Система старт стоп и функция рекуперативного торможения. Система старт стоп на автомобиле

Автопроизводители всеми силами стараются повысить экономичность двигателей своих машин. Один из способов уменьшить аппетит силового агрегата – система старт-стоп. Коротко говоря, задача этой системы – экономить горючее и снизить объем вредных выбросов, путем уменьшения времени работы мотора на холостом ходу.

По подсчетам инженеров, двигатель автомобиля до 30 % времени работает вхолостую за счет стояния в пробках и на светофорах. Принцип работы системы старт-стоп заключается в том, что мотор выключается при остановке машины и вновь запускается при нажатии педали сцепления, если трансмиссия механическая или при отпускании педали тормоза в случае с «автоматом».

Вплоть до последнего времени система старт-стоп применялась только на машинах с гибридным силовым агрегатом. В настоящее же время тенденция изменилась. Все больше производителей начинают устанавливать ее на автомобили с классическими двигателями внутреннего сгорания, как бензиновыми, так и дизельными. Согласно прогнозам экспертов, к 2015 году данной системой будет оснащаться половина всех выпускаемых легковых авто в мире.

Немного предыстории возникновения системы старт-стоп

Родиной системы старт-стоп является Япония. Впервые о возможности выключать двигатель во время простоя автомобиля, заговорили инженеры фирмы Тойота в середине 70-х годов прошлого века. В результате, люксовая версия Toyota Crown была оснащена устройством, выключавшем мотор после полуторасекундного простоя. Замеры показали, что расход топлива сократился на 10 %.

Спустя десять лет европейские производители также начали устанавливать подобную систему на некоторые свои модели. Пионерами стали Фольксваген Поло и Фиат Регата ЕС. Намного позже, в конце девяностых, системой старт-стоп стали оснащать машины Ауди, в частности, Ауди А2 3L (индекс 3L указывал на расход топлива – 3 литра на 100 км).

В двухтысячные годы опыт «первопроходцев» стали перенимать и другие европейские производители, такие как Ситроен, BMW, Mini, Renault. К настоящему времени почти все марки имеют данную систему в своем арсенале.

Как работает система старт-стоп

Конструктивно система старт-стоп состоит из двух элементов: устройства, обеспечивающего многократный запуск мотора и системы управления.
Многократный запуск двигателя реализуется одним из следующих способов:

• установкой усиленного стартера;
• установкой реверсивного генератора (стартер-генератора);
• впрыском горючего в цилиндры и воспламенением рабочей смеси.

Наиболее простая и надежная конструкция получилась у фирмы Bosch. Именно ее название Stop&Start System и стало впоследствии нарицательным. Устанавливается она на автомобили BMW и Ауди. В среднем уровень вредных выбросов и расход горючего у автомобилей снижается на 8 %.


Основным узлом Bosch является специальный стартер с увеличенным сроком службы, рассчитанный на многократные частые пуски двигателя. Механизм привода стартера имеет низкий уровень шума, благодаря чему запуск мотора происходит незаметно.

На систему управления возлагаются функции запуска и остановки двигателя, контроля уровня заряда (разряда) аккумуляторной батареи. Последняя предназначена для отключения системы старт-стоп при разряде аккумулятора.

Система управления состоит из ряда входных датчиков, исполнительных устройств и блока управления. В числе входных датчиков можно назвать датчик оборотов коленвала, датчик положения педали тормоза (сцепления), датчик уровня заряда аккумулятора и куча других датчиков, входящих в состав системы управления двигателем.

Собственного блока управления данная версия системы старт-стоп не имеет, поэтому все управляющие функции исполняет ЭБУ двигателем, посредством специализированного программного обеспечения.

К исполнительным устройствам относятся устройства вспомогательных систем силового агрегата – форсунки, катушки зажигания и стартер.

В целом система Bosch практически не имеет собственных уникальных элементов, вместо этого применяются уже имеющиеся датчики и устройства. Именно благодаря этому, производитель достиг высокой надежности и долговечности.

Условия для работы системы старт-стоп

Чтобы не допустить отключения мотора, когда это не требуется, инженеры привязывают ее работу к нескольким условиям, причем разные производители задают разные наборы параметров. Старт-стоп не работает, когда двигатель не прогрет из-за того, что обороты коленчатого вала в это время выше холостых. Также старт-стоп не будет задействована, если включен обогрев зеркал, стекол или сидений, неисправен генератор или разряжен аккумулятор, автомобиль остановился после выключения заднего хода или колеса повернуты на большой угол (два последних условия не позволяют системе глушить мотор при маневрировании на парковке). Помимо этого, система активизируется только тогда, когда скорость машины превысит 4 км/ч, при этом должна быть закрыта водительская дверь, а сам водитель пристегнут ремнем безопасности .


Производитель может задать и дополнительные условия работы системы. К примеру, одним из таких может быть температура окружающего воздуха. В 2010 году в немецком журнале Auto Motor und Sport были опубликованы испытания шести автомобилей: Ауди А4, Фольксваген Пассат, Форд Мондео, Опель Инсигния, Мерседес С-класс и БМВ 3 серии. Все машины с дизельными силовыми агрегатами. Ауди, БМВ и Фольксваген были оснащены системой старт-стоп.

Автомобилям предстояло проехать 200 км по зимним дорогам. В результате на Ауди и БМВ система сработала несколько раз, тогда как на БМВ не было ни одного срабатывания. Отсюда напрашивается вывод, что минусовая температура также является ограничивающим фактором.

Схема работы системы старт-стоп на автомобилях Ауди

Работает данная система следующим образом. Когда автомобиль останавливается, обороты двигателя падают до холостых, датчик частоты вращения коленвала подает соответствующий сигнал, и ЭБУ останавливает мотор. Все включенные электропотребители (фары, кондиционер и пр.) продолжают работать от аккумуляторной батареи. Когда водитель выжимает педаль сцепления или отпускает тормоз, в зависимости от типа трансмиссии, блок управления получает сигнал от датчика и возобновляет работу двигателя. Затем цикл повторяется.

Как видно, в автомобиле Ауди, оснащенном системой старт-стоп, аккумуляторная батарея испытывает повышенные нагрузки и изнашивается намного быстрее, чем в таких же машинах, у которых данной системы нет. Чтобы система фирмы Bosch не сыграла с водителем злую шутку, блок управления непрерывно контролирует уровень заряда батареи. Если напряжение на ее клеммах падает ниже определенного порога, система автоматически отключается. Когда заряд восстановится, после длительной поездки или при помощи зарядного устройства, система самостоятельно возобновляет работу. При желании водитель может отключить ее принудительно, нажав кнопку на панели управления.

Подобным образом работает система Idle Stop&Go на автомобилях КИА. В отличие от Ауди, генератор в корейских машинах при больших нагрузках на мотор отключается для снижения расхода топлива, а при торможениях включается и заряжает аккумуляторную батарею. Когда уровень заряда последней падает до 75 %, система отключается. Еще одним отличием КИА от Ауди является то, что система отключается при включении кондиционера.

Система с реверсивным генератором

Система под названием STARS (Starter Alternator Reversible System) выпускается фирмой Valeo. Применяется она на автомобилях Ситроен и Мерседес.


Основным ее элементом является реверсивный генератор – электромашина переменного тока, которая работает и как генератор, и как стартер – в зависимости от условий. Для правильной работы ему необходим особый ремень с обратимым натяжителем, позволяющий передавать усилие как вперед, так и назад.

Реверсивный генератор не создает шума при работе и включается вдвое быстрее обычного стартера (0,4 секунды). В отличие от системы, применяемой на автомобилях Ауди, у STARS имеется собственный блок управления, взаимодействующий с блоком управления двигателем. Принцип работы и набор входных датчиков аналогичен предыдущему варианту.

Дальнейшим развитием STARS является использование системы рекуперативного торможения. Рекуперацией тормозной энергии удается дополнительно снизить потребление горючего.

Система с впрыском и воспламенением горючей смеси

Данная система под названием SISS (Smart Idle Stop System) разработана компанией Мазда и применяется на бензиновых двигателях с непосредственным впрыском. Принцип ее работы следующий.

Когда мотор выключается, поршни останавливаются в строго определенных положениях, наиболее выгодных для последующего запуска силового агрегата. После отпускания педали тормоза, бензин впрыскивается цилиндры, подается разряд на свечи зажигания, и рабочая смесь воспламеняется. Дополнительно на короткое время включается стартер. SISS применяется только на автомобилях с автоматической трансмиссией.

Нарекания к системе старт-стоп со стороны пользователей

Многие автовладельцы, особенно те, у кого машины с турбомоторами, недовольны тем, как работает система старт-стоп. Например, на Тигуане, все силовые агрегаты которого имеют наддув, ее предпочитают отключать, чтобы продлить жизнь турбине. При этом сама компания Фольксваген утверждает, что работа данной системы рассчитана и на то, что мотор оснащен турбонаддувом, и на том же самом Тигуане срок службы турбины из-за периодических отключений двигателя не становится меньше.

Также многие отмечают, что мотор слишком заметно возобновляет свою работу, слышен звук и ощущаются вибрации. Последнее, с чем трудно поспорить, на европейских автомобилях сильно страдает аккумуляторная батарея, особенно при езде в пробках. Разумеется, систему можно отключить, но делать это каждый раз не очень удобно.

По данным статистики, двигатель автомобиля практически треть всего времени эксплуатации работает . Во время так называемой работы впустую мотор не заставляет транспортное средство двигаться, а вот топливо потребляет. Также в такой момент происходит загрязнение атмосферы, а именно выброс отработанных газов.

В такой ситуации отличным решением является система старт-стоп, ведь ресурс двигателя не бесконечен и тратить его на холостую работу агрегата не целесообразно. Конечно же, полностью избежать работы мотора на холостом ходу не получится, но сократить такое время вполне возможно. Рассмотрим подробнее, старт-стоп?

Принцип работы системы старт-стоп

Принцип работы достаточно прост и сводится к тому, что при остановке автомобиля двигатель автоматически глушится, а при необходимости двигаться дальше также автоматически запускается вновь.

Различается суть работы системы и при установленной механической коробке передач. В первом случае остановка двигателя происходит после полной остановки транспортного средства и нажатой педали тормоза. Мотор вновь начинает работать, после того как будет отпущена педаль тормоза.

При механической коробке передач двигатель автоматически глушится, после того как включается нейтральная передача и отпускается педаль сцепления. Если необходимо продолжить движение, то достаточно будет вновь нажать на педаль сцепления и мотор автоматически будет готов к эксплуатации.

Видео о системе старт-стоп:

Проблемы системы старт-стоп

Устройство старт-стоп обладает не только положительными моментами, но и имеет . В связи с тем, что при использовании такого устройства существенно увеличивается количество режимов запуска, то необходимо использовать совсем иные виды стартёров, которые справятся с такой возросшей нагрузкой. Обычные стартёры в этом случае не применяют.

Также установка системы старт-стоп подразумевает использование особого вида аккумуляторных батарей, которые легко выдержат большое количество циклов «разряд-заряд». Подобные аккумуляторы оснащены пористыми сепараторами, пропитанными электролитом, которые размещены между пластинами АКБ и способны препятствовать их разрушению.

Важно отметить, что не при каждой остановке транспортного средства срабатывает автоматическое отключение двигателя. Мотор не остановит свою работу в следующих случаях:

• если двигатель , а именно охлаждающая жидкость не достигла температуры в 25 градусов;
• если включён обогрев лобового стекла, или температура воздуха в салоне ниже установленной климат-контролем на 8 градусов;
• если мотор работает не на холостом ходу;
• если существуют проблемы с генератором;
• если автомобиль остановился после движения задним ходом;
• если заряда аккумуляторной батареи недостаточно, чтобы вновь завести двигатель;
• если рулевое колесо во время маневрирования повёрнуто под большим углом.

Все перечисленные выше процессы регулируются , информация с которых обрабатывается блоком управления системой.

Считается, что система старт-стоп, своими руками установленная или изначально идущая в комплектации машины, способна обеспечить экономию топлива до 10%. Однако, даже если эта цифра и завышена, то потребление автомобилем горючего в любом случае будет меньше, а вот экологическая сторона вопроса точно остаётся в выигрыше, так как выбросов в атмосферу выхлопных газов уж точно меньше.

Из недостатков устройства старт-стоп также можно отметить то, что при остановке двигателя перестаёт работать и кондиционер.

Система старт-стоп с рекуперацией

Использование рекуперации энергии при торможении нашло своё применение в системах старт-стоп. Управление в таком случае осуществляется следующим образом: при большой нагрузке на мотор транспортного средства генератор в целях экономии топлива отключается; потом он включается при торможении и выполняется подзарядка аккумулятора - осуществляется рекуперация энергии.

В случае когда заряд аккумуляторной батареи становится ниже 75%, старт-стоп с рекуперацией автоматически отключается. Можно сказать, что это особенное свойство - интеллектуальность.

Многие спросят, как отключить такое устройство. И это логичный вопрос, ведь случается, что нет надобности в отключении двигателя. Сделать это можно специальной кнопкой, которая находится прямо на приборной панели.

На видео - работа системы старт-стоп:

Подводя итоги всему вышесказанному, можно сделать вывод, что система стоп-старт позволяет несколько автовладельца на топливо, порой до 8–10%. Также автомобиль сохраняет окружающую среду, ведь гораздо меньше выхлопных вредных газов выбрасывается в атмосферу. Раньше лишь отдельные гибридные автомобили оснащались подобными устройствами, но сейчас всё больше производителей желают устанавливать на свою продукцию такое оборудование.

Забота об окружающей среде — девиз каждого автопроизводителя. Такое ощущение появляется после выхода очередной новинки, позволяющей сократить вредные выбросы в атмосферу и сэкономить топливо. Поговорим об электронном устройстве для авто «Старт-Стоп».

Что это такое?

Основная идея Start-Stop – выключение двигателя в ситуации, когда не требуется его работа. Например, при простое в пробках, или в ожидании зеленого сигнала светофора. Когда подъехали к светофору и остановили машину, то она автоматически заглушит мотор. Как только убрали ногу с педали тормоза и нажали на «газ» — автомобиль заведется самостоятельно.

Понятное дело, что при этом значительно увеличится количество запусков двигателя. Это приводит к установке усиленного стартера (у него шесть щёток вместо четырех у обычного), а также аккумулятора повышенной емкости типа AGM с увеличенных циклом заряда-разряда. Батарея может быстро принимать заряд, хорошо переносит циклические нагрузки, не боится глубоких разрядов и морозов, имеет двойной ресурс. В некоторых устройствах в качестве стартера используется генератор, что позволяет сделать запуск бесшумным.

Система полностью базируется на электронных датчиках и блоке управления мотором, причем датчики расположены на всех ведущих узлах автомобиля: колесах, аккумуляторе , коленвале, коробке передач, генераторе .

При остановке машины датчик скорости посылает ЭБУ (в «мозги» машины) сигнал заглушить двигатель. Если уровень заряда батареи это позволяет – мотор останавливается. Автоматический запуск двигателя происходит только на нейтральной передаче. Сигналом служит нажатие на педаль газа или, при автоматической коробке передач, отпускание педали тормоза.

Принцип работы и устройство

В наиболее распространенной на данный момент системе фирмы Bosch используется усиленный стартер (4) и генератор (8). Работу системы контролирует штатный блок управления двигателем (1) с доработанным программным обеспечением. Именно он глушит двигатель по сигналам от датчиков скорости вращения колес (6). Добро на запуск дают не показанные на схеме датчики на педалях сцепления и тормоза.

Датчики положения рычага МКПП (6) и степени зарядки аккумулятора (3) нужны для блокировки остановки мотора, если энергии в батарее мало или включена какая-либо передача. А датчик положения коленвала (7) — для точного останова поршней в положении, оптимальном для последующего пуска. Стабилизатор, компенсирующий «просадку» напряжения (2) во время пуска двигателя, необходим для нормальной работы бортовых потребителей.

Экономит ли топливо?

Принцип работы не отличается большой сложностью. Особенностью системы «Старт-Стоп», является частый запуск мотора , что не может, не отразится на его ресурсе. А прогнозируемый результат экономии топлива для автолюбителей составляет не более 8 процентов. Это идеальный вариант, на практике экономия еще меньше. Да о какой экономии топлива может идти речь, при покупке машины премиум класса!

Обычно, системой комплектуют автомобили по умолчанию, поэтому ее реальную стоимость вычислить сложно. У независимых компаний ее установка выйдет в 30 000 рублей. Несложно подсчитать, что для оправдания этой суммы, нужно не один год кататься по центральным улицам города в час пик, и простаивать в длинных пробках.

Предположим, что на 100 км пробега «Старт-Стоп» сэкономит 200-300 мл топлива. В год мы проезжаем примерно 30 000 км. В итоге экономия для автолюбителя составит 60-80 литров горючего. Думайте сами. Если часто ездите по городу, то эффект будет еще больше. При езде по трассе — смысл теряется. А на светофорах с задержкой 120-140 секунд, выключать двигатель можно самостоятельно.

У машин с системой «старт-стоп» стоит не обычный аккумулятор. Он увеличенной ёмкости и способен больше поддерживать циклов «заряд-разряд». Найти ему замену не просто. Можно поставить оригинал, но это очень дорого, или искать заменитель, что тоже непросто. А например, на некоторых автомобилях перед заменой данной АКБ нужно произвести ряд манипуляций. Например, прописать его в электронном блоке машины и сбросить возраст батареи и количество пусков мотора. Т.е. подружить аккумулятор и «мозги» автомобиля.

Устройство «Старт-Стоп» – дорогая игрушка для автолюбителей. Ей комплектуются многие авто в базе, которые дороже миллиона. Можно лично проверить достоинства и недостатки на собственном опыте. Если не понравиться — можно всегда отключить кнопкой на панели приборов. Но выбирать автомобиль, учитывая наличие этой опции нет смысла.

Первые эксперименты по оптимизации работы двигателя проводились еще в середине семидесятых готов - тогда компания Toyota установила на одну из своих моделей LUXE механизм, выключающий двигатель после двухминутного простоя. Такая конструкция была у машин в 80-е годы. В 2006 году компанией Citroen было введено в эксплуатацию устройство Start Stop - генератор, стартер и трансмиссию объединили в единый блок.

Система "Старт Стоп" на автомобиле - что это?

Согласно статистике, 30% времени мотор работает вхолостую. А если это так, почти треть времени мотор просто сжигает горючее - машина при этом не едет. Топливо расходуется впустую, происходит загрязнение окружающей среды.

Устройство Stop & Start выполняет следующие задачи:

• экономия горючего;
• уменьшение вреда для окружающей среды;
• снижение шумности машины.

Инженеры добились следующего эффекта - мотор работает только во время движения автомобиля. Отключается силовой агрегат автоматически. Датчики подают сигналы мотору, тот останавливается. Когда водитель давит на сцепление (в автомобилях с МКПП) или отжимает тормоз (в машинах с АКПП), происходит его активация. Конечно, эту конструкцию нельзя назвать полностью автоматической - она скорее полуавтоматическая.

Изначально система Stop & Start применялась на гибридных моторах. Но когда она показала свою эффективность, ее стали ставить и на простые силовые агрегаты.

По прогнозам экспертов, системой «Старт Стоп» в течение 2 лет будут оснащены 50% всех выпускаемых автомобилей.

Как работает система «Старт Стоп» на автомобиле?

Принцип работы системы «Старт Стоп» основан на отключении двигателя после получения им сигналов от датчиков. Функционирует устройство так:

• Когда происходит остановка мотора, питание потребителей электричества в автомобиле переключается на АБ.
• Активация системы происходит после выжимания сцепления или отпускания педали тормоза (если на авто АКПП). Двигатель моментально запускается.

При падении заряда аккумулятора ниже определённого уровня датчик оповещает систему. Она отключается и активируется только после того, как аккумулятор получает заряд.

Водитель может деактивировать систему кнопкой на приборной панели. Алгоритм действий здесь такой: водитель садиться за руль, жмет на тормоз и на кнопку Stop & Start. Уже через полсекунды мотор запущен. Обычно кнопки оснащаются световыми индикаторами - загорание индикатора говорит об успешном запуске силового агрегата. Чтобы заглушить мотор, нужно еще раз нажать на тормоз, затем на кнопку.

Есть разные модификации Stop & Start. Например, Kia Motors создала устройство, которое отличается тем, что может по-особенному управлять генератором автомобиля - оно отключает генератор, когда нагрузки на силовой агрегат достигают пика. Делается это в целях экономии потребления горючего. Система автоматически отключится, когда уровень зарядки аккумулятора упадет ниже 75%.

Компания Valeo разработала устройство STARS, использующее реверсионный генератор для экономии горючего. Оно способно сэкономить до 10% топлива. Реверсионный генератор -устройство, выполняющее сразу несколько функций. Оно может быть как генератором, так и стартером. Работает практически бесшумно, может запустить мотор за 0,4 секунды.

SISS - новая технология. Создана фирмой Mazda недавно, применяется принцип рекуперативного торможения. Создается дополнительный источник энергии, поэтому происходит сокращение расхода горючего. Батарея заряжается во время торможения машины. Мотор запускается после впрыска горючего в цилиндры. Подобные устройства обычно ставят на бензиновые силовые агрегаты с функцией непосредственного впрыска горючего. Поршни в цилиндрах мотора останавливаются в определенном положении, чтобы обеспечить нормальный запуск мотора. Во время старта в цилиндры поступает определенное количество топлива, после воспламенения происходит запуск мотора. Стартер помогает двигателю запуститься быстрее.

Технология SISS экономит до 9% горючего. Единственный недостаток - работает только с АКПП.

Кнопка "Старт Стоп": как пользоваться?

Автомобили можно заводить не только при помощи ключей зажигания - на многих современных моделях авто стоит кнопка Start Stop. Чтобы завести автомобиль, нужно только один раз на нее нажать - просто и удобно. Если кнопки на автомобиле нет, ее можно установить. Установка производится в гнездо замка зажигания или в другую часть приборной панели.

Функция «Старт Стоп» очень полезна для экономии топлива, но, к сожалению, ею оснащены далеко не все автомобили.

Система "Старт Стоп": плюсы и минусы

Кнопки «Старт Стоп» совершенствуются, но у них остаются трудно устранимые недостатки. Поэтому часть автолюбителей считает кнопки бесполезным дополнением, полагая, что их минусы совершенно перечеркивают преимущества. Сначала о преимуществах.

Что ни говори, но "старт-стоп" действительно помогает снизить расход горючего. Экономия может составлять 10%. Это настоящий «must-have» для тех, кто практикует постоянную езду в пределах города с его пробками и светофорами.

Не нужно забывать и про экологическую составляющую. Когда мотор работает, образуется много вредных веществ, которые выбрасываются в атмосферу - использование «Старт-Стоп» снижает объём выбросов.

Во время простоя в пробке двигатель работать не будет. Поэтому не будет и шума от него. Снижаются нагрузки на детали мотора и на коленчатый вал.

А теперь о минусах. Главный - увеличение нагрузки на аккумулятор и стартер, что может привести к их поломке. Чтобы завести автомобиль, сначала нужно надавить на тормоз, а некоторые автолюбители забывают это сделать.

Если нужно установить сигнализацию на автомобиль с кнопкой, приготовьтесь к тому, что установка будет дорогой. При наличии кнопки придется ставить усиленный стартер, а стоит он недешево. Настоящая экономия топлива будет обеспечена только при езде от одного светофора к другому - «Старт Стоп» теряет свою эффективность, когда приходится двигаться рывками в больших пробках. В этом случае стартер срабатывает часто, что приводит к снижению заряда аккумулятора. Для восполнения требуется время, а его всегда не хватает. Из-за этого происходит автоматическое отключение системы.

Разработчики постоянно совершенствуют Stop & Start - надеемся, что в ближайшем будущем её минусы будут сведены к минимуму. Число моделей автомобилей с такой системой множится в арифметической прогрессии.

Система старт-стоп экономит топливо, снижает шум и вредные выбросы в атмосферу благодаря сокращению времени работы двигателя на холостом ходу. Практика эксплуатации автомобиля показывает, что в режиме холостого хода двигатель работает до 30 % времени. Этому способствует движение с частыми остановками на светофорах и в пробках - атрибутах крупного города.

Ещё совсем недавно технология старт-стоп воспринималась исключительно как элемент гибридных автомобилей. Сегодня ситуация существенно изменилась, так как большинство ведущих автопроизводителей пополнило свой модельный ряд автомобилями, оснащёнными подобной системой. Функция старт-стоп, как считают эксперты, к 2015 году появится на половине производимых легковых автомобилей.

Принцип работы системы старт-стоп очень прост: при остановке автомобиля двигатель выключается, а при нажатии на педаль сцепления (если установлена механическая коробка передач) или отпускании педали тормоза (если установлена автоматическая коробка передач) двигатель быстро запускается.

Конструкция системы старт-стоп должна включать в себя следующие элементы:

• устройство многократного запуска двигателя;
• систему управления.

Функцию многократного запуска двигателя можно реализовать с помощью:

• усиленного стартёра;
• реверсивного генератора (стартёра-генератора);
• впрыска топлива в цилиндры и воспламенения смеси;
• гидростартёра.

Система старт-стоп с усиленным генератором

Самым простым и надёжным решением с технической точки зрения является система «Start&Stop» фирмы «Bosch». Благодаря данной системе имя «старт-стоп» стало нарицательным для всех систем подобного рода. Система «Start&Stop» устанавливается на автомобили «VW» «BMW», «Audi» и др., обеспечивая снижение расход топлива легковым автомобилем и его выброс CO 2 на 4% в «Новом европейском цикле движения» (New European Driving Cycle - NEDC) и до 8 % в городском цикле .

В основе системы «Start&Stop» лежит усиленный стартёр, который имеет увеличенный срок службы (рассчитан на большое количество пусков двигателя). Стартёр также оборудован специальным малошумным механизмом привода, который гарантирует быстрый, надежный и многократный запуск двигателя.

Система «Start&Stop» выполняет функции остановки и запуска двигателя, контроля уровня заряда аккумуляторной батареи. Система не имеет собственного электронного блока управления, а использует возможности блока управления двигателя, где установлено соответствующее программное обеспечение.

Благодаря тому, что составляющие системы «Start&Stop» по габаритам не больше, чем обычные компоненты, система фирмы «Bosch» может быть без труда интегрирована практически в любое транспортное средство. Однако некоторые узлы и системы потребовали дополнительной адаптации для работы в режиме старт-стоп. Они перечислены в таблице ниже (рассмотрен вариант системы с усиленным генератором на примере системы старт-стоп входящий в пакет «BlueMotion» автомобилей концерна «Volkswagen»).

Узлы и системы адаптированные для работы в режиме старт-стоп «VW BlueMotion»

Узел/система	Выполненные меры адаптации
Блоки управления (в общем)	Расширение программных кодов блоков управления на один информационный бит для системы старт-стоп (касается блоков управления, влияющих на систему старт-стоп или зависящих от неё)
Генератор	Подключён через локальную сеть LIN к диагностическому интерфейсу шин данных
АКБ	АКБ со стекловолоконным наполнителем для увеличения числа циклов
Стартёр	Повышена износостойкость
Бортовая сеть	Специальный датчик на минусовом полюсе для контроля за состоянием АКБ со стекловолоконным наполнителем. Новая электропроводка к АКБ. Блок управления для контроля за состоянием АКБ через шину LIN подключён к диагностическому интерфейсу шин данных.
МКП	Датчик распознавания передачи (датчик с аналоговым выходом либо датчик с выходным сигналом с широтно-импульсной модуляцией)

Устройство системы стар-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion»

Ниже представлена схема устройства системы старт-стоп с усиленным генератором «VW BlueMotion». Устройство систем других производителей отличается несущественно.

Изображение можно увеличить. Условные обозначения элементов системы на примере механической КП:
A	АКБ	J623	Блок управления двигателя
C	Генератор	J791	Блок управления парковочного ассистента
С1	Регулятор напряжения	1	Электромеханический усилитель рулевого управления
B	Стартер	2	Сигнал скорости, датчик пути
F	Выключатель стоп-сигналов	3	Системы управления двигателя (например, система зажигания, питания, смесеобразования, система рециркуляции ОГ, наддува вторичного воздуха, очистки ОГ и т. д.)
F36	Выключатель педали сцепления	4	Распознавание ремня безопасности
F416	Клавиша включения системы cтарт-стоп	5	Отопление, вентиляция, климатическая установка
G62	Датчик температуры охлаждающей жидкости	6	Клемма 50R
G79	Датчик положения педали акселератора	7	Клемма 30
G701	Датчик нейтрального положения КП (только для МКП)	8	Магнитола, радионавигационная система
J104	Блок управления ABS
J255	Блок управления Climatronic
J285	Блок управления комбинации приборов
J367	Блок управления для контроля аккумуляторной батареи с датчиком АКБ
J393	Центральный блок управления систем комфорта
J500	Блок управления усилителя рулевого управления
J519	Блок управления бортовой сети
J532	Стабилизатор напряжения
J533	Диагностический интерфейс шин данных

Как работает система стар-стоп «Bosch»

Работа системы «Start&Stop» происходит следующим образом. При остановке машины перед светофором или в пробке система, на основании сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала, выключает двигатель. Питание потребителей электрического тока (кондиционера, аудиосистемы и др.) производится от аккумуляторной батареи. При нажатии педали сцепления (отпускании педали тормоза на автомобиле с автоматической коробкой передач) система активирует стартер и запускает двигатель. Такой цикл остановки и запуска двигателя повторяется необходимое число раз.

Беспокойство многих водителей связано с тем, что используя систему стар-стоп они останутся с разряженной батареей (например, в сильный мороз). Однако эти опасения безосновательны, так как, если величина заряда аккумуляторной батареи опускается ниже заданной величины, то система на основании сигнала соответствующего датчика выключается. Включение функции старт-стоп происходит только после того, как аккумуляторная батарея будет заряжена. Также функцию «Start&Stop» можно принудительно отключить специальной кнопкой на приборной панели.

Система старт-стоп с реверсивным генератором

Система «STARS» («Starter Alternator Reversible System»), выпускаемая фирмой «Valeo», в своей работе использует реверсивный генератор. Система устанавливается на автомобилях «Citroen», «Mercedes» и позволяет снизить расход топлива до 10 %.

Реверсивный генератор Электрическая машина переменного тока, которая в зависимости от условий может выполнять функции, как генератора, так и стартёра.

Работу реверсивного генератора обеспечивает специальный приводной ремень и обратимый натяжитель, позволяющий передавать усилие в двух направлениях. Реверсивный генератор бесшумно работает и имеет меньшее время запуска (0,4 секунды в сравнении с 0,8 секунды для обычного стартёра).

Система старт-стоп с впрыском топлива

Компания «Mazda» разработала систему «SISS» («Smart Idle Stop System»), которая является альтернативой других систем старт-стоп. В данной системе для многократного запуска двигателя используется впрыск топлива в цилиндры и воспламенение топливно-воздушной смеси. Система устанавливается на бензиновые двигатели, оборудованные непосредственным впрыском топлива.

Для работы данной системы поршни должны остановиться в строго определённом положении, чтобы в каждом цилиндре был необходимый объём воздуха для оптимального запуска двигателя в дальнейшем. «Smart Idle Stop System» контролирует положение поршней во время выключения мотора. «SISS» выполняет нумерацию цилиндров, и с началом движения (при отпускании педали тормоза) в цилиндры впрыскивается топливо и воспламеняется топливно-воздушная смесь, т. е. происходит запуск двигателя. При запуске двигателя в дополнение энергии сгорания топлива используется энергия стартера, который включается на непродолжительное время.

Для автомобилей с АКПП процесс запуска занимает 0,35 секунды, что почти вдвое быстрее обычных систем. Кроме того, «Mazda SISS» гарантирует быстрый старт мотора в каждом отдельном случае. Водитель не должен почувствовать задержки, когда захочет двинуться с места.

При применении данной системы достигает 9 %. Система старт-стоп «SISS» работает только с автоматической трансмиссией.

Гидравлическая альтернатива

Для сегмента тяжелого коммерческого транспорта, на долю которого приходится порядка 30 % вредных выбросов, предназначена разработка компании «Poclain Hydraulics» - гидравлическая система «CleanStart». Главным компонентом «CleanStart» является лёгкий и компактный гидромотор-стартёр, который можно установить непосредственно на коленчатом валу и тем самым свести к минимуму механические потери. Свойства, присущие гидростатическому приводу (момент в данном случае достигает 800 Н∙м), позволяют запускать тяжёлые двигатели объёмом до 16 литров практически мгновенно (время пуска составляет 0,4 секунды) без шума и вибрации. Поэтому данная разработка особенно заинтересовала производители автобусов, силовой агрегат которых можно выключать не только в ожидании разрешающего сигнала светофора, но и во время посадки и высадки пассажиров на остановке. Здесь система старт-стоп даёт ещё больше преимуществ, чем в сегменте легкового транспорта.

Контур системы «CleanStart» помимо гидромотора мощностью 15 кВт включает ещё несколько элементов: насос (может использоваться существующий гидронасос, питающий различные виды вспомогательного оборудования), управляющий клапан, гидравлический аккумулятор и бак. Пока работает насос, электромагнитный клапан направляет часть потока рабочей жидкости в гидроаккумулятор, где масло через разделительную мембрану сжимает газообразный азот. Запасённая таким образом энергия без потерь на различные преобразования сохраняется для последующего старта. Разрядом управляет пропорциональный клапан, причем мощности хватает не на один, а на несколько пусков, общий же ресурс системы составляет порядка 4 млн. циклов. Важно и то, что гидроаккумулятор позволяет производить быстрые циклы заряда и разряда, не требует обслуживания и по сравнению с химическими источниками энергии имеет более высокую удельную мощность. Но если говорить о системе «CleanStart» в целом, то она всё же уступает своим конкурентам по массогабаритным характеристикам - снаряжённая масса транспортного средства при оснащении гидростартёром увеличивается примерно на 40 кг, однако для автобуса или грузовика это не слишком большое увеличение массы.

По данным разработчика, у автобуса, оснащённого системой «CleanStart», в условиях городского цикла (12 остановок продолжительностью 15 секунд на дистанции 7 км) расход топлива сокращается более чем на 10 %. Учитывая, что оборудование может монтироваться не только на новые, но и на находящиеся в эксплуатации транспортные средства, эту систему можно считать серьёзным резервом для улучшения экологии.

Система старт-стоп для мотоцикла

Компания «Honda» разработала систему старт-стоп для мотоциклов и скутеров, получившую название «Idling Stop System». Система работает в автоматическом режиме и обеспечивает кратковременное выключение двигателя после достижения нулевой скорости, что позволяет экономить до 7 % топлива. При повороте ручки газа она вновь включает мотор для дальнейшей поездки.

Внедрение системы «Idling Stop System» потребовало внести существенные изменения в конструкцию стартёра, который был интегрирован в маховик.

Также мотоциклетную систему старт-стоп необходимо активировать только после посадки на сиденье водителя. Так как соответствующая информация от производителя отсутствует, то предположим, что в сиденье вмонтирован датчик веса, который отключает систему всякий раз, как водитель покидает своё место.

Интеллектуальная система старт-стоп с рекуперацией

Следующий шаг в развитии систем старт-стоп - это использование рекуперации энергии при торможении.

Конструкцию аналогичную системе «Bosch» имеет система «ISG» («Idle Stop&Go») от «Kia Motors», однако есть и важное отличие в управлении автомобильным генератором: при высокой нагрузке на двигатель для снижения потребления топлива генератор отключается, при торможении генератор включается и производится подзарядка аккумуляторной батареи - происходит рекуперация энергии. Если заряд аккумуляторной батареи опускается ниже 75 % от номинального, то система «ISG» автоматически отключается. При использовании кондиционера также происходит выключение системы. Такую систему можно назвать интеллектуальной.

Вероятно, в ближайшее время конкуренты «ISG» также станут системами с рекуперацией.

Эксплуатация системы старт-стоп

Если двигатель автомобиля ещё не прогрет, или на улице очень низкая температура, тогда система старт-стоп работать не будет. Также она выключится при очень большом расходе энергии (например, при использовании кондиционера), недостаточном уровне зарядки и после многократных выжиманиях педали тормоза. В России продолжительная зима, во время которой система полностью не оправдает себя, однако летом, осенью и весной она позволит сэкономить немного топлива.

Как повлияет система старт-стоп на износ аккумулятора или стартёра? Никак, потому что автомобили оснащаются усиленными агрегатами. Например, места опоры стартёра, которые подвергаются очень большим нагрузкам, имеют большой запас прочности, поэтому не должны ломаться во время всего периода эксплуатации.