Pentru ce există sistemul Start-Stop

Cu scopul de a reduce consumul de combustibil și emisiile nocive în atmosferă, producătorii de automobile oferă în permanență tehnologii inovatoare concepute pentru optimizarea funcționării motorului și a sistemelor aferente. Una dintre cele mai reușite soluții tehnologice este sistemul Start-Stop care oprește motorul în timpul staționărilor scurte, de exemplu, în ambuteiaje sau la semafoare. Articolul nostru este despre cum funcționează acest sistem, avantajele și dezavantajele lui.

Istoria acestei tehnologii

Primele încercări de a crea un sistem care să controleze modul de funcționare al motorului și a nu-i permite să meargă în gol a fost creat în anii 1970 de către Toyota. Sedanul Toyota Crown a fost mașina dotată cu un dispozitiv care oprea motorul după ce acesta mergea în gol pentru 1.5 secunde.  

Ulterior, în prima jumătate a anilor 1980, au fost implementate tehnologii similare la Audi 100 și la Volkswagen Santana. Motorul lor urma să se oprească și să pornească manual, prin apăsarea unui buton. Același tip de soluție a fost propus și pentru Fiat Regata ES, dar, pentru a reporni motorul, trebuie să apeși oe pedala de accelerare. După un timp, aceste mașini au fost urmate și de Opel Ascona, de Volkswagen Lupo și de Audi A2.

În prezent, cele mai multe branduri de renume își dotează mașinile cu sistemul Start-Stop. Printre acestea amintim Peugeot, Citroën, Smart, Volvo, Land Rover, Volkswagen, SEAT, Nissan, Fiat, Bentley, BMW, Ford, Chevrolet, Hyundai, Honda, Jaguar, Kia, Mazda, Toyota și altele.

Principiul de operare și tipuri

Fiecare dintre producători oferă propriile metode de implementare a opririi automate și a pornirii motorului. Cele mai renumite sunt tehnologiile dezvoltate de următoarele companii:

• Bosch. Sistemul lor se numește Stop&Start. Este cel mai simplu și cel mai fiabil. Permite reducerea conținutului de substanțe nocive din gaze cu 8% iar consumul de combustibil cu 15%. Îl puteți găsi la Audi, la BMW, Volkswagen și Fiat, la fel și la mașinile altor branduri. Necesită un starter mai puternic care poate susține porniri multiple ale motorului. Sistemul este controlat de către motorul ECU. Funcționarea are la bază informațiile de la următoarele elemente de senzori: senzorul de viteză a vehiculului, senzorii de la pedala de ambreiaj și cea de frânare, senzorul de poziție de la arborele cu came, senzorul de încărcare a bateriei și altele.

Pe baza detectorii opririi mașinii, sistemul oprește automat motorul. Atunci când se apasă pedala de ambreiaj la vehiculele cu cutiile de viteze manuale sau pe pedala de frânare la vehiculele cu transmisie automată, motorul va porni. În cazul generațiilor recente, pentru o mai mare economie, motorul se mai poate opri și în timpul condusului dar numai atunci când ECU îi dă comanda după ce a estimat viteza mașinii, au determinat dacă are loc vreo manevră, dacă drumul are pantă, etc.

• Kia Motors. Sistemul este cunoscut ca și ISG (Idle Stop&Go). Funcționează pe baza aceluiași principiu ca și Stop&Start de la Bosch, dar, în plus la oprirea și pornirea motorului, mai și controlează alternatorul. În timpul accelerației, sistemul se deconectează și toate sarcinile se transmit către baterie. Atunci când se frânează, alternatorul se activează din nou și reîncarcă bateria. Acest tip de abordare rezultă în economii semnificative de combustibil - circa 6% în ciclu combinat și până la 15% în timpul condusului în oraș.
• Valeo. Se mai numește și STARS (Starter Alternator Reversible System). Acest sistem se folosește la Citroën, Mercedes-Benz și la alte mașini. Permite reducerea consumului de carburant cu circa 10%. Are propriul său sistem de control. Sistemul folosește un alternator reversibil care combină atât funcția starterului cât și cea a alternatorului. Datorită unei curele speciale de acționare și a unui tensiometru destinat acestui scop, acest mecanism poate transmite efortul în una sau ambele direcții, după cum este necesar: fie către pornirea motorului fie către încărcarea bateriei. Avantajul principal al acestui sistem este viteza foarte mare de răspuns: îi trebuie de două ori mai puțin timp să pornească motorul decât în cazul unui starter obișnuit. În plus, energia de frânare este utilizată în mod eficient.
• Mazda. Sistemul ei se numește SISS (Smart Idle Stop System) sau or i-Stop. Este compatibil numai cu transmisia automată și cu motoarele pe benzină care au injecție directă.Asigură economii de carburant de până la 9%. Pornirea repetată a motorului este asigurată de furnizarea produsă de injecția forțată de combustibil în cilindri și de aprinderea amestecului de combustibil-aer. În final, în timpul frânării, pistoanele sunt setate în poziția cea ai favorabilă pentru repornirea rapidă. Starterul se folosește ca și sursă auxiliară de energie.

Avantaje și dezavantaje

Blocajele în traficul rutier sunt una dintre cele mai importante probleme ale mega-orașelor moderne. În conformitate cu studiul cel mai recent făcut de compania americană INRIX Roadway Analytics din anul 2017, locuitorii Moscovei își petreceau 921 de ore în blocaje, cei di Londra 73 de ore, cei din Paris 65 de ore, din Istanbul 59 de ore, din Zurich 54 de ore, din München 49 de ore și din Oslo 47 de ore. Dar aceste cifre sunt doar pentru cele 240 de zile lucrătoare, fără a se include weekendurile. Condusul în blocaje de trafic crește semnificativ consumul de combustibil, o cantitate mai mare de combustibil ars și, implicit, o cantitate mai mare de substanțe nocive lansate în atmosferă.

Soluționarea acestor probleme este sarcina principală a sistemului Start-stop. Prin oprirea motorului atunci când nu este nevoie de el, sistemele devin folositoare prin economisirea de combustibil.

Folosirea acestui sistem mai are un avantaj de necontestat. Prin minimalizarea numărului de ore de mers în gol și prin adăugarea de sarcini suplimentare la motor în la turații mici, contribuie la performanța optimă a catalizatorului și a creșterea duratei de viață a acestuia. de asemenea, previne formarea de depuneri de carbon pe bujii. În cazul motoarelor pe diesel, încetinește formarea de depuneri pe valvele EGR, reduce consumul de uree, contribuie la regenerarea mai eficientă a filtrului de particule diesel.

Totuși, sistemul Start-stop are și niște dezavantaje. Necesită echipament mult mai puternic, în special, starter și baterie. Aceste dispozitive sunt de două ori mai scumpe decât cele convenționale. În plus, pornirile repetate ale motorului cresc sarcinile pe rulmenții arborelui. Intervievat de către revista britanică Autocar, Gerhard Arnold, șeful unuia dintre departamentele de la Federal Mogul, a observat că motoarele convenționale pot susține peste 50,000 porniri și opriri. Dar cu sistemul Start-stop, numărul de cicluri poate depăși 500,000. În acest caz, rulmenții standard se uzează foarte repede chiar mai devreme de  100,000 opriri.

Un alt factor este pornirea întârziată. În ciuda faptului că este nesemnificativă (în cazul sistemelor cu starter ranforsat este de 0.8 secunde, în cazul celor cu alternator reversibil este de  0.4 secunde iar în cazul celor cu reglarea injecției de combustibil este de 0.35 secunde), totuși această întârziere este considerată de mulți șoferi inconfortabilă.

Suplimentar, funcționarea sistemului este posibilă doar dacă sunt îndeplinite anumite condiții.

10 condiții necesare care activează funcționarea funcției Start-stop

1. Capota și portiera șoferului sunt închise.
2. Șoferul are pusă centura de siguranță.
3. Viteza mașinii are cel puțin 4 km/oră.
4. Motorul este destul de încălzit.
5. Rotațiile pe minut ale motorului nu depășesc rata vitezei de mers în gol.
6. Butonul de dezgheț este închis.
7. Temperatura interioară nu este diferită cu mai mult de 8 grade față de valoarea setată. Acest lucru este relevant pentru sezoanele reci.
8. Valoarea de încărcare a bateriei nu este sub valoarea presetată pentru sistem. De exemplu, pentru ISG aceasta este de is 75%.
9. Alternatorul este funcțional integral.
10. Unghiul volanului este nesemnificativ.

Concluzii

Eforturile multor companii vizează în prezent îmbunătățirea sistemului Start-stop. De exemplu, compania britanică Millers Oils a introdus deja uleiurile de motor care reduc fricțiunea pieselor motorului cât și uzura lor cu 50%. În conformitate cu Martyn Mann, directorul tehnic al companiei, aceasta cât și produsele similare ar trebui să contribuie la promovarea tehnologiilor Start-stop. Alți producători lucrează la crearea de rulmenți mai puternici, în timp ce inginerii de la Bosch, Valeo sau Denso și mulți alți fabricanți de mașini lucrează la reducerea timpilor de pornire ale motoarelor.

Totuși, în ciuda faptului că sistemul are încă unele inconveniente, economia pe care o realizează - luând în calcul prețul scump al echipamentului care poate fi nesemnificativ pentru unii, această tehnologie, conform experților, are un mare viitor. La urma urmei, beneficiile pe care le aduce mediului sunt de necontestat.