Kā darbojas dzinēja iedarbināšanas-apturēšanas sistēma
Dzinēja iedarbināšanas-apturēšanas sistēma ir tehnoloģija, kas atrodama mūsdienu automašīnās un automātiski izslēdz dzinēju, kad transportlīdzeklis tiek īslaicīgi apturēts, piemēram, pie sarkanās gaismas vai sastrēgumā, un pēc tam to atkārtoti iedarbina, kad vadītājs ir gatavs braukt. Tās galvenais mērķis ir vienkāršs: samazināt degvielas patēriņu un izplūdes gāzu emisijas, neupurējot braukšanas komfortu. Lai gan var šķist, ka dzinējs izslēdzas automātiski, šī sistēma faktiski darbojas ar daudziem sensoriem, datoru (ECU) un elektriskām sastāvdaļām, kas īpaši izstrādātas, lai nodrošinātu vienmērīgu, ātru un drošu iedarbināšanas-apturēšanas procesu.
Kāpēc tika izveidots Start-Stop?
Pilsētas satiksmes apstākļos tiek izšķērdēts daudz laika, ja dzinējs darbojas, kamēr transportlīdzeklis darbojas tukšgaitā. Tukšgaitā dzinējs turpina dedzināt degvielu, lai uzturētu minimālos apgriezienus, pat ja tas nerada nekādu nobraukumu. No efektivitātes viedokļa tas ir izšķērdīgi. Tāpēc ražotāji ir izstrādājuši start-stop sistēmas, lai:
1. Ietaupiet degvielu, īpaši maršrutos ar biežu apstāšanos un braukšanu pa ceļu.
2. Samazināt CO₂ emisijas un piesārņotājus, kad transportlīdzeklis stāv uz vietas.
3. Samazināt troksni blīvi apdzīvotās vietās.
Tā efektivitāte mainās atkarībā no braukšanas stila un satiksmes apstākļiem, taču, braucot pilsētā, ietaupījums bieži vien ir manāms.
Pārskats par to, kā tas darbojas
Konceptuāli start-stop funkcija veic trīs lietas:
1. Nosaka, ka transportlīdzeklis ir apstājies un dzinēju var droši izslēgt.
2. Kontrolēta dzinēja izslēgšana (nodrošinot kritisko sistēmu barošanu).
3. Ātri iedarbiniet dzinēju, kad vadītājs dod signālu braukt.
Lai to izdarītu, automašīnai ir nepieciešama sensoru, vadības moduļu un izturīgākas startera un elektriskās sistēmas kombinācija nekā automašīnai bez start-stop sistēmas.
Start-Stop sistēmas galvenās sastāvdaļas
1. ECU/BCM un Start-Stop modulis
Sistēmas smadzenes ir ECU (dzinēja vadības bloks), kas darbojas kopā ar virsbūves moduli (BCM) un dažreiz arī speciālu iedarbināšanas-apturēšanas bloku. Šis modulis apstrādā signālus no sensoriem, lai noteiktu, kad izslēgt dzinēju un kad to atkārtoti iedarbināt.
2. Sensori, kas uzrauga apstākļus
Drošības un komforta labad sistēma uzrauga daudzus parametrus, tostarp:
– Transportlīdzekļa ātrums (jābūt 0 km/h vai tuvu 0).
– Bremžu pedāļa un sajūga pedāļa pozīcija (manuālajai pārnesumkārbai) vai pārnesumkārbas sviras pozīcija (automātiskajai pārnesumkārbai).
– Stūres rata leņķis (novietošanas manevri parasti neļauj ieslēgties start-stop sistēmai).
– Dzinēja temperatūra un apkārtējās vides temperatūra (auksti dzinēji bieži netiek izslēgti).
– Maiņstrāvas slodze un kabīnes prasības (ja kompresoram un dzesēšanai ir nepieciešams dzinējs, sistēma var atteikties apstāties).
– Akumulatora stāvoklis (uzlādes stāvoklis/SoC, spriegums, akumulatora temperatūra).
– Bremžu vakuuma stāvoklis vai pastiprinātāja spiediens (jābūt pietiekamam bremzēšanas drošībai).
– DPF/daļiņu reģenerācija (dīzeļdzinējiem filtra reģenerācijas laikā var atspējot start-stop sistēmu).
Galvenais secinājums: dzinējs tiek izslēgts tikai tad, kad ir izpildītas visas drošības un komforta prasības.
3. Īpašais akumulators: EFB vai AGM
Automašīnās ar Start-Stop sistēmu parasti tiek izmantoti EFB (uzlabots appludināts akumulators) vai AGM (absorbējoša stikla paklājiņa) akumulatori, jo:
– Izturīgāka pret atkārtotiem uzlādes-izlādes cikliem.
– Spēj nodrošināt lielas strāvas vairākiem starteriem.
– Stabilāka darbība lielas elektriskās slodzes apstākļos (lukturi, ventilatori, informācijas un izklaides sistēmas).
Daudzās automašīnās negatīvajā spailē ir arī akumulatora sensors (IBS/Intelligent Battery Sensor), lai precīzi uzraudzītu strāvu, spriegumu un temperatūru.
4. Izturīgāks startera motors (vai alternatīva)
Pastāv divas vispārīgas pieejas:
– Pastiprināts parastais starteris: startera motors, solenoīds un zobrati ir konstruēti tā, lai tie būtu izturīgāki, jo iedarbināšanas biežums ir daudz biežāks.
– Integrētais startera ģenerators (ISG)/BSG vieglā hibrīda modeļos: izmanto motora ģeneratoru, kas ar siksnu vai tieši savienots ar dzinēju, lai nodrošinātu vienmērīgāku un ātrāku iedarbināšanu. Tas ir izplatīts 48 V transportlīdzekļos.
5. Ģeneratora un enerģijas pārvaldība
Start-stop sistēmām parasti ir enerģijas pārvaldības stratēģija: ģenerators ne tikai pastāvīgi uzlādē akumulatoru, bet arī pielāgo uzlādi, lai tā būtu efektīvāka. Dažiem modeļiem uzlāde tiek palielināta palēninājuma laikā (līdzīgi kā reģeneratīvā uzlāde), lai izmantotu enerģiju, kas parasti tiktu izšķērdēta.
Darba secība, kad iekārta tiek automātiski izslēgta
Ņemsim, piemēram, automašīnu ar automātisko pārnesumkārbu:
1. Automašīna palēnināja ātrumu un pilnībā apstājās.
2. Vadītājs tur nospiestu bremžu pedāli, pārnesumkārbas svira ir D režīmā.
3. ECU pārbauda apstākļus: dzinēja temperatūra ir pietiekama, akumulatora uzlādes līmenis ir pietiekams, gaisa kondicionierim nav nepieciešams dzinējs, netiek veikta stāvēšana/asi manevri utt.
4. Ja viss ir droši, vadības bloks (ECU) pārtrauc iesmidzināšanu un aizdedzi (benzīna dzinējiem) vai iesmidzināšanu (dīzeļdzinējiem), pēc tam dzinējs apstājas.
5. Elektriskā sistēma paliek aktīva: lukturi, galvas bloks, tīrītāji un ventilators (atkarībā no ražotāja stratēģijas) joprojām tiek darbināti no akumulatora. Dažiem transportlīdzekļiem var būt papildu elektriskais sūknis (piemēram, elektriskais ūdens sūknis), lai uzturētu temperatūru.
Manuālajās pārnesumkārbās dzinējs parasti izslēdzas, kad automašīna apstājas, pārnesumkārba ir neitrālā stāvoklī un sajūga pedālis ir atlaists (atkarībā no markas).
Kā notiek dzinēja restartēšana?
Dzinējs tiks atkārtoti iedarbināts, kad sistēma nolasīs “ierosināšanas nolūks”, piemēram:
– Automātiski: vadītājs atlaiž bremžu pedāli vai nospiež gāzes pedāli.
– Manuālā pārnesumkārba: vadītājs nospiež sajūga pedāli, lai ieslēgtu pārnesumu.
Tajā laikā:
1. ECU aktivizē starteri (vai ISG vieglā hibrīda automašīnās).
2. Iesmidzināšana un aizdedzināšana tiek sagatavota ļoti ātri.
3. Dzinējs iedarbojas un stabilizējas tukšgaitā — parasti labā sistēmā tas aizņem mazāk nekā sekundi.
4. Automašīna ir gatava braukšanai.
Mūsdienu sistēmās vairāki parametri, piemēram, kloķvārpstas pozīcija un dzinēja apturēšanas stratēģija, tiek pielāgoti tā, lai nākamā iedarbināšana būtu ātrāka un ar minimālu vibrāciju.
Kāpēc Start-Stop funkcija dažreiz neaktivizējas?
Autovadītāji bieži jautā: "Kāpēc dzinējs neizslēdzas?" Iemesli parasti ir vienkārši, piemēram:
– Vāja baterija vai nepietiekams SoC uzlādes līmenis.
– Dzinējs nav sasniedzis darba temperatūru.
– Gaisa kondicionieris darbojas intensīvi (salons karsts, miglas noņemšana ir aktīva).
– Stūre tiek daudz pagriezta (norāda manevrēšanu).
– Automašīna apstājas asā slīpumā, un sistēma saglabā stabilitāti.
– Durvis nav kārtīgi aizvērtas, drošības josta nav piesprādzēta (dažiem modeļiem).
– Sistēma nodrošina noteiktu komponentu aizsardzību.
Dažām automašīnām ir arī poga, lai manuāli deaktivizētu start-stop sistēmu.
Ietekme uz komfortu un komponentu izturību
Šī tehnoloģija ir izstrādāta tā, lai būtu droša dzinējam, taču tā liek dažām sastāvdaļām strādāt intensīvāk:
– Akumulators: noveco ātrāk, ja tas neatbilst specifikācijām vai tiek bieži izmantots nelieliem attālumiem.
– Starteris: tiek izmantots biežāk; tāpēc tā specifikācijas ir pastiprinātas.
– Montāža un NVH (vibrācija): ražotāji pievieno slāpētājus un vadības stratēģijas, lai ieslēgšana un izslēgšana netraucētu.
Ja automašīnā ar start-stop sistēmu akumulators tiek nomainīts pret parasta tipa akumulatoru (nevis EFB/AGM), bieži rodas problēmas: start-stop sistēma reti aktivizējas, spriegums pazeminās vai instrumentu panelī parādās brīdinājums.
Secinājums
Dzinēja iedarbināšanas-apturēšanas sistēma darbojas, apvienojot sensorus, vadības bloku (ECU), starteri/ISG un īpašu akumulatoru, lai automātiski izslēgtu dzinēju, kad transportlīdzeklis ir apstājies, un atkārtoti iedarbinātu to, kad vadītājs ir gatavs braukt. Šī sistēma ne tikai "izslēdz dzinēju", bet gan pieņem lēmumus, pamatojoties uz daudziem apstākļiem, lai nodrošinātu drošību, komfortu un neapdraudētu tādas svarīgas funkcijas kā bremzēšana un salona dzesēšana. Pilsētas apstākļos iedarbināšanas-apturēšanas sistēma var palīdzēt ietaupīt degvielu un samazināt izmešus, ja vien elektriskā sistēma un akumulators tiek uzturēti atbilstoši ražotāja standartiem.
Ja vēlaties, varu pievienot īpašu sadaļu: atšķirība starp parasto Start-Stop sistēmu un vieglo hibrīda 48 V sistēmu vai akumulatora apkopes padomi, lai Start-Stop sistēma būtu optimāla.
