A Start-Stop Rendszerek Működése és Jelentősége az Autóiparban

A modern autók egyik legismertebb kényelmi és környezetvédelmi funkciója a Start-Stop rendszer, amely megálláskor automatikusan leállítja a motort, majd a fék vagy kuplung felengedésére újraindítja. A start-stop rendszerek a fogyasztás és a környezetszennyezés mérséklését célozzák. Vitán felül áll, hiszen a különböző fogyasztási tesztek és a való életben szerzett tapasztalatok is megmutatták, hogy a stop-start rendszerekkel szerelt autók valóban képesek üzemanyagot megtakarítani. Logikus, hogy a leállított motor kevesebb üzemanyagot kér, mint az alapjáraton ketyegő. Az elgondolás tehát megállja a helyét, a technológia környezet- és pénztárcabaráttá teszi az ezzel szerelt gépjárműveket.

A start-stop rendszer ötlete egyszerű: Ha a motor rövid időre leáll, például közlekedési lámpánál várakozás közben, csökken az üzemanyag-fogyasztás és a károsanyag-kibocsátás. Így az automatikus start-stop rendszer segít az üzemanyag-megtakarításban és az éghajlat védelmében. Ezzel a technológiával a CO2- kibocsátás 3 - 8%-kal csökkenthető. A környezetre gyakorolt előnyök és a jobb hatékonyság miatt az automatikus indítórendszerek gyorsan elterjedtek minden járműosztályban.

Tekintettel a gépjárművek szennyezőanyag-kibocsátására vonatkozó szigorúbb EU előírásokra, a gépjárműgyártók is egyre gyakrabban alkalmaznak intelligens start-stop rendszereket a kínálatukban. Az uniós előírás értelmében 2020-tól a CO2-kibocsátás nem lehet több 95 g/km-nél. Ebből kifolyólag az Európában gyártott autók nagy részét start/stop automatikával vagy alternatív hajtásrendszerrel szerelik fel.

A Start-Stop Rendszer Működési Elve

A start-stop rendszer úgy működik, hogy már néhány másodperces állás esetén leállítja a motort, amit persze az automatikus újraindítás követ. A start-stop rendszer működése éppen olyan egyszerű, amennyire hatékony: a motort automatikusan leállítja akkor, amikor az autónk megáll. A gyakorlatban úgy néz ki a stop-start rendszer működése, hogy amikor nincsen szükség a motorra, akkor leállítja azt.

Például a piros lámpához érve, vagy dugóban állva a motornak nem kell üzemelnie, de amikor a vezető kinyomja a kuplungot és újra sebességbe teszi a váltót, vagy automata váltós autók esetében felengedi a féket, akkor ismét szükség van rá. Álló helyzetben (pl. piros lámpánál) a start/stop automatika önműködően leállítja a motort, amikor megálláskor a kuplung- vagy a fékpedálra lépünk, majd újraindítja, amikor felengedjük a pedált. Az indítás megvalósul, ha hozzáérünk a kuplungpedálhoz, vagy - automata váltós jármű esetében - kezdjük felengedni a fékpedált. Az újraindítás a kuplung benyomásával és váltókar megmozdításával automatikusan megvalósult.

Mercedes 200D differenciálmű hibaelhárítás

Kézi sebességváltóval felszerelt járműveknél a kuplungpedál lenyomásakor, automata sebességváltóval felszerelt járműveknél pedig a fékpedál felengedésekor indul el a motor. Korszerűbb változatokban a motor menet közben is leállítható, de csak akkor, ha a motorvezérlő egység az autó sebességének felmérését követően kiadja erre a parancsot.

A rendszer természetesen egy sor paramétert figyelembe vesz a működése során. Például, ha még nem kellően meleg a motor, akkor általában nem aktiválódik, ahogyan akkor sem, ha az akkufeszültség alacsony és esetleg nehézségekbe ütközne az újraindítás. Többen észrevehették már, hogy ha az akkumulátor kapacitása alacsony, megállásnál az autó nem állítja le a motort vagy még jóval indulás előtt beindítja azt. A rendszer túl van biztosítva, mivel semmi képen nem engedheti meg magának, hogy egy ilyen leállásnál az autó ne induljon el újra.

Az automatikus start-stop rendszer a vezetési állapotról különböző érzékelőktől kapja az információkat. A sebességfokozat érzékelő, a kerékfordulatszám szenzor és a főtengely jeladó információt szolgáltat arról, hogy az autó mozog-e vagy áll. A motorvezérlő koordinálja a start-stop folyamatokat, és összehangolja azokat a motorvezérlő rendszerrel. Az elektronikus akkumulátor-érzékelő (EBS) adatokat közöl a töltöttségi állapotról, a feszültségről és az akkumulátor hőmérsékletéről.

A start-stop rendszer érzékeli, ha az autó áll, és az érzékelők alapján egy sor más tényezőt határoz meg a jármű üzemmódjáról. Ha a vezető megállt egy közlekedési lámpánál, és a sebességváltót üresbe állítja, a start-stop rendszer leállítja a motort. Egyes újabb modelleknél a motor le is kapcsol, ha a sebesség egy bizonyos érték alá csökken. Bár a motor, és így az összes rendszer elsődleges áramforrása le van kapcsolva, az összes elektromos fogyasztó és segédberendezés továbbra is áramellátást kap. Ezt a jármű akkumulátora biztosítja.

Amint a tengelykapcsolót működtetik, az automatikus start-stop rendszer újraindítja a motort. Az automata vagy duplakuplungos sebességváltóval rendelkező járműveknél az automatikus start-stop rendszer csak a fék működtetésére reagál. Ha a járművet álló helyzetbe fékezi, és a vezető lába a fékpedálon marad, az automatikus start-stop rendszer leállítja a motort. A fék felengedésekor az automata rendszer újraindítja a motort.

Háttérképek Mercedes E220-hoz

A start-stop rendszer működése érzékenyen reagál az autó állapotára és az aktuális vezetési körülményekre. A legtöbb autógyártó - így a Renault és a Dacia is - csak akkor engedi, hogy a Start-Stop rendszer leállítsa a motort, ha az üzemi körülmények ideálisak. Gyakori jelenség például, hogy a rendszer csak rövid utak után nem működik, mert az akkumulátor még nem töltődött vissza eléggé.

A Start-Stop Rendszer Alkatrészei és Azok Speciális Követelményei

A start-stop sok indítása igénybe veszi az akkumulátort, az indítómotort, de a motor szerkezeti részeit is. A hagyományos autókhoz képest tehát extrém igénybevételnek van kitéve az akkumulátor, ezért a start-stop rendszerű autókban különleges akkumulátort találunk, olyat, amit nem tesz tönkre egy fél órás út alatti 15-20 alkalommal való motorindítás. Ezekhez a motorokhoz a nyomóoldali olajszűrő is általában visszafolyásgátlós szűrőt igényel, ezért a start-stop rendszer utólagos beépítése szinte lehetetlen, illetve nem gazdaságos. A start-stopra felkészített és méretezett motor jól bírja a megállást-újraindulást, de akármilyen motor hamar tönkremenne.

Mivel ilyen üzemeltetés mellett az autó minimum ötször többet indít naponta, ezért a gyorsabb elhasználódás az indítómotort (önindítót) és az akkumulátort érinti. Annak érdekében, hogy az önindító ellenálljon a megnövekedett indítási számmal járó igénybevételeknek, és ne kopjon el idő előtt, az önindítóegység különösen nagy igénybevételnek kitett alkatrészeit megerősítik és hosszú élettartamra tervezik. Ez vonatkozik a csapágyakra, a hajtóműre és az önindító bekapcsolási mechanizmusára. Az egy dolog, hogy emiatt erősített indítómotort (indítómotor-generátort) és nagyobb teljesítményű (esetleg kiegészítő) akkumulátort alkalmaznak.

A start-stop rendszerű autó generátorát egy úgynevezett BMS Battery Management System számítógép vezérli, amely folyamatosan figyeli az akkumulátor állapotát és menet közben annak megfelelően tölti árammal. A hagyományos fedélzeti számítógépekkel szemben a start-stop rendszerek vezérlőegységeit kiegészítő funkciókkal látták el az önindító, az akkumulátor, a főtengely, valamint a keréksebesség- és a üressebességfokozat-érzékelők esetében.

A gépjármű elektromos rendszerének feszültségszintje indítás közben lecsökken. Ez a feszültségesés károsíthatja az elektromos berendezések működését, így például a rádióadás vételének megszakadásával vagy a navigációs funkció megszűnésével járhat. Mivel a fedélzeti hálózat feszültsége minden egyes motorindításkor rövid időre lecsökken, a fontos eszközök és elektronikus asszisztensek megfelelő működésének biztosításához kompenzációra van szükség.

Chiptuning a Mercedes E 270 CDI-hez

Vannak bizonyos üzemállapotok, amikor pedig nem szabad a motort leállítani, mert az olajnyomás, olajkeringetés és a vízkeringetés megszűnik, probléma lehet. A motorban keringő hűtőközeg és motorolaj feladata az égés és a súrlódások során keletkező hő elvezetése. Ha a motor áll, ezek a létfontosságú folyadékok sem keringenek tovább, a hőelvezetés megszűnik. Ez főleg a modern turbós erőforrások esetén jelenthet problémát, ahol az olajozás megszűnésével nem kap hűtést a sok száz fokra hevült feltöltő sem.

Amikor a motor leáll, hiába szűnnek meg a hőt generáló robbanások és súrlódások, a hőmérséklet értékek egy darabig a kritikus szinten maradnak egyes részeken, sőt, sokkal tovább, mintha járna a motor és keringene a hűtővíz/olaj. Szerencsére erre is van megoldás, a stop-start rendszerrel szerelt autókban igyekeznek elektromos vízpumpát alkalmazni, amely a motor leállása után is keringeti a hűtővizet, hogy ismét az optimális szintre kerüljenek a hőmérsékleti értékek. Az is érdekes kérdés, hogy az autó elektronikája vajon figyelembe veszi-e például, ha éppen meghajtottuk az autót az autópályán vagy a szerpentinen és a turbónak kifejezetten káros, ha hirtelen leállítja a motort. A turbós motorok leállítás előtt valóban igényelnek hűtést, azonban a városi forgalomban nem jellemző, hogy a turbó olyan szinten felhevül, ami hűtést igényel leállítás előtt.

A Kenési Rendszer és a Motorolaj Szerepe

Kétségtelenül a legnagyobb igénybevételnek kitett alkatrészek egy motorban a súrlódó felületeknél vannak. Ilyen például a főtengely, a vezérműtengely és a különböző csapágyak. De a beindítások során a korábban említett „szárazon járás” jelensége történik, ami egy modern, stop-starttal felszerelt jármű esetében nagyon sokszor előfordul.

Először is sokkal erősebb, ellenállóbb és jobb kenési tulajdonságokkal rendelkező csapágyakat alkalmaznak a gyártók, amelyek speciális vas-oxid-polimer rétegüknek köszönhetően jobban bírják a megnövekedett igénybevételt. Alkalmazásukkal 50%-kal alacsonyabb belső súrlódást sikerült elérni, ami által már képesek kiszolgálni a stop-start rendszerrel ellátott motor igényeit is a teljes élettartama során. A másik fontos pillér az idő előtti kopás elleni harcban a modern, a korábbinál nagyobb védelmet nyújtó, jobb kopásállóságot biztosító és szélsőséges körülmények között is hatékonyabban működő motorolajok használata. Az utóbbi évtizedben látványos fejlődésen mentek keresztül a kenőanyagok. A motor olajrendszere olyan, hogy a nyomást a pumpa nyomóoldaláról egy kicsit tartja a rendszer, így ahogy a olajszivattyú megfordul, szinte azonnal felépül a nyomás.

Akkumulátor Technológiák a Start-Stop Rendszerekben

Start/stop automatikával felszerelt járművek esetében alapvetően két különböző akkumulátortechnológiát alkalmaznak (AGM, ill. EFB). Az AGM-technológiával gyártott akkumulátorok a felépítésükben térnek el a hagyományos indító akkumulátor társaitól. Az ólom lemezei között vékony üvegszálakból készült szeparátok helyezkednek el és tartják magukban az elektrolitot. A vékony kiképzéséből adódik a nagy felületi nyomás és az alacsony belső ellenállás.

Az AGM rövidítés jelentése Absorbed Glass Mat, magyarul üvegszálban felitatott elektrolit. Valójában úgy néz ki, hogy az ólomlemezek közé üvegszálgyapotot tesznek, ami maradéktalanul felissza a savat. Így az akkumulátorban eltűnik a folyékony elektrolit, és a lemezek közt az üvegszálgyapot megakadályozza, hogy az ólommassza leváljon, illetve a lemezek egymáshoz érjenek.

Az EFB rövidítés jelentése Enhanced Flooded Battery, magyarul továbbfejlesztett elárasztott akkumulátor, ami a gyakorlatban üvegszállal megerősített, folyadékos akkumulátort jelent.

A start/stop rendszerek magasabb követelményeket támasztanak az autóakkumulátorokkal szemben. Nagyobb teljesítményre és ciklusállóságra van szükség. Míg a hagyományos akkumulátorok még az automatikus start-stop rendszerrel rendelkező járművekben is elérik határaikat, az AGM technológiájú akkumulátorokat kifejezetten olyan járművekhez tervezték, amelyek nemcsak start-stop technológiával, hanem energia-visszanyerő (rekuperációs) rendszerrel, valamint egyéb üzemanyag-takarékos rendszerekkel is rendelkeznek. Az AGM technológiával ellátott akkumulátor nagy hatékonysággal képes felvenni a rekuperáció útján kapott energiát. Ezzel szemben az EFB technológiával ellátott akkumulátorokat csak a belépő szintű automatikus start-stop rendszerrel ellátott autókhoz tervezték.

Általában az akkumulátor nagyobb kapacitású, mert a városi energiamérleg a sok indítás és töltés nélküli állás miatt könnyen negatívba fordul. Ezt csak nagyobb kapacitású akkumulátor bírja, amelyhez viszont erősebb generátor kell. Tény, hogy a hagyományos akkumulátorokhoz képest jelentős árkülönbözet mutatkozik. A magas ár hozzájárul ahhoz, hogy ezeket az akkumulátorokat egyelőre csak a felsőkategóriás akkumulátorgyárak készítik (Banner, Varta, Bosch, Exide) amely gyártóknak az alap akkumulátorai is meglehetősen drágák.

Rekuperációs és Intelligens Energiagazdálkodási Rendszerek

Az automatikus start-stop rendszerek gyakran kiegészülnek rekuperációs funkciókkal, ami tovább növeli a járművek hatékonyságát. A rekuperáció, vagyis a fékezési energia visszanyerése során elektromos energia keletkezik, amint a jármű fékez, és a motor tolóerő üzemmódba kapcsol. A rekuperációval ellátott autókban a generátor a visszanyert energiát visszatáplálja az akkumulátorba, hogy azt a későbbi leállítási fázisban a kényelmi funkciók működtetésére használja.

Ennek a hatékony technológiának és egy nagy teljesítményű AGM akkumulátornak a használatával nagyobb üzemanyag-megtakarítás érhető el, és a kibocsátás tovább csökkenthető, mint az egyszerű start-stop rendszerekkel. Az általános hatékonyság további növelése érdekében egyes járművekben az általában állandóan működő (és a motor energiáját fogyasztó) generátort a gyorsítási fázisokban leválasztják a rendszerről. Így a motor teljes teljesítménye rendelkezésre áll a gyorsításhoz, és a motor különösen hatékonyan tud dolgozni. Ebben a fázisban az összes elektromos funkciót az akkumulátor táplálja - ami ismét rámutat a jármű energiagazdálkodási rendszeréhez illeszkedő, nagy teljesítményű akkumulátor fontosságára a modern fedélzeti rendszerek esetében.

A Start-Stop Rendszer Előnyei és Hátrányai

A Start-Stop rendszerek bevezetése számos előnnyel jár a környezet és a gazdaságosság szempontjából, ugyanakkor bizonyos hátrányokat is magával hoz. Az alábbi táblázatban összefoglaljuk ezeket:

A Start-Stop Rendszer Kikapcsolása és Beállításai

Azon autósok, akik nem kívánják kihasználni a rendszert, egy külön gomb segítségével (rosszabb esetben a menüből) ma még kikapcsolhatják azt. A berendezés kikapcsolását a műszerfalon egy piktogram jelzi, a start-stop ábra áthúzva, ami rendszerint egy A-betű. A Vitara start-stop rendszere a kormány mellett balra található A OFF feliratú gombbal kapcsolható ki.

A start-stop rendszereknek mindig van egy kiiktató kapcsolójuk. Ennek a funkciója nyilvánvaló, hiszen az autó nem tudja, hogy amikor megállunk, meddig fogunk állni. Ha hatékonyak és takarékosak akarunk lenni, jobb minél előbb leállítani a motort. Ha a várakozás csak egy-két másodperc, és várhatóan fél órán belül százszor megismétlődik, tényleg nem érdemes kínozni a motort és járulékos berendezéseit. Ekkor a rendszert ki kell kapcsolni.

„Legjobb kikapcsolni, ha csak néhány kilométerre használom az autót, pláne télen, pláne dugóban araszolva, amikor lehetetlen visszatölteni az indítgatások energiakivételét. A motor számára ugyanis a legkritikusabb üzemmód a hidegindítás, és mivel a dízelmotor sokkal lassabban éri el az üzemi hőfokot, mint a benzines, ezért különösen javallt, hogy öt perces útra ne használjuk a rendszert, lehetőleg a dízelautót sem” - hangsúlyozza az oktatási vezető.

Az oktatási vezető szerint start-stopos autó vásárlása előtt mindenképpen meg kell vizsgálni, működik-e egyáltalán a berendezés. Tehát úgy próbáljuk ki a kocsit, hogy a motor már meleg, a klíma lehetőleg ki legyen kapcsolva, túl sok elektromos fogyasztó ne működjön egyidejűleg. Csak ezután induljunk el az autóval, és mintha megállnánk a piros lámpánál, váltót toljuk üresbe, és engedjük fel a tengelykapcsoló pedált. (Fontos tudni, ha valaki mindig egyesbe kapcsolva várja a zöldet, annak soha nem fog működni a start-stop.) Automata váltónál folyamatosan nyomni kell a féket, hogy stabilan álljon az autó. Ha a fentiek szerint járunk el, a start-stopnak rendesen le kell állítania a motort. Az is fontos ugyanakkor, hogy ellenőrizzük: ki lehet-e kapcsolni a rendszert.

A Start-Stop Rendszerek Fejlesztői és Működési Különbségei

Szinte mindegyik gépjárműgyártónak megvan a saját módszere a motor start/stop automatikájához:

• Bosch Stop & Start: Ez a megbízható rendszer már évek óta millió alkalommal bevált. A VW konszern (Audi, Porsche, Seat, Skoda, VW...), a BMW, az FCA Fiat Chrysler Automobiles (Alfa Romeo, Fiat, Lancia, Maserati, Chrysler, Dodge, Jeep, RAM...) és még sok más személygépkocsi-gyártó használja a gépjárműmodelljeiben. Erősebb indítóakkumulátort igényel, amely többszöri indításra is képes. A rendszert a fölé rendelt motorvezérlő egység irányítja, és a következő érzékelők befolyásolják lényegesen: akkuérzékelő, fékpedál-érzékelő, sebességérzékelő, kuplungpedál-érzékelő, forgattyústengelyállás-érzékelő stb. Amikor a jármű megáll, a rendszer automatikusan leállítja a motort. Kézi sebességváltóval felszerelt járműveknél a kuplungpedál lenyomásakor, automata sebességváltóval felszerelt járműveknél pedig a fékpedál felengedésekor indul el a motor.
• Kia Motors ISG (Idle Stop & Go): Azonos elven működik, mint a Bosch rendszere, ez azonban a generátort is vezérli, és leállítja a motort.
• Mazda SISS (Smart Idle Stop System), jelenleg i-STOP: Itt a motor ismételt indításáról a hengerekbe történő üzemanyag-befecskendezés kikényszerítése, valamint az üzemanyag-levegő keverék begyújtása gondoskodik. Ennek megvalósításához a motorvezérlő fékezéskor a legkedvezőbb, középső állásba állítja a dugattyúkat, hogy a gépkocsival gyorsan újra el lehessen indulni. Az indítóakkumulátor csak kiegészítő energiaforrásként működik. Az i-STOP különlegessége: az SISS rendszerhez képest újdonság, hogy az indítási folyamatot a legelső fázisban elektromos indítómotor támogatja.
• Valeo i-StARS (Integrated Starter Alternator Reversible System): A PSA-csoport (Citroën, DS, Peugeot), a Mercedes-Benz és más gépjárműgyártók is használják. Saját vezérlőegységgel és váltakozó áramú generátorral van felszerelve, amely ötvözi az indítóakkumulátor és a generátor funkcióit.

A Start-Stop Rendszer Története

Nem hinnénk el, de a Volkswagen alkalmazta először 1983-ban a Polo Formel E változatán. Ez a takarékosságra kiélezett modell nem csak nagyobb sűrítésű motorjában és hosszú váltójában különbözött a sima modellektől, volt benne egy ősi start-stop rendszer, amely bizonyos alapjárati idő után leállította a motort. Az újraindítás a kuplung benyomásával és váltókar megmozdításával automatikusan megvalósult. A motor egyéb szerkezeti részeiben nem különbözött, még az indítómotor sem volt erősebb. Nem is állította le gyakran az autót a rendszer, ellentétben pár mai autóval.

Ma a start-stop rendszerek számos autóban alapfelszerelésként vagy extraként majdnem mindenhol jelen vannak. Csak elvükben azonosak az őssel, számos változtatást és elektronikus ellenőrző rendszert kellett beépíteni, hogy működésük megbízható legyen. A stop-start rendszerek fejlesztésének kezdetén még a vezetőre bízták az autógyártók a leállításokat. Már a '70-es évektől léteztek olyan modellek (elsőként a Toyota Crown, 1974-ben), amelyekben egy könnyen elérhető kapcsolóval a piros lámpánál vagy a vasúti átjáró előtt egy ujjmozdulattal, kényelmesen le lehetett állítani majd újra lehetett indítani a motort.

Gyakran Ismételt Kérdések (GYIK)

• A folyton felmerülő kérdés: az autó BMS computerét akkumulátor csere után kell-e kódolni?

  A válasz: lehet, de nem kötelező. Mindegyik Start-Stop akkumulátoron van egy BEM kód, amit fel lehet tölteni a BMS rendszerbe. Vagyis meg lehet mondani az autónak, hogy új akkumulátort kaptál, töröld a hibakódokat. De mi történik akkor, ha nem tesszük meg? A BMS azonnal felismeri, hogy új akkumulátor került beépítésre és annak megfelelően kezdi tölteni, használni azt.

  Ilyenkor a BMS rendszer computere már figyelmezteti a vezetőt, hogy az akkumulátor teljesítménye nem megfelelő, a motort nem fogja leállítani. Ezt olyan „agresszív” módon jelzi, hogy adott esetben elektromos kényelmi funkciókat is letilt, (tolatóradar, ülésfűtés stb.) míg ki nem cseréljük az akkumulátort egy újra.

• Felmerülhet a kérdés, hogy az önindító-, az akkumulátor-, illetve a turbós BoosterJet motorok élettartamát megrövidíti-e a start-stop rendszer használata?

  Ilyen problémák tudtunkkal egyáltalán nem jellemzőek a Vitarákra, még a több százezer kilométert futott példányok esetén sem.

tags: #mercedes #blueefficiency #start #stop #mukodese

• Hűtőventilátor kapcsoló hibaelhárítás Peugeot Boxer 2.2 HDi-hez
• Segítség a Passat B6 és CC biztosítékok cseréjéhez
• Mobil gumiabroncs szolgáltatások Hajdúböszörményben
• Így diagnosztizáld az önindító hibáját a 97-es Mondeóban
• Melyik Chevrolet a jobb: Aveo vagy Lacetti?