Современные автомобили с каждым годом получают все больше электронных систем и ассистентов, которые призваны помогать водителю в управлении. Они повышают комфорт и безопасность пассажиров, позволяют избежать различных аварий, выполняют ряд функций вместо водителя. Одним из таких сервисов, которые в последнее время все шире применяются при выпуске новых автомобилей, является система старт/стоп для двигателя. Чтобы понимать, какую пользу она может принести, а также знать, когда ей лучше всего пользоваться, необходимо четко понимать, для чего она необходима и каков принцип ее действия.
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.
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.
Наиболее значимых результатов удалось добиться компании Bosh. Система «старт-стоп», созданная этим производителем, наиболее проста и надежна. Сегодня ее устанавливают на свои автомобили автоконцерны Volkswagen, BMW и Audi. Создатели механизма уверяют, что устройство способно снизить расход топлива на 8%. Однако реальные цифры гораздо ниже: в ходе экспериментов было выяснено, что потребление топлива уменьшается лишь на 4% в условиях повседневной городской эксплуатации.
Многие автопроизводители также создали свои уникальные механизмы остановки и запуска двигателя. К ним относятся системы:
- ISG (Idle Stop&Go) от Kia;
- STARS (Starter Alternator Reversible System), устанавливаемая на автомобилях марки Mercedes и Citroen;
- SISS (Smart Idle Stop System), разработанная компанией Mazda.
Characteristics
Start/stop technology came to Europe first, due to regulatory differences. 25 percent of the New European Driving Cycle (NEDC) is spent idling. In comparison, only an estimated 11 percent of the United States United States Environmental Protection Agency (EPA) test is spent at idle. Start/stop activation depends on specific driver inputs as well as operating conditions. The engine must have reached proper temperature to get adequate light-off of its catalytic converter and also to ensure proper lubrication and as effortless a restart as possible.
With a manual-gearbox car, engine shutdown typically comes with braking to a complete stop, gearbox in neutral and clutch release. Cars with automatic transmissions shut down upon braking to a full stop – the shut down is activated by the footbrake pedal being in use when the car comes to a halt. If the car is slowed initially by manual use of the automatic gear box and final stoppage is by use of the handbrake the engine will not shut down.
Принцип работы устройства
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).
В то время, когда двигатель выключается, питание всей автомобильной электроники осуществляется с помощью аккумуляторной батареи.
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.
Enhanced components
The system needs to be implemented in conjunction with modifications and reinforcements on many of the car’s components in order to reinforce the engine and electrical system durability and long-term wear resistance, due to the increased loads that the added stopping and starting cycles impose. To accomplish similar levels of durability, comfort and user experience to that of older cars without the system, the car’s manufacturer can include one or more of the following enhancements in the car’s industrial design:
- The engine main (crankshaft) bearings are coated with special polymers that have properties of dry lubricants, such as Polyamide. This aids the lack of the motor oil film and hydrodynamic lubrication when the crankshaft stops, preventing metal-to-metal contact that would otherwise produce accelerated wear on the bearing surfaces.
- The main battery is either or EFB technology, both supporting an increased number of charging cycles and increased load. This is important because all the car’s electrical system must be maintained by the battery after the alternator stops generating current.
- The starter is reinforced and designed to withstand continuous use without wearing too fast or overheating.
- An independent cooling circuit is added in conjunction with an electrical runoff water pump that keeps on running when the main mechanical pump goes out. This ensures the coolant supply to heat sensitive engine components like turbocharger bearings and to keep cabin temperature in winter time.
- Special sensors and ECUs can be added to ensure proper system running conditions, and to keep parameters between tolerance like a good battery charge, essential to guarantee future starts.
Устройство механизма «старт-стоп»
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.
В качестве устройства, принимающего сигналы датчиков, в системе «старт-стоп» используется блок управления двигателем с установленным в нем программным обеспечением. Роли исполнительных механизмов выполняют:
- форсунки системы впрыска;
- катушки зажигания;
- стартер.
Включить и деактивировать систему «старт-стоп» можно с помощью кнопки, расположенной на панели приборов или в настройках автомобиля. Однако, если заряд аккумулятора будет недостаточным, механизм будет отключен автоматически. Как только батарея зарядится в нужном объеме, система запуска и выключения двигателя снова начнет работать.
Наш вердикт
Система Stop-Start нужна в первую очередь производителям — она помогает вписаться в жесткие экологические требования. Владельцы же бонусом получают возможность «слегка» экономить в городском режиме. А расплачиваться за это придется пользователям хорошо поездивших экземпляров, переплачивая за более дорогой аккумулятор, ремонт или замену стартера либо реверсивного генератора. В общем, все как всегда!
Экономичные и «прожорливые», для «отжига» и для работы — в нашей базе объявлений найдутся машины для любых целей!
«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.
Система «старт-стоп» с рекуперацией может работать, когда заряд АКБ составляет не менее 75%.
Гидравлическая альтернатива
Для сегмента тяжелого коммерческого транспорта, на долю которого приходится порядка 30 % вредных выбросов, предназначена разработка — гидравлическая система «CleanStart». Главным компонентом «CleanStart» является лёгкий и компактный гидромотор-стартёр, который можно установить непосредственно на коленчатом валу и тем самым свести к минимуму механические потери. Свойства, присущие гидростатическому приводу (момент в данном случае достигает 800 Н∙м), позволяют запускать тяжёлые двигатели объёмом до 16 литров практически мгновенно (время пуска составляет 0,4 секунды) без шума и вибрации. Поэтому данная разработка особенно заинтересовала производители автобусов, силовой агрегат которых можно выключать не только в ожидании разрешающего сигнала светофора, но и во время посадки и высадки пассажиров на остановке. Здесь система старт-стоп даёт ещё больше преимуществ, чем в сегменте легкового транспорта.
Контур системы «CleanStart» помимо гидромотора мощностью 15 кВт включает ещё несколько элементов: насос (может использоваться существующий гидронасос, питающий различные виды вспомогательного оборудования), управляющий клапан, гидравлический аккумулятор [2] и бак. Пока работает насос, электромагнитный клапан направляет часть потока рабочей жидкости в гидроаккумулятор, где масло через разделительную мембрану сжимает газообразный азот. Запасённая таким образом энергия без потерь на различные преобразования сохраняется для последующего старта. Разрядом управляет пропорциональный клапан, причем мощности хватает не на один, а на несколько пусков, общий же ресурс системы составляет порядка 4 млн. циклов. Важно и то, что гидроаккумулятор позволяет производить быстрые циклы заряда и разряда, не требует обслуживания и по сравнению с химическими источниками энергии имеет более высокую удельную мощность. Но если говорить о системе «CleanStart» в целом, то она всё же уступает своим конкурентам по массогабаритным характеристикам — снаряжённая масса транспортного средства при оснащении гидростартёром увеличивается примерно на 40 кг, однако для автобуса или грузовика это не слишком большое увеличение массы.
По данным разработчика, у автобуса, оснащённого системой «CleanStart», в условиях городского цикла (12 остановок продолжительностью 15 секунд на дистанции 7 км) расход топлива сокращается более чем на 10 %. Учитывая, что оборудование может монтироваться не только на новые, но и на находящиеся в эксплуатации транспортные средства, эту систему можно считать серьёзным резервом для улучшения экологии.
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.
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.
Как самому установить кнопку вместо замка зажигания с алиэкспресс
Если же вы всё-таки задались целью оснастить своего железного коня подобным устройством, пришло время познакомиться с особенностями его монтажа. На данный момент существует несколько способов установки кнопки «старт-стоп». Рассмотрим наиболее распространенный и достаточно простой метод.
Для воплощения данной идеи в жизнь нам потребуется минимальный набор комплектующих элементов с алиэкспресс, куда входит:
- четырехконтактные реле;
- соединительные провода;
- диод;
- собственно кнопка «старт-стоп».
Как только все составные части найдены, самое время заняться непосредственно монтажом системы. На данном этапе важно придерживаться определенной последовательности действии. Такой подход избавит вас от всевозможных нежелательных сюрпризов, которые в дальнейшем могут вылиться в серьезные проблемы.
Статья по теме: Почему перестал работать парктроник (причины, диагностика, ремонт)
Алгоритм монтажа предполагает следующие действия:
- плюсовой вывод АКБ следует подключить к плюсовому контакту реле;
- разрешающий «+» реле также подключается к АКБ;
- минусовой вывод монтируется на массу авто;
- управляющие контакты нагрузочного реле подключаются к 12V;
- управляющий минусовой вывод подключается к соответствующему выводу кнопки;
- разрешающий плюсовой сигнал остаётся неподключенным.
Представленная схема установки отличается от всех остальных своей простотой реализации и не должна вызвать затруднений даже у начинающего автолюбителя.
Что входит в комплект поставки, инструменты и расходники
Не будет лишним упомянуть о комплектности рассматриваемого устройства. Ввиду того, что в настоящее время наблюдается изобилие всевозможных аналогов и модификации. данного девайса, важно остановить свой выбор в пользу наиболее приемлемого из них.
Нередко случается и так, что в силу своей недостаточной осведомленности, автолюбитель, заказывая кнопку «старт-стоп» на различных торговых площадках, попадается на уловки мошенников или просто недобросовестных продавцов. Именно поэтому, важно знать, какие именно расходники должны входить в комплектацию к данному устройству.
Это интересно: Почему течет масло из двигателя, как найти и устранить протечку
Итак, комплектность поставки предполагает наличие:
- самой кнопки «старт-стоп»;
- управляющего модуля;
- соединительных проводов с разъемами.
Тем не менее стандартная комплектация не позволяет собрать рабочую схему данного устройства. Для этого потребуется прикупить еще несколько реле.
Схема подключения
Для подключения устройства к автомобилю необходимо руководствоваться определенной схемой подключения. Предлагаем вашему вниманию одну из таких схем с детальным пояснением работы ключевых элементов.
А вот еще одна схема, быть может в ней будет проще ориентироваться.
Как правильно подключить устройство
В процессе монтажа кнопки крайне важно не допустить ошибку при подключении того или иного узла. Для этого необходимо руководствоваться, указанной выше схемой.
Стоит также отметить, что для проведения процедуры монтажа кнопки одной схемы будет недостаточно. В данном случае речь идет о разного рода сопутствующих действиях. Остановимся на них более детально.
К сведению: Что такое двойное сцепление в автомобиле (устройство и принцип работы)
Прежде чем реализовывать задуманный проект, придется выполнить некоторые действия, а именно:
- демонтировать замок зажигания;
- снять механизм блокировки руля;
- отсоединить подводные вывода;
- демонтировать антенну иммобилайзера;
- установить кнопку в наиболее приемлемое для себя место;
- подключить подводные провода.
После проведения вышеобозначенных действий следует этап поверки системы на работоспособность. Если следовать, приложенной к устройству, инструкции, подобная процедура не должна вызвать серьезных трудностей.
Видео по подключению кнопки Старт-Стоп
Чтобы воочию ознакомится с монтажом представленного девайса, предлагаем вам просмотреть ролик, посвященный рассматриваемой теме.
В нем вы почерпнете для себя полезную информацию, которая поможет избавить вас от всевозможных неприятностей на всех этапах сборки системы.
«Start-Stop» будет сокращать срок службы машины, но производителям это выгодно..
Вы вероятно друзья скажете: «Эй, хватит там наговаривать! Автопроизводители не дураки, у них тысячи инженеров, которые уже заранее думали за нас о том, что машине хорошо, а что не очень. Все предельно рассчитано!» Конечно я и мы в редакции тоже уверены, что инженеры это сделали и все рассчитали… Но остается все-же вопрос: «Только в чью пользу?» Не забывайте господа, что автобизнес в первую очередь — именно бизнес и их основная цель продавать как можно больше автомобилей. Мы с вами живем в 21 веке, никто уже больше не производит машины которые могут ездить десятилетиями и наезжать за это время многие тысячи и миллионы километров. Сейчас все жёстко лимитировано, а именно, хочешь ездить — покупай новый автомобиль или переплачивай втридорога за автозапчасти.
