Система “старт-стоп”: устройство и принцип работы, плюсы и минусы

История появления системы «старт-стоп»

В условиях роста цен на бензин и дизель вопрос экономии топлива и уменьшения расхода остается актуальным для большинства автомобилистов. В то же время передвижение в городе всегда связано с регулярными остановками на светофорах, часто – с ожиданием в пробках. Статистика гласит: двигатель любого автомобиля до 30% времени работает вхолостую. При этом расход топлива и выброс вредных веществ в атмосферу продолжается. Задача автопроизводителей – постараться решить эту проблему.

автомобильная пробка
Пока автомобиль стоит в пробке, двигатель работает на холостом ходу и продолжает потреблять топливо

Первые разработки по оптимизации работы автомобильных двигателей начала компания Toyota в середине 70-х годов прошлого столетия. В качестве эксперимента производитель стал устанавливать на одну из своих моделей механизм, отключающий мотор после двух минут простоя. Но система не прижилась.

Спустя несколько десятилетий французский концерн Citroen ввел в эксплуатацию новое устройство Start Stop, которое постепенно стало устанавливаться на серийных автомобилях. Сначала им оборудовали только транспортные средства с гибридным мотором, но потом начали применять и в автомобилях с обычным двигателем.

Многие автопроизводители также создали свои уникальные механизмы остановки и запуска двигателя. К ним относятся системы:

  • ISG (Idle Stop{amp}amp;Go) от Kia;
  • STARS (Starter Alternator Reversible System), устанавливаемая на автомобилях марки Mercedes и Citroen;
  • SISS (Smart Idle Stop System), разработанная компанией Mazda.

Принцип работы устройства

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 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».

Главная задача системы «старт-стоп» — снизить расход топлива, уровень шума и выброс вредных веществ в атмосферу во время работы мотора на холостом ходу. Для этих целей предусмотрено автоматическое отключение двигателя. Сигналом для этого может стать:

  • полная остановка транспортного средства;
  • нейтральное положение рычага выбора передач и отпускание педали сцепления (для машин с МКПП);
  • нажатие на педаль тормоза (для транспортных средств с АКПП).

После повторного запуска двигателя машина спокойно трогается с места и продолжает поездку.

  • В автомобилях с механической коробкой передач механизм запускает работу мотора при выжиме педали сцепления.
  • Двигатель в машинах с АКПП вновь начинает работу после того, как водитель убирает ногу с педали тормоза.

Конструкция системы «старт-стоп» состоит из электронного управления и устройства, обеспечивающего многократный запуск ДВС. В качестве последнего чаще всего используются:

  • усиленный стартер;
  • реверсивный генератор (стартер-генератор).

Так, например, в системе «старт-стоп», созданной компанией Bosh, применяется специальный стартер с увеличенным сроком службы. Устройство изначально рассчитано на большое количество запусков ДВС и оборудовано усиленным механизмом привода, обеспечивающим надежный, быстрый и тихий запуск мотора.

В задачи электронного управления входит:

  • своевременная остановка и запуск двигателя;
  • постоянный контроль заряда аккумулятора.

Конструктивно система состоит из датчиков, блока управления и исполнительных механизмов. В число устройств, посылающих сигналы в блок управления, входят датчики:

  • вращения колес;
  • оборотов коленчатого вала;
  • нажатия на педаль тормоза или сцепления;
  • нейтрального положения в коробке передач (только для МКПП);
  • заряда аккумуляторной батареи и т.д.

«Старт-стоп» с рекуперацией

Наиболее современной разработкой является система «старт-стоп» с рекуперацией энергии при торможении. При большой нагрузке на ДВС генератор отключается в целях экономии топлива. В момент торможения механизм снова начинает работать, в результате чего происходит зарядка аккумуляторной батареи. Так осуществляется рекуперация энергии.

Отличительная особенность подобных систем – применение реверсивного генератора, который также способен работать стартером.

Слабые стороны разработки

Несмотря на явные плюсы использования системы «старт-стоп», механизм имеет важные недостатки, которые стоит учесть автовладельцам.

  • Большая нагрузка на аккумулятор. Современные автомобили оснащены огромным количеством электронных приборов, за работу которых при остановке двигателя должен отвечать аккумулятор. Такая сильная нагрузка не идет на пользу батарее и быстрее выводит ее из строя.
  • Вред для турбированных моторов. Регулярное резкое выключение двигателя с нагретой турбиной недопустимо. Несмотря на то, что в современные автомобили с турбинами устанавливаются турбокомпрессоры на шарикоподшипниках, они лишь уменьшают риск перегрева турбины при резком выключении мотора, но не исключают его полностью. Поэтому владельцам таких транспортных средств лучше отказаться от применения системы «старт-стоп».
  • Больший износ двигателя. Даже если на автомобиле нет турбины, долговечность работы мотора, запускающегося при каждой остановке, может значительно снизиться.
автомобильный аккумулятор
Использование системы «старт-стоп» значительно повышает нагрузку на автомобильный аккумулятор

Учитывая все плюсы и минусы применения системы «старт-стоп», каждый автовладелец решает для себя, стоит ли экономить довольно незначительное количество топлива или же лучше позаботиться о надежной и долговечной работе мотора, оставляя его работать на холостом ходу.

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.

Система позволяет:

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

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

Схема конструкции батареи EFB

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

Японская компания Mazda предлагает оригинальную систему, построенную на принципе впрыска и воспламенения топливной смеси в цилиндрах. Остановка мотора выполняется по сигналу от датчиков, при этом поршни останавливаются в определенном положении. После подачи сигнала на пуск, происходит опрос положения поршней.

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).

Несоблюдение хотя бы одного из перечисленных условий приводит к выключению системы старт-стоп. Повторная инициализация возможна только после перевключения системы зажигания.

Преимущества и недостатки системы старт-стоп

По отзывам владельцев можно выделить следующие плюсы от использования системы:

  • сокращение расхода топлива и, как следствие, выбросов вредных веществ в атмосферу;
  • использование улучшенной батареи и мощного стартера упрощает запуск двигателя при низкой температуре воздуха.

Недостатков отмечается гораздо больше:

  1. Система обеспечивает хорошие параметры экономии только при движении от светофора к светофору. При движении в затяжных пробках, когда автомобиль проезжает по несколько метров и останавливается, старт-стоп менее эффективен. Дополнительно, от частых срабатываний стартера падает уровень заряда батареи, который не успевает восполняться. В итоге система автоматически отключается. Проведенные тесты показали, что эффективность старт-стопа в указанных ситуациях отличается в 2 раза.
  2. Повышенная нагрузка на аккумулятор, что приводит к его быстрому износу. Стоимость же EFB-батареи на 50-60% выше, чем у обычных.
  3. Установка усиленного стартера, способного выполнять частые пуски. Устройство имеет высокую стоимость.

Отключение старт-стоп системы

Несмотря на преимущества, которые дает система, иногда требуется ее отключить:

  1. Изготовители автомобилей предусмотрели специальную кнопку, нажатием которой водитель отключает систему старт-стоп. Однако эта функция работает только в пределах одного цикла включения зажигания. При повторном запуске мотора требуется снова нажимать кнопку.
  2. Возможен обход запуска системы при помощи отключения сигнального провода от датчика уровня заряда батареи. При этом на комбинации приборов будут появляться иконки, указывающие на попытки срабатывания старт-стопа. В памяти блока управления будет присутствовать ошибка, однако она не скажется на характеристиках автомобиля. Отрицательным моментом станет отсутствие связи электроники с аккумулятором, что не позволит автомобилю автоматически контролировать уровень заряда. На ряде автомобилей Volkswagen возможно отключение иконок на комбинации приборов через диагностический интерфейс. Однако эта возможность зависит от версии установленной на машине комбинации приборов.
  3. Отключить старт-стоп возможно путем снятия штекера от кнопки управления функцией. Блок управления фиксирует обрыв в цепи и отключает систему.
  4. Впайка конденсатора в цепь управления кнопкой. Дополнительная емкость эмулирует ситуацию запуска мотора нажатием кнопки. Блок управления, получая такой сигнал, деактивирует систему. Способ решения подходит не для всех автомобилей.
  5. На некоторых автомобилях Volkswagen возможно полное отключение системы диагностической программой «ВАСЯ-диагност». Операция проводится в специализированных центрах или самостоятельно, если владелец имеет оборудование и может им пользоваться.

Фотогалерея

Оцените статью
Avtomobil-Vaz.ru