System start-stop a podzespoły samochodu - jak będzie z eksploatacją?

W 2012 roku mniej więcej co drugie nowe auto ma system start-stop. Jest to zespół urządzeń umożliwiających samoczynne zgaszenie silnika podczas postoju oraz automatyczne włączenie go po wciśnięciu pedału sprzęgła lub puszczenia hamulca w aucie z automatyczną skrzynią biegów.

Producenci bardzo chętnie montują tego typu rozwiązania, kierując się głównie ekologią. Jest to najprostszy i najtańszy sposób na zmniejszenie emisji CO2. Skoro silnik nie pracuje, to nie emituje spalin. Dlatego niemal każdy liczący się producent opracował własną wersję systemu. I tak są Efficient Dynamics (BMW), BlueMotion (VW), BlueEfficiency (Mercedes-Benz), BlueDrive (Hyundai).

Kolejna zaleta tego systemu to obniżenie zużycia paliwa. Szczególnie widoczne jest to podczas prezentacji danych producentów. Zużycie paliwa aut z zamontowanym systemem jest w nich znacznie niższe. Głównie dlatego, że normy, według których mierzone jest zużycie paliwa, zawierają cykle jazd z wieloma zatrzymaniami. Podczas normalnej eksploatacji różnica może być mniej znacząca.

Obecnie można wyszczególnić dwa podstawowe rozwiązania systemów start-stop. Pierwsze z odzyskiwaniem energii podczas hamowania, drugie - bez odzyskiwania energii. Montaż takiego systemu znacząco zmienia warunki pracy niektórych części samochodu. W stosunku do samochodu konwencjonalnego zmienione są następujące elementy:

• akumulator z czujnikiem monitorującym jego pracę;
• rozrusznik ze zmienioną konstrukcją zębnika, odporny na zwiększoną liczbę rozruchów;
• alternator ze zwiększoną sprawnością działania – musi ładować akumulator od obrotów biegu jałowego pojazdu;
• czujniki przy pedałach oraz czujnik położenia wału korbowego;
• elektroniczny system zarządzania energią.

Niekiedy mogą wystąpić dodatkowe zmiany, służące np. podtrzymaniu pracy niektórych układów po włączeniu silnika (np. sprężarki klimatyzacji).

Opisywane systemy nie zawsze wyłączają samochód podczas postoju. Niekiedy system zarządzania energią nie pozwoli na wyłączenie silnika. Może się tak zdarzyć, gdy w akumulatorze nie ma zgromadzonej odpowiedniej energii do ponownego rozruchu lub silnik jest nierozgrzany (dotyczy głównie diesli). Podobnie będzie w przypadku jednoczesnej pracy kilku urządzeń o dużym poborze energii (ogrzewanie tylnej szyby, klimatyzacja, wycieraczki).

Jak zatem sprawują się takie samochody po kilkuletniej eksploatacji? Niestety, na razie trudno powiedzieć o tym coś więcej. Są to auta stosunkowo młode, z niewielkimi na ogół przebiegami. Warto zaznaczyć, że jedne z pierwszych samochodów sprzedawanych na szerszą skalę z tym systemem to auta BMW (wprowadzenie układu w 2007 roku, więc jeszcze dość młode).

Można jednak mieć wątpliwości dotyczące trwałości poszczególnych części oraz kosztów eksploatacji. System start-stop to kolejna, dodatkowa porcja elektroniki. Nie od dziś wiadomo, że w wielu autach to właśnie elektronika jest najbardziej usterkowa. Ponieważ w przypadku takiego układu obsługuje ona kluczowe elementy odpowiedzialne za rozruch pojazdu, można obawiać się o jej nieprawidłowe działanie skutkujące unieruchomieniem pojazdu.

W diagnozowaniu takich urządzeń niezbędne są testery uwzględniające w swoim oprogramowaniu system start-stop. Może się zatem okazać, że w przypadku niedomagań użytkownik może być skazany na wizytę w drogim, wyspecjalizowanym serwisie.

Dodatkowy układ może generować dodatkowe koszty. Zapewne poszczególne elementy systemu będą się zużywać i trzeba je będzie wymienić. Koszt wymiany np. rozrusznika o wzmocnionej konstrukcji będzie znacznie wyższy niż tradycyjnego odpowiednika. Może się więc okazać, że zyski w postaci mniejszego zużycia paliwa trzeba będzie wydać na naprawy.

Obawy może powodować użycie tego ekologicznego systemu w autach z turbosprężarką. Wyłączenie turbosprężarki po dynamicznej jeździe powoduje odcięcie jej smarowania i przyspieszone zużycie. Choć w założeniu system start-stop może mieć układ monitorujący czy ze względu na turbosprężarkę silnik może zostać wyłączony, to praktyka pokazuje, że nie zawsze działanie jest zgodne ze zdroworozsądkowym rozumowaniem. Na szczęście, niekiedy stosowane są systemy podtrzymujące obieg olejowy turbosprężarki po wyłączeniu silnika.

A co z akumulatorami? One również są inne niż w aucie tradycyjnym. A przecież są elementem eksploatacyjnym, wymienianym raz na kilka lat.

Obecnie na naszym rynku można już dostać akumulatory dostosowane do potrzeb systemów start-stop. Takie baterie oferują m.in. Varta (EFB i AGM), Bosch (EFB i AGM) oraz Magneti Marelli (AGM). Akumulatory produkowane przez Vartę są typu kwasowo-ołowiowego, praktycznie bezobsługowe i hermetycznie zamknięte. W razie niedoboru prądu najlepiej je zwyczajne wymienić.

Czym różnią się akumulatory EFB od akumulatorów AGM i jak te dwa odróżniają się od akumulatorów tradycyjnych? Akumulatory EFB (Enhanced Flooded Baterry) są bateriami o wydłużonej trwałości. W porównaniu z tradycyjnymi są grubsze i wzmocnione powłoką z poliestru. Powłoka ma na celu lepiej utrzymywać masę czynną w płycie.

Tego typu akumulator ma mniej więcej dwukrotnie większą wytrzymałość cykliczną. Jest to niezbędne, ponieważ tradycyjne akumulatory przy tego typu systemach tracą nawet do kilkunastu procent pojemności tygodniowo. EFB stosowany jest m.in. w Fiacie 500 czy Fordach Econetic.

Drugą grupą są akumulatory AGM (Absorbent Glass Mat). Akumulatory te muszą mieć nie tylko zdolność oddawania energii, ale także przyjmowania jej podczas hamowania pojazdu. Dlatego elektrolit jest zaabsorbowany poprzez separator z włókna szklanego. Wywiera ona nacisk na masę czynną, która jest zredukowana do niezbędnego minimum.

Akumulator tego typu ma większą wytrzymałość cykliczną, około 3-4 razy w porównaniu z tradycyjnym oraz wysoką moc rozruchową przy niskim naładowaniu. Stosuje się go m.in. w EfficientDynamics BMW oraz VW BlueMotion.

Pogoń za ekologią i niskim zużyciem paliwa nieustannie komplikuje samochody. Nawet, zdawało by się, niewielki układ start-stop potrafi znacząco zmienić konstrukcję pojazdu.