Хваленая система старт стоп, ее плюсы и минусы

History

Carbon monoxide emissions and fuel shortage/oil crisis of the 1970s pushed car manufacturers finding solutions to reduce gas consumption. The first vehicle to use the automatic on/off switch was the six-cylinder Toyota Crown in 1974 and was already claiming a 10-percent gas saving in traffic.
In the 1980s, the Fiat Regata «ES» with the City-matic system and Volkswagen Polo «Formel E»[citation needed] also used a similar technology. The Volkswagen Group also adopted it in the Golf Ecomatic in 1994 and in the and the in 1999. Though these early implementations were considered rather disconcerting by many drivers, and high pricing failed to yield these cars much commercial success, both the Volkswagen Lupo and the Audi A2 (in their «3 litre» leverage) were more efficient than any production car available in the US at the time of their release.

Since normes Euro 5, more and more vehicles include such system, whatever the price level. The Valeo system is included in Citroën, Peugeot, Smart, Land Rover, Volvo, while the Bosch system is included in Volkswagen, SEAT, Nissan or Fiat with various motorizations including essence and Diesel. In 2010, Valeo declared its second Start-Stop generation would appear in the same year. This new generation is called « i-StARS ». Bosch did the system works with automatic cars.

The Smart Idle Stop System Mazda system avoids electrical restart: at stop, the motor is stopped in a configuration which allow immediate starting in 0.35 seconds.

The ISG EcoDynamics system provided by Kia uses Bosch, Valeo and Varta components.

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.

Concerns

The US National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) raised questions about non-hybrid Honda vehicles equipped with the company’s ‘Idle Stop’ transmissions in February 2001 due to concerns over the «sudden lurching forward of a vehicle in an automatic restart» – rather than the «gradual creeping forward found in current transmission designs.»

Hybrid/electric assist vehicles experience almost no delay in power from a stop, due to the instant availability of power from the traction battery to the electric motor(s). Gasoline/microhybrids on the other hand generally experience slight delays (albeit fractions of a second).

Many people[] think that long-term use may induce additional wear due to lack of oil lubrication. For the crankshaft bearing half shells and the big end bearings this can translate into frequent high-speed rotary movement before a hydrodynamic film is established. During this phase of boundary lubrication, metal-to-metal contact can occur between the crankshaft surface and the bearing’s sliding surface. This was not an issue while the number of engine restarts totaled at what was generally understood to be a normal magnitude. However, in a vehicle with start-stop system this effect can necessitate new technological solutions to avoid premature bearing wear, depending on the driving cycle. Consequently, future engines for start-stop applications need to be designed for 250,000 to 300,000 starts. Traditional bearing shells with aluminum or copper lining show severe wear after only 100,000 cycles. Some implementations do not use a starter motor[citation needed], eliminating concerns of starter motor wear. Mazda i-stop used in their Mazda3/Axela line (in Europe and JDM) uses combustion to assist the starter motor by sensing the position of the piston in the cylinder. They claim quieter and quicker engine restart within 0.35 seconds.

Some car makers such as Suzuki have one lithium-ion battery inside the car.

Примечания

  1.  (англ.). Bosch. Дата обращения 7 ноября 2015.
  2. ↑  (англ.). Volvo. Дата обращения 7 ноября 2015.
  3. Ali Emadi. Advanced Electric Drive Vehicles. — CRC Press, 2014. — С. 346. — 616 с. — ISBN 9781466597693.
  4. John Fordham.  (англ.). The Independent (23 октября 2011). Дата обращения 7 ноября 2015.
  5. C2 gets Stop & STart technology // Autocar. — Haymarket Motoring Pub., 2006. — С. 19-20.
  6.  (англ.). Valeo. Дата обращения 6 декабря 2015.
  7.  (англ.). PR Newswire / DENSO International America, Inc.. Дата обращения 6 декабря 2015.
  8. DK Publishing. Car: The Definitive Visual History of the Automobile. — Penguin, 2011. — С. 101. — 360 с. — ISBN 9780756689384.
  9. Eric Loveday.  (англ.). AutoBlog. Дата обращения 6 декабря 2015.
  10.  (англ.). BMW. Дата обращения 6 декабря 2015.
  11.  (англ.). Mercedes-Benz. Дата обращения 6 декабря 2015.
  12.  (англ.). Mazda. Дата обращения 6 декабря 2015.
  13.  (англ.). Mazda. Дата обращения 6 декабря 2015.
  14.  (англ.). Volkswagen. Дата обращения 6 декабря 2015.
  15.  (нем.). KIA. Дата обращения 6 декабря 2015.
  16.  (англ.). Hyundai. Дата обращения 6 декабря 2015.
  17.  (англ.). Peugeot. Дата обращения 6 декабря 2015.
  18.  (нем.). Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG — Porsche Deutschland. Дата обращения 23 июня 2016.

Условия для срабатывания

Для активации системы Старт-Стоп необходимо выполнения нескольких условий:

  • все колеса находятся в обездвиженном состоянии;
  • обороты коленчатого вала соответствуют оборотам холостого хода;
  • МКПП на нейтральной передаче;
  • АКПП в положении D, выжата педаль тормоза;
  • уровень заряда АКБ достаточен для уверенного пуска двигателя, обеспечения нормальной работы задействованных электрических потребителей;
  • значение желаемой температуры, выставленное на климат-контроле, в салоне соответствует реальной температуре внутреннего пространства;
  • температура ДВС соответствует рабочей норме.

Только при соблюдении всех этих условий система Старт-Стоп заглушит двигатель. Для возобновления работы достаточно снять ногу с педали тормоза, в случае с АКПП, либо выжать сцепление для включения передачи, если у авто с МКПП. Как видите, необходимость нажатия кнопки запуска ДВС либо поворота ключа – отсутствует.

Генерации Start-Stop

Название Start-Stop, которое стало нарицательным для всех систем подобного типа, является корпоративной собственностью компании Bosch. Именно специалисты этой компании разрабатывают систему Старт-Стоп для многих европейских автоконцернов (Audi, BMW, Volkswagen и т.д).

К особенностям устройства можно отнести наличие:

  • усиленного стартера, ресурс которого специально рассчитан на возросшие нагрузки;
  • более мощного генератора;
  • датчика уровня заряда АКБ;
  • модуля управления системой Start-Stop.

Для запуска системы также опрашиваются: датчик положения коленчатого вала, сенсор нажатия тормозной педали и положения рычага МКПП.

Следующая генерация системы Start-Stop при соблюдении определенных условий (отсутствия подъема, маневрирования и многих других) способна глушить двигатель еще до полной остановки автомобиля. Система позволяет уменьшить аппетит ДВС примерно на 5-8%.

ISG

Kia Motors на свои авто устанавливает микрогибридную систему, которая во многом напоминает Start-Stop от Bosch. Дополнительно устанавливается «умный» генератор, который в определенных режимах работы двигателя отключается. Потребления топлива снижается за счет исключения механических потерь, требуемых для вращения шкива генератора. Его включение для подзарядки АКБ происходит при торможении. Система автоматически деактивируется, если уровень заряда аккумулятора опускается ниже 75% либо включен кондиционер. Производителем заявлено до 8% экономии топлива.

STARS

Starter Alternator Reversible System разработана специалистами из компании Valeo. Технология предусматривает использование реверсивного генератора. Он при необходимости выполняет еще и роль стартера. Это не только экономит место в подкапотном пространстве, уменьшает общую массу навесного оборудования, но и позволяет экономить до 10% топлива.

Smart Idle Stop System

Система Старт Стоп в автомобиле Mazda именуется как SISS. Особенность системы в способе запуска двигателя. В цилиндр, который на момент остановки коленчатого перешел в положении рабочего хода, и находиться ближе всего к ВМТ, подается определенное количество топлива. Сгорание топливно-воздушной смеси придает дополнительное усилие для раскручивания маховика, что ускоряет время запуска мотора до 0,3 с (против 0,8 при обычном пуске). Старт двигателя не то что не требует нажатия кнопки, но и вовсе происходит молниеносно.

История

Первые эксперименты по созданию такой системы предприняла компания Toyota в середине 1970-х годов, установив на свою люксовую модель Crown устройство, «выключающее» двигатель после 1,5-секундного простоя.

Некоторые автомобили 1980-х годов, такие как Volkswagen Polo, Formel E и Fiat Regata ES, имели в арсенале подобную систему.

Автомобиль Volkswagen Golf III 1994 года оснащался системой Ecomatic, которая тем не менее не возымела успеха.

Компания Citroën в своих автомобилях Citroën C2 и Citroën C3 2006 года ввела систему под названием Stop & Start. Она комбинировала систему роботизированной трансмиссии SensoDrive со стартером и генератором, объединённых в один блок. Применённая конструкция — ISG, также известная, как «интегрированный стартер-генератор» (англ. integrated starter-generator), сочетает в себе роль стартера и генератора в одном устройстве. Производить такой стартер-генератор стали французская компания Valeo и японская Denso.

Компании BMW и её дочернее подразделение Mini применили такую систему в 2008 году в рамках программы Efficient Dynamics. В отличие от стартер-генератора Citroën, BMW установила на свои автомобили усиленный стартер от компании Bosch, который справлялся с большим количеством пусков двигателя, и более производительный аккумулятор. Помимо этого была применена система рекуперативного торможения, благодаря которой тепловая энергия от торможения переходит в электроэнергию и подзаряжает аккумулятор.

Компания Volvo представила технологию stop/start в 2009 году на автомобилях S60 и V60 DRIVe для Европы.

В 2010 году компания Opel включила технологию Start/stop в серию автомобилей с двигателями EcoFLEX.

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.
Ссылка на основную публикацию