Start-Stop systemer. Det virker?

En af måderne til at reducere brændstofforbruget, kendt i mange år, er at slukke for motoren under selv et kort stop af bilen. I moderne biler er Start-Stop-systemer ansvarlige for denne opgave.

I en køreprøve udført i Tyskland i 55'erne på en Audi LS med en 0,35 kW motor, blev det konstateret, at brændstofforbruget i tomgang er 1,87 cm5. XNUMX./s, og i starten af ​​XNUMX, se XNUMX. Disse data viste, at det sparer brændstof ved at slukke motoren med et stop i mere end XNUMX sekunder.

Omtrent samtidig blev lignende test udført af andre bilproducenter. Evnen til at reducere brændstofforbruget ved at stoppe motoren selv med et meget kort stop og genstarte den har ført til udviklingen af ​​kontrolenheder, der udfører disse handlinger automatisk. Den første var formentlig Toyota, som i halvfjerdserne brugte et elektronisk apparat i Crown-modellen, der slukkede motoren ved stop i mere end 1,5 sekund. Tests i trafikpropper i Tokyo viste en 10 % reduktion i brændstofforbruget. Et tilsvarende fungerende system blev testet i en Fiat Regata og en 1. Formel E Volkswagen Polo. En anordning i sidstnævnte bil gjorde det muligt for føreren at stoppe motoren, eller bare automatisk, afhængigt af hastighed, motortemperatur og gearstangsposition. Motoren blev genstartet med starteren tændt, da føreren trykkede på speederen med koblingspedalen trykket ned og 2. eller 5. gear blev sat i. Da køretøjets hastighed faldt til under XNUMX km/t, slukkede systemet for motoren og lukkede tomgangskanalen. Hvis motoren var kold, blokerede temperatursensoren motorslukningen for at reducere slid på starteren, fordi en varm motor tager meget kortere tid at starte end en kold. Derudover slukkede styresystemet, for at reducere belastningen på batteriet, den opvarmede bagrude, når bilen var parkeret.

Vejtests har vist en reduktion i brændstofforbruget på op til 10 % under ugunstige kørselsforhold. Udledningen af ​​kulilte faldt også med 10 %. Lidt mere end 2 pct. til gengæld er indholdet af nitrogenoxider og knap 5 kulbrinter i udstødningsgasserne steget. Interessant nok var der ingen negativ effekt af systemet på starterens holdbarhed.

Moderne start-stop-systemer

Moderne start-stop-systemer slukker automatisk motoren, når den er parkeret (under visse forhold) og genstarter den, så snart føreren træder koblingspedalen ned eller slipper bremsepedalen i et køretøj med automatisk gearkasse. Dette reducerer brændstofforbruget og kulstofemissionerne, men kun i bytrafik. Brug af Start-Stop-systemet kræver, at visse køretøjskomponenter, såsom starteren eller batteriet, holder længere og beskytter andre mod virkningerne af hyppige motorstop.

Start-Stop-systemer er udstyret med mere eller mindre sofistikerede energistyringssystemer. Deres hovedopgaver omfatter at kontrollere batteriernes ladetilstand, konfigurere modtagerne på databussen, reducere strømforbruget og opnå den optimale ladespænding i øjeblikket. Alt dette for at undgå for dyb afladning af batteriet og for at sikre, at motoren kan startes til enhver tid. Ved konstant at evaluere batteriets tilstand overvåger systemcontrolleren dets temperatur, spænding, strøm og driftstid. Disse parametre bestemmer den øjeblikkelige starteffekt og den aktuelle ladetilstand. Hvis systemet registrerer et lavt batteriniveau, reducerer det antallet af aktiverede modtagere i henhold til den programmerede nedlukningsrækkefølge.

Start-Stop-systemer kan som ekstraudstyr udstyres med bremseenergigenvinding.

Køretøjer med Start Stop-systemer bruger EFB- eller AGM-batterier. Batterier af EFB-typen har i modsætning til de klassiske positive plader belagt med en polyesterbelægning, som øger modstanden af ​​pladernes aktive masse mod hyppige udladninger og høje strømladninger. AGM-batterier har derimod glasfiber mellem pladerne, som fuldstændig absorberer elektrolytten. Der er praktisk talt ingen tab af det. En lidt højere spænding kan opnås ved terminalerne på denne type batteri. De er også mere modstandsdygtige over for den såkaldte dybe udledning.

Skader det motoren?

For flere årtier siden troede man, at hver motorstart øger dens kilometertal med et par hundrede kilometer. Hvis dette var tilfældet, så skulle Start-Stop-systemet, som fungerer i en bil, der kun kører i bytrafik, meget hurtigt gøre motoren færdig. At holde til og fra er nok ikke det, motorerne bedst kan lide. Der skal dog tages hensyn til den tekniske udvikling, for eksempel inden for smøremidler. Derudover kræver Start-Stop systemet effektiv beskyttelse af forskellige systemer, primært motoren, mod konsekvenserne af hyppige nedlukninger. Det gælder blandt andet for at sikre yderligere tvangssmøring af turboladeren

Starter i Start-Stop system

I de fleste start-stop-systemer, der er i brug, startes motoren ved hjælp af en traditionel starter. På grund af det markant øgede antal operationer har den dog øget holdbarheden. Starteren er kraftigere og udstyret med mere slidstærke børster. Koblingsmekanismen har en redesignet envejskobling, og gearet har en korrigeret tandform. Dette resulterer i en mere støjsvag starterdrift, hvilket er vigtigt for kørekomforten ved hyppige motorstarter. 

Vendbar generator

Sådan en enhed kaldet StARS (Starter Alternator Reversible System) blev udviklet af Valeo til Start-Stop-systemer. Systemet er baseret på en vendbar elektrisk maskine, som kombinerer funktionerne fra en starter og en generator. I stedet for en klassisk generator kan du nemt installere en vendbar generator.

Enheden giver en meget jævn start. Sammenlignet med en konventionel starter er der ingen tilslutningsproces her. Ved start skal den reversible generators statorvikling, som på dette tidspunkt bliver en elmotor, forsynes med vekselspænding, og rotorviklingen med jævnspænding. At få AC-spænding fra det indbyggede batteri kræver brug af en såkaldt inverter. Derudover bør statorviklingerne ikke forsynes med vekselspænding gennem en spændingsstabilisator og diodebroer. Spændingsregulatoren og diodebroerne skal afbrydes fra statorviklingerne for denne tid. I opstartsøjeblikket bliver den reversible generator til en elektrisk motor med en effekt på 2 - 2,5 kW, der udvikler et drejningsmoment på 40 Nm. Dette giver dig mulighed for at starte motoren inden for 350-400 ms.

Så snart motoren starter, holder AC-spændingen fra inverteren op med at strømme, den reversible generator bliver igen en generator med dioder forbundet til statorviklingerne og en spændingsregulator til at levere jævnspænding til køretøjets elektriske system.

I nogle løsninger er motoren udover den reversible generator også udstyret med en traditionel starter, som bruges til første start efter længere tids inaktivitet.

Energiakkumulator

I nogle løsninger af Start-Stop systemet er der udover et typisk batteri også et såkaldt. energiakkumulator. Dens opgave er at akkumulere elektricitet for at lette den første motorstart og genstart i "Start-Stop"-tilstand. Den består af to kondensatorer forbundet i serie med en kapacitet på flere hundrede farad. I afladningsøjeblikket er det i stand til at understøtte et startsystem med en strøm på flere hundrede ampere.

Driftsbetingelser

Betjening af Start-Stop-systemet er kun mulig under en række forskellige forhold. Først og fremmest skal der være nok energi i batteriet til at genstarte motoren. Derudover er inkl. køretøjets hastighed fra første start skal overstige en vis værdi (f.eks. 10 km/t). Tiden mellem to på hinanden følgende stop af bilen er længere end det minimum, som programmet har indstillet. Brændstof-, generator- og batteritemperaturer er inden for det specificerede område. Antallet af stop oversteg ikke grænsen i det sidste minuts kørsel. Motoren har den optimale driftstemperatur.

Det er blot nogle af de krav, der skal være opfyldt, for at systemet kan fungere.