A Start-Stop Rendszerek Jelentése és Működése
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 modern járművek olyan rendszert kapnak, amely használaton kívül (pl piros lámpánál állva) leállítja, majd elinduláskor automatikusan beindítja az autók motorját, ezzel üzemanyagot és károsanyag-kibocsátást takarítva meg. Ez a Start&Stop rendszer.
Az 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. 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.
Mint már írtam, a BMS rendszer nem egyenletesen tölti az akkumulátort. Egy hagyományos autó esetében a motor leállításával egyszerre a fogyasztók is lekapcsolásra kerülnek. A Start-Stop rendszer azonban a „piros lámpánál” is üzemelteti (álló motor mellett) a fényszórót, a fűtést, a klímát, a rádiót stb.
Azon autósok, akik nem kívánják kihasználni a rendszert, egy külön gomb segítségével (rosszabb esetben a menüből) ma még kikapcsolhatják azt. Fontos, hogy a kikapcsolás mindig csak átmeneti, a motor teljes leállításával a legközelebbi beindításkor a rendszer automatikusan aktiválódik.
Hogyan működik a Start-Stop parkolás?
A vezérlőegység használat közben is folyamatosan figyeli a körülményeket, így simán előfordulhat, hogy dugóban mondjuk 10 leállítás után 11-edikre már nem fog leállni a motor, mert például az akkumulátor töltöttsége egy megadott szint alá csökkent. Hasonlóképp, ha kánikulában dolgozik a légkondicionáló, akkor sem fog leállni, mivel ilyenkor a klímakompresszor sem működne (ezt néhány típusban elektromos kompresszorral áthidalják).
Érdemes kitapasztalni, hogy a saját autónkban miként működik a start-stop, mert így tudatosabban tudjuk használni azt.
Általánosságban az Euro 5-6 szabvány életbe lépése adott nagy lökést ennek, a legújabb autók között már nagyon ritka, amelyben nincs ilyen.
Az alapelv egyszerű: amikor nincs szükség a motor járatására, akkor leáll. Ilyen helyzet tipikusan a piros lámpánál vagy a dugóban való ácsorgás, hiszen ekkor a belsőégésű motor nagyobbrészt feleslegesen működik és fogyasztja az üzemanyagot.
Start-stop rendszer és az olajnyomás...
A Start-Stop Rendszer Története
Sokan azt gondolják, hogy a start-stop rendszer valami egész új dolog, hiszen csak néhány éve vált tömegessé az új autókban. Valójában már sokkal korábban is léteztek ilyen megoldások. Legelsőként 1974-ben, egy Toyota Crown prototípusban mutattak be automatikus motorleállító és újraindító berendezést.
A hétköznapi ember számára is elérhető és megvásárolható formában néhány évvel később, az Audi és Volkswagen bizonyos típusaiban jelent meg, Formel E néven. A mostanitól eltérően ez egy jóval egyszerűbb, félautomata rendszer volt. A sofőr egy külön gomb segítségével állította le a motort, ami aztán a kuplung és a gázpedál lenyomására magától újraindult.
Az eltelt évtizedek alatt rengeteg fejlődésen ment át a start-stop, az elektronikai fejlődésnek is köszönhetően sokkal okosabb, de egyben bonyolultabb is lett. Egy mai autóban számtalan szenzor és érzékelő paraméterei alapján dönt arról, hogy az adott helyzetben és pillanatban leállítsa-e a motort. Például a motorolaj és hűtővíz hőmérséklete, az akkumulátor feszültsége és töltöttsége is fontos tényező, de még a sofőr biztonsági öve vagy a nyitott vezetőajtó, a behúzott kézifék és még sok más befolyásolja a rendszer működését.
A start-stop rendszerek célja a kezdetektől ugyanaz: az üzemanyagfogyasztás, ezáltal pedig a károsanyagkibocsátás csökkentése.
Rengeteg technológia van a gyártók tarsolyában, start-stop rendszerektől kezdve, a hibrid meghajtáson át, egészen a zéró-emissziós modellekig. Természetesen szinte mindegyik megoldás alkatrészein ott van a Bosch logó.
Az 1970-es évek világpolitikai viharai és a következményeik miatt kialakult nagy olajválság ráébresztették az emberiséget az olajfüggőségére. A nyolcvanas években a teljes ipar és az autógyártás is lépéskényszerbe került.
Fiat Punto hibaelhárítás Start-Stop
1980-ban meg is érkezett a Volkswagen válasza az új kihívásokra. Bemutatták a „Formel E” koncepciót és a következő évben már meg is jelent a Golf, Polo és Jetta modellek Formel E kiadása, amiket az Audi 80 és 100 típusai követték. A cél az volt, hogy akkoriban innovatív, mégis egyszerű módszerekkel csökkentsék az üzemanyag-fogyasztást.
Később több típusban is megjelent ez a kiadás és több módosítást is eszközöltek. Ezek közül a legfontosabb az volt, hogy a Passatban és a Santanában megjelent a start-stop rendszer és az ötfokozatú sebességváltó.
A VW Passat esetében bebizonyították, hogy a Formel E kiadás megéri az árát, mégsem lett sikeres.
Miután a motor elérte az üzemi hőmérsékletét, aktiválódott a rendszer. A vezető a kormány mögötti bajuszkapcsolón elhelyezett gombbal tudta leállítani a motort. Amikor a gáz- és kuplungpedálhoz ért a lába, vagy az első fokozat felé mozdította a váltókart, akkor indult újra az erőforrás.
A rendszer műszaki szempontból sikeres volt, de a piacon megbukott. Az 1985 után megjelenő generációk már nem örökölték meg a különleges kiadást. Az olajválság hatása elmúlt, a sajtóvisszhang sem volt kedvező, és ezáltal a vevők sem keresték a takarékos modelleket. A start-stop rendszert a vásárlók megbízhatatlannak tartották és féltek a lassú motorindítástól a piros lámpánál. Ettől függetlenül a technológia jóval túlmutatott a korán.
Egy rövid intermezzót követően aztán 1993-ban újraéledt a „szellemiség”. Ekkor mutatkozott be a VW Golf III Ecomatic, amely még többet tudott elődeinél. A jármű motorja a népszerű, 1,9 literes dízel, 64 lóerős, - turbó nélküli - változata volt. Erőátviteli megoldása viszont igazán különlegessé tette, hiszen a kuplung használatát a rendszer maga intézte, egy pneumatikus kiegészítő segítségével. Ez a modell gurulás közben már képes volt akár le is állítani a motort, köszönhetően az elektromos szervokormánynak, a fejlett vezérlőelektronikának, valamint a túlméretezett vákumrendszerének.
Az Ecomatic azon kevés járművek közé tartozott, amelyek a gyárilag megadott (4,9 liter/100 kilométer - vegyes üzemben) fogyasztási értéknél a gyakorlatban alacsonyabbat produkáltak. A korabeli teszteken több autós médium mért négy litert, sőt az alatti értékeket is száz kilométeren. Az egyetlen gond az volt a megoldással, hogy hatalmas felárral (közel 2500 márka) lehetett hozzájutni.
A Golf Ecomatic műszerfalán megjelentek olyan piktogramok, amelyek addig még soha.
Az elmúlt évtizedek alatt sok minden megváltozott. A korábbi rendszerek egy előre beprogramozott idő után állították le a motort, míg a jelen járművei adatok egész sorát feldolgozva döntik el, hogy aktiválódjon-e a start-stop. Működésbe lépése esetén, megállás után egyből leáll a motor. Az újraindítás megtörténik, amint a kuplungpedálra lépünk, vagy - automatikus sebességváltó esetén - amikor lelépünk a fékpedálról.
A start-stop rendszerekkel kombinált motorok a kezdeti időszakban megegyeztek az alapkivitellel, mára viszont már egy sor változtatás készíti fel azokat a megnövekedett terhelésre. A főtengely a legnagyobb igénybevételnek kitett és egyben a legnehezebb alkatrész. A motor tervezése során kiemelt figyelmet fordítanak a modernebb és hatékonyabb kenéstechnikára, valamint a megerősített csapágyazásra, de ezek mellett is javasolt a kifogástalan minőségű üzemanyag és az idejében cserélt, a gyártó által előírt olaj használata.
Mivel egy átlagos jármű mindössze 50 ezer, egy start-stop rendszerrel felszerelt társa azonban akár félmillió indítást is megél teljes élettartama alatt, így utóbbi erősített generátort és indítómotort igényel.
A vezérlőelektronika - a szenzorok jelei alapján - csak akkor engedi a motor leállását, ha megfelelő annak hőmérséklete, az akkumulátor töltöttsége és egy sor egyéb jellemzőnek is „zöld lámpát kell adnia”. Ezekkel lehet elkerülni a fokozott elhasználódást, vagy azt, hogy a jármű utasai kényelmetlenül érezzék magukat.
A start-stop rendszer rengeteg paramétert figyel működése során, de ezek közül talán a legfontosabb az akkumulátor töltöttségi szintje.
A folyamatosan szigorodó törvényi szabályozás nemrég ismét lépéskényszerbe hozta az autóipart. A Bosch tesztjei kimutatták, hogy a belsőégésű motorok az üzemidő harminc százalékában feleslegesen működnek, amely azt jelenti, hogy az út harminc százaléka megtehető vitorlázás üzemmódban.
A start-stop rendszerek első generációja csak akkor állítja le a motort, amikor a jármű álló helyzetben van, ezzel szemben a továbbfejlesztett változat már a megállás előtt leállítja azt - például amikor egy piros lámpához gurulunk.
Bár ezeket a szakaszokat nem veszik figyelembe az Európai Unióban alkalmazott „New European Driving Cycle” (NEDC) során, valós forgalmi helyzetben a Bosch új rendszere körülbelül tízszázalékos fogyasztáscsökkentő hatással bír.
A motor azonnal leáll, amint a jármű képes vitorlázással megtartani a sebességét - ehhez már akár egy kisebb lejtő is elég - majd újra beindul, amikor a sofőr ismét hozzáér valamelyik pedálhoz.
„A vitorlázással kombinált start-stop funkció megfizethető és bármilyen belsőégésű motorhoz illeszthető, lényegesen csökkentve annak fogyasztását” - nyilatkozta Dr. Rolf Bulander, a Robert Bosch GmbH igazgatótanácsának tagja és a mobilitási megoldások üzleti szektor vezetője a közelmúltban.
Az új generációs rendszerek már nem csak városban tudják csökkenteni a károsanyag-kibocsátást.
A rendszer a fejlett szoftver miatt igazi innováció, amely remekül használja fel a szenzorok segítségével már jó ideje hozzáférhető adatokat. A start-stop rendszert továbbá nagyobb terheléshez és gyorsabb újraindításokhoz tervezték. Működéséhez kevés kiegészítő alkatrészre van szükség és gyakorlatilag bármilyen járműbe beszerelhető. A vásárló - illetve nem utolsó sorban a környezet - a világon bárhol profitálhat az új technológiából, vezessen európai dízelt, amerikai benzinest vagy ázsiai gázüzemű autót.
Napjainkban a kettős-tengelykapcsolós váltóknak köszönhetően számos járműben már így is megtalálható a vitorlázás üzemmód egy egyszerűbb formája. Amint a sofőr leveszi a lábát a gázról, a motor fordulatszáma visszaesik alapjáratra. Ennek hátránya, hogy bár az autó csak gurul, továbbra is fogyaszt üzemanyagot. A Bosch start-stop rendszere ezzel szemben képes teljesen leállítani az erőforrást.
A start-stop rendszerek fejlődésének a hálózatba kapcsolás adhat újabb lendületet.
Ehhez azonban nem csak a már említett érzékelők és szenzorok tucatjai szükségesek, átalakult a „hardver” is, hiszen egy önindítót vagy akkumulátort elég gyorsan tönkretenne az állandó indítgatás, a gyártóknak meg nem érné meg garanciában cserélgetni ezeket.
Az erősített önindító létfontosságú, mert egy jól karbantartott motor napi 2-3 beindítása nem, de 50-80 indítózás hosszútávon már jelentős többletterhelést jelent.
Az indítás másik kritikus alkatrésze az akkumulátor. A normál savas akkuk nem viselnék el a rendszer okozta erős igénybevételt, így itt is új technológiára volt szükség. Az AGM jelölésű akkumulátorok teljesen új felépítéssel (üvegszálas anyagba felitatott elektrolittal), zárt, gondozásmentes kialakítással kifejezetten a start-stop rendszerekhez készülnek.
Nagyon fontos, hogy start-stop rendszerű autóban csak ilyen, AGM vagy EFB akkut használjunk! Ha gyárilag EFB-vel szerelték az autónkat, akkor abba AGM is tehető, fordítva viszont már nem, hagyományos akkut pedig egyik helyett sem szabad beépíteni. Ezeket a hagyományostól eltérően működő generátor és töltési rendszer rövid távon tönkreteszi, garancia pedig ilyenkor nincs. Ne kockáztassunk, cserénél válasszuk az autónkhoz gyárilag előírt típusú és kapacitású akkumulátort.
| Akkumulátor Típusa | Jelölés | Leírás |
|---|---|---|
| AGM | Absorbed Glass Mat | Üvegszálas anyagba felitatott elektrolit, zárt, gondozásmentes kialakítás |
| EFB | Enhanced Flooded Battery | Továbbfejlesztett elárasztott akkumulátor, üvegszállal megerősített, folyadékos |
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.
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.
A Start-Stop Rendszer Hatásai a Motorra
Alapvető, hogy a belsőégésű erőforrásoknak szükségük van a megfelelő kenésre, olajzásra. Köztudott tény, hogy a beindítást követően kell néhány másodperc (olaj hőmérsékletének függvényében több-kevesebb), míg a kenőanyag a kellő nyomással minden lehetséges és fontos helyre eljut. A másik kritikus pont a motorok hőháztartása. 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.
Adódik a kérdés, hogy vajon a mérnökök és motorkonstruktőrök gondoltak-e a megnövekedett igénybevételekre vagy kezdjünk el inkább aggódni? 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.
Miért olyan nagy baj ez? Miért viselheti meg a rendszer a mai autók motorját? Nos, a számítások szerint egy stop-start rendszer nélküli autó 50 000 indítás-leállás cikluson megy keresztül élettartama alatt, míg a stop-start rendszerrel szerelt gépjárművekben legalább 500 000 ilyen ciklus lezajlik. Ez tízszeres terhelést jelent.
Az egy dolog, hogy emiatt erősített indítómotort (indítómotor-generátort) és nagyobb teljesítményű (esetleg kiegészítő) akkumulátort alkalmaznak. De mi a helyzet a motorral?
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. A beindítás pillanatában vagy az azt követő néhány másodpercben még nincs kellő olajzás, ebből következőleg elvileg sokkal nagyobb kopással és természetesen idő előtti hibával kell számolni.
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. Kifinomult formulájuknak és különleges adalékaiknak köszönhetően igazoltan képesek a megfelelő teljesítményt nyújtani a mai igényeknek megfelelően.