Как работает система старт стоп на автомобиле?

Как работает кнопка старт стоп на авто

Непрерывное ужесточение экологических требований к автомобилям с двигателями внутреннего сгорания вынуждает автопроизводителей внедрять на своей продукции различные устройства. Одним из таких узлов является система старт-стоп, управляющая работой силового агрегата при простоях в пробках и на светофорах. Благодаря ей повторный пуск мотора выполняется без участия водителя.

Цель изобретения Start-Stop системы

Проведенные исследования режимов движения транспортных средств показали, что до трети времени работы мотор находится на оборотах холостого хода. Это связано с движением в плотном городском трафике с частыми простоями на светофорах. Для сокращения вредных выбросов было предложено ввести автоматическое глушение и запуск силового агрегата.

Компания Toyota начала применять принудительную остановку двигателя на ряде моделей еще в середине 70-х гг.. Но массовое появление старт-стопа относится к периоду времени после 2005 года.

• уменьшить расход топлива;
• сократить число выбросов в атмосферу;
• снизить шумность работы автомобиля во время остановок.

Принцип работы системы старт-стоп

Система старт-стоп работает по принципу принудительного окончания работы мотора после остановки автомобиля и повторного автоматического пуска. Прекращение движения транспортного средства фиксируется датчиком скорости, передающим сигнал на блок управления. Одновременно поступает информация о частоте вращения коленчатого вала двигателя. На машинах с ручной коробкой требуется поставить рычаг в нейтральное положение, и отпустить педаль сцепления. Автомобили с автоматической трансмиссией активируют систему по сигналу от удерживаемой педали тормоза.

На основании этих параметров происходит остановка мотора. Работа климатической установки или аудиосистемы продолжается от аккумулятора. При этом на комбинации приборов включается индикатор, информирующий водителя о работе системы.

Для выполнения цикла запуска требуется:

• на автомобилях с механической трансмиссией — нажать на педаль сцепления;
• на авто с автоматической коробкой — отпустить педаль тормоза.

На аккумуляторах автомобилей с системой старт-стоп установлен специальный сенсор, определяющий уровень заряда и возможность повторного запуска мотора. При падении напряжения на клеммах батареи происходит автоматическое выключение системы.

Обзор принципов работы функции Start/Stop на VW Passat седьмого поколения продемонстрирован в видео от канала «Dmitry Force».

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 (E). Электролит в таких устройствах находится внутри пор стекловолоконной ткани, проложенной между пластинами батареи. Аккумуляторы не требуют обслуживания и обеспечивают повышенную силу тока при запуске.

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

Система старт-стоп от Mazda

Условия для активации системы

После включения зажигания производится опрос бортовой сети с целью обеспечения условий активации системы:

• автомобиль неподвижен;
• двигатель работает на холостом ходу;
• система охлаждения прогрета до определенной температуры (15-25ºС, зависит от производителя автомобиля);
• тормозная система исправна (на ряде авто производится замер давления в вакуумном усилителе тормозов);
• батарея автомобиля достаточно заряжена и прогрета;
• корректно настроена система микроклимата (разница между внешней и внутренней температурой не больше определенного значения, обычно порогом является 5-6ºС);
• на дизельном моторе проверяется состояние регенерации сажевого фильтра (во время процедуры старт-стоп отключается);
• водитель пристегнут ремнем безопасности;
• закрыты внешние панели кузова (двери, капот);
• педаль сцепления выжата и рычаг коробки находится в нейтрали (для механической трансмиссии);
• педаль тормоза полностью отпущена (для автоматических коробок передач).

Источник: https://avtotop.info/kak-rabotaet-knopka-start-stop-na-avto/

Как работает система старт стоп на автомобиле?

С каждым годом на автомобили устанавливается все больше и больше электронных систем. Они делают машину более безопасной (например, система контроля мертвых зон или адаптивный круиз-контроль) и комфортной. Сейчас довольно популярной является система старт-стоп в авто. Что это такое, как она работает и может ли навредить? Рассмотрим в данной статье.

Назначение

Итак, для чего предназначена данная система? Она разработана с целью снизить расход горючего. Примерно треть времени работы ДВС приходится на холостой ход. За это время автомобиль сжигает топливо впустую. Инженеры, разрабатывавшие данную систему, руководствовались следующими задачами:

• Увеличение топливной экономичности.
• Уменьшение выбросов СО в атмосферу.
• Снижение уровня шума авто.

С внедрением системы старт-стоп двигатель стал выполнять работу только тогда, когда это нужно. Особо актуальной она становится в мегаполисах, когда автомобиль много времени проводит в пробках.

Как она работает?

Суть технологии «старт-стоп» заключается в остановке работы ДВС при долгом (относительно) простое автомобиля и последующем запуске при выжиме сцепления. Если авто с АКПП, ДВС запускается, когда водитель отпускает тормоз. Система объединяет в себе:

• Узел, осуществляющий запуск ДВС.
• Электронные элементы управления.

Что требуется для многократного пуска ДВС? Производители используют для этого:

• Усиленный стартер (рассчитанный на более частый запуск мотора).
• Стартер-генератор.
• Технологию впрыска горючего и воспламенения смеси.

Наиболее простой и надежной на данный момент является система от «Бош». Она применяется на марках «Фольксваген», «БМВ», а также «Ауди». Технология позволяет снизить расход до 8 процентов (но реальные измерения показывают совсем другие цифры – порядка 4 процентов в обычных условиях эксплуатации).

В основе лежит усиленный стартер, рассчитанный на большее количество запусков ДВС. Механизм имеет малошумный привод. Запуск двигателя осуществляется максимально бесшумно и быстро. При этом электроника контролирует заряд АКБ. Система не будет работать, если батарея имеет низкое напряжение. Для отслеживания и корректировки всех параметров в системе имеются:

• Входные датчики.
• Исполнительные устройства.
• Электронный блок управления (ним является прошитый штатный ЭБУ двигателя, но может быть установлен и отдельный блок).

К первым можно отнести датчики:

• Педали сцепления (на АКПП – педали тормоза).
• АБС (участвуют в измерении частоты вращения колес).
• Коленвала.
• Рычага трансмиссии (для машин с МКПП).
• Состояния АКБ.

Система «Бош» не имеет собственный электронный блок (в отличие от STARS, но о ней немного позже). Узел использует ЭБУ двигателя, где прописывается соответствующее ПО. В качестве исполнительных устройств используются:

• Форсунки или инжектор.
• Стартер.
• Катушки зажигания (на бензиновых авто).

Прекращение работы двигателя осуществляется при двух условиях:

1. Полная остановка машины (также есть системы, позволяющие отключить двигатель еще до остановки).
2. Нажатая педаль тормоза АКПП или перевод рычага МКПП в положение «нейтраль» (сцепление при этом не задействуется).

При этом учитываются такие параметры:

• Частота вращения коленвала (должна быть в районе тысячи оборотов в минуту).
• Уровень напряжения АКБ (если он ниже нормы, система не работает).
• Температура ДВС.
• Режим работы кондиционера и акустики.

Почему учитывается последний фактор? После отключения ДВС, питание на кондиционер и акустику подается от батареи.

Когда водитель нажимает на сцепление или отпускает тормоз (на МКПП и АКПП соответственно), система автоматически подает сигнал на стартер и выполняет запуск ДВС. Данный цикл повторяется при последующей остановке автомобиля.

В случае недостаточного напряжения АКБ, система не работает. Также водитель может ее принудительно отключить посредством специальной кнопки на панели.

Модернизированные версии «старт-стоп»

Система нового поколения позволяет отключить ДВС еще до полной остановки авто. Таким образом экономится еще больше топлива. Процесс остановки машины анализируется блоком по определенным параметрам:

• Скорости движения авто в данный момент.
• Скорости машины до начала торможения.
• Уровню уклона дороги и возможности маневрирования.

В случае, если параметр движения не соответствует хотя бы одному из требований, система будет работать только тогда, когда автомобиль полностью остановится.

На автомобилях «Киа» используется схожая технология – Idle Stop&Go. Но в отличие от предыдущей, здесь задействуется генератор. При высокой нагрузке на ДВС, данный узел отключается (с целью экономии топлива). А при торможении генератор снова включается и выполняет подзарядку АКБ. Вредит ли данная система? Работает она только в случае, если батарея заряжена не ниже, чем на 75 процентов. Если величина разряда более четверти, система автоматически отключается. Также технология не работает, если в автомобиле включен кондиционер.

Источник: https://www.cars-life.org/construction/zachem-nuzhna-sistema-start-stop-v-avto-kak-ona-rabotaet/

Как работает система старт-стоп в машине, ее назначение, плюсы и минусы

Непрерывное ужесточение экологических требований к автомобилям с двигателями внутреннего сгорания вынуждает автопроизводителей внедрять на своей продукции различные устройства. Одним из таких узлов является система старт-стоп, управляющая работой силового агрегата при простоях в пробках и на светофорах. Благодаря ей повторный пуск мотора выполняется без участия водителя.

Проведенные исследования режимов движения транспортных средств показали, что до трети времени работы мотор находится на оборотах холостого хода. Это связано с движением в плотном городском трафике с частыми простоями на светофорах. Для сокращения вредных выбросов было предложено ввести автоматическое глушение и запуск силового агрегата.

Компания Toyota начала применять принудительную остановку двигателя на ряде моделей еще в середине 70-х гг.. Но массовое появление старт-стопа относится к периоду времени после 2005 года.

Система позволяет:

• уменьшить расход топлива;
• сократить число выбросов в атмосферу;
• снизить шумность работы автомобиля во время остановок.

Технология «стоп-старт»: долгосрочное влияние на двигатель автомобиля

Экономия топлива за счёт глушения двигателя при относительно долгих простоях на перекрёстке или в пробке – не новая технология. В современных автомобилях, особенно оснащённых моторами большого объёма, автоматизация этого процесса за счёт внедрения системы «стоп-старт» уже давно доказала свою эффективность. Главным вопросом, который по-прежнему волнует автомобилистов, остаётся негативное влияние на ресурс двигателя при длительной эксплуатации в таком режиме.

Что такое технология Start/Stop

Сама по себе эта система довольно проста: электроника анализирует режим движения, и как только автомобиль полностью останавливается, используется тормоз или размыкается механизм сцепления – двигатель, вне зависимости от используемого топлива, глушится. Как только педаль тормоза отпущена или включен механизм сцепления, происходит автоматический запуск мотора.

Как работает система

Как правило, система работает в полностью автоматическом режиме, однако у водителя есть возможность её отключить, если в ней не будет необходимости. При вышеописанных условиях, бортовая электроника прекращает подачу топлива и отключает зажигание. Современный уровень автоматизации позволяет без труда реализовать такую схему работы, поскольку современные моторы запускаются гораздо легче, нежели их предшественники, а также имеют достаточно высокую надёжность.

Почему лучше избегать использования системы Старт-Стоп?

Сам же механизм запуска практически не изменился: стартер активизирует двигатель за счёт зацепления малой зубчатой шестерни с большой, закреплённой на маховике.

Однако во многих современных моделях реализована схема «TS» или «тандемного соленоида», предполагающая плавный переход между режимами замедления и остановки, а также разгоном, для снижения износа элементов мотора.

Особенности этой конструкции могут проявиться, когда водитель был намерен совершить остановку, но изменил своё решение и начал интенсивное ускорение. В этот момент система может произвести глушение двигателя, но под действием внутренней инерции маховик продолжит своё вращательное движение.

Чтобы избежать хруста и преждевременного износа зубчатой передачи, один из соленоидов активизирует стартер двигателя и обеспечит его синхронизацию с маховиком, что при разгоне позволит бесшумно и легко привести основную пару шестерен в зацепление.

Тем не менее, запуск двигателя – это сложный процесс, который приводит к дополнительным нагрузкам на все системы автомобиля, поэтому потенциальная выгода от экономии топлива может быть утрачена из-за преждевременного износа или поломки одного из важнейших механизмов, если, конечно, не принять должных конструктивных мер. По мнению Герхарда Арнольда, ответственного за разработку подшипников в компании Federal Mogul, обычный двигатель с лёгкостью выдерживает до 50 000 циклов остановки, но в случае применения системы «стоп-старт» количество циклов может превысить 500 000 за расчётный период эксплуатации автомобиля.

Это существенный рост нагрузок на все элементы, ввиду чего некоторые из них стоит рассмотреть подробнее.

Основным компонентом двигателя, а также одним из самых тяжелых элементов является коленчатый вал. Он поддерживается по мере своего вращения множеством отполированных цилиндрических вкладышей вдоль своей длины, работающих в «простых» подшипниках (без шариковых или роликовых механизмов). Это основные подшипники.

Когда двигатель работает, коленчатый вал и основные опорные поверхности фактически не касаются друг друга и разделены сверхтонкой пленкой масла, подаваемой под давлением и прокачиваемой вокруг опорных поверхностей под действием вращающегося коленчатого вала.

Этот процесс называется «гидродинамической смазкой», но когда двигатель останавливается, кривошип опускается на подшипник, причем две металлические поверхности входят в контакт.

Как коррозия помогает снизить износ

Во время запуска двигателя, как бы надёжен и современен он ни был, имеет место момент, когда коленвал уже пришёл в движение, а смазывающая плёнка ещё не разделила соприкасающиеся поверхности – это так называемое «граничное условие». Именно в этот момент и происходит наиболее интенсивный износ. Таким образом, внедрение системы «стоп-старт» автоматически увеличивает число возникновений таких «граничных условий» с 50000 до 500 000, что приводит к преждевременному износу подшипников и опорных элементов коленчатого вала.

Автомобильные турбокомпрессоры: Все самые важные факты

Инженеры многих компаний разрабатывают технологии, позволяющие повысить надёжность этой группы элементов, в частности за счёт увеличения износостойкости и смачиваемости поверхностей смазочными материалами.

Так, компания Federal Mogul разработала новый материал под названием Irox, основной особенностью которого является полимерное покрытие содержащее частицы оксида железа (ржавчины), которая в этой микроскопической форме обеспечивает снижение коэффициента поверхностного трения.

По заявлениям производителя, в сравнении с обычным алюминиевым подшипником данный показатель снижен вдвое, что позволяет обеспечить высокий уровень долговечности.

Следует, однако, принимать во внимание то, что для подобных сравнений используют «обезличенные» конструктивные элементы устаревших моделей, поэтому объективного сопоставления с современными аналогами такие данные обеспечить не могут.

Высокоэффективные смазочные материалы

Вторым направлением совершенствования двигателя является разработка современных масел, которые содержат комплекс присадок и, по сути, являются сложной химической смесью. Технический директор британской фирмы Millers Oils Мартин Манн заявил, что правильный подбор состава подобных масел имеет решающее значение: «Мы уменьшили трение с нашими маслами и улучшили долговечность масляной пленки, и мы предполагаем, что это должно способствовать активному продвижению систем «стоп-старт»».

Компания Millers Oils проводит исследования масел с низким показателем трения в своих лабораториях еще с 2006 году. «Мы разработали многокомпонентную смесь, испытали ее на фрикционной установке и обнаружили, что мы можем уменьшить трение скольжения между типичными компонентами, такими как поршни и вкладыши, на 50 процентов» — говорит Манн.

https://www.youtube.com/watch?v=3puDa5XIU80

Как отличить подделку моторного масла

Как правило, это снижает тепловыделение, потерю мощности, расход топлива и износ, но новая трехкомпонентная нанотехнология Miller, известная как Nanodrive, идет дальше. Крошечные наночастицы, такие как микроскопические шарикоподшипники, благодаря высокому давлению и полимерной структуре концентрируются на поверхностях износа и обеспечивают их защиту. Пока это решение доступно только в элитных гоночных маслах Miller, но касательно рассматриваемой системы «стоп-старт» она также может уменьшить износ при каждом повторном старте.

Теоретически, при использовании технологий подшипника скольжения и смазки с низким трением потенциальная угроза ресурсу двигателя должна быть преодолена. Но нынешние технологии все еще относительно новы, и только время может доказать или опровергнуть их эффективность. Кроме того, агрегатирование наночастиц на поверхности смазываемых деталей автоматически приводит к локальному повышению вязкости до момента формирования устойчивой молекулярной связи, что при определённых условиях может оказать отрицательное влияние.

Действительно ли система «стоп-старт» экономит топливо

С учётом того факта, что исправный двигатель на холостых оборотах во время простоя на светофоре или в пробке потребляет крайне небольшое количество топлива, а в момент запуска этот показатель существенно превышает усреднённую величину, возникают вполне обоснованные сомнения в эффективности использования подобных систем экономии.

Показатели экономичности являются причиной ожесточённых споров, а реальные величины напрямую зависят от режима езды и характера вождения. Очевидно, что длительное время простоя обеспечивает большую экономию топлива, однако следует принимать во внимание то, что в некоторых случаях электроника не позволит заглушить мотор — например, если двигатель холодный, система не будет его отключать, чтобы обеспечить полноценный прогрев. Электроника также может не глушить двигатель, если уровень аккумулятора находится ниже заданной величины, а также если, как в системе Volvo, водитель расстегнул свой ремень безопасности или включил кондиционер.

По заверениям экологов, система «стоп-старт» также предназначена для снижения выбросов в городских районах, где движения автотранспорта крайне затруднено и время простоя значительно увеличивается, что делает подобные технологии не только выгодными, но и безопасными. Это довольно спорный аргумент, поскольку, как и в случае с расходом топлива, работа на холостых оборотах сводит выбросы к минимальному уровню, а вот запуск сопровождается резким выделением вредных веществ из выхлопной трубы.

Что же касается экономичности, столь важной для конечного потребителя, не стоит забывать и о том, что величина расхода топлива должна быть не просто ниже, чем у такого же двигателя без системы «стоп-старт», её снижение должно окупать удорожание конструкции автомобиля, потенциальное снижение его ресурса, а также возросшую сложность обслуживания.

В конечном итоге, на нынешнем этапе развития технологий машиностроения эффективность данных электронных систем при длительной эксплуатации вовсе не так велика, как заявляют разработчики и маркетологи. Таким образом, делать окончательные выводы ещё рано, поскольку огромное количество работ в этом направлении, а также мнения различных экспертов сводятся к тому, что нужны длительные ресурсные испытания, которые и позволят поставить точку в этом вопросе.

Сергей Василенков

Источник: https://1gai.ru/publ/518379-tehnologiya-stop-start-dolgosrochnoe-vliyanie-na-dvigatel-avtomobilya.html