Systemy start-stop. Wyłączyć czy nie?
Zadaniem systemu start-stop jest wyłączenie silnika na parkingu i ponowne uruchomienie, gdy kierowca zechce kontynuować jazdę. Do czego służy, jak działa i czy działa w praktyce?
Pomysł na wyłączenie silnika podczas jego bezużytecznej pracy, nawet na czerwonym świetle lub w korku, istnieje od kilkudziesięciu lat. Toyota opracowała taki system w 1964 roku i testowała go w Koronie do połowy 1,5 roku. Elektronika automatycznie wyłącza silnik po 10 sekundach pracy na biegu jałowym. W testach na ulicach Tokio osiągnięto podobno oszczędności paliwa rzędu XNUMX%, co jest znakomitym wynikiem, jednak japońska firma nie należała do pionierów seryjnego montażu takich urządzeń.
W latach 1985-tych możliwość zatrzymywania silnika na postojach pojawiła się we Fiacie Regata ES (Energy Saving) z systemem Citymatic produkowanym od 1987 do XNUMX roku. Kierowca postanowił wyłączyć silnik, mając do dyspozycji specjalny przycisk. Aby ponownie uruchomić silnik, musiał wcisnąć pedał gazu. Podobną decyzję podjął Volkswagen w XNUMX-ach, a firma motoryzacyjna Hella postanowiła wyłączyć i włączyć silnik za pomocą przycisku w swoim systemie.
Pierwszym seryjnym modelem z systemem Start-Stop, który automatycznie wyłącza silnik w określonych sytuacjach, był Golf trzeciej generacji w wersji Ecomatic, wprowadzony na rynek jesienią 1993 roku. Wykorzystał doświadczenia zdobyte podczas pracy nad Öko. - Prototype Golf, oparty na Golfie drugiej generacji. Silnik wyłączał się nie tylko po 5 sekundach pracy na biegu jałowym, ale także podczas jazdy, gdy kierowca nie wciskał pedału gazu. Ponowne naciśnięcie pedału ponownie włączyło wolnossący olej napędowy. Aby uruchomić silnik, stłumiony na parkingu, należało włączyć pierwszy bieg. Odbyło się to bez użycia sprzęgła, ponieważ Golf Ecomatic po prostu go nie miał (półautomatyczny).
To nie jedyna zmiana techniczna z podstawowego Golfa. Kolejnymi były wprowadzenie elektrohydraulicznego wspomagania kierownicy, umieszczenie przełącznika „start-stop” na desce rozdzielczej, zainstalowanie większego pakietu akumulatorów i mniejszego opcjonalnego akumulatora pomocniczego. Inne pojazdy VW wyposażone w system Start-Stop to Lupo 3L i Audi A2 3L z 1999 roku (wersje ekologiczne o zużyciu paliwa 3 l/100 km).
Zobacz też: Jakimi pojazdami można jeździć z prawem jazdy kategorii B?
Volkswagen jako pierwszy zareagował na nowe regulacje prawne, które weszły w życie w Unii Europejskiej 1 stycznia 1996 r., a wkrótce poszli w jego ślady inni producenci. Ta zmiana przepisów jest nowym cyklem pomiarowym NEDC (New European Driving Cycle) służącym do sprawdzania zużycia paliwa przez samochody osobowe, podczas którego silnik pracował na biegu jałowym przez około jedną czwartą zalecanego czasu (częste zatrzymania i ponowne uruchamianie). Dlatego w Europie opracowano pierwsze seryjne systemy start-stop. W USA sytuacja była zupełnie inna. W obecnym cyklu pomiarowym US EPA tylko nieco ponad 10% wskazanego czasu spędzili na biegu jałowym silnika. Dlatego wyłączenie go nie wpłynie tak bardzo na końcowy wynik.
Systemy start-stop. Ale dlaczego?
W związku z tym, że producenci określają korzyści płynące z zastosowania systemu start-stop na podstawie wyników testu pomiarowego, w praktycznych warunkach auta pojawia się wiele rozczarowań. Nie wszyscy są zadowoleni, gdy dopłata do systemu poprawiającego sprawność auta okazuje się bezsensownym marnotrawstwem. „Start-stop” zapewnia wymierne korzyści w postaci oszczędności paliwa podczas jazdy w dużym natężeniu ruchu miejskiego. Jeśli w godzinach szczytu ktoś musi jechać z centrum miasta w odległą okolicę, to droga zajmie 1,5-2 godziny, w niemal niekończących się korkach. W takich warunkach maszyna dosłownie zatrzymuje się setki razy. Całkowity czas przestojów silnika może sięgać nawet kilku minut. Biorąc pod uwagę, że spalanie na biegu jałowym wynosi w zależności od silnika od 0,5 do 1 litra na godzinę, a auto pokonuje taką trasę dwa razy dziennie, oszczędność paliwa miesięcznie może sięgnąć nawet kilku litrów paliwa, a do około 120 litrów. W takich warunkach pracy system start-stop ma sens.
Tym samym samochodem, ale po przejechaniu 1,5-2 godzin w normalnym ruchu miejskim, całkowity przestój wyniesie 2-3 minuty. Oszczędności 1,5-2 l paliwa miesięcznie i około 20 l paliwa rocznie nie wystarczą na ewentualną nadpłatę za system start-stop, dodatkowe prace konserwacyjne czy komplikacje konstrukcji auta, które mogą doprowadzić do awarii. W przypadku pojazdów jeżdżących głównie na długich dystansach zysk z wyłączania silnika na postojach jest jeszcze mniejszy.
Praktyka pokazuje, że dla samochodu benzynowego klasy średniej, eksploatowanego w trybie średnim w różnych warunkach drogowych, całkowity czas zatrzymania silnika przez system Start-Stop wynosi około 8 minut na każde 100 km. Daje to 0,13 litra benzyny. Przy rocznym przebiegu 50 000 km oszczędności wyniosą 65 l. Ale praktyka pokazuje również, że wyniki mogą być bardzo różne w zależności od warunków pracy i typu silnika. W dużych silnikach benzynowych potrafią osiągnąć nawet 2 l/100 km, w małych turbodieselach - tylko setne części litra. Więc - jeśli musisz dopłacić do systemu start-stop, musisz dokładnie przeanalizować wszystkie za i przeciw.
Obecnie jednak kwestia dopłaty do systemu start-stop i jej bezpośredniego porównania z ewentualną korzyścią dla kieszeni użytkownika nie ma już znaczenia. Wynika to z faktu, że „start-stop” przestał być elementem wyposażenia dodatkowego, a stał się stałym elementem poszczególnych wersji silnikowych. Dlatego wybierając opcję silnika ze standardowym systemem start-stop możesz zapomnieć o tym, jak samochód będzie eksploatowany. Na taki system jesteśmy po prostu skazani.
Zobacz też: Jakimi pojazdami można jeździć z prawem jazdy kategorii B?
Ale oprócz kwestii ekonomicznych związanych z systemami start-stop, są też typowe kwestie użytkowe. W nowoczesnych samochodach standardem jest ponowne uruchomienie silnika po jego wyłączeniu przez system poprzez wciśnięcie pedału sprzęgła. I tu pojawiają się problemy, bo w niektórych sytuacjach jednoczesne manipulowanie sprzęgłem i pedałami „gazu”, gdy system chce odpalić silnik, kończy się unieruchomieniem auta. Jednocześnie ważne jest, jak szybko system jest w stanie uruchomić wyłączony wcześniej silnik (im szybciej, tym lepiej).
Chociaż takie sytuacje nie zdarzają się regularnie, mogą powodować niechęć do systemu start-stop. Wielu kierowców nie lubi tego nawet bez konkretnego powodu. Automatyczne wyłączanie silnika po prostu je denerwuje. Dlatego jak tylko wsiądą do auta lub po pierwszym wyłączeniu silnika, sięgają po przycisk dezaktywacji systemu. Grono entuzjastów tego proekologicznego rozwiązania jest prawdopodobnie większe, a cieszy szeroka dostępność systemu start-stop w standardzie. Prawda jest jednak taka, że trzeba za to zapłacić w cenie auta. Nikt nie daje nic za darmo, zwłaszcza coś, co wydaje się proste tylko od strony technicznej.
Systemy start-stop. Prosta funkcja, duża złożoność
Wydawać by się mogło, że włączanie i wyłączanie silnika to sprawa banalna i nie wymaga specjalnych rozwiązań technicznych. W praktyce wszystko jest zupełnie inne. Nawet w najprostszych systemach opartych na tradycyjnym rozruszniku konieczne jest wprowadzenie specjalnych systemów zarządzania energią, które nie tylko kontrolują poziom naładowania akumulatora, temperaturę i moc rozruchową, ale także zmniejszają pobór mocy innych urządzeń w momencie rozruchu i kontrolują prąd odpowiednio ładując akumulator. Sam akumulator musi być wykonany w zupełnie innej technologii niż tradycyjna, aby był odporny na szybkie i mocne rozładowanie, a także ładowanie dużym prądem.
System start-stop musi również otrzymywać informacje z elektroniki pokładowej o temperaturze powietrza na zewnątrz, temperaturze oleju (zimny silnik nie zostanie wyłączony) oraz temperaturze turbosprężarki w jednostkach turbodoładowanych. Jeśli turbosprężarka musi się schłodzić po ciężkiej jeździe, silnik również się nie zatrzyma. W niektórych bardziej zaawansowanych rozwiązaniach turbosprężarka posiada niezależny układ smarowania, który działa nawet przy wyłączonym silniku. Nawet tradycyjny rozrusznik Start-Stop ma większą moc, mocniejsze elementy wewnętrzne (takie jak szczotki i sprzęgło) oraz zmodyfikowaną przekładnię (redukcja hałasu).
W bardziej złożonych, a przez to droższych systemach Start-Stop, tradycyjny rozrusznik jest zastępowany maszyną elektryczną montowaną na kole zamachowym lub specjalnie zaprojektowanym alternatorem. W obu przypadkach mamy do czynienia z urządzeniem, które w zależności od potrzeb może pełnić zarówno rolę rozrusznika, jak i generatora. To nie koniec.
Elektronika musi liczyć czas pomiędzy zatrzymaniem silnika i sprawdzać, czy samochód osiągnął odpowiednią prędkość od momentu uruchomienia. W systemie start-stop jest wiele mutacji. Niektóre są kompatybilne z systemami odzyskiwania energii hamowania (rekuperacją), inne wykorzystują specjalne kondensatory do przechowywania energii elektrycznej i wspomagania akumulatora, gdy jego pojemność rozruchowa spada. Są też takie, w których po zatrzymaniu silnika jego tłoki ustawiane są w optymalnej pozycji do ponownego uruchomienia. W momencie startu wystarczy potrząsnąć rozrusznikiem. Paliwo wtryskiwane jest przez dyszę tylko do cylindra, w którym tłok jest gotowy do skoku roboczego, a silnik zaczyna pracować bardzo szybko i cicho. To jest to, czego projektanci chcą najbardziej przy projektowaniu systemów start-stop - szybkiej pracy i niskiego poziomu hałasu.
