سیستم های Start-Stop کار می کند؟

یکی از راه های کاهش مصرف سوخت که سال هاست شناخته شده است، خاموش کردن موتور حتی در توقف کوتاه خودرو است. در خودروهای مدرن، سیستم های Start-Stop این وظیفه را بر عهده دارند.

در آزمایش رانندگی که در دهه 55 در آلمان روی یک آئودی LS با موتور 0,35 کیلووات انجام شد، مشخص شد که مصرف سوخت در حالت دور آرام 1,87 سانتی متر مربع است. 5./s، و در شروع XNUMX، XNUMX را ببینید. این داده ها نشان داد که خاموش کردن موتور با توقف بیش از XNUMX ثانیه باعث صرفه جویی در مصرف سوخت می شود.

تقریباً در همان زمان، آزمایش های مشابهی توسط خودروسازان دیگر انجام شد. توانایی کاهش مصرف سوخت با توقف موتور حتی در توقف بسیار کوتاه و راه اندازی مجدد آن منجر به توسعه دستگاه های کنترلی شده است که این اعمال را به صورت خودکار انجام می دهند. اولین مورد احتمالا تویوتا بود که در دهه هفتاد از یک دستگاه الکترونیکی در مدل کراون استفاده می کرد که موتور را در حالت توقف بیش از 1,5 ثانیه خاموش می کرد. آزمایشات در ترافیک توکیو کاهش 10 درصدی در مصرف سوخت را نشان داد. یک سیستم عملکرد مشابه در یک فیات رگاتا و یک فولکس واگن پولو 1 Formel E مورد آزمایش قرار گرفت. دستگاهی در خودروی دوم به راننده این امکان را می داد که بسته به سرعت، دمای موتور و موقعیت اهرم دنده، موتور را یا فقط به طور خودکار متوقف کند. هنگامی که راننده با فشار دادن پدال گاز با فشردن پدال کلاچ و درگیر شدن دنده 2 یا 5، موتور با استارت روشن دوباره راه اندازی شد. هنگامی که سرعت خودرو به زیر XNUMX کیلومتر در ساعت کاهش یافت، سیستم موتور را خاموش کرد و کانال بیکار را بست. اگر موتور سرد بود، سنسور دما خاموش شدن موتور را مسدود می کرد تا سایش استارت را کاهش دهد، زیرا یک موتور گرم نسبت به یک موتور سرد زمان بسیار کمتری برای روشن شدن نیاز دارد. علاوه بر این، سیستم کنترل برای کاهش بار روی باتری، هنگام پارک خودرو، شیشه عقب گرم شده را خاموش می کرد.

آزمایشات جاده ای کاهش مصرف سوخت را تا 10 درصد در شرایط نامناسب رانندگی نشان داده است. انتشار مونوکسید کربن نیز 10 درصد کاهش یافته است. کمی بیشتر از 2 درصد. از سوی دیگر، محتوای اکسیدهای نیتروژن و تقریباً 5 هیدروکربن در گازهای خروجی افزایش یافته است. جالب اینجاست که هیچ تاثیر منفی سیستم روی دوام استارت نداشت.

سیستم های استارت استاپ مدرن

سیستم‌های استارت استاپ مدرن به‌طور خودکار موتور را هنگام پارک (تحت شرایط خاص) خاموش می‌کنند و به محض اینکه راننده پدال کلاچ را فشار می‌دهد یا پدال ترمز را در یک خودروی گیربکس اتوماتیک رها می‌کند، دوباره راه‌اندازی می‌کند. این باعث کاهش مصرف سوخت و انتشار کربن می شود، اما فقط در ترافیک شهری. استفاده از سیستم استارت-استاپ به قطعات خاصی از خودرو مانند استارت یا باتری نیاز دارد تا دوام بیشتری داشته باشد و از سایرین در برابر اثرات خاموش شدن مکرر موتور محافظت کند.

سیستم های Start-Stop مجهز به سیستم های مدیریت انرژی کم و بیش پیچیده ای هستند. وظایف اصلی آنها شامل بررسی وضعیت شارژ باتری ها، پیکربندی گیرنده ها در گذرگاه داده، کاهش مصرف برق و به دست آوردن ولتاژ شارژ بهینه در لحظه است. همه اینها به منظور جلوگیری از تخلیه بیش از حد عمیق باتری و اطمینان از اینکه موتور می تواند در هر زمان روشن شود. کنترل کننده سیستم با ارزیابی مداوم وضعیت باتری، دما، ولتاژ، جریان و زمان کارکرد آن را کنترل می کند. این پارامترها قدرت راه اندازی لحظه ای و وضعیت فعلی شارژ را تعیین می کنند. اگر سیستم سطح باتری پایینی را تشخیص دهد، تعداد گیرنده‌های فعال را طبق ترتیب خاموش کردن برنامه‌ریزی‌شده کاهش می‌دهد.

سیستم های Start-Stop می توانند به صورت اختیاری به بازیابی انرژی ترمز مجهز شوند.

وسایل نقلیه با سیستم استارت استاپ از باتری های EFB یا AGM استفاده می کنند. باتری های نوع EFB بر خلاف نمونه های کلاسیک دارای صفحات مثبت با روکش پلی استر هستند که باعث افزایش مقاومت جرم فعال صفحات در برابر تخلیه مکرر و شارژهای جریان بالا می شود. از طرف دیگر باتری های AGM دارای فیبر شیشه ای بین صفحات هستند که الکترولیت را به طور کامل جذب می کند. عملا هیچ ضرری از آن وجود ندارد. ولتاژ کمی بالاتر را می توان در پایانه های این نوع باتری به دست آورد. همچنین در برابر ترشحات به اصطلاح عمیق مقاومت بیشتری دارند.

آیا به موتور آسیب می رساند؟

چندین دهه پیش اعتقاد بر این بود که هر استارت موتور مسافت پیموده شده خود را چند صد کیلومتر افزایش می دهد. اگر اینطور بود، سیستم Start-Stop که در خودرویی که فقط در ترافیک شهری رانندگی می کند کار می کند، باید موتور را خیلی سریع تمام کند. روشن و خاموش ماندن احتمالاً آن چیزی نیست که موتورها بیشتر دوست دارند. با این حال، پیشرفت فنی باید در نظر گرفته شود، به عنوان مثال در زمینه روان کننده ها. علاوه بر این، سیستم Start-Stop نیاز به محافظت مؤثر از سیستم های مختلف، در درجه اول موتور، از عواقب خاموش شدن مکرر دارد. این امر، در میان چیزهای دیگر، برای اطمینان از روانکاری اجباری اضافی توربوشارژر اعمال می شود

استارت در سیستم Start-Stop

در اکثر سیستم های استارت-استاپ در حال استفاده، موتور با استفاده از یک استارت سنتی راه اندازی می شود. با این حال، به دلیل افزایش قابل توجه تعداد عملیات، دوام آن افزایش یافته است. استارت قدرتمندتر است و مجهز به برس های مقاوم در برابر سایش است. مکانیسم کلاچ یک کلاچ یک طرفه بازطراحی شده دارد و دنده شکل دندانی اصلاح شده دارد. این منجر به عملکرد آرام تر استارت می شود که برای راحتی رانندگی در هنگام استارت های مکرر موتور مهم است. 

ژنراتور برگشت پذیر

چنین دستگاهی به نام Stars (Starter Alternator Reversible System) توسط Valeo برای سیستم های Start-Stop توسعه یافته است. این سیستم بر اساس یک ماشین الکتریکی برگشت پذیر است که عملکردهای یک استارت و یک دینام را ترکیب می کند. به جای یک ژنراتور کلاسیک، می توانید به راحتی یک ژنراتور برگشت پذیر نصب کنید.

دستگاه شروع بسیار نرمی را ارائه می دهد. در مقایسه با یک استارت معمولی، هیچ فرآیند اتصالی در اینجا وجود ندارد. هنگام راه اندازی، سیم پیچ استاتور دینام معکوس که در این زمان تبدیل به موتور الکتریکی می شود، باید با ولتاژ متناوب و سیم پیچ روتور با ولتاژ مستقیم تغذیه شود. دریافت ولتاژ AC از باتری آنبرد مستلزم استفاده از یک اینورتر است. علاوه بر این، سیم پیچ های استاتور نباید با ولتاژ متناوب از طریق تثبیت کننده ولتاژ و پل های دیودی تغذیه شوند. رگولاتور ولتاژ و پل های دیودی باید برای این مدت از سیم پیچ های استاتور جدا شوند. در لحظه راه اندازی، ژنراتور برگشت پذیر به یک موتور الکتریکی با قدرت 2 تا 2,5 کیلو وات تبدیل می شود و گشتاور 40 نیوتن متر را ایجاد می کند. این به شما امکان می دهد موتور را در 350-400 میلی ثانیه راه اندازی کنید.

به محض روشن شدن موتور، جریان ولتاژ AC از اینورتر متوقف می‌شود، ژنراتور برگشت‌پذیر با دیودهای متصل به سیم‌پیچ‌های استاتور و تنظیم‌کننده ولتاژ برای تامین ولتاژ DC به سیستم الکتریکی خودرو، دوباره به یک دینام تبدیل می‌شود.

در برخی راه حل ها، موتور علاوه بر ژنراتور برگشت پذیر، مجهز به استارت سنتی نیز می باشد که برای اولین استارت پس از مدت ها عدم فعالیت از آن استفاده می شود.

انباشته کننده انرژی

در برخی از راه حل های سیستم Start-Stop، علاوه بر یک باتری معمولی، به اصطلاح نیز وجود دارد. انباشته کننده انرژی وظیفه آن جمع آوری الکتریسیته برای تسهیل اولین استارت موتور و راه اندازی مجدد در حالت "Start-Stop" است. از دو خازن به صورت سری با ظرفیت چند صد فاراد تشکیل شده است. در لحظه تخلیه، قادر به پشتیبانی از یک سیستم راه اندازی با جریان چند صد آمپر است.

شرایط عملیاتی

عملکرد سیستم Start-Stop فقط در شرایط مختلف امکان پذیر است. اول از همه، باید انرژی کافی در باتری برای راه اندازی مجدد موتور وجود داشته باشد. علاوه بر این، شامل سرعت خودرو از اولین استارت باید از مقدار معینی تجاوز کند (مثلاً 10 کیلومتر در ساعت). زمان بین دو توقف متوالی ماشین بیشتر از حداقل تعیین شده توسط برنامه است. دمای سوخت، دینام و باتری در محدوده مشخص شده است. تعداد توقف ها در آخرین دقیقه رانندگی از حد مجاز فراتر نمی رفت. موتور در دمای کاری بهینه است.

اینها تنها بخشی از الزاماتی است که برای کارکرد سیستم باید رعایت شود.