Tartalomjegyzék
Milyen célt szolgál a start-stop rendszer
Az üzemanyag-fogyasztás csökkentése és a légkörbe jutó károsanyag-kibocsátás mérséklése érdekében a gépjármű gyártók folyamatosan olyan innovatív technológiai megoldásokat kínálnak, amelyek a motor és a vele kapcsolatban álló egységek működésének optimalizálására szolgálnak. Az egyik ilyen legsikeresebb technológiai megoldás a start-stop rendszer, amely rövid ideig tartó megállások alkalmával leállítja a motort - például forgalmi dugókban, vagy a közelekdési lámpák előtt történő várakozás esetén. Ebben a cikkben bemutatjuk ennek a rendszernek a működését, az előnyeit, és a hátrányait is.
A technológia története
Az első olyan kísérlet, amely egy olyan rendszer létrehozására irányult, ami a motor működését kontrollálja, és megakadályozza a felesleges alapjárati futást, a Toyota nevéhez fűződik, és az 1970-es években került kifejlesztésre. A Toyota Crown szedán egy olyan berendezéssel lett felszerelve, ami lekapcsolta az erőforrást 1.5 másodperces alapjárati működést követően.
Később, az 1980-as évek első felében hasonló technológiákkal lettek felszerelve az Audi 100, és a Volkswagen Santana gépjárművek. Az esetükben a motort egy erre a célra szolgáló gomb manuális megnyomásával lehetett leállítani, illetve beindítani. A Fiat Regatta ES-nél is hasonló megoldást alkalmaztak, viszont ez esetben a motor újraindításához rá kellett lépni a gázpedálra. Némi idő elteltével az Opel Ascona, a Volkswagen Lupo és az Audi A2 is ilyen típusú rendszerekkel lett felszerelve.
Manapság már a jól ismert, neves márkák legtöbbje start-stop rendszerrel is felszereli az általuk készített gépjárműveket. Közéjük tartozik a Peugeot, Citroën, Smart, Volvo, Land Rover, Volkswagen, SEAT, Nissan, Fiat, Bentley, BMW, Ford, Chevrolet, Hyundai, Honda, Jaguar, Kia, Mazda, Toyota, és más gyártók.
Működési elv és típusok
Mindegyik autógyártó vállalat a motor automatikus leállítására és újraindítására a saját technológiai megoldását alkalmazza. A legismertebb és leghíresebb technológiák következő vállalatok által kerültek kifejlesztésre:
- Bosch. A Bosch rendszere a Stop&Start nevet viseli. Ez a rendszer a legegyszerűbb, de egyúttal a legmegbízhatóbb is. Lehetővé teszi a kipufogógázok károsanyag-tartalmának 8%-os csökkentését, illetve az üzemanyag-fogyasztás 15%-os csökkentését. Stop&Start rendszerrel vannak felszerelve egyebek mellett az Audi, A Volkswagen, és a Fiat által készített autók is. A rendszerhez egy nagyteljesítményű önindító szükséges, ami képes megbirkózni a többszöri motorindítással. A rendszert az ECU motor vezérli. A rendszer működése a következő szenzor elemek mérésein alapszik: járműsebesség-érzékelő, kuplungpedál helyzetérzékelő, fékpedál helyzetérzékelő, forgattyústengely-helyzet érzékelő, akkumulátor töltés-érzékelő, stb.
Amikor a szenzorok azt észleik, hogy a gépjármű megállt, a rendszer automatikus leállítja a motort. Ha a kuplung pedál benyomásra kerül - kézi sebességváltóval felszerelt gépjármű esetén -, vagy a fékpedál felengedésre kerül - automatikus sebességváltóval felszerelt gépjármű esetén -, a motor beindul. A rendszer későbbi generációinak esetében, a hatékonyabb gazdaságosság érdekében a motor menet közben is lekapcsolható, de csakis akkor, ha az ECU kiadja a megfelelő utasítást azt követően, hogy felmérte az autó sebességét, kiderítette, hogy folyamatban van-e bármiféle manőverezés, illetve, hogy az adott útszakasz emelkedő-e, stb.
- Kia Motors. Ez a rendszer ISG (Idle Stop&Go) néven ismert. A működési elv tekintetében megegyezik a Bosch Stop&Start rendszerével, de a gépjármű motorjának leállítása és beindítása mellett a generátort is vezérli. Gyorsításkor a rendszer lecsatlakoztatja a generátort, és az összterhelés ilyenkor az akkumulátorra tevődik át. Fékezésnél a generátor ismét aktiválásra kerül, és feltölti az akkumulátort. Ez a megoldás jelentős mértékű üzemanyag megtakarítást tesz lehetővé - nagyjából 6%-os kombinált használat esetén, és akár 15%-ost városi környezetben történő használat esetén.
- Valeo. Ez a rendszert a STARS (Starter Alternator Reversible System) nevet viseli. Egyebek mellett ezt a rendszert használják a Citroën, a Mercedes-Benz, és egyéb márkájú autók esetében is. Nagyjából 10%-os üzemanyag megtakarítást tesz lehetővé. Saját vezérlő egységgel rendelkezik. Ez a rendszer egy megfordítható üzemű generátort használ, ami az önindító és a generátor funkcióit kombinálja. A speciális meghajtó szíjnak és a kifejezetten erre a célra tervezett szíjfeszítőnek köszönhetően, a berendezés mindkét irányba képes átadni az erőt attól függően, hogy mikor mire van szükség: például éppen a motor beindítására, vagy az akkumulátor feltöltésére. Egy ilyen megoldás legfőbb előnye a nagyon rövid reakcióidő: egy hagyományos önindítóhoz képest kétszer kevesebb időre van szüksége a motor beindításához. Emellett a rendszer a fékezési energiát is hatékonyan felhasználja.
- Mazda. Ez a rendszert SISS (Smart Idle Stop System) vagy i-Stop néven ismert. Kizárólag automata sebességváltóval felszerelt, közvetlen üzemanyag-befecskendezésű benzinüzemű motorokkal kompatibilis. Akár 9%-os üzemanyag megtakarítást is lehetővé tesz. Az ismételt motorindítás a hengerekbe juttatott kényszerített üzemanyag-befecskendezés és az üzemanyag-levegő keverék begyújtása révén biztosított. Ennek elérése érdekében, a fékezés során a dugattyúk a gyors motor újraindításhoz leginkább optimális pozícióba kerülnek beállításra. Az önindítót csak segéd-energiaforrásként használja a rendszer.
Előnyök és hátrányok
A mai modern nagyvárosok egyik legnagyobb problémáját a forgalmi dugók jelentik. Az amerikai INRIX Roadway Analytics vállalat legutóbbi vizsgálatai alapján 2017-ben Moszkvában a lakosok 91 órát töltöttek forgalmi dugókban, Londonban az emberek 73 órát, Párizsban 65 órát, isztambulban 59 órát, Zürichben 54 órát, Münchenben 49 órát, Oslóban 47 órát voltak kénytelenek forgalmi dugóban tölteni. Ez a hétvégéket nem számítva majdnem 240 munkanapot jelent. A forgalmi dugókban történő közlekedés jelentős mértékben megnöveli az üzemanyag felhasználást, nagyobb mennyiségű üzemanyag ég el, és a légkörbe nagyobb mennyiségben kerülnek kibocsátásra káros anyagok.
A start-stop rendszerek fő célja az ezen problémák megoldása. A motor leállításával - amikor nem szükséges a működtetése - a rendszer jelentős mértékű üzemanyag megtakarítást tesz lehetővé.
Emellett egy ilyen rendszer használatának van még egy megkérdőjelezhetetlen előnye. Az alapjárati működéssel töltött órák minimalizálása révén, és az erőforrás alacsony fordulatszámon nagyobb terheléssel való működtetése révén, a rendszer hozzájárul a katalizátor optimális teljesítményéhez, és megnöveli annak élettartamát; ugyanakkor meggátolja a gyújtógyertyáknál a szén lerakódások kialakulását. A dízel üzemű motoroknál lelassítja a lerakódások kialakulását az EGR-szelepen, csökkenti a karbamid felhasználást, és hozzájárul a dízel részecskeszűrő sokkal hatékonyabb regenerálódásához..
Tény, hogy a start-stop rendszernek van néhány hátránya is. Nagyobb teljesítményű berendezések szükségesek hozzá: főként nagyob teljesítményű önindító és akkumulátor. Az ilyen berendezések a hagyományos változatokhoz képest kétszer drágábbak. Emellett a motor ismételt úsjarindításai megnövelik a főtengely csapágyak terhelését. A Federal Mogul vállalat egyik részlegvezetője, Gerhard Arnold, a brit Autocar magazinnak adott interjú során megjegyezte, hogy egy hagyományos motor könnyen megbirkózik több, mint 50,000 beindítással és leállítással. A start-stop rendszerrel felszerelt motorok esetében a ciklusok száma akár az 500,000-et is meghaladhatja. Viszont ebben az esetben a szabványos csapágyak meglehetősen gyorsan, akár már 100,000 beindítást követően elhasználódnak.
Egy másik bosszantó tényező a késleltetett elindulás. Annak ellenére, hogy ez csak minimális mértékű (a megnövelt teljesítményű önindítóval ellátott rendszereknél 0.8 másodperc, a megfordítható üzemű generátorral ellátott rendszereknél 0.4 másodperc, az üzemanyag befecskendezés szabályozásával 0.35 másodperc), mégis sokak számára okoz kényelmetlenséget.
Ugyanakkor a rendszer működése csak bizonyos feltételek teljesülése esetén lehetséges.
A start-stop rendszer működéséhez szükséges 10 feltétel
- A motorháztetőnek és a vezetőoldali ajtónak zárva kell lennie.
- A vezetőnek biztonsági övvel kell rögzítve lennie az ülésben.
- Az autó sebessége legalább 4 km/h kell legyen.
- A motornak üzemi hőmérsékletűnek kell lennie.
- Az erőforrás fordulatszáma nem haladhatja meg az alapjárati fordulatszámot.
- Az ablakfűtésnek inaktívnak kell lennie.
- A belső hőmérséklet nem térhet el 8 foknál többel a beállított értéktől. Ez a hideg évszakra vonatkozik.
- Az akkumulátor töltöttsségi szintje nem eshet a rendszer számára beállított érték alá. Az ISG esetében például ez az érték 75%.
- A generátornak tökéletesen kell működnie.
- A kormánykerék beállítási szöge csak kis jelentőséggel bír.
Összegzés
Számos vállalat jelenleg is komoly erőfeszítéseket tesz a start-stop rendszerek fejlesztése érdekében. A brit Millers Oils vállalat például egy olyan motorolajjal jelent meg a piacon, amint 50%-kal képes csökkenteni a motor alkatrészek súrlódását ás kopását. a vállalat műszaki igazgatója, Martyn Mann szerint ez az olaj és a hasonló jellegű termékek jelentős mértékben hozzájárulnak a star-stop technológiák népszerűségének növeléséhez. Más gyártók erősebb csapágyak kifejlesztésén munkálkodnak. A Bosch, a Valeo, a Denso és más autóipar gyártó cégek azon dolgoznak, hogy csökkenteni lehessen a motor beindításához szükséges időtartamot.
Annak ellenére, hogy a rendszernek még mindig vannak hiányosságai, és az általa biztosított gazdaságosság - a relatíve költséges felszerelés szükségességét figyelembe véve - egyesek számára jelentéktelennek tűnhet, a szakértők szerint a start-stop technológia előtt fényes jövő áll. És kétségtelen, hogy a környezetre gyakorolt pozitív hatásai jelentősek.