Sistemas Start-Stop. Funciona?

Unha das formas de reducir o consumo de combustible, coñecida dende hai moitos anos, é apagar o motor incluso durante unha pequena parada do coche. Nos coches modernos, os sistemas Start-Stop son os responsables desta tarefa.

Nunha proba de condución realizada en Alemaña na década de 55 nun Audi LS cun motor de 0,35 kW, comprobouse que o consumo de combustible en ralentí é de 1,87 cm5. XNUMX./s, e ao comezo de XNUMX, consulte XNUMX. Estes datos mostraron que apagar o motor cunha parada durante máis de XNUMX segundos aforra combustible.

Case ao mesmo tempo, outros fabricantes de automóbiles realizaron probas similares. A capacidade de reducir o consumo de combustible parando o motor incluso nunha parada moi curta e reiniciándoo levou ao desenvolvemento de dispositivos de control que realizan estas accións de forma automática. O primeiro foi probablemente Toyota, que nos anos setenta utilizaba un dispositivo electrónico no modelo Crown que paraba o motor durante máis de 1,5 segundos. As probas en atascos de Toquio mostraron unha redución do 10% no consumo de combustible. Probouse un sistema de funcionamento similar nun Fiat Regata e nun 1º Formel E Volkswagen Polo. Un dispositivo deste último coche permitía ao condutor parar o motor, ou simplemente automaticamente, dependendo da velocidade, a temperatura do motor e a posición da palanca de cambios. O motor reiniciouse co motor de arranque acendido cando o condutor presionou o pedal do acelerador co pedal do embrague presionado e se enganchaba a 2a ou 5a marcha. Cando a velocidade do vehículo caeu por debaixo de XNUMX km/h, o sistema apagou o motor, pechando a canle inactivo. Se o motor estaba frío, o sensor de temperatura bloqueaba o apagado do motor para reducir o desgaste do motor de arranque, porque un motor quente leva moito menos tempo en arrancar que un frío. Ademais, o sistema de control, para reducir a carga da batería, apagaba o lunha calefactor cando o coche estaba estacionado.

As probas en estrada demostraron unha redución do consumo de combustible de ata un 10% en condicións de condución adversas. As emisións de monóxido de carbono tamén diminuíron nun 10%. Algo máis do 2 por cento. por outra banda, aumentou o contido de óxidos de nitróxeno e case 5 hidrocarburos nos gases de escape. Curiosamente, non houbo ningún efecto negativo do sistema sobre a durabilidade do motor de arranque.

Sistemas de arranque e parada modernos

Os modernos sistemas de arranque e parada apagan automaticamente o motor cando está estacionado (baixo determinadas condicións) e reinicialo en canto o condutor presiona o pedal do embrague ou solta o pedal do freo nun vehículo de transmisión automática. Isto reduce o consumo de combustible e as emisións de carbono, pero só no tráfico urbano. O uso do sistema Start-Stop require que determinados compoñentes do vehículo, como o motor de arranque ou a batería, duren máis e protexan outros dos efectos das paradas frecuentes do motor.

Os sistemas Start-Stop están equipados con sistemas de xestión da enerxía máis ou menos sofisticados. Entre as súas principais tarefas figuran comprobar o estado de carga das baterías, configurar os receptores no bus de datos, reducir o consumo de enerxía e obter a tensión de carga óptima no momento. Todo isto para evitar unha descarga demasiado profunda da batería e garantir que o motor poida arrancar en calquera momento. Ao avaliar constantemente o estado da batería, o controlador do sistema controla a súa temperatura, tensión, corrente e tempo de funcionamento. Estes parámetros determinan a potencia de arranque instantánea e o estado actual de carga. Se o sistema detecta un nivel de batería baixo, reduce o número de receptores habilitados segundo a orde de apagado programada.

Os sistemas Start-Stop poden equiparse opcionalmente con recuperación de enerxía de freada.

Os vehículos con sistemas Start Stop usan baterías EFB ou AGM. As baterías do tipo EFB, a diferenza das clásicas, teñen placas positivas recubertas cun revestimento de poliéster, o que aumenta a resistencia da masa activa das placas a descargas frecuentes e cargas de alta corrente. As baterías AGM, pola súa banda, teñen fibra de vidro entre as placas, que absorbe completamente o electrólito. Practicamente non hai perdas por iso. Nos bornes deste tipo de batería pódese obter unha tensión lixeiramente superior. Tamén son máis resistentes ás chamadas descargas profundas.

Dana o motor?

Hai varias décadas, críase que cada arranque do motor aumenta a súa quilometraxe nuns centos de quilómetros. De ser así, o sistema Start-Stop, que funciona nun coche que só circula no tráfico urbano, tería que rematar o motor moi rápido. Manter aceso e apagado probablemente non sexa o que máis lles guste aos motores. Porén, hai que ter en conta o progreso técnico, por exemplo no campo dos lubricantes. Ademais, o sistema Start-Stop require unha protección eficaz de varios sistemas, principalmente do motor, das consecuencias de paradas frecuentes. Isto aplícase, entre outras cousas, para garantir unha lubricación forzada adicional do turbocompresor

Arrancador no sistema Start-Stop

Na maioría dos sistemas de arranque e parada en uso, o motor arranca cun motor de arranque tradicional. Non obstante, debido ao aumento significativo do número de operacións, aumentou a durabilidade. O motor de arranque é máis potente e está equipado con cepillos máis resistentes ao desgaste. O mecanismo de embrague ten un embrague unidireccional redeseñado e a engrenaxe ten unha forma de dente corrixida. Isto resulta nun funcionamento máis silencioso do motor de arranque, o que é importante para a comodidade da condución durante os arranques frecuentes do motor. 

Xerador reversible

Un dispositivo deste tipo chamado StARS (Starter Alternator Reversible System) foi desenvolvido por Valeo para sistemas Start-Stop. O sistema baséase nunha máquina eléctrica reversible, que combina as funcións de arranque e alternador. En lugar dun xerador clásico, pode instalar facilmente un xerador reversible.

O dispositivo proporciona un inicio moi suave. En comparación cun arrancador convencional, aquí non hai ningún proceso de conexión. Ao arrancar, o devanado do estator do alternador reversible, que neste momento se converte nun motor eléctrico, debe ser alimentado con tensión alterna, e o devanado do rotor con tensión continua. A obtención de tensión de CA da batería integrada require o uso dun chamado inversor. Ademais, os enrolamentos do estator non deben ser subministrados con tensión alterna a través dun estabilizador de tensión e pontes de díodos. O regulador de tensión e as pontes de díodos deben estar desconectados dos enrolamentos do estator durante este tempo. No momento da posta en marcha, o xerador reversible convértese nun motor eléctrico cunha potencia de 2 - 2,5 kW, desenvolvendo un par de 40 Nm. Isto permítelle arrancar o motor en 350-400 ms.

Axiña que o motor arranca, a tensión alterna do inversor deixa de fluír, o xerador reversible convértese de novo nun alternador con díodos conectados aos enrolamentos do estator e un regulador de tensión para subministrar tensión continua ao sistema eléctrico do vehículo.

Nalgunhas solucións, ademais do xerador reversible, o motor tamén está equipado cun motor de arranque tradicional, que se utiliza para o primeiro arranque despois dun longo período de inactividade.

Acumulador de enerxía

Nalgunhas solucións do sistema Start-Stop, ademais dunha batería típica, tamén hai unha chamada. acumulador de enerxía. A súa tarefa é acumular electricidade para facilitar o primeiro arranque do motor e reiniciar no modo "Start-Stop". Consta de dous capacitores conectados en serie cunha capacidade de varios centos de faradios. No momento da descarga, é capaz de soportar un sistema de arranque cunha corrente de varios centos de amperios.

Condicións de uso

O funcionamento do sistema Start-Stop só é posible baixo unha serie de condicións diferentes. En primeiro lugar, debe haber suficiente enerxía na batería para reiniciar o motor. Ademais, incl. a velocidade do vehículo desde o primeiro arranque debe superar un determinado valor (por exemplo, 10 km/h). O tempo entre dúas paradas sucesivas do coche é superior ao mínimo establecido polo programa. As temperaturas do combustible, do alternador e da batería están dentro do intervalo especificado. O número de paradas non superou o límite no último minuto de condución. O motor está a unha temperatura de funcionamento óptima.

Estes son só algúns dos requisitos que deben cumprirse para que o sistema funcione.