Start-Stop sistemos variklio valdymas

Kas ta Start-Stop sistema ir kodėl ji atsirado

Pirmą kartą sustojus prie šviesoforo su automobiliu, turinčiu Start-Stop sistemą, galima gerokai nustebti – variklis tiesiog išsijungia. Tyla. Jokio vibravimo. Tarsi automobilis būtų visiškai užgesęs. Bet kai tik pakeliate koją nuo stabdžių ar paspaudžiate sankabos pedalą, variklis akimirksniu atgyja. Štai taip veikia viena iš populiariausių šiuolaikinių degalų taupymo technologijų.

Ši sistema atsirado ne iš tuščios vietos. Automobilių gamintojai pradėjo rimtai galvoti apie degalų sąnaudų mažinimą ir emisijų kontrolę maždaug prieš 20-25 metus, kai Europos Sąjunga ėmė griežtinti aplinkosaugos reikalavimus. Pirmieji rimti bandymai įdiegti tokią technologiją masinėje gamyboje prasidėjo 1990-ųjų pabaigoje. Volkswagen, BMW ir kiti Europos gamintojai buvo pirmūnai šioje srityje.

Pagrindinė idėja paprasta kaip kūjis – kam leisti varikliui dirbti tuščiąja eiga, kai automobilis vis tiek stovi vietoje? Miesto sąlygomis vairuotojas gali praleisti iki 30 procentų laiko stovėdamas prie šviesoforų ar spūstyse. Per tą laiką variklis naudoja degalus, teršia aplinką, bet neatlieką jokio naudinго darbo. Start-Stop sistema šią problemą sprendžia radikaliai – tiesiog išjungia variklį.

Kaip sistema supranta, kada reikia gesinti variklį

Start-Stop sistema nėra vienas paprastas jungiklis. Tai sudėtinga elektroninė sistema, kuri nuolat stebi daugybę parametrų ir priima sprendimus per sekundės dalis. Automobilio kompiuteris analizuoja informaciją iš keliolikos daviklių ir tik tada nusprendžia, ar saugu išjungti variklį.

Pirmiausia sistema tikrina akumuliatoriaus būklę. Jei baterija silpna arba jos įkrova nepakankama, variklis nebus išjungtas. Tai labai svarbu, nes silpnas akumuliatorius gali nesugebėti pakartotinai užvesti variklio. Šiuolaikiniai automobiliai su Start-Stop sistema dažniausiai turi specialius sustiprintus akumuliatorius – AGM (Absorbent Glass Mat) arba EFB (Enhanced Flooded Battery) tipo. Jie gerokai patvaresni už įprastus švino-rūgštinius akumuliatorius ir išlaiko daugiau įkrovimo-iškrovimo ciklų.

Variklio temperatūra – kitas kritinis parametras. Sistema neleis išjungti variklio, jei jis dar nepasiekė darbinės temperatūros. Šaltas variklis turi įšilti, o tai užtrunka kelias minutes. Be to, kai variklis šaltas, jam reikia turtingesnės degalų mišinio, todėl dažnas paleidimas būtų neefektyvus ir kenksmingas.

Salono temperatūra taip pat svarbi. Jei įjungtas kondicionierius ar šildymas ir sistema mato, kad temperatūra salone nukrypsta nuo nustatytos, variklis nebus išjungtas. Niekas nenori šalti žiemą ar kaisti vasarą vien dėl kelių sutaupytų degalų lašų.

Starteris ir generatorius – pagrindiniai sistemos komponentai

Įprastas automobilio starteris nėra sukurtas dešimtims tūkstančių paleidimų. Jis suprojektuotas veikti kelis kartus per dieną, o ne kelis kartus per kelionę. Todėl Start-Stop sistemai reikia visiškai kitokio starterio.

Sustiprintas starteris turi specialius guolius, patvaresnius šepetėlius ir galingesnį elektros variklį. Kai kuriuose automobiliuose naudojami net du starteriai – vienas įprastas šaltam paleidimui, kitas specialus Start-Stop funkcijai. Šis antrasis starteris dažnai būna mažesnis, bet pritaikytas greitam ir tyliam variklio užvedimui.

Dar įdomesnis sprendimas – integruotas starteris-generatorius. Tai vienas įrenginys, kuris atlieka abi funkcijas. Kai variklis veikia, jis generuoja elektros energiją kaip įprastas generatorius. Kai reikia užvesti variklį, jis veikia kaip starteris. Tokia sistema dar efektyvesnė ir gali net rekuperuoti energiją stabdant automobilį, kaip tai daro hibridiniai automobiliai.

Kai kurie gamintojai, pavyzdžiui, Mazda su savo i-ELOOP sistema, naudoja superkondensatorius energijos kaupimui. Stabdymo metu sugeneruota elektros energija kaupiama superkondensatoriuose, o ne tik akumuliatoriuje. Tai leidžia efektyviau naudoti energiją ir mažiau apkrauti akumuliatorių.

Ką daro sistema, kai automobilis stovi

Kai automobilis sustoja ir sistema nusprendžia išjungti variklį, vyksta keli dalykai vienu metu. Pirmiausia sistema užtikrina, kad variklis sustotų optimalioje padėtyje. Tai svarbu, nes kitas paleidimas bus greitesnis, jei stūmokliai bus tam tikroje pozicijoje.

Nors variklis išjungtas, daugelis sistemų toliau veikia. Stabdžių sistema išlieka aktyvi, ypač jei automobilis turi elektrinį stabdžių stiprintuvo siurblį. Vairavimo stiprintuvas taip pat gali būti elektrinis arba turėti specialų slėgio rezervuarą, kuris užtikrina keletą stabdymo ciklų net kai variklis neveikia.

Kondicionierius – tai sudėtingesnė situacija. Įprastas kondicionierius negali veikti be veikiančio variklio, nes kompresorių suka diržas nuo variklio. Todėl automobiliai su Start-Stop sistema dažnai turi papildomą elektrinį kompresorių arba specialų akumuliatorių šaltumui kaupti. Kai variklis išjungtas, kondicionierius naudoja sukauptą šaltumą arba elektrinį kompresorių.

Žiemos metu šildymas taip pat gali būti problema. Kai kurie automobiliai turi papildomus elektrinius šildytuvus arba naudoja sukauptą šilumą iš aušinimo sistemos. Tačiau jei salone greitai vėsta, sistema automatiškai vėl užves variklį.

Kaip greitai variklis vėl užsiveda

Čia slypi tikrasis Start-Stop sistemos stebuklas. Variklis užsiveda per 0,3-0,4 sekundės. Tai daug greičiau nei įprastas paleidimas, kuris užtrunka apie sekundę ar ilgiau. Kaip tai pasiekiama?

Visų pirma, variklis dar šiltas ir visi tepalai jau cirkuliuoja sistemoje. Nereikia laukti, kol alyvos siurblys sukurs slėgį. Antra, degalų sistema jau paruošta – slėgis yra, purkštukai paruošti. Trečia, sistema žino tikslią variklio padėtį ir gali pradėti degimą optimaliame cilindre.

Kai kurie gamintojai naudoja dar gudresnius sprendimus. Pavyzdžiui, tiesioginio įpurškimo varikliai gali įpurkšti degalų į vieną iš cilindrų, kol variklis dar apsisuka nuo paskutinio ciklo, ir nedelsiant juos uždegti. Tai leidžia varikliui pradėti suktis iš vidaus degimo jėgos, o ne tik iš starterio. Starteris tik padeda pradėti procesą, o toliau variklis jau veikia savo jėga.

Mazda sukūrė dar įdomesnę sistemą, pavadintą i-stop. Ji naudoja tiesioginio įpurškimo technologiją ir gali užvesti variklį be starterio pagalbos – tiesiog įpurškia degalų į tinkamą cilindrą ir uždega juos. Starteris naudojamas tik kaip atsarginė sistema, jei pagrindinis metodas nepavyksta.

Ar tikrai tauposi degalai ir kiek

Tai klausimas, kurį užduoda kiekvienas vairuotojas. Atsakymas priklauso nuo daugelio veiksnių, bet apskritai – taip, degalai tikrai tauposi. Tačiau ne taip drastiškai, kaip kartais skelbiama reklamose.

Miesto sąlygomis, kur daug sustojimų ir laukimo prie šviesoforų, galima sutaupyti nuo 5 iki 15 procentų degalų. Tai priklauso nuo vairavimo stiliaus, eismo sąlygų ir maršruto. Jei dažnai stovite spūstyse, sutaupysite daugiau. Jei dažniausiai važiuojate greitkeliais, sutaupysite mažai arba visai nieko, nes sistema ten paprasčiausiai neveikia.

Yra vienas įdomus niuansas – variklio paleidimas sunaudoja tam tikrą kiekį degalų. Seniau buvo manoma, kad variklio paleidimas sunaudoja tiek pat degalų, kiek jis sunaudotų per 30 sekundų tuščiosios eigos. Šiuolaikiniai varikliai su tiesioginio įpurškimo ir pažangių valdymo sistemų dėka šį laiką sutrumpino iki 5-7 sekundžių. Tai reiškia, kad jei stovite ilgiau nei 7 sekundes, jau verta išjungti variklį.

Emisijos mažėja dar labiau nei degalų sąnaudos. Kai variklis neveikia, jis neišmeta jokių teršalų. Miesto centre, kur oro kokybė dažnai prasta, tai tikrai svarbu. Kai tūkstančiai automobilių nestovi su veikiančiais varikliais prie šviesoforų, oro kokybė pagerėja.

Problemos ir trūkumai, apie kuriuos retai kalba

Nors Start-Stop sistema turi daug privalumų, ji nėra tobula. Viena didžiausių problemų – akumuliatorius. Specialūs AGM ar EFB akumuliatoriai kainuoja 2-3 kartus brangiau nei įprasti. Kai po 4-6 metų reikia keisti akumuliatorių, vairuotojai dažnai patiria šoką pamatę kainą.

Dar blogiau – negalima tiesiog įdėti įprasto akumuliatoriaus. Sistema gali neveikti arba veikti netinkamai. Be to, dažnai reikia programuoti automobilio kompiuterį, kad jis atpažintų naują akumuliatorių. Tai reiškia vizitą į autoservisą ir papildomas išlaidas.

Starteris taip pat nusidėvi greičiau nei įprastame automobilyje. Nors jis ir sustiprintas, bet vis tiek atlieka dešimteriopai ar net šimteriopai daugiau paleidimų per automobilio eksploatavimo laiką. Starterio keitimas taip pat nėra pigu – priklausomai nuo automobilio modelio, gali kainuoti nuo kelių šimtų iki tūkstančio eurų ar daugiau.

Kai kuriems vairuotojams sistema tiesiog nepatinka. Jie jaučiasi nepatogiai, kai variklis nuolat gesina ir užsiveda. Ypač tai aktualu žiemą, kai šildymas svarbus, arba vasarą su kondicionieriumi. Laimei, daugumoje automobilių sistemą galima išjungti mygtuku. Tačiau ją reikia išjungti kiekvieną kartą iš naujo – sistema automatiškai aktyvuojasi kiekvieną kartą užvedus automobilį.

Yra ir techninių niuansų. Pavyzdžiui, jei stovite šlaite, sistema gali neišjungti variklio, nes automobilis turi išlaikyti stabdžių slėgį. Arba jei stipriai pasukate vairą stovėdami (pavyzdžiui, parkuojantis), variklis vėl užsives, nes vairavimo stiprintuvui reikia galios.

Kaip gyventi su Start-Stop sistema ir ją prižiūrėti

Jei turite automobilį su šia sistema arba planuojate pirkti, yra keletas dalykų, kuriuos verta žinoti. Pirmiausia – niekada nebandykite sutaupyti pirkdami pigesnį akumuliatorių. Tai viena iš nedaugelio vietų, kur tikrai verta investuoti į kokybę. Originalus arba aukštos klasės pakaitinis akumuliatorius užtikrins, kad sistema veiks patikimai ir ilgai.

Trumpos kelionės – Start-Stop sistemos priešas. Jei dažnai važiuojate tik kelis kilometrus, akumuliatorius neturi laiko tinkamai įsikrauti. Sistema tai pastebi ir gali pradėti mažiau veikti arba visai išsijungti. Kartais verta nuvažiuoti ilgesnį maršrutą, kad akumuliatorius įsikrautų.

Žiemą sistema natūraliai veiks rečiau. Tai normalu ir taip ir turi būti. Šaltas variklis turi įšilti, o tai svarbiau nei kelių degalų lašų sutaupymas. Jei pastebite, kad sistema žiemą beveik neveikia, greičiausiai viskas tvarkoje – ji tiesiog laukia, kol variklis pasieks darbinę temperatūrą.

Jei sistema staiga nustoja veikti, pirmiausia patikrinkite akumuliatorių. Dažniausiai problema būna būtent jame. Silpnas akumuliatorius arba prastas kontaktas gali išjungti visą sistemą. Kartais pakanka tiesiog nuvalyti akumuliatoriaus gnybtus ir gerai juos priveržti.

Kai keičiate alyją, įsitikinkite, kad naudojama teisinga specifikacija. Start-Stop sistemai dažnai reikia specialios mažo klampumo alyvos, kuri užtikrina greitą tepimą paleidimo metu. Naudojant netinkamą alyją, variklis gali greičiau nusidėvėti.

Ateities perspektyvos ir technologijos raida

Start-Stop sistema nėra galutinis technologijos taškas – ji nuolat tobulėja. Naujausi automobiliai jau turi dar pažangesnes versijas, kurios gali išjungti variklį net važiuojant. Tai vadinama „sailing” arba „coasting” funkcija. Kai automobilis rieda ir vairuotojas nepaspaudžia nei akceleratoriaus, nei stabdžių, variklis gali visiškai išsijungti. Automobilis tiesiog rieda inercija, o kai reikia, variklis akimirksniu vėl užsiveda.

Hibridiniai automobiliai šią technologiją veda dar toliau. Jie gali važiuoti tik elektros energija mažais greičiais, o benzininis variklis įsijungia tik kai reikia daugiau galios. Tai iš esmės yra Start-Stop sistemos evoliucija – variklis veikia tik tada, kai tikrai reikalingas.

48 voltų minkštieji hibridai – tai kitas žingsnis. Jie naudoja galingesnę elektros sistemą, kuri leidžia dar efektyviau valdyti variklį ir net padėti jam pagreitėjimo metu. Tokiose sistemose starteris-generatorius gali būti labai galingas ir užtikrinti beveik nepastebimai sklandų variklio paleidimą.

Bet kokia technologija, kuri padeda taupyti degalus ir mažinti emisijas, turi ateitį. Nors elektromobiliai ir tampa vis populiaresni, įprastų vidaus degimo variklių automobilių dar bus keliuose dešimtmečius. Start-Stop sistema ir jos tobulintos versijos padės jiems būti efektyvesniems ir mažiau teršti aplinką.

Kai kurie gamintojai jau eksperimentuoja su dirbtinio intelekto naudojimu. Sistema galėtų išmokti vairuotojo įpročių ir eismo sąlygų bei nuspėti, kada verta išjungti variklį, o kada ne. Pavyzdžiui, jei sistema žino, kad paprastai prie konkretaus šviesoforo stovite ilgai, ji išjungs variklį. Bet jei žino, kad kitas šviesoforas greitai perjungia, gali nuspręsti variklio negesinti.

Taigi Start-Stop sistema, kuri kadaise atrodė kaip keista naujovė, dabar tampa standartine įranga daugelyje automobilių. Ji ne tobula, turi savo trūkumų ir reikalauja papildomų investicijų į priežiūrą, bet bendras efektas yra teigiamas. Mieste sutaupote degalų, mažinate emisiją ir prisidedate prie švaresnio oro. O jei sistema jums nepatinka – visada galite ją išjungti mygtuku. Pasirinkimas lieka jūsų rankose.