Hvernig ræsi-stöðvunarkerfið í vélinni virkar
Ræsi-stöðvunarkerfi fyrir vél er tækni sem finnst í nútímabílum sem slekkur sjálfkrafa á vélinni þegar ökutækið er stöðvað tímabundið - til dæmis á rauðu ljósi eða í umferðarteppu - og ræsir hana síðan aftur þegar ökumaðurinn er tilbúinn til að aka af stað. Megintilgangur þess er einfalt: að draga úr eldsneytisnotkun og útblæstri án þess að fórna akstursþægindum. Þó að það virðist eins og vélin sé að slökkva á sér, þá virkar þetta kerfi í raun með fjölmörgum skynjurum, tölvu (ECU) og rafmagnsíhlutum sem eru sérstaklega hannaðir til að tryggja mjúka, hraða og örugga ræsingu-stöðvunarferli.
Hvers vegna var Start-Stop búið til?
Í þéttbýli fer mikill tími til spillis þegar vélin er í gangi á meðan bíllinn er í lausagangi. Þegar vélin er í lausagangi heldur hún áfram að brenna eldsneyti til að viðhalda lágmarks snúningshraða, jafnvel þótt hún sé ekki að aka neinu. Frá sjónarhóli hagkvæmni er þetta sóun. Þess vegna þróuðu framleiðendur ræsi-stöðvunarkerfi til að:
1. Sparið eldsneyti, sérstaklega á leiðum þar sem oft er stoppað og farið af stað.
2. Minnkaðu losun CO₂ og mengunarefna þegar ökutækið er kyrrstætt.
3. Draga úr hávaða á þéttbýlum svæðum.
Árangur þess er breytilegur eftir akstursstíl og umferðaraðstæðum, en í borgarakstri er sparnaðurinn oft áberandi.
Yfirlit yfir hvernig það virkar
Hugmyndalega séð gerir start-stop þrennt:
1. Nemur að ökutækið er kyrrstætt og óhætt er að slökkva á vélinni.
2. Stýrð slökkvun á vélinni (heldur mikilvægum kerfum gangandi).
3. Endurræstu vélina fljótt þegar ökumaðurinn gefur merki um að aka af stað.
Til að gera það þarf bíllinn blöndu af skynjurum, stjórneiningum og öflugra startara og rafkerfi en bíll án start-stöðvunar.
Helstu íhlutir í Start-Stop kerfinu
1. ECU/BCM og Start-Stop eining
Heilinn í kerfinu er stýrieiningin (ECU, Engine Control Unit) sem vinnur í tengslum við yfirbyggingareininguna (BCM) og stundum sérstaka start-stop einingu. Þessi eining vinnur úr merkjum frá skynjurum til að ákvarða hvenær á að slökkva á vélinni og hvenær á að ræsa hana aftur.
2. Skynjarar sem fylgjast með aðstæðum
Til að tryggja öryggi og þægindi fylgist kerfið með mörgum breytum, þar á meðal:
– Hraði ökutækis (verður að vera 0 km/klst eða næstum 0).
– Staðsetning bremsupedals og kúplingspedals (fyrir beinskiptingu) eða stöðu gírstöngarinnar (fyrir sjálfskiptingu).
– Stýrishorn (við stæði koma í veg fyrir að start-stop virki).
– Vélarhitastig og umhverfishitastig (kaldar vélar eru oft ekki slökktar á).
– Álag á loftkælingu og kröfur um klefa (ef þjöppan og kælingin þurfa á vélinni að halda getur kerfið neitað að stöðvast).
– Ástand rafhlöðu (hleðslustaða/SoC, spenna, hitastig rafhlöðu).
– Lofttæmi í bremsum eða þrýstingur í bremsu (verður að vera nægilegur til að tryggja öryggi hemlunar).
– Endurnýjun DPF/agna (á dísilolíu er hægt að slökkva á ræsingu og stöðvun meðan á endurnýjun síu stendur).
Niðurstaðan: Vélin er aðeins slökkt á þegar öllum öryggis- og þægindakröfum er fullnægt.
3. Sérstök rafhlaða: EFB eða AGM
Bílar með ræsingu og stöðvun nota almennt EFB (Enhanced Flooded Battery) eða AGM (Absorbent Glass Mat) rafhlöður vegna þess að:
- Þolir meira endurteknar hleðslu- og afhleðslulotur.
– Getur veitt mikla strauma fyrir marga ræsibúnaði.
– Stöðugari við mikið rafmagnsálag (ljós, blásarar, upplýsinga- og afþreyingarkerfi).
Í mörgum bílum er einnig rafhlöðuskynjari (IBS/Intelligent Battery Sensor) við neikvæða pólinn til að fylgjast nákvæmlega með straumi, spennu og hitastigi.
4. Endingarbetri ræsimótor (eða valkostur)
Það eru tvær almennar aðferðir:
– Styrktur hefðbundinn ræsir: ræsimótorinn, rafsegulrofinn og gírarnir eru hannaðir til að vera endingarbetri þar sem ræsingartíðnin er mun tíðari.
– Innbyggður ræsirafall (ISG)/BSG í vægum blendingum: notar mótorrafall sem er tengdur með belti eða beint við vélina til að tryggja mýkri og hraðari ræsingu. Þetta er algengt í 48V ökutækjum.
5. Rafall og orkustjórnun
Start-stop kerfi nota yfirleitt orkusparandi aðferð: rafallinn hleður ekki rafhlöðuna stöðugt heldur aðlagar hleðsluna til að hún verði skilvirkari. Í sumum gerðum er hleðslan aukin við hraðaminnkun (svipað og með endurnýjandi hleðslu) til að nýta orku sem venjulega myndi fara til spillis.
Vinnuferli þegar vélin slokknar sjálfkrafa
Tökum sem dæmi bíl með sjálfskiptingu:
1. Bíllinn hægði á sér og stöðvaðist alveg.
2. Ökumaðurinn heldur niðri bremsupedalinum, gírstöngin er í D.
3. Rafstýringin kannar aðstæður: vélarhitastigið er nægilegt, rafgeyminn er nægilegur, loftkælingin þarf ekki á vélinni að halda, ekki er lagt í stæði/hreyft snögglega o.s.frv.
4. Ef allt er í lagi, þá slekkur stýrieiningin á innspýtingu og kveikju (á bensíni) eða innspýtingu (á dísil) og síðan stöðvast vélin.
5. Rafkerfið er enn virkt: ljós, höfuðeining, rúðuþurrkur og blásari (fer eftir aðferðum framleiðanda) eru enn knúin af rafhlöðunni. Sum ökutæki geta verið með auka rafmagnsdælu (t.d. rafmagns vatnsdælu) til að viðhalda hitastigi.
Í beinskiptingu slokknar vélin almennt þegar bíllinn stoppar, gírkassinn er í hlutlausum gír og kúplingspedalinn er sleppt (fer eftir framleiðanda).
Hvernig endurræsist vélin?
Vélin mun endurræsa þegar kerfið sýnir „ætlunin er að keyra“, til dæmis:
– Sjálfvirkt: Ökumaðurinn sleppir bremsupedalinum eða stígur á bensíngjöfina.
– Handvirkt: Ökumaðurinn stígur á kúplingspedalinn til að setja í gír.
Á þeim tíma:
1. ECU-inn virkjar startarann (eða ISG í vægum blendingabílum).
2. Innspýting og kveikja eru undirbúin á mjög skömmum tíma.
3. Vélin ræsist og jafnar sig í lausagangi — venjulega á innan við sekúndu í góðu kerfi.
4. Bíllinn er tilbúinn til aksturs.
Í nútímakerfum eru nokkrir breytur eins og sveifarstöðu og stöðvunaraðferð vélarinnar stilltir þannig að næsta ræsing sé hraðari og með lágmarks titringi.
Af hverju virkjast Start-Stop stundum ekki?
Ökumenn spyrja oft: „Af hverju slokknar ekki á vélinni?“ Ástæðurnar eru yfirleitt einfaldar, til dæmis:
– Léleg rafhlaða eða ófullnægjandi SoC.
– Vélin hefur ekki náð rekstrarhita.
– Loftkælingin virkar vel (heitt í klefanum, móðueyðing er virk).
– Stýrishjólinu er snúið mikið (gefur til kynna að verið sé að hreyfa sig til stefnu).
– Bíllinn stoppar í snarpri halla og kerfið heldur sér til að tryggja stöðugleika.
– Hurðin er ekki rétt lokuð, öryggisbeltið er ekki spennt (í sumum gerðum).
– Kerfið veitir vernd fyrir ákveðna íhluti.
Sumir bílar eru einnig með hnapp til að slökkva handvirkt á start-stop kerfinu.
Áhrif á þægindi og endingu íhluta
Þessi tækni er hönnuð til að vera örugg fyrir vélina, en hún veldur því að sumir íhlutir vinna meira:
– Rafhlaða: eldist hraðar ef hún uppfyllir ekki forskriftir eða er oft notuð stuttar vegalengdir.
– Ræsir: oftar notaður; þess vegna eru forskriftir hans styrktar.
– Uppsetning og titringur: framleiðendur bæta við dempurum og stjórnkerfum svo að kveikt og slökkt sé ekki truflandi.
Ef rafgeymi er skipt út fyrir venjulega gerð (ekki EFB/AGM) í bíl með start-stop, koma oft upp vandamál: start-stop virkjast sjaldan, spennan lækkar eða viðvörun birtist á mælaborðinu.
Niðurstaða
Ræsi-stöðvunarkerfið virkar með því að sameina skynjara, stýrieiningu (ECU), startara/ISG og sérstaka rafhlöðu til að slökkva sjálfkrafa á vélinni þegar ökutækið er stöðvað og ræsa hana aftur þegar ökumaðurinn er tilbúinn til aksturs. Þetta kerfi „slekkur ekki einfaldlega á vélinni“ heldur tekur ákvarðanir út frá mörgum aðstæðum til að tryggja öryggi, þægindi og án þess að skerða mikilvægar aðgerðir eins og hemlun og kælingu í farþegarými. Í borgarakstri getur ræsi-stöðvunarkerfið hjálpað til við að spara eldsneyti og draga úr útblæstri, að því gefnu að rafkerfið og rafhlöðurnar séu viðhaldið samkvæmt stöðlum framleiðanda.
Ef þú vilt get ég bætt við sérstökum kafla: muninn á venjulegri start-stop vél og mild-hybrid 48V vél, eða ráð um viðhald rafhlöðunnar til að halda start-stop vélinni sem bestum.
