Система старт-стоп

Эта статья об автомобильной технике. Информацию об использовании систем «старт-стоп» в телекоммуникациях см. в разделе «Асинхронная последовательная связь» .

Кнопка выключения системы старт-стоп на Perodua Myvi

Система автомобиля «старт-стоп» или система «стоп-старт» (также известная как S&S , микрогибрид или микрогибридный электромобиль ( μHEV )) автоматически выключает и перезапускает двигатель внутреннего сгорания, чтобы сократить время работы двигателя на холостом ходу , тем самым снижая расход топлива и выбросы . Это наиболее выгодно для транспортных средств, которые проводят значительное время в ожидании на светофоре или часто останавливаются в пробках . Технология «старт-стоп» может стать более распространенной, если правительство ужесточит правила экономии топлива и выбросов . Эта функция присутствует в гибридных электромобилях , но также появилась и в автомобилях, в которых отсутствует гибридная электрическая трансмиссия . Для неэлектрических транспортных средств экономия топлива от этой технологии обычно находится в диапазоне 3–10%, а потенциально может достигать 12%. В Соединенных Штатах при работе на холостом ходу тратится около 14,8 миллиардов литров (3,9 миллиардов галлонов США; 3,3 миллиарда британских галлонов) бензина в год.

На автомобиле с механической коробкой передач система стоп-старт активируется путем остановки автомобиля, переключения передачи на нейтраль и отпускания сцепления. Двигатель не остановится, если автомобиль движется, даже если выполнить вышеперечисленные действия (это справедливо не для всех автомобилей). Двигатель перезапускается при нажатии сцепления перед выбором передачи для движения автомобиля. Двигатель также может перезапуститься, если есть потребность в мощности, например, от системы кондиционирования воздуха .

Поскольку автомобильные аксессуары, такие как компрессоры и водяные насосы, обычно проектируются для работы на поликлиновом ремне двигателя, эти системы необходимо перепроектировать, чтобы они работали правильно при выключенном двигателе. Обычно для питания этих устройств используется электродвигатель. На автомобилях, где компрессор кондиционера все еще работает от приводного ремня, некоторые водители включают кондиционер в качестве импровизированного способа отключить старт-стоп. На Mazda 3 для питания переменного тока и других аксессуаров в составе i-ELOOP используется суперконденсатор, мощность переменного тока и вентиляторы значительно снижаются/до минимальных настроек при выключенном двигателе. При холодном кондиционере/вентиляторе на максимальных настройках суперконденсатор разрядится через пять секунд, и двигатель автоматически включится.

Эта технология также использовалась на скутерах Honda на азиатских рынках в течение последнего десятилетия. Их модель PCX объемом 125 куб.см была выпущена в 2010 году для продажи в Европе с этой технологией, хотя их модель для Северной Америки не имеет ее.

Характеристики

Технология Start/Stop пришла в Европу первой из-за нормативных различий. 25 процентов нового европейского ездового цикла (NEDC) проводится на холостом ходу. Для сравнения, только около 11 процентов испытаний Агентства по охране окружающей среды США (EPA) тратятся на холостом ходу. Активация системы старт/стоп зависит от конкретных действий водителя, а также от условий эксплуатации. Двигатель должен достичь нужной температуры, чтобы каталитический нейтрализатор загорелся должным образом, а также обеспечить правильную смазку и максимально легкий повторный запуск.

В автомобиле с механической коробкой передач остановка двигателя обычно сопровождается торможением до полной остановки, переводом коробки передач в нейтральное положение и отпусканием сцепления. Автомобили с автоматической коробкой передач выключаются при торможении до полной остановки — выключение активируется педалью ножного тормоза, когда автомобиль останавливается. Если автомобиль сначала замедляется с помощью автоматической коробки передач вручную, а окончательная остановка осуществляется с помощью ручного тормоза, двигатель не выключится.

Расширенные компоненты

Систему необходимо внедрить в сочетании с модификациями и усилением многих компонентов автомобиля, чтобы повысить долговечность двигателя и электрической системы, а также долговременную износостойкость из-за повышенных нагрузок, которые создают дополнительные циклы остановки и запуска. Чтобы достичь такого же уровня долговечности , комфорта и удобства использования, автомобиля одно или несколько из следующих усовершенствований как и у старых автомобилей без этой системы, производитель автомобиля может включить в промышленный дизайн :

• двигателя Коренные (коленчатые) подшипники покрыты специальными полимерами , обладающими свойствами сухих смазок , например полиамидом . Это способствует отсутствию пленки моторного масла и гидродинамической смазки при остановке коленчатого вала , предотвращая контакт металла с металлом, который в противном случае привел бы к ускоренному износу поверхностей подшипников.
• Основной аккумулятор изготовлен либо по технологии абсорбирующего стекломата (AGM), либо по технологии улучшенного затопленного аккумулятора (EFB). оба поддерживают увеличенное количество циклов зарядки и повышенную нагрузку . Это важно, поскольку вся электрическая система автомобиля должна питаться от аккумулятора после того, как генератор перестанет генерировать ток. Часто аккумулятор маркируется как поддерживающий или специально предназначенный для старт-стоп.
• Стартер . усилен и рассчитан на длительное использование без слишком быстрого износа и перегрева
• независимый контур охлаждения Добавляется в сочетании с электрическим сливным водяным насосом , который продолжает работать, когда основной механический насос выходит из строя. Это обеспечивает подачу охлаждающей жидкости к термочувствительным компонентам двигателя, таким как подшипники турбокомпрессора , и поддержание температуры в салоне в зимнее время.
• Могут быть добавлены специальные датчики и блоки управления двигателем (ЭБУ), чтобы обеспечить надлежащие условия работы системы и поддерживать такие параметры в допустимых пределах, как хороший заряд аккумулятора, что необходимо для гарантированного запуска в будущем.

История

Выбросы угарного газа и нехватка топлива/нефтяной кризис 1970-х годов подтолкнули производителей автомобилей к поиску решений по сокращению потребления газа. Первым автомобилем, в котором использовался автоматический выключатель, была шестицилиндровая Toyota Crown в 1974 году. и уже заявлял об экономии бензина на дорогах на 10%. В 1980-х годах появился Fiat Regata «ES» с системой City-matic. и Фольксваген Поло «Формель Е» тоже пользовался подобными устройствами. Группа Volkswagen также внедрила его в Golf Ecomatic в 1994 году, а также в Volkswagen Lupo «3L» и Audi A2 «3L» в 1999 году. Хотя многие водители сочли эти ранние внедрения довольно смущающими, а высокие цены не смогли привести к появлению этих автомобилей. большого коммерческого успеха, и Volkswagen Lupo, и Audi A2 (с их «3-литровым» рычагом) были более эффективны, чем любой серийный автомобиль, доступный в США на момент их выпуска.

Начиная с европейского стандарта выбросов Евро 5, все больше и больше автомобилей оснащены системой старт-стоп, независимо от уровня цен. поскольку сокращение работы на холостом ходу также снижает выбросы транспортных средств CO ₂ , основной причины глобального потепления.

Производители продолжали совершенствовать систему. В 2010 году Valeo объявила, что в том же году появится второе поколение Start-Stop. Это новое поколение называется «i-StARS». Система Valeo включена в Citroën , Land Rover , Peugeot , Smart и Volvo , а система Bosch включена в Fiat , Nissan , SEAT и Volkswagen с различной моторизацией, включая сущность. и дизель. Bosch разработал систему для автомобилей с автоматической коробкой передач.

Интеллектуальная система остановки холостого хода Mazda (SISS) использует запуск сгорания вместо электрического запуска. Определив положение поршней в цилиндрах, двигатель останавливается в конфигурации, позволяющей немедленный запуск путем сгорания. Они заявляют о более тихом и быстром перезапуске двигателя за 0,35 секунды.

В системе Kia ISG EcoDynamics используются компоненты Bosch , Valeo и Varta .

Производители

Это динамический список , и он, возможно, никогда не сможет соответствовать определенным стандартам полноты. Вы можете помочь, добавив недостающие элементы из надежных источников .

Александр Деннис

Некоторые автобусы Alexander Dennis Enviro200 MMC и Enviro400 MMC оснащены системами стоп/старт, которые останавливают двигатель на автобусных остановках.

Бентли

Технология Stop-Start впервые была установлена ​​на Bentley в 2016 году на модели Bentayga . Система Bentley останавливает двигатель, когда автомобиль стоит или движется медленно.

BMW

BMW включает эту технологию во многие свои автомобили и линейку MINI 2008 года как часть своего бренда Efficient Dynamics. BMW была заинтересована в способах снижения паразитных потерь в двигателях, поэтому компания пошла на шаг дальше в этой технологии. Вместо использования встроенного стартер-генератора (ISG) компания BMW использовала усовершенствованный стартер, который представляет собой обычный стартер, разработанный Robert Bosch GmbH , который может выдерживать увеличенное количество запусков двигателя в автомобиле с функцией остановки и запуска.

Компания BMW разработала систему таким образом, что генератор переменного тока большую часть времени не включается. Это означает, что электрические компоненты автомобиля обычно работают от аккумулятора . Когда аккумулятор необходимо зарядить, а также при замедлении или торможении, включается генератор переменного тока для подзарядки аккумулятора ( регенеративное торможение ). Поскольку характеристики нагрузки на эту батарею совсем другие, чем у обычной автомобильной батареи, компания BMW вместо нее использовала абсорбирующий стекломат (AGM).

Из-за использования рекуперативного торможения некоторые стали называть этот тип системы микрогибридом , что на ступень ниже мягкой гибридной системы, где ISG может использоваться для помощи двигателю или даже для управления автомобилем.

Ситроен

К 2006 году Citroën представил более совершенную систему в своих моделях C2 и C3 под названием «Стоп и старт». Реализация Citroën сочетает в себе автоматизированную коробку передач SensoDrive и реверсивный генератор с электронным управлением. или интегрированный стартер-генератор (ISG). ISG, также известный как «интегрированный стартер-генератор», объединяет функции стартера и генератора в одном блоке; производители включают Valeo и Денсо .

Автомобили Фиат Крайслер

FCA представила систему производства Robert Bosch GmbH в конце 2008 года на Fiat 500 . Начиная с сентября 2009 года, Alfa Romeo также представила эту систему в своей Alfa Romeo Mito серии объемом 1,4 л с турбонаддувом Fiat Powertrain Technologies (FPT) . MultiAir , в которой используются бензиновые двигатели

Форд

В конце 2010 года компания Ford объявила, что ее система старт-стоп, уже используемая в ее гибридах, а также в нескольких основных моделях в Европе, будет представлена ​​в Северной Америке с моделями 2012 года, первоначально с 4-цилиндровыми двигателями, а затем с развитием V6 и V6. V8. Со временем система будет доступна во всех автомобилях Ford.

В 2013 году компания объявила, что технология старт-стоп будет внедрена в модели Ford Fusion встроила системы старт-стоп в модель Ford F150 2015 года в качестве стандартной функции, а не опции. второго поколения, и впервые Раньше только 2,7-литровая версия V-6 с турбонаддувом поставлялась с системой стоп-старт, для которой требовался более прочный (и дорогой) аккумулятор из абсорбирующего стекломата (AGM), который лучше справлялся с постоянной ездой на велосипеде и более тяжелым потреблением автомобильных аксессуаров. с выключенным двигателем.

Дженерал Моторс

В 2008 году компания General Motors выпустила гибридную модель Chevrolet Tahoe с AHS2 двухрежимной технологией , которая сочетает в себе технологию старт-стоп с рекуперативным торможением и режимом электромобиля в определенных условиях при скорости ниже 49 миль в час.

В 2012 году General Motors выпустила модель Chevrolet Malibu Eco с технологией eAssist , которая сочетает в себе технологию старт-стоп с рекуперативным торможением и электрическим усилением в определенных условиях.

В 2014 году General Motors объявила, что Chevrolet Impala и Malibu будут иметь систему старт-стоп (без eAssist) во всех моделях.

Хонда

Honda использует функцию старт-стоп уже более десяти лет через свою IMA мягкую гибридную систему в моделях Insight первого поколения на внутреннем рынке Японии с 1999 года. и совсем недавно о Civic Hybrid .

Хюндай

Хотя и Kia Rio, и Rio5 используют один и тот же новый четырехцилиндровый двигатель объемом 1,6 л с непосредственным впрыском топлива, что и его двоюродный брат Hyundai Accent/Verna (также недавно модернизированный в 2012 году), Hyundai не упомянул об этой функции в своей линейке Accent. Хендай 1.4 в механике имеет систему ISG (Intelligent Stop&Go) (в Израиле).

Ягуар

от Jaguar Интеллектуальная система Eco Stop/Start впервые была установлена ​​на XF. и модели XJ в 2011 году, а затем расширились до остальной части модельного ряда.

Ну давай же

Модернизированные Kia Rio и Rio5 (хэтчбек) 2012 года, дебютировавшие на автосалоне в Нью-Йорке в 2011 году, были анонсированы с их интеллектуальной функцией Stop and Go (ISG), или технологией стоп-старт.

Kia утверждает, что комбинация прямого впрыска топлива и системы стоп-старт обеспечит расход топлива 30 миль на галлон при движении по городу и 40 миль на галлон на шоссе как с 6-ступенчатой ​​механической, так и с автоматической коробкой передач.

Ленд Ровер

В 2008 году компания Land Rover оснастила свой Freelander системой Stop/Start, которая позволила снизить расход топлива и выбросы до 10%. С 2016 года все модели Land Rover и Range Rover оснащены интеллектуальной системой Eco Stop/Start .

Махиндра и Махиндра

Mahindras были первыми в Индии, кто запустил микрогибридную систему на основе стоп-старта в мае 2000 года. Это включало в себя отечественную технологию и разработку первых в своем роде компонентов, таких как датчики нейтрали и педали сцепления на основе датчика Холла , а затем совместное предприятие с Bosch для Транспортные средства на базе Common Rail .

Мазда

Система i-Stop, первая система старт-стоп Mazda , определяет, какой поршень находится в лучшем положении для быстрого перезапуска, а именно тот, который находится в фазе такта сгорания, когда воздух и топливо находятся в цилиндре, готовые к воспламенению. Смесь в этом цилиндре воспламеняется свечой зажигания, толкая поршень вниз, и при помощи стартера это приводит к почти мгновенному перезапуску двигателя за 0,35 секунды.

В 2011 году Mazda анонсировала i-ELOOP, систему, которая использует генератор переменного напряжения для преобразования кинетической энергии в электрическую во время замедления. Энергия, запасенная в двухслойном конденсаторе , используется для питания электросистем автомобиля. Компания заявляет, что при использовании в сочетании с системой старт-стоп Mazda i-Stop экономия топлива достигает 10%.

Ниссан

Nissan использует бренд S-Hybrid (стилизованный заглавными буквами как «S-HYBRID») для своей микрогибридной системы. Система S-Hybrid полностью размещается в моторном отсеке и не требует тягового аккумулятора. Автомобили с системой S-Hybrid оснащены двигателем Energy Control (ECO), который служит генератором переменного тока и стартером бензинового двигателя. Эти автомобили также оснащены дополнительной «вспомогательной аккумуляторной батареей», расположенной в моторном отсеке, для питания электрооборудования автомобиля при выключении бензинового двигателя вместо использования генератора переменного тока с постоянным приводом. Когда водитель отпускает педаль газа или тормозит, двигатель ECO работает как генератор переменного тока для поддержания заряда «вспомогательной батареи». Помимо повторного запуска двигателя, двигатель ECO также передает крутящий момент 50 Нм (5,1 кгм; 37 фунт-фут) на коленчатый вал в течение одной секунды при трогании с места, обеспечивая небольшой крутящий момент. электродвигатель в помощь.

Опель/Воксхолл

В 2010 году Opel представил систему Start/Stop в своих EcoFLEX моделях . Система используется с двигателями семейств 0 , Ecotec и MGE, бензиновыми а MultiJet , Circle L и семейства также дизельными двигателями B.

Перодуа

называется «Eco Idle» Perodua впервые представила систему старт/стоп в 2016 году, которая в Bezza . Первоначально он был ограничен только топовым вариантом Advance. Впоследствии более новые модели, такие как Myvi , Aruz , Ativa и Alza , начали оснащаться этой системой в стандартной комплектации, даже в базовых моделях.

Рено

Renault представила эту технологию во всех своих европейских моделях в 2010 году.

Роу

В 2009 году Roewe компании модель 750 на базе Rover 75 в стандартной комплектации была оснащена системой стоп-старт и гибридным двигателем 1,8 Rover K-серии .

МОЖЕТ

второго поколения Функция Start/Stop была установлена ​​на 9-5 в 2009 году. Кнопка управления системой была расположена рядом с рычагом переключения передач, как старые ключи зажигания SAAB.

Субару

Многие автомобили Subaru 2020 и 2021 годов оснащены функцией автоматической остановки/запуска.

Впервые он был представлен для Impreza и XV Crosstrek 2011 года как для механической, так и для автоматической, дизельной и бензиновой версии.

Позже система была внедрена в другие модели.

Сузуки

Система старт-стоп Suzuki называется EASS (автоматический запуск и остановка двигателя).

Некоторые автопроизводители, такие как Suzuki, устанавливают внутри автомобиля еще одну небольшую литий-ионную батарею на 12 В. Система продается как «SHVS Mild Hybrid System» (умный гибридный автомобиль от Suzuki) и доступна в качестве опции для Ignis, Swift, Baleno на нескольких рынках.

Почти

Tata Motors представила эту систему на своем легком автомобиле Tata Ace .

Тойота

Компания Toyota показала прототип шестицилиндрового двигателя Toyota Crown, оснащенного автоматическим выключателем. в 1974 году, заявив о 10-процентной экономии бензина на дорогах.

Совсем недавно Toyota с 2009 года продавала автомобили с системой старт-стоп на своих автомобилях с двигателем внутреннего сгорания, а с 1997 года - на гибридной линейке Prius. И Toyota , и Mazda внедрили технологию стоп-старт, доступную также за пределами Японии, в некоторых своих автомобилях 2009 модельного года.

Фольксваген

Volkswagen начал использовать системы старт-стоп на Polo Formel E с SSA примерно в 1983 году, после того как протестировал систему на исследовательском автомобиле Auto 2000 1981 года . Позже LUPO 3L, а затем Polo, Golf и Passat BlueMotion , которые также включают улучшения веса и аэродинамики. Эта система теперь является обычным явлением в модельном ряду Volkswagen и устанавливается на все автомобили с пакетом Bluemotion Technology, хотя эта технология есть и в некоторых других моделях. В Lupo 3L с автоматизированной механической коробкой передач и сцеплением двигатель останавливается через четыре секунды после того, как автомобиль останавливается, когда нога водителя находится на педали тормоза. Никаких других действий не требуется. Если убрать ногу с педали тормоза, двигатель запустится, и автомобиль можно будет трогать с места. Рычаг переключения передач все время остается в положении движения D. То же самое относится и к Audi A2 1.2TDi, который механически практически идентичен.

Вольво

Volvo представила технологию Start/Stop в 2009 году под брендом DRIVe.

Мицубиси

Компания Mitsubishi Motors представила эту систему в 1999 году под своим брендом AS&G (Auto Stop & Go) на своем кей-каре Mitsubishi Pistachio . Компания Mitsubishi продвигает технологию AS&G в своих моделях под брендом ClearTec на европейском рынке с 2008 года. Система AS&G также доступна на автомобиле Mitsubishi Colt (ЕС), который поступил в продажу в Европе в 2008 году. С 2010 года эта система также используется в автомобилях Mitsubishi. ASX (ЕС). добавилась AS&G В 2015 году к Mitsubishi Eclipse Cross .

Обеспокоенность

Гибридные/электрические вспомогательные автомобили почти не испытывают задержки в подаче мощности после остановки благодаря мгновенной передаче энергии от аккумулятора к электродвигателю(ям). С другой стороны, бензиновые/микрогибриды обычно испытывают небольшие задержки (хотя и доли секунды).

США В феврале 2001 года Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) подняло вопросы о негибридных автомобилях Honda, оснащенных трансмиссией компании с функцией холостого хода, из-за опасений по поводу «внезапного крена автомобиля вперед при автоматическом перезапуске», а не «постепенное продвижение вперед, наблюдаемое в современных конструкциях трансмиссий».

Распространенным заблуждением относительно систем «стоп-старт» является то, что длительное использование может вызвать дополнительный износ из-за отсутствия масляной смазки. Для полувкладышей подшипников коленчатого вала и подшипников шатунных подшипников это может привести к частому высокоскоростному вращательному движению до образования гидродинамической пленки. На этом этапе граничной смазки между поверхностью коленчатого вала и поверхностью скольжения подшипника может возникнуть контакт металл-металл. Это не было проблемой, пока общее количество перезапусков двигателя считалось нормальным. Однако в автомобиле с системой старт-стоп этот эффект может потребовать новых технологических решений во избежание преждевременного износа подшипников в зависимости от цикла движения. Следовательно, будущие двигатели для систем «старт-стоп» должны быть рассчитаны на 250 000–300 000 запусков. Традиционные вкладыши подшипников с алюминиевой или медной футеровкой сильно изнашиваются уже после 100 000 циклов.

В некоторых реализациях стартер не используется. устранение проблем, связанных с износом стартера. Mazda i-stop , используемая в линейке Mazda3/Axela (в Европе и JDM ), использует сгорание для помощи стартеру, определяя положение поршня в цилиндре. Они заявляют о более тихом и быстром перезапуске двигателя за 0,35 секунды.

Некоторые автопроизводители, такие как Suzuki, устанавливают в автомобиле одну литий-ионную батарею.

Многие потребители транспортных средств выразили разочарование по поводу злоупотреблений со стороны правительства, неудобств и раздражения, вызванных требованием функции автоматической остановки и запуска. Кроме того, кнопка автоматического стоп-старта каждый раз по умолчанию устанавливается в положение «включено», а не просто в положение «выключено», что позволяет конечному потребителю выбирать, следует ли оставлять эту функцию включенной или выключенной. Агентство по охране окружающей среды (EPA) в настоящее время предлагает льготы по рейтингу пробега бензина всем производителям автомобилей, которые заставляют свои системы автоматического стоп-старта снова включаться. Если система «не фиксируется» — другими словами, она не отключается после того, как вы выключаете автомобиль — Агентство по охране окружающей среды рассчитывает показатели экономии топлива только тогда, когда система включена. Если производитель автомобиля допускает необратимое выход из строя системы, то Агентство по охране окружающей среды проверяет экономию топлива при включенной и выключенной системе. После этого Агентство по охране окружающей среды усредняет два показателя экономии топлива. Поскольку это число всегда будет ниже, чем при включенной системе, производители автомобилей предпочитают включать ее снова, когда вы снова заводите автомобиль. Чтобы отключить функцию автоматического стоп-старта, это означает, что в настоящее время как правительство, так и производитель автомобиля вынуждают оператора транспортного средства нажимать кнопку автоматического стоп-старта каждый раз, когда автомобиль заводится. Эта проблема заставляет многих потребителей либо; жить с неудобством, связанным с нажатием кнопки выключения каждый раз, когда они заводят машину, ищут обходные пути послепродажного обслуживания или вообще избегают моделей автомобилей с этой функцией.

См. также

• Снижение холостого хода
• Микроавтомобиль