Technika: System Start-Stop

1. Sterownik silnika z oprogramowaniem Start-Stop

2. Przetwornica DC/DC 12V

3. Akumulator do systemu Start-Stop i czujnik stanu akumulatora

4. Rozrusznik do systemu Start-Stop

5. Czujnik biegu neutralnego

6. Czujnik prędkości pojazdu

7. Aktywny czujnik obrotów i położenia wału korbowego

8. Alternator do systemu Start-Stop

inż. Mariusz Barański:

W ostatnich latach jednym z głównych trendów w motoryzacji jest nieustanne dążenie do tego, aby samochody były jak najbardziej przyjazne dla środowiska naturalnego. Odgórne wymogi oraz wszechobecna moda na bycie „eko” zmusiły producentów do opracowania i stosowania rozwiązań mających ma celu redukcję spalania, a co za tym idzie ograniczenie emisji szkodliwych substancji, powstających podczas pracy silników benzynowych i wysokoprężnych. Jedną z takich właśnie technologii jest system Start-Stop. Jak on działa? Jeżeli zatrzymamy się, włączymy bieg jałowy i puścimy sprzęgło (w przypadku automatycznej skrzyni - jeśli po zatrzymaniu będziemy trzymać wciśnięty hamulec), to silnik naszego samochodu samoczynnie się wyłączy. Jego ponowne uruchomienie nastąpi w momencie, gdy wciśniemy sprzęgło (lub puścimy hamulec w przypadku „automatu”). Aby system Start-Stop funkcjonował efektywnie musi mieć kompletną informację o stanie ruchu samochodu. Dlatego też niezbędne są tutaj precyzyjne czujniki, takie jak: czujnik biegu neutralnego (informuje sterownik, czy włączony jest bieg), czujnik prędkości pojazdu (informuje sterownik o aktualnej prędkości lub zatrzymaniu się pojazdu), aktywny czujnik obrotów i położenia wału korbowego (informuje sterownik o uruchomieniu lub zatrzymaniu silnika; na podstawie danych z tego czujnika sterownik może precyzyjnie określić kątowe położenie wału korbowego, dzięki czemu ponowny rozruch jednostki napędowej jest łatwiejszy i znacznie szybszy), czujnik różnicy ciśnień we wspomaganiu hamulców (nadzoruje ciśnienie siłownika wspomagającego hamulce przy zatrzymanym pojeździe i wyłączonym silniku; sygnał z czujnika uruchamia jednostkę napędową, co pozwala zapewnić wspomaganie siły hamowania) oraz elektroniczny czujnik akumulatora (rejestruje parametry pracy akumulatora, takie jak natężenie prądu, napięcie i temperaturę; na tej podstawie oceniana jest sprawność akumulatora, a także ilość zgromadzonej w nim energii).

Wiadomo, że częste rozruchu stanowią duże obciążenie dla rozrusznika oraz akumulatora. Także alternator nie ma lekko. Dlatego też w przypadku systemu Start-Stop wszystkie wymienione podzespoły muszą być odpowiednio wzmocnione. Za przykład mogą tutaj posłużyć produkty Boscha. Mianowicie, rozruszniki Bosch montowane w samochodach z systemem Start-Stop są przystosowane do wielokrotnie większej liczby rozruchów. Posiadają one wzmocnione łożyskowanie, wzmocnioną przekładnie planetarną, wzmocniony mechanizm zazębiający, a także komutator zoptymalizowany pod kątem trwałości. Jeśli natomiast chodzi o akumulatory, to oferta Boscha uwzględnia dwa rodzaje systemu Start-Stop: bez odzysku oraz z odzyskiem energii hamowania. Do tego pierwszego przeznaczone są akumulatory wykonane w technologii EFB (Enhanced Flooded Battery).

Ich zaletami w porównaniu do zwykłych akumulatorów są: ponad dwukrotnie większa odporność na pracę cykliczną, wysoka odporność na większy prąd ładowania, większa gęstość materiału aktywnego i dodatków funkcjonalnych oraz wydłużony czas użytkowania. Jeszcze bardziej zaawansowanych akumulatorów wymaga Start-Stop z systemem rekuperacji. W tym przypadku stosuje się akumulatory wykonane w technologii AGM (Absorbent Glass Mat). W porównaniu do akumulatorów konwencjonalnych charakteryzują się one nawet czterokrotnie wyższą odpornością na pracę cykliczną, wyjątkową odpornością na częste cykle ładowania i rozładowania, do trzech razy dłuższą żywotnością w przypadku dużego obciążenia pracą cykliczną, trzykrotnie wyższą potencjalną zdolnością do oddawania zmagazynowanej energii, stałą mocą także przy jeździe na krótkich odcinkach oraz minimalnym samorozładowywaniem. Samochody z systemem Start-Stop wymagają częstego i skutecznego ładowania akumulatora podczas jazdy. Podołać temu mogą tylko odpowiednio przystosowane alternatory. Wychodząc naprzeciw takim potrzebom Bosch przygotował specjalną linię alternatorów o nazwie Efficient Line. Cechują się one wysoką mocą, dzięki czemu akumulator po każdym rozruchu silnika zostaje bardzo szybko doładowany. To z kolei sprawia, że ilość energii elektrycznej wystarcza zarówno do zasilania urządzeń elektrycznych w trakcie kolejnego postoju, jak i do rozruchu silnika, a dodatkowo osiągi auta nie ulęgają pogorszeniu. Poza tym do zalet alternatorów linii Efficient Line należą: generowanie dużej ilości energii przy niskich obrotach, wysoka wydajność przyczyniająca się do obniżenia zużycia paliwa, wysoka sprawność, przekraczająca 70% (a przy zastosowaniu opcjonalnej techniki wysokosprawnych diod HED dochodząca nawet do 77%) oraz optymalizacja pod kątem emisji dźwięku.

System Start-Stop jest obecnie montowany w samochodach na masową skalę. Opinie na temat słuszności jego stosowania są jednak podzielone. Przeciwnicy tego rozwiązania twierdzą, że co prawda przyczynia się ono do obniżenia zużycia paliwa, ale w tak niewielkim stopniu, że gra nie jest warta świeczki. Tym bardziej, że częste gaszenie i uruchamianie znacznie skraca trwałość jednostki napędowej. Przyśpieszonemu zużyciu ulegają wtedy wszystkie części wymagające smarowania, a także stosunkowo drogie w naprawie lub wymianie podzespoły, takie jak turbosprężarka czy dwumasowe koło zamachowe. Poza tym silniki samochodów wyposażonych w system Start-Stop są znacznie wrażliwsze na zaniedbania serwisowe, szczególnie takie, które dotyczą elementów mających wpływ na łatwość rozruchu. Innym argumentem oponentów omawianego systemu jest to, o czym była mowa w poprzednim akapicie, czyli że wymaga on stosowania odpowiednio wzmocnionych, a przez to i droższych rozruszników, alternatorów i akumulatorów. Szczególnie te ostatnie mogą być źródłem znacznych wydatków. Dlaczego? Ponieważ nie dość, że kosztują znacznie więcej niż klasyczne akumulatory, to jeszcze zaleca się, aby ich wymiana była dokonywana tylko przez wyspecjalizowane serwisy. Wynika to z konieczności rejestracji instalowanego akumulatora w jednostce sterującej samochodu. Przed rozpoczęciem wymiany do sterownika silnika należy podłączyć tester diagnostyczny. Umożliwia to zachowanie lub adaptację ustawień do parametrów montowanego akumulatora. W sterowniku programuje się m.in. pojemność i numer seryjny nowego podzespołu. Pominięcie tego spowoduje, że system Start-Stop będzie funkcjonował niewłaściwie. Osobną kwestią jest to, że wielu użytkowników samochodów automatyczne wyłączanie silnika po prostu denerwuje i drażni. Dotyczy to szczególnie dynamicznie usposobionych kierowców. Próba szybkiego ruszenia spod sygnalizatora świetlnego może się bowiem zakończyć zdławieniem jednostki napędowej. Producenci samochodów chyba zdawali sobie sprawę z tego, że nie wszyscy będą tolerować działanie systemu Start-Stop, dlatego też w autach wyposażonych w funkcję samoczynnego wyłączania silnika istnieje możliwość jej dezaktywacji. Z reguły wystarczy tylko nacisnąć odpowiedni przycisk na desce rozdzielczej, z zastrzeżeniem, że po zgaszeniu i ponownym uruchomieniu silnika Start-Stop znowu się uaktywnia.