Start-Stop kerfi. Það virkar?

Ein leiðin til að draga úr eldsneytiseyðslu, þekkt í mörg ár, er að slökkva á vélinni jafnvel þegar bíllinn stoppar stutt. Í nútímabílum eru Start-Stop kerfi ábyrg fyrir þessu verkefni.

Í ökuprófi sem gerð var í Þýskalandi á fimmta áratugnum á Audi LS með 55 kW vél kom í ljós að eldsneytiseyðslan í lausagangi er 0,35 cm1,87. 5./s, og í upphafi XNUMX, sjá XNUMX. Þessi gögn sýndu að það sparar eldsneyti að slökkva á vélinni með stöðvun í meira en XNUMX sekúndur.

Um svipað leyti voru gerðar svipaðar prófanir hjá öðrum bílaframleiðendum. Hæfni til að draga úr eldsneytisnotkun með því að stöðva vélina jafnvel við mjög stutta stöðvun og endurræsa hana hefur leitt til þróunar stjórntækja sem framkvæma þessar aðgerðir sjálfkrafa. Sú fyrri var líklega Toyota, sem á áttunda áratugnum notaði rafeindabúnað af Crown-gerð sem slökkti á vélinni við stöðvun í meira en 1,5 sekúndu. Prófanir í umferðarteppum í Tókýó sýndu 10% minnkun á eldsneytisnotkun. Svipað virkt kerfi var prófað í Fiat Regata og 1. Formel E Volkswagen Polo. Búnaður í síðarnefnda bílnum gerði ökumanni kleift að stöðva vélina, eða bara sjálfkrafa, allt eftir hraða, hitastigi vélarinnar og stöðu gírstöngarinnar. Vélin var endurræst með kveikt á ræsiranum þegar ökumaður ýtti á bensíngjöfina með kúplingspedalnum þrýst á og 2. eða 5. gír var settur í. Þegar hraði ökutækisins fór niður fyrir XNUMX km/klst slökkti kerfið á vélinni og lokaði lausaganginum. Ef vélin var köld hindraði hitaskynjarinn vélarstöðvunina til að draga úr sliti á startaranum, því hlý vél tekur mun styttri tíma að ræsa en köld. Að auki slökkti stjórnkerfið, til að draga úr álagi á rafgeyminn, upphitaðri afturrúðu þegar bílnum var lagt.

Vegaprófanir hafa sýnt að eldsneytiseyðsla minnkar um allt að 10% við slæmar akstursaðstæður. Losun kolmónoxíðs dróst einnig saman um 10%. Aðeins meira en 2 prósent. á hinn bóginn hefur innihald köfnunarefnisoxíða og tæplega 5 kolvetna í útblástursloftinu aukist. Athyglisvert er að það voru engin neikvæð áhrif kerfisins á endingu ræsibúnaðarins.

Nútíma start-stop kerfi

Nútíma ræsi-stöðvunarkerfi slekkur sjálfkrafa á vélinni þegar henni er lagt (við vissar aðstæður) og endurræsir hana um leið og ökumaður ýtir á kúplingspedalinn eða sleppir bremsufetlinum í sjálfskiptingu. Þetta dregur úr eldsneytisnotkun og kolefnislosun, en aðeins í borgarumferð. Notkun Start-Stop kerfisins krefst þess að ákveðnir íhlutir ökutækis, eins og ræsirinn eða rafgeymirinn, endist lengur og verji aðra fyrir áhrifum tíðar vélarstöðvunar.

Start-Stop kerfi eru búin meira eða minna flóknum orkustjórnunarkerfum. Helstu verkefni þeirra eru meðal annars að athuga hleðslustöðu rafhlöðunnar, stilla móttakara á gagnastrætó, draga úr orkunotkun og ná ákjósanlegri hleðsluspennu í augnablikinu. Allt þetta til að forðast of djúpa afhleðslu rafgeymisins og tryggja að hægt sé að ræsa vélina hvenær sem er. Með því að meta stöðugt ástand rafhlöðunnar fylgist kerfisstýringin með hitastigi, spennu, straumi og notkunartíma hennar. Þessar færibreytur ákvarða tafarlaus ræsingarafl og núverandi hleðsluástand. Ef kerfið greinir lágt rafhlöðustig dregur það úr fjölda virkra móttakara í samræmi við forritaða lokunarröð.

Hægt er að útbúa Start-Stop kerfi með endurheimt á hemlunarorku.

Ökutæki með Start Stop kerfi nota EFB eða AGM rafhlöður. Rafhlöður af EFB gerð, ólíkt þeim klassísku, eru með jákvæðum plötum sem eru húðaðar með pólýesterhúð sem eykur viðnám virka massa plötunnar gegn tíðri útskrift og mikilli straumhleðslu. AGM rafhlöður eru hins vegar með glertrefjum á milli platanna sem gleypa raflausnina algjörlega. Það er nánast ekkert tap af því. Örlítið hærri spennu er hægt að fá á skautum þessarar tegundar rafhlöðu. Þeir eru einnig ónæmari fyrir svokallaðri djúpútskrift.

Skaðar það vélina?

Fyrir nokkrum áratugum var talið að hver gangsetning vélar auki mílufjöldi um nokkur hundruð kílómetra. Ef þetta væri raunin, þá þyrfti Start-Stop kerfið, sem virkar í bíl sem ekur eingöngu í borgarumferð, að klára vélina mjög hratt. Að halda áfram og slökkva er líklega ekki það sem vélar líkar best við. Hins vegar þarf að taka mið af tækniframförum, til dæmis á sviði smurefna. Auk þess krefst Start-Stop kerfið skilvirka vernd ýmissa kerfa, fyrst og fremst vélarinnar, gegn afleiðingum tíðra stöðvunar. Þetta á meðal annars við til að tryggja auka nauðungarsmurningu á forþjöppu

Startari í Start-Stop kerfi

Í flestum start-stop kerfum sem eru í notkun er vélin ræst með hefðbundnum ræsir. Hins vegar, vegna verulega aukins fjölda aðgerða, hefur það aukið endingu. Startari er öflugri og búinn slitþolnari burstum. Kúplingsbúnaðurinn er með endurhannaða einstefnu kúplingu og gírinn er með leiðrétta tannlögun. Þetta hefur í för með sér hljóðlátari ræsingu, sem er mikilvægt fyrir akstursþægindi við tíðar ræsingar á vél. 

Afturkræfur rafall

Slíkt tæki sem kallast StARS (Starter Alternator Reversible System) var þróað af Valeo fyrir Start-Stop kerfi. Kerfið byggir á afturkræfri rafvél, sem sameinar virkni ræsi og alternators. Í stað klassísks rafalls geturðu auðveldlega sett upp afturkræfan rafall.

Tækið gefur mjög mjúka byrjun. Í samanburði við hefðbundinn ræsir er ekkert tengiferli hér. Þegar ræst er verður statorvinda afturkræfa alternatorsins, sem á þessum tíma verður að rafmótor, að vera með riðspennu og snúningsvindunni með jafnspennu. Til að fá straumspennu frá rafhlöðunni um borð þarf að nota svokallaðan inverter. Að auki ætti ekki að veita statorvindunum riðspennu í gegnum spennujafnara og díóðabrýr. Spennustillirinn og díóðabrýrnar verða að vera aftengdar frá statorvindunum í þennan tíma. Við ræsingu verður afturkræfi rafalinn að rafmótor með afl 2 - 2,5 kW og þróar tog upp á 40 Nm. Þetta gerir þér kleift að ræsa vélina innan 350-400 ms.

Um leið og vélin fer í gang hættir straumspennan frá inverterinu að flæða, vendanlegi rafallinn verður aftur að alternator með díóðum tengdum statorvindunum og spennujafnara til að veita DC spennu í rafkerfi ökutækisins.

Í sumum lausnum er vélin, auk snúningsrafalls, einnig búin hefðbundnum ræsibúnaði, sem er notaður við fyrstu ræsingu eftir langan tíma óvirkni.

Orkusafnari

Í sumum lausnum Start-Stop kerfisins er auk dæmigerðrar rafhlöðu einnig svokallaður. orkusafnari. Verkefni þess er að safna rafmagni til að auðvelda fyrstu ræsingu og endurræsingu vélarinnar í „Start-Stop“ ham. Það samanstendur af tveimur þéttum sem eru tengdir í röð með afkastagetu upp á nokkur hundruð farad. Á því augnabliki sem losunin er losuð er hún fær um að styðja við ræsikerfi með straumi upp á nokkur hundruð amper.

Rekstrarskilyrði

Notkun Start-Stop kerfisins er aðeins möguleg við ýmsar mismunandi aðstæður. Í fyrsta lagi verður að vera næg orka í rafhlöðunni til að endurræsa vélina. Að auki, þ.m.t. ökutækishraði frá fyrstu ræsingu verður að fara yfir ákveðið gildi (til dæmis 10 km/klst.). Tíminn á milli tveggja stöðva bílsins í röð er lengri en lágmarkið sem forritið setur. Hitastig eldsneytis, alternators og rafgeyma er innan tilgreindra marka. Fjöldi stöðva fór ekki yfir mörkin á síðustu mínútu aksturs. Vélin er á kjörhitastigi.

Þetta eru bara nokkrar af þeim kröfum sem þarf að uppfylla til að kerfið virki.