Новые технологии в автомобилестроении обычно презентуют очень ярко, однако система «Старт/Стоп» для бензиновых и дизельных моторов появилась тихо, зато быстро и повсеместно — от малолитражки до спорткара, на машинах с ручными и автоматическими трансмиссиями, с бензиновыми и дизельными моторами. Правда, очень часто у водителя есть только одно желание — поскорее выключить эту штуку, создающую немало дискомфортных ситуаций. Так все-таки: действительно ли так полезно краткосрочное отключение двигателя?
Немного истории
Первое серийное применение технологии экономии топлива было зафиксировано в 1983 году на модели FIAT Regatta ES. Причем ее внедрение увенчалась успехом: мотор оснастили автоматическим карбюратором, мотором с более высокой степенью сжатия, микропроцессорным зажиганием, а также улучшили аэродинамику. Комплексные меры по данным производителя позволили достичь 5%-ной экономии топлива, но продажи не пошли — Regatta ES разошлась тиражом всего 5 тыс. экземпляров.
Аналогичная опция в том же 1983 году появилась и на машинах VW Passat в исполнении Formula E — особо экономичных версиях с рядом доработок. Именно на этой модели был применен первый прообраз системы «Старт/Стоп» только с ручным приводом, позволявшим глушить и запускать мотор по нажатию кнопки, а не автоматически.
Через десять лет, в 1993 году, все достижения науки и техники применили на дизельном VW Golf Ecomatic. Компания планировала добиться показателя среднего расхода в 5,5 литра и с задачей справилась: Golf Ecomatic позиционировался как самый экономичный серийный автомобиль в мире. Расход топлива на трассе снизился и вовсе до 3,5 литра на 100 км пути, что максимально приблизило модель к сверхпопулярной тогда экоидее «трехлитрового» автомобиля.
Технически это был вполне обычный Golf III с самой слабой версией атмосферного дизеля объемом 1,9 литра (64 л. с.) с автоматическим приводом сцепления (педали в машине нет), ручной коробкой передач, системой «Старт/Стоп», дополнительным электронасосом в системе охлаждения, электрическим вакуумным насосом усилителя тормозов и электроприводом насоса ГУР.
Двигатель машины мог работать на биодизеле (топливе из рапсового масла), а на приборной панели поставили световые индикаторы-подсказки для правильного переключения передач. Применили и специальные покрышки с пониженным сопротивлением качению. Аккумулятор Bosch емкостью 92 А·ч питал всю систему, а для предотвращения скачков напряжения в бортсети в пару ему поставили еще один аккумулятор на 7 А·ч.
Использование полуавтоматической трансмиссии позволило применить сразу весь набор приемов экономии топлива: при остановке более 5 секунд двигатель глушился, так же как и при сбросе газа и движении накатом.
Запуск мотора происходил при включении передачи при старте (датчик был встроен в рычаг МКПП) или при нажатии на педаль газа. Производитель обещал снижение выбросов СО на 36%, СО2 — на 22%, NO — на 25%.
Стоимость этой версии Volkswagen Golf была существенно дороже обычной (в Британии доплата составляла 1500 фунтов стерлингов при стоимости обычной комплектации 11 495).
Удалось продать лишь 4 тыс. таких машин, поскольку в реальной эксплуатации заявленной экономичности достичь не удавалось. По комфорту и надежности Ecomatic значительно отставал от машин без хитрой электроники. Навороченная коробка передач серии CDJ и комплекс электроники оказались капризными. А вскоре появление дизелей с насос-форсунками позволило снизить расход топлива на малой нагрузке, и подобные показатели топливной экономичности стали доступны машинам без всяких дополнительных систем.
Что сейчас
Современные системы «Старт/Стоп» устроены очень похоже. Разве что электроусилитель позволяет решить проблему привода ГУР, а тормоза лишились вакуумного усилителя — за него работают гидроаккумулятор и электронасос. В системе охлаждения все также трудится электропомпа.
Вот только полуавтоматические системы сегодня не в почете, а потому их заменили АКП с дополнительными гидроаккумуляторами и электронасосами в приводе. Способны работать в режиме «Старт/Стоп» и преселективные коробки передач, которым не нужен постоянно работающий маслонасос. Ряд машин оснащается к тому же электроприводом системы кондиционирования для максимального комфорта. Почти все имеют усиленный стартер или стартер-генератор, а также усиленные аккумуляторные батареи с технологией AGM, способные выдержать на порядок большее число циклов заряда-разряда, и дополнительные контроллеры питания бортовой сети, предотвращающие скачки напряжения. Компания Bosch предлагает производителям готовый набор компонентов для систем «Старт/Стоп» с 2007 года, включая все перечисленные модули и технологии, кроме системы кондиционирования с электроприводом.
Как работает
Схема работы системы «Старт/Стоп» не изменилась: она глушит двигатель при остановках более пары секунд и на ряде машин используется вместо торможения двигателем. Заявленная экономия топлива в пределах 5% — добиться лучших показателей практически невозможно, поскольку на работу системы очень сильно влияет большое энергопотребление современного автомобиля, которое ограничено емкостью аккумулятора.
Ряд независимых тестов показывает, что снижение расхода топлива обычно меньше заявленного, а у большинства систем пауза при старте достигает величин в 1-2 секунды, что очень негативно ощущается водителем. Минимальное время задержки — у машин с системой стартер-генераторов, предлагаемых, например, Valeo или Delphy, максимальное — у авто с «классическим» усиленным стартером.
При наличии системы «Старт/Стоп» возможно использование только аккумуляторов, созданных по технологии AGM.
На практике технология вовсе не так дешева, как хотелось бы думать. Одним лишь усиленным стартером не обойтись, и даже более долговечная аккумуляторная батарея — это лишь вершина айсберга. Серьезные изменения нужны в системе электроснабжения машины — для снижения пульсаций напряжения и стабильной работы электроники.
Решения Bosch предлагают специальный преобразователь DC-DC как обязательный компонент системы. Французский концерн PSA применяет суперконденсаторы для сглаживания скачка напряжения и использования их при работе со стартер-генератором. Также могут использоваться дополнительные аккумуляторы для сглаживания скачков напряжения на ответственных потребителях. Электрическая помпа в системе охлаждения двигателя необходима как для обеспечения качественной работы климатической системы, так и для предотвращения скачков температуры в системе охлаждения мотора и предотвращении перегрева турбин и коробок передач. Электроусилители при наличии системы «Старт/Стоп» должны работать в широком диапазоне напряжений и нагрузки.
И в чем достоинство?
Для чего такие жертвы? Неужели все ради 5% экономии, которые не всегда себя проявляют даже в стандартном ездовом цикле?
Не все так просто. Система нужна не только для экономии топлива. Точнее, она работает совместно с другими техническими решениями, помогая более эффективно их применять или снижая негативные эффекты.
Бензиновые моторы, например, показательно неэффективны на малой нагрузке — только «даунсайз» и турбонаддув могут что-то изменить в этой ситуации. Для снижения расхода топлива на холостых оборотах и повышения чистоты выхлопа применяется повышение рабочей температуры двигателя, но этот способ значительно вредит ресурсу мотора и всех навесных агрегатов.
Использование системы «Старт/Стоп» позволяет избежать как самих холостых оборотов в принципе, так и работы с малой нагрузкой, когда неэффективно работают катализаторы. Мотор или не работает, или догружен генератором, заряжающим аккумуляторную батарею, и катализаторы не выходят за границы оптимального температурного режима.
Заодно убран проблемный для системы смазки мотора режим, а значит, можно еще немного снизить запас по рабочему давлению масла, добившись небольшой, но экономии. Учитывая, что бензиновые моторы легко стартуют и быстро прогреваются, внедрение для них системы «Старт/Стоп» видится закономерным и с максимально широким охватом.
Дизельные двигатели не страдают перегревом на холостых и очень эффективны на малой нагрузке. Но тем не менее холостые обороты желательно исключить и у них. Причина во все более жестких нормах выбросов NO. Именно на малых нагрузках концентрация выбросов получается наивысшей, притом что катализатор не способен без подачи дополнительного топлива «дожечь» окислы. Нет холостых оборотов — нет проблем. Причем чем больше рабочий объем у мотора, тем более эффективна технология. Именно при работе на холостых оборотах больше всего загрязняется EGR и больше всего расходуется мочевины при химической нейтрализации выхлопных газов.
Отключение мотора позволит сохранить ресурс и сделать систему рециркуляции проще, да и экономия мочевины тоже может оказаться полезной.
Отказ от холостых оборотов позволяет также в ряде случаев ускорить прогрев дизельного мотора в холостом цикле. Ведь, в отличие от бензинового мотора, дизель на холостых очень быстро охлаждается потоком воздуха. Еще одна проблема связана с сажевыми фильтрами: на малых оборотах дизельный мотор генерирует повышенное количество твердых частиц в выхлопе из-за плохой продувки камеры сгорания, несмотря на большой коэффициент избытка воздуха. А все «наработанные» частички сажи после работы на холостых необходимо «прожечь» в фильтре, на что также уходит топливо, иначе фильтр просто забьется. Так что и дизельному мотору система «Старт/Стоп» оказалась полезна.
Источник: Движок
