Smotorkerekpár Start-Stop Kapcsoló Leírása és Bekötése
A hagyományos belsőégésű motorok környezetvédelmi fejlesztései során az egyre szigorúbb emissziós előírásoknak való megfelelés kényszere miatt mára gyakorlatilag teljesen általánossá vált a benzines vagy dízel motort a rövid, forgalmi okból történő megállások idejére leállító, elinduláskor automatikusan újraindító rendszer. Bár a start-stop technológia alapelvei és a kapcsolók működése számos járműtípusban, így elméletileg motorkerékpárokon is megjelenhet, a következő részletes leírás a gépjárművekben elterjedt start-stop rendszerek működésére, összetevőire és jellemzőire fókuszál a rendelkezésre álló információk alapján.
Az autóipar célja az üzemanyag-felhasználás és ezáltal a károsanyag-kibocsátás további csökkentése. 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 működése éppen olyan egyszerű, amennyire hatékony: A motort automatikusan leállítja akkor, amikor az autónk megáll. Álló helyzetben (például piros lámpánál) a start/stop automatika önműködően leállítja a motort, amikor megálláskor a kuplung- vagy a fékpedálra lépünk, majd újraindítja, amikor felengedjük a pedált. Ezáltal a start/stop rendszer csökkenti az üzemanyag-felhasználást, különösen a városi közlekedésben. Elérhető megtakarítás: Forgalmi helyzettől függően, elsősorban személygépkocsival való városi közlekedés esetén 100 km-enként akár 0,8 l üzemanyaggal kevesebbre lehet szükség!
Az igazán jó stop-start rendszereknél a vezérlés még arra is ügyel, hogy a motor a négyütemű körfolyamat olyan fázisában álljon meg, amikor a legkevesebb energia szükséges az újraindításhoz. Kényelmi és biztonsági aspektusai is vannak a rendszer működésének. 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 Komponensei és Különleges Követelményei
Ahhoz, hogy a gyakori leállítás-újraindítást automatizálni lehessen, úgy, hogy ne okozzon hosszabb távon nagyobb problémákat a motorban és segédberendezéseiben, még sok időre volt szükség. Gyakorlatilag az egész motor működését át kell gondolni, számos alkatrészt újra kell méretezni, paraméterezni. Az önindító illetve az akkumulátor megfelelő méretezése a legtriviálisabb lépés ebben a folyamatban. A start/stop rendszerek magasabb követelményeket támasztanak az autóakkumulátorokkal szemben. Nagyobb teljesítményre és ciklusállóságra van szükség.
Hogyan működik a Start-Stop parkolás?
Az AGM-technológiával gyártott akkumulátorok a felépétsükben térnek el a hagyomásos indító akkumulátor társaitól. Az ólom lemezei között vékony üvegszálakból készült szeparátok helyezkednek el és tartják magukban elektrolitot. A vékony kiképzéséből adódik a nagy felületi nyomás az alacsony belső ellenállás. Ahhoz, hogy egymás után többször leállítsuk és beindítsuk a motort, megfelelő tápfeszültségre van szükség, amelynek mindig rendelkezésre kell állnia, hogy az autó ne akadjon el az út közepén. Ezért az ezzel a rendszerrel felszerelt autók nagyobb kapacitású akkumulátorokkal rendelkeznek. Fontos, hogy ezek az akkumulátorok ellenálljanak a gyors lemerülésnek és töltésnek.
Fontos, hogy a motor működését irányító számítógépek megfelelő adatokhoz jussanak ahhoz, hogy eldönthessék: mikor kell, illetve szabad leállítani és újraindítani a motort. A rendszert össze kell kötni a motor hőmérsékletét figyelő szenzorokkal is. 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 rendszert a fölé rendelt motorvezérlő egység irányítja, és a következő érzékelők befolyásolják lényegesen: akkuérzékelő, fékpedál-érzékelő, sebességérzékelő, kuplungpedál-érzékelő, forgattyústengelyállás-érzékelő stb.
A Start-Stop Rendszer Működését Befolyásoló Tényezők
A rendszer lehet, hogy nem állítja le a motort automatikusan bizonyos körülmények között. Fontos, hogy hideg állapotban ne álljon le folyton a motor, mert a hidegindítás az egyik legkárosabb dolog, ami egy belsőégésű motorral történhet. Nagyon melegen, például egy autópályamenet után egy dugóban se jó, ha hirtelen leáll a hűtőfolyadék és a motorolaj keringtetése.
Ezért előfordul, hogy bizonyos körülmények között nem működik a rendszer: ha túl alacsony a motor hőmérséklete, és az olaj nem optimális körülmények között működik, vagy ha az audio-rendszerek, a légkondicionáló és más eszközök áramfelvétele olyan nagy, hogy fennáll az akkumulátor lemerülésének a veszélye. További feltételek, amelyek megakadályozzák az automatikus leállást: az akkumulátor feszültsége alacsony, a szélvédőfűtés vagy a hátsóablak-fűtés be van kapcsolva, vagy a gépkocsi mozgásba lendült (pl.). Az optimális üzemmód biztosítása alacsony töltésszint esetén is fontos. A piacon használt első start-stop rendszerek az adott autógyártótól függően kb. +3 Celsius-fokos környezeti hőmérsékletig működtek. Az új start-stop technológiák már körülbelül -5 és -10 Celsius-fok közötti hőmérsékletig működnek.
Visszaköltözött a faluba randizni, de a rendszer minden kívánságát teljesítette
Ha a motor leállítása egy adott pillanatban károkat okozhat például a turbinában, akkor a rendszer egyszerűen nem kapcsolja ki. Az autógyártók erre is gondoltak. A motor működését vezérlő számítógép úgy van beprogramozva, hogy figyelemmel kísérje a motor állapotát: annak hőmérsékletét, olajnyomását, az akkumulátor töltöttségét vagy energiaigényét.
Felhasználói Kezelés és Visszajelzés
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. A modern rendszerek automatizáltabbak, de a vezető továbbra is befolyásolhatja a működést.
A rendszer be- és kikapcsolása: A rendszer alapbeállításként bekapcsolt állapotban van. A rendszer kikapcsolásához nyomja meg a kapcsolót a műszerfalon. A rendszer csak az aktuális gyújtási ciklus alatt lesz kikapcsolva. A bekapcsoláshoz nyomja meg ismét a kapcsolót. Ha kikapcsolta a rendszert, a kapcsoló világítani fog. Ha a rendszer hibás működést észlel, kikapcsol. Az ECO kapcsoló OFF lámpája folyamatosan világítani fog.
A sebességváltó-karnak üres állásban kell lennie. Ha a rendszernek szüksége van rá, a motor automatikusan újraindulhat. Csak akkor indul újra automatikusan, amikor a pedálok egyikét lenyomja. Ha nem nyomja le egyik pedált sem, a Start-Stop visszajelző villogni fog és a kijelzőn egy üzenet jelenik meg.
Előnyök és Kritikák
Alacsonyabb károsanyag-kibocsátás, fogyasztás és költségcsökkentés anélkül, hogy a vezetési stílusunk megváltozna - ezek a start-stop rendszerek fő ígéretei. Az ilyen műszaki újítások ellenzői gyakran azt az érvet vetik fel, hogy a motor folyamatos elindulása és leállása bizonyára hatással van annak állapotára. Ezek a félelmek azonban túlzottak. Az autógyártók tökéletesen tisztában vannak azzal, hogy a motor mely autóalkatrészei vannak kitéve a használatnak, és egyszerűen erősebbé teszik őket. Jó példa erre az önindító, amely munkaciklusok többszörösét hajtja végre, mint azoknál az autóknál, amelyek nincsenek felszerelve ilyen rendszerrel.
A gépjármű elektromos rendszerének feszültségszintje indítás közben lecsökken. Ez a feszültség esés károsíthatja az elektromos berendezések működését, így például a rádióadás vételének megszakadásával vagy a navigációs funkció megszűnésével járhat. Vannak autók, amelyekben lassú guruláskor is képes le-leállni a motor, de ezekben a kocsikban elektromos kormányrásegítésnek kell lennie ahhoz, hogy a vezető ilyenkor is biztonságosan irányíthassa a járművet. A fékrásegítő megfelelő rendszernyomásának fenntartása is létfontosságú a biztonságos üzemhez, ezért ha az akár álló kocsiban a vezető néhány erősebbet pumpál a féken, a motor már újra is indul, hogy ismét előállítsa a megfelelő vákuumot a fékszervóban. Mint látjuk, a modern autóban minden mindennel összefügg - ezért is van, hogy a legjobb stop-start rendszeres kocsik tulajdonképpen a nagy akkumulátorral rendelkező, a segédberendezések, kényelmi rendszerek elektromos működtetésére is képes hibridek.
Fiat Punto hibaelhárítás Start-Stop
Számos vezető számára az akkumulátorok megnövelt követelményei újabb érvet jelentenek a start-stop rendszerrel szemben. A szkeptikusok azt is hangoztatják, hogy a start-stop rendszer nem csökkenti jelentősen az üzemanyag-fogyasztást vagy a CO2-kibocsátást. Az átlagfelhasználó valójában csak minimális előnyöket tapasztal ebben a tekintetben. Nem titok, hogy ezeket a rendszereket azért vezették be, hogy globális szinten csökkentsék az fogyasztást és a kibocsátást, és, hogy az autógyártók meg tudjanak felelni a legfrissebb előírásoknak.
Speciális Követelmények a Motorolajjal Szemben
A start-stop rendszer komoly kihívásokat jelent a motorolaj számára. Az olaj bizonyos körülmények között tudja leghatékonyabban ellátni feladatát, amelyeket a motor állandó ki- és bekapcsolása mellett nehéz elérni. A motor gyakori leállítása miatt az olaj az olajteknőbe is lefolyik. Ha a kedvezőtlen körülmények akár néhány percig is fennmaradnak, az a kenőfilm megszűnéséhez vezethet.
Az olaj kedvezőtlenül nagy viszkozitásából eredő problémát kiváló minőségű alapolajokkal és viszkozitás-módosító adalékokkal oldják meg. Ennek köszönhetően magas hőmérséklet-stabilitású olajokat érünk el. Az ilyen olajok még kemény fagyok esetén is folyékonyak maradnak. A viszkozitás-módosító adalékokra meleg motornál is szükség van. Az olaj termikus lebomlásának megakadályozására antioxidánsokat használnak, amelyek megelőzik az olaj oxidációját és elöregedését.
Gyártói Megoldások és Rendszertípusok
Szinte mindegyik gépjárműgyártónak megvan a saját módszere a motor start/stop automatikájához. A piacon használt első start-stop rendszerek az adott autógyártótól függően kb. +3 Celsius-fokos környezeti hőmérsékletig működtek. Az új start-stop technológiák már körülbelül -5 és -10 Celsius-fok közötti hőmérsékletig működnek. Start/stop automatikával felszerelt járművek esetében alapvetően két különböző akkumulátortechnológiát alkalmaznak (AGM, ill. EFB).
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. 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.
| Rendszer gyártója | Megnevezés | Működési elv / Különlegesség | Alkalmazó gyártók |
|---|---|---|---|
| Bosch | Stop & Start | Megbízható, önindítóra épülő rendszer, pedálállásra indul. | VW konszern, BMW, FCA csoport, stb. |
| Kia Motors | ISG (Idle Stop & Go) | Hasonló a Bosch-hoz, de a generátort is vezérli. | Kia |
| Mazda | i-STOP (Smart Idle Stop System) | Üzemanyag-befecskendezéssel és gyújtással indít újra; dugattyúk pozicionálása. | Mazda |
| Valeo | i-StARS (Integrated Starter Alternator Reversible System) | Integrált indító-generátor; saját vezérlőegységgel. | PSA-csoport, Mercedes-Benz |