden daha fazladır. Yakıt, alternatör ve akü sıcaklıkları belirtilen aralıkta. Durak sayısı, sürüşün son dakikasında sınırı aşmadı. Motor optimum çalışma sıcaklığında.

Bunlar, sistemin çalışması için karşılanması gereken gereksinimlerden sadece birkaçıdır.