Hệ thống Start-Stop. Nó hoạt động?

Một trong những cách để giảm mức tiêu thụ nhiên liệu, được biết đến trong nhiều năm, là tắt động cơ ngay cả khi xe dừng lại trong thời gian ngắn. Trong ô tô hiện đại, hệ thống Start-Stop đảm nhiệm nhiệm vụ này.

Trong các bài kiểm tra lực kéo được thực hiện tại Đức vào những năm 55 trên một chiếc Audi LS với động cơ 0,35 kW, người ta thấy rằng mức tiêu thụ nhiên liệu khi không tải là 1,87 cm5. XNUMX./s và ở đầu XNUMX, hãy xem XNUMX. Dữ liệu này cho thấy rằng tắt động cơ khi dừng hơn XNUMX giây giúp tiết kiệm nhiên liệu.

Cùng lúc đó, các cuộc thử nghiệm tương tự đã được thực hiện bởi các nhà sản xuất xe hơi khác. Khả năng giảm tiêu thụ nhiên liệu bằng cách dừng động cơ ngay cả khi dừng rất ngắn và khởi động lại động cơ đã dẫn đến sự phát triển của các thiết bị điều khiển thực hiện các hành động này một cách tự động. Đầu tiên có lẽ là Toyota, vào những năm 1,5 đã sử dụng một thiết bị điện tử trên mẫu xe Crown để tắt động cơ khi dừng xe trong hơn 10 giây. Các cuộc thử nghiệm ở Tokyo khi tắc đường cho thấy mức tiêu hao nhiên liệu giảm 1%. Một hệ thống hoạt động tương tự đã được thử nghiệm trên Fiat Regata và Formel E Volkswagen Polo đầu tiên. Một thiết bị trong ô tô thứ hai cho phép người lái xe dừng động cơ hoặc chỉ tự động, tùy thuộc vào tốc độ, nhiệt độ động cơ và vị trí cần số. Động cơ được khởi động lại với bộ khởi động được bật khi người lái nhấn bàn đạp ga với bàn đạp ly hợp được nhấn và số thứ 2 hoặc thứ 5 được gài. Khi tốc độ xe giảm xuống dưới XNUMX km / h, hệ thống sẽ tắt động cơ, đóng kênh không tải. Nếu động cơ nguội, cảm biến nhiệt độ sẽ chặn động cơ tắt máy để giảm mài mòn bộ khởi động, vì động cơ nóng sẽ mất ít thời gian hơn để khởi động so với động cơ nguội. Ngoài ra, hệ thống điều khiển, để giảm tải cho pin, đã tắt cửa sổ phía sau có sưởi khi xe đang đỗ.

Các cuộc thử nghiệm trên đường đã cho thấy mức tiêu thụ nhiên liệu giảm tới 10% trong điều kiện lái xe bất lợi. Lượng khí thải carbon monoxide cũng giảm 10%. Hơn 2 phần trăm một chút. Mặt khác, hàm lượng các oxit nitơ và hầu hết 5 hiđrocacbon trong khí thải đều tăng lên. Điều thú vị là không có ảnh hưởng tiêu cực nào của hệ thống đến độ bền của bộ khởi động.

Hệ thống dừng khởi động hiện đại

Hệ thống start-stop hiện đại sẽ tự động tắt động cơ khi đỗ (trong một số điều kiện nhất định) và khởi động lại ngay khi người lái nhấn bàn đạp ly hợp hoặc nhả bàn đạp phanh trong xe hộp số tự động. Điều này làm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải carbon, nhưng chỉ trong giao thông đô thị. Sử dụng hệ thống Start-Stop yêu cầu một số bộ phận của xe, chẳng hạn như bộ khởi động hoặc ắc quy, phải hoạt động lâu hơn và bảo vệ những bộ phận khác khỏi tác động của việc động cơ tắt máy thường xuyên.

Hệ thống Start-Stop được trang bị ít nhiều hệ thống quản lý năng lượng phức tạp. Nhiệm vụ chính của họ bao gồm kiểm tra trạng thái sạc của pin, định cấu hình bộ thu trên bus dữ liệu, giảm tiêu thụ điện năng và có được điện áp sạc tối ưu tại thời điểm hiện tại. Tất cả điều này để tránh việc xả quá sâu của pin và đảm bảo rằng động cơ có thể khởi động bất cứ lúc nào. Bằng cách liên tục đánh giá tình trạng của pin, bộ điều khiển hệ thống sẽ giám sát nhiệt độ, điện áp, dòng điện và thời gian hoạt động của pin. Các thông số này xác định công suất khởi động tức thời và trạng thái hiện tại của điện tích. Nếu hệ thống phát hiện mức pin yếu, hệ thống sẽ giảm số lượng đầu thu được kích hoạt theo thứ tự tắt được lập trình.

Hệ thống Start-Stop có thể được trang bị tùy chọn với khả năng phục hồi năng lượng phanh.

Xe có hệ thống Start Stop sử dụng pin EFB hoặc AGM. Không giống như loại pin cổ điển, pin thuộc loại EFB có các bản cực dương được phủ một lớp polyeste, giúp tăng khả năng chống lại sự phóng điện thường xuyên và điện tích cao của các tấm pin. Mặt khác, pin AGM có sợi thủy tinh giữa các tấm, có tác dụng hấp thụ hoàn toàn chất điện phân. Thực tế không có tổn thất nào từ nó. Điện áp cao hơn một chút có thể đạt được ở các cực của loại pin này. Chúng cũng có khả năng chống lại cái gọi là phóng điện sâu hơn.

Nó có gây hại cho động cơ không?

Cách đây vài thập kỷ, người ta tin rằng mỗi lần khởi động động cơ sẽ tăng quãng đường đi được vài trăm km. Nếu đúng như vậy, thì hệ thống Start-Stop, hoạt động trên một chiếc xe chỉ chạy trong thành phố, sẽ phải kết thúc động cơ rất nhanh. Tiếp tục và tắt có lẽ không phải là những gì động cơ thích nhất. Tuy nhiên, phải tính đến tiến bộ kỹ thuật, ví dụ trong lĩnh vực dầu nhờn. Ngoài ra, hệ thống Start-Stop yêu cầu bảo vệ hiệu quả các hệ thống khác nhau, chủ yếu là động cơ, khỏi hậu quả của việc tắt máy thường xuyên. Điều này áp dụng, trong số những thứ khác, để đảm bảo bôi trơn cưỡng bức bổ sung cho bộ tăng áp

Khởi động trong hệ thống Start-Stop

Trong hầu hết các hệ thống dừng khởi động đang được sử dụng, động cơ được khởi động bằng bộ khởi động truyền thống. Tuy nhiên, do số lần hoạt động tăng lên đáng kể nên đã tăng độ bền. Bộ khởi động mạnh hơn và được trang bị nhiều chổi chống mài mòn hơn. Cơ cấu ly hợp có ly hợp một chiều được thiết kế lại và bánh răng có dạng răng đã hiệu chỉnh. Điều này dẫn đến việc khởi động vận hành êm hơn, điều quan trọng là mang lại sự thoải mái khi lái xe khi khởi động động cơ thường xuyên. 

Máy phát điện đảo ngược

Một thiết bị như vậy được gọi là StARS (Hệ thống đảo ngược máy phát điện khởi động) được Valeo phát triển cho các hệ thống Start-Stop. Hệ thống này dựa trên một máy điện đảo chiều, kết hợp các chức năng của máy khởi động và máy phát điện xoay chiều. Thay vì một máy phát điện cổ điển, bạn có thể dễ dàng cài đặt một máy phát điện đảo chiều.

Thiết bị cung cấp một khởi đầu rất trơn tru. So với bộ khởi động thông thường, không có quá trình kết nối ở đây. Khi khởi động, cuộn dây stato của máy phát điện xoay chiều, lúc này trở thành động cơ điện, phải được cung cấp điện áp xoay chiều và cuộn dây rôto có điện áp một chiều. Lấy điện áp xoay chiều từ pin tích hợp yêu cầu sử dụng cái gọi là biến tần. Ngoài ra, cuộn dây stato không được cung cấp điện áp xoay chiều thông qua bộ ổn áp và cầu đi-ốt. Bộ điều chỉnh điện áp và cầu đi-ốt phải được ngắt khỏi cuộn dây stato trong thời gian này. Tại thời điểm khởi động, máy phát điện đảo chiều trở thành một động cơ điện có công suất 2 - 2,5 mã lực, tạo ra mô-men xoắn 40 Nm. Điều này cho phép bạn khởi động động cơ trong vòng 350-400 ms.

Ngay khi động cơ khởi động, điện áp xoay chiều từ biến tần ngừng chảy, máy phát điện thuận nghịch lại trở thành máy phát điện với các điốt nối với các cuộn dây stato và bộ điều chỉnh điện áp để cung cấp điện áp một chiều cho hệ thống điện của xe.

Trong một số giải pháp, ngoài máy phát điện đảo chiều, động cơ còn được trang bị bộ khởi động truyền thống, được sử dụng để khởi động lần đầu tiên sau một thời gian dài không hoạt động.

Tích lũy năng lượng

Trong một số giải pháp của hệ thống Start-Stop, ngoài pin điển hình, còn có một cái gọi là. bộ tích lũy năng lượng. Nhiệm vụ của nó là tích điện để tạo điều kiện cho động cơ khởi động lần đầu và khởi động lại ở chế độ "Start-Stop". Nó gồm hai tụ điện mắc nối tiếp với dung lượng vài trăm farads. Tại thời điểm phóng điện, nó có khả năng hỗ trợ hệ thống khởi động với dòng điện vài trăm ampe.

điều khoản sử dụng

Hoạt động của hệ thống Start-Stop chỉ có thể thực hiện được trong một số điều kiện khác nhau. Trước hết, phải có đủ năng lượng trong ắc quy để khởi động lại động cơ. Ngoài ra, bao gồm tốc độ xe kể từ lần xuất phát đầu tiên phải vượt quá một giá trị nhất định (ví dụ: 10 km / h). Khoảng thời gian giữa hai lần dừng xe liên tiếp của ô tô lớn hơn khoảng thời gian tối thiểu mà chương trình quy định. Nhiệt độ nhiên liệu, máy phát điện và pin nằm trong phạm vi quy định. Số lần dừng không vượt quá giới hạn trong phút lái xe cuối cùng. Động cơ ở nhiệt độ hoạt động tối ưu.

Đây chỉ là một số yêu cầu cần phải đáp ứng để hệ thống hoạt động.