Start-Stop жүйелері. Ол істейді?

Көптеген жылдар бойы белгілі жанармай шығынын азайтудың бір жолы - автокөлікті аз уақытқа тоқтатқанда да қозғалтқышты өшіру. Заманауи автомобильдерде бұл тапсырмаға Start-Stop жүйелері жауап береді.

55 жылдары Германияда 0,35 кВт қозғалтқышы бар Audi LS көлігінде жүргізілген жүргізу сынағында бос жүрістегі отын шығыны 1,87 см5 болатыны анықталды. XNUMX./s және ХNUMX басында, ХNUMX қараңыз. Бұл деректер қозғалтқышты ХNUMX секундтан астам тоқтату арқылы отынды үнемдейтінін көрсетті.

Шамамен бір уақытта ұқсас сынақтарды басқа автомобиль өндірушілері де жүргізді. Қозғалтқышты өте қысқа тоқтату кезінде де тоқтатып, оны қайта іске қосу арқылы отын шығынын азайту мүмкіндігі бұл әрекеттерді автоматты түрде орындайтын басқару құрылғыларының дамуына әкелді. Біріншісі жетпісінші жылдары Crown үлгісіндегі қозғалтқышты 1,5 секундтан астам тоқтаған кезде өшіретін электронды құрылғыны пайдаланған Toyota болса керек. Токиодағы кептелістердегі сынақтар отын шығынының 10%-ға азайғанын көрсетті. Осындай жұмыс істейтін жүйе Fiat Regata және 1st Formel E Volkswagen Polo көліктерінде сынақтан өтті. Соңғы көліктегі құрылғы жүргізушіге қозғалтқышты тоқтатуға немесе жылдамдыққа, қозғалтқыш температурасына және беріліс тетігінің күйіне байланысты автоматты түрде тоқтатуға мүмкіндік берді. Жүргізуші ілінісу педальын басып газ педальын басқанда және 2-ші немесе 5-ші беріліс қосылған кезде қозғалтқыш стартерді қосулы күйде қайта іске қосылды. Көлік жылдамдығы ХNUMX км / сағ төмен төмендегенде, жүйе қозғалтқышты өшіріп, бос жүріс арнасын жауып тастады. Қозғалтқыш суық болса, температура сенсоры стартердің тозуын азайту үшін қозғалтқышты өшіруді бұғаттады, себебі жылы қозғалтқышты іске қосу суық қозғалтқышқа қарағанда әлдеқайда аз уақыт алады. Сонымен қатар, басқару жүйесі аккумуляторға түсетін жүктемені азайту үшін автокөлік тұрақта тұрғанда жылытылатын артқы терезені өшірді.

Жол сынақтары көлік жүргізудің қолайсыз жағдайында отын шығынының 10%-ға дейін төмендегенін көрсетті. Көміртек тотығы шығарындылары да 10%-ға төмендеді. 2 пайыздан сәл артық. екінші жағынан, пайдаланылған газдардағы азот оксидтері мен 5-ке жуық көмірсутектердің мөлшері артты. Бір қызығы, жүйенің стартердің беріктігіне теріс әсері болмады.

Заманауи старт-тоқтату жүйелері

Заманауи іске қосу-тоқтату жүйелері тұрақта тұрғанда (белгілі бір жағдайларда) қозғалтқышты автоматты түрде өшіреді және жүргізуші ілінісу педальын басқанда немесе автоматты беріліс қорабындағы көлікте тежегіш педальды босатқанда оны қайта іске қосады. Бұл отын шығынын және көміртегі шығарындыларын азайтады, бірақ тек қалалық қозғалыста. Start-Stop жүйесін пайдалану стартер немесе аккумулятор сияқты көліктің белгілі бір құрамдас бөліктерінің ұзағырақ қызмет етуін және басқаларды қозғалтқыштың жиі өшіп қалуының әсерінен қорғауын талап етеді.

Start-Stop жүйелері энергияны басқарудың азды-көпті күрделі жүйелерімен жабдықталған. Олардың негізгі міндеттеріне батареялардың зарядының күйін тексеру, деректер шинасында қабылдағыштарды конфигурациялау, қуат тұтынуды азайту және қазіргі уақытта оңтайлы зарядтау кернеуін алу кіреді. Мұның бәрі аккумулятордың тым терең зарядсыздануын болдырмау және қозғалтқышты кез келген уақытта іске қосуды қамтамасыз ету үшін. Аккумулятордың күйін үнемі бағалай отырып, жүйе контроллері оның температурасын, кернеуін, ток күшін және жұмыс уақытын бақылайды. Бұл параметрлер лездік іске қосу қуатын және зарядтың ағымдағы күйін анықтайды. Жүйе төмен батарея деңгейін анықтаса, бағдарламаланған өшіру тәртібіне сәйкес қосылған қабылдағыштардың санын азайтады.

Start-Stop жүйелері қосымша тежеу ​​энергиясын қалпына келтірумен жабдықталуы мүмкін.

Start Stop жүйесі бар көліктер EFB немесе AGM батареяларын пайдаланады. EFB типті аккумуляторларда классикалық батареялардан айырмашылығы полиэфирлі жабынмен қапталған оң пластиналар бар, бұл пластиналардың белсенді массасының жиі разрядтарға және жоғары ток зарядтарына төзімділігін арттырады. AGM аккумуляторларында, керісінше, пластиналар арасында электролиттерді толығымен сіңіретін шыны талшық бар. Одан іс жүзінде шығын жоқ. Аккумулятордың осы түрінің терминалдарында сәл жоғары кернеуді алуға болады. Олар сондай-ақ терең разряд деп аталатындарға төзімдірек.

Бұл қозғалтқышқа зиян келтіре ме?

Бірнеше ондаған жылдар бұрын қозғалтқыштың әрбір іске қосылуы оның жүгірісін бірнеше жүз километрге арттырады деп есептелді. Егер бұлай болса, онда тек қалалық қозғалыста жүретін көлікте жұмыс істейтін Start-Stop жүйесі қозғалтқышты өте жылдам аяқтауы керек еді. Қозғалтқыштарды қосу және өшіру жақсы көретін нәрсе емес. Дегенмен, техникалық прогресті ескеру қажет, мысалы, жағармай саласында. Сонымен қатар, Start-Stop жүйесі әртүрлі жүйелерді, ең алдымен қозғалтқышты жиі өшіру салдарынан тиімді қорғауды талап етеді. Бұл, басқалармен қатар, турбокомпрессорды қосымша мәжбүрлі майлауды қамтамасыз ету үшін қолданылады

Start-Stop жүйесіндегі стартер

Қолданылатын старт-тоқтату жүйелерінің көпшілігінде қозғалтқыш дәстүрлі стартер арқылы іске қосылады. Дегенмен, операциялар санының айтарлықтай өсуіне байланысты ол төзімділікті арттырды. Стартер күштірек және тозуға төзімді щеткалармен жабдықталған. Ілініс механизмінде қайта жобаланған бір жақты ілінісу бар және беріліс түзетілген тіс пішініне ие. Бұл қозғалтқыштың жиі іске қосылуы кезінде жүргізу ыңғайлылығы үшін маңызды болып табылатын стартердің тыныш жұмысына әкеледі. 

Қайтымды генератор

StARS (Starter Alternator Reversible System) деп аталатын мұндай құрылғыны Valeo Start-Stop жүйелеріне арналған әзірлеген. Жүйе стартер мен генератордың функцияларын біріктіретін реверсивті электр машинасына негізделген. Классикалық генератордың орнына реверсивті генераторды оңай орнатуға болады.

Құрылғы өте тегіс іске қосуды қамтамасыз етеді. Кәдімгі стартермен салыстырғанда мұнда қосылу процесі жоқ. Іске қосу кезінде осы уақытта электр қозғалтқышына айналатын реверсивті генератордың статор орамасы айнымалы кернеумен, ал ротор орамасы тікелей кернеумен қамтамасыз етілуі керек. Борттық батареядан айнымалы ток кернеуін алу үшін инвертор деп аталатын құрылғыны пайдалану қажет. Сонымен қатар, статор орамдары кернеу тұрақтандырғышы және диодтық көпірлер арқылы айнымалы кернеумен қамтамасыз етілмеуі керек. Кернеу реттегіші мен диод көпірлері осы уақытқа статор орамаларынан ажыратылуы керек. Іске қосу сәтінде реверсивті генератор 2 Нм айналу моментін дамытатын 2,5 - 40 кВт қуаты бар электр қозғалтқышына айналады. Бұл қозғалтқышты 350-400 мс аралығында іске қосуға мүмкіндік береді.

Қозғалтқыш іске қосылғаннан кейін түрлендіргіштен айнымалы ток кернеуі ағуды тоқтатады, реверсивті генератор статор орамдарына қосылған диодтары бар қайтадан генераторға және автокөліктің электр жүйесін тұрақты токпен қамтамасыз ететін кернеу реттегішіне айналады.

Кейбір шешімдерде, реверсивті генератордан басқа, қозғалтқыш ұзақ уақыт әрекетсіздіктен кейін бірінші іске қосу үшін пайдаланылатын дәстүрлі стартермен де жабдықталған.

Энергия аккумуляторы

Start-Stop жүйесінің кейбір шешімдерінде әдеттегі батареядан басқа, деп аталатындар да бар. энергия аккумуляторы. Оның міндеті қозғалтқышты бірінші іске қосуды жеңілдету және «Іске қосу-тоқтату» режимінде қайта қосуды жеңілдету үшін электр энергиясын жинақтау болып табылады. Ол бірнеше жүз фарад сыйымдылығымен тізбектей жалғанған екі конденсатордан тұрады. Зарядтау сәтінде ол бірнеше жүз ампер токпен іске қосу жүйесін қолдауға қабілетті.

Пайдалану шарттары

Start-Stop жүйесінің жұмысы тек әртүрлі жағдайларда ғана мүмкін болады. Ең алдымен, қозғалтқышты қайта іске қосу үшін батареяда жеткілікті қуат болуы керек. Сонымен қатар, оның ішінде. көлік құралының бірінші іске қосу жылдамдығы белгілі бір мәннен (мысалы, 10 км/сағ) асуы керек. Автокөліктің екі кезекті тоқтауы арасындағы уақыт бағдарлама белгілеген ең аз уақыттан көп. Жанармайдың, генератордың және аккумулятордың температурасы көрсетілген диапазонда. Көліктің соңғы минутында аялдамалар саны шектен аспады. Қозғалтқыш оңтайлы жұмыс температурасында.

Бұл жүйенің жұмыс істеуі үшін орындалуы керек талаптардың кейбірі ғана.