Προσπαθώντας να μειώσουν την κατανάλωση καυσίμου και τις βλαβερές εκπομπές στην ατμόσφαιρα, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων παρουσιάζουν διαρκώς καινοτόμες τεχνολογίες, ο σχεδιασμός των οποίων αποσκοπεί στη βελτιστοποίηση της λειτουργίας του κινητήρα και των μονάδων που συνδυάζονται μαζί του. Το σύστημα Start-Stop αποτελεί μία από τις τεχνολογικές λύσεις με τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα, σβήνοντας τον κινητήρα όταν το αυτοκίνητο κάνει μικρές στάσεις, όπως στην κίνηση ή τα φανάρια. Το συγκεκριμένο μας άρθρο, θα σας εξηγήσει πώς λειτουργεί το σύστημα και ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.
Το ιστορικό της τεχνολογίας
Οι αρχικές προσπάθειες δημιουργίας ενός συστήματος το οποίο θα είχε τη δυνατότητα να ελέγξει τη λειτουργία του κινητήρα και να μην του επιτρέπει να δουλεύει στο ρελαντί, εμφανίστηκαν τη δεκαετία του 1970 από την Toyota. Το σεντάν Toyota Crown εξοπλιζόταν με μια συσκευή η οποία έσβηνε τον κινητήρα, μόλις αυτός έφτανε το 1,5 δευτερόλεπτο λειτουργίας στο ρελαντί.
Στη συνέχεια, στο πρώτο μισό της δεκαετίας του 1980, παραπλήσιες τεχνολογίες παρουσιάστηκαν στα Audi 100 και Volkswagen Santana. Ο κινητήρας έσβηνε και έπαιρνε και πάλι μπροστά, πατώντας ένα κουμπί με το χέρι. Το Fiat Regata ES εξοπλίστηκε με μια παρόμοια λύση, μόνο που για να πάρει και πάλι ο κινητήρας μπροστά, έπρεπε να πατηθεί το πετάλι του γκαζιού. Λίγο καιρό αργότερα, στα ποιο πάνω αυτοκίνητα προστέθηκαν και τα Opel Ascona, Volkswagen Lupo και Audi A2.
Στις ημέρες μας, οι περισσότερες επώνυμες μάρκες εφοδιάζουν τα αυτοκίνητά τους με το σύστημα Start-Stop. Ανάμεσά τους βρίσκονται οι Peugeot, Citroën, Smart, Volvo, Land Rover, Volkswagen, SEAT, Nissan, Fiat, Bentley, BMW, Ford, Chevrolet, Hyundai, Honda, Jaguar, Kia, Mazda, Toyota κ.α.
Αρχή λειτουργίας και είδη
Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων προσφέρουν ο κάθε ένας τη δική του μέθοδο για το αυτόματο σβήσιμο και επανεκκίνηση του κινητήρα. Οι γνωστότερες τεχνολογίες είναι αυτές που αναπτύσσονται από τις πιο κάτω εταιρείες:
Bosch. Η ονομασία του συστήματός της είναι Stop&Start και αποτελεί την πιο απλή λύση με τη μεγαλύτερη αξιοπιστία. Κάνει δυνατή τη μείωση της περιεκτικότητας των καυσαερίων σε επιβλαβή αέρια κατά 8% και της κατανάλωσης καυσίμου κατά 15%. Εφαρμόζεται στα αυτοκίνητα των Audi, BMW, Volkswagen, Fiat και άλλων μαρκών. Το σύστημα χρειάζεται μια δυνατότερη μίζα, με αντοχή στις συνεχόμενες εκκινήσεις του κινητήρα και ελέγχεται από την ECU του. Η λειτουργία του συστήματος έχει ως βάση τις ενδείξεις των πιο κάτω αισθητήρων: του αισθητήρα ταχύτητας οχήματος, των αισθητήρων θέσης των πεταλιών του συμπλέκτη και του φρένου, του αισθητήρα θέσης του στροφαλοφόρου άξονα, του αισθητήρα φόρτισης της μπαταρίας κ.λπ.
Μόλις ανιχνευθεί πως το αυτοκίνητο είναι σταματημένο, το σύστημα σβήνει αυτόματα τον κινητήρα. Μόλις πιεστεί το πετάλι του συμπλέκτη στα οχήματα με χειροκίνητο κιβώτιο ταχυτήτων ή απελευθερωθεί το πετάλι του φρένου στα οχήματα με αυτόματο κιβώτιο ταχυτήτων, ο κινητήρας παίρνει μπροστά. Στις πιο καινούριες γενιές του συστήματος, για την αύξηση της οικονομίας, ο κινητήρας μπορεί να σβήσει και κατά τη διάρκεια της οδήγησης, μόνον όμως αν η ECU δώσει την κατάλληλη εντολή και αφού εκτιμήσει την ταχύτητα του αυτοκινήτου, το αν γίνεται κάποιος ελιγμός ή αν ο δρόμος έχει κλίση, κλπ.
Kia Motors. Η ονομασία του συγκεκριμένου συστήματος είναι ISG (Idle Stop & Go). Λειτουργεί με την ίδια αρχή όπως και το Stop & Start της Bosch, αλλά ελέγχει πέραν από το σβήσιμο, και την εκκίνηση του κινητήρα και το δυναμό. Όταν το όχημα επιταχύνει, το σύστημα αποσυνδέει το δυναμό και όλο το φορτίο περνά στην μπαταρία. Στο φρενάρισμα, το δυναμό ενεργοποιείται και πάλι και φορτίζει την μπαταρία. Η συγκεκριμένη λύση επιφέρει σημαντικότατη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου – σχεδόν κατά 6% στο συνδυασμένο κύκλο και μέχρι και 15% στην αστική οδήγηση.
Valeo. Η ονομασία του συστήματος είναι STARS (Αναστρέψιμο Σύστημα Μίζας Δυναμό). Το συγκεκριμένο σύστημα εξοπλίζει αυτοκίνητα των Citroën, Mercedes-Benz κ.α. Μειώνει την κατανάλωση καυσίμου σχεδόν κατά 10% και διαθέτει ανεξάρτητη μονάδα ελέγχου. Το σύστημα κάνει χρήση ενός αναστρέψιμου δυναμό, το οποίο λειτουργεί τόσο ως μίζα, όσο και ως δυναμό. Με τη βοήθεια ενός ειδικού ιμάντα κίνησης και ενός ειδικά κατασκευασμένου τεντωτήρα, η συσκευή έχει τη δυνατότητα να μεταφέρει τάση και προς τις δυο κατευθύνσεις, ανάλογα με τις ανάγκες: είτε βάζοντας μπροστά τον κινητήρα, είτε φορτίζοντας την μπαταρία. Η υψηλή ταχύτητα απόκρισης αποτελεί το βασικότερο πλεονέκτημα της συγκεκριμένης λύσης: απαιτείται δυο φορές μικρότερος χρόνος για να πάρει μπροστά ο κινητήρας, σε σχέση με το χρόνο που χρειάζεται με μια κανονική μίζα. Παράλληλα, κάνει και αποτελεσματική χρήση της ενέργειας πέδησης.
Mazda. Η ονομασία του είναι SISS (Σύστημα Έξυπνου Σταματήματος Ρελαντί) ή i-Stop. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποκλειστικά σε συνδυασμό με αυτόματα κιβώτια ταχυτήτων και κινητήρες βενζίνης με άμεσο ψεκασμό καυσίμου. Μειώνει την κατανάλωση καυσίμου μέχρι κατά 9%. Η επαναληπτική εκκίνηση του κινητήρα είναι δυνατή, χάρη στην αναγκαστική έγχυση καυσίμου μέσα στους κυλίνδρους και την ανάφλεξη του μίγματος καυσίμου-αέρα. Για να γίνει αυτό, κατά το φρενάρισμα, τα έμβολα παίρνουν την ιδανικότερη θέση για την ταχύτερη επανεκκίνηση του κινητήρα. Η χρήση της μίζας γίνεται αποκλειστικά, ως βοηθητική πηγή ενέργειας.
Προτερήματα και μειονεκτήματα
Η υπερβολική κίνηση στους δρόμους αποτελεί ένα από τα βασικότερα προβλήματα στις σύγχρονες μεγαλουπόλεις. Με βάση την πιο πρόσφατη έρευνα της αμερικανικής εταιρείας INRIX Roadway Analytics, το 2017, οι κάτοικοι της Μόσχας πέρασαν 91 ώρες κολλημένοι στην κίνηση, οι άνθρωποι που ζουν στο Λονδίνο 73 ώρες, στο Παρίσι 65 ώρες, στην Κωνσταντινούπολη 59 ώρες, στη Ζυρίχη 54 ώρες, στο Μόναχο 49 ώρες και στο Όσλο 47. Οι τιμές αυτές πάρθηκαν μέσα σε μόλις 240 εργάσιμες ημέρες, χωρίς τα Σαββατοκύριακα. Η οδήγηση όταν υπάρχει υπερβολική κίνηση, προκαλεί σημαντική αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου, ενώ όσο πιο μεγάλη ποσότητα καυσίμου καίγεται, τόσο μεγαλύτερο είναι και το ποσοστό των βλαβερών ουσιών που εκπέμπονται στην ατμόσφαιρα.
Το βασικότερο καθήκον του συστήματος Start-stop, είναι η επίλυση αυτών ακριβώς των προβλημάτων. Με το σβήσιμο του κινητήρα, όταν δεν χρειάζεται να δουλεύει, το συγκεκριμένο σύστημα βοηθά στη μεγάλη εξοικονόμηση καυσίμου.
Η χρήση του συγκεκριμένου συστήματος προσφέρει ακόμη ένα αδιαμφισβήτητο προτέρημα. Μειώνοντας στο ελάχιστο τον αριθμό των ωρών λειτουργίας στο ρελαντί και την προσθήκη πρόσθετου φορτίου στον κινητήρα στις χαμηλές σ.α.λ., προάγεται η βέλτιστη απόδοση του καταλύτη και αυξάνεται ο χρόνος ζωής του, ενώ παράλληλα, αποτρέπει τη δημιουργία επικαθίσεων άνθρακα στα μπουζί. Όσον αφορά στους κινητήρες ντίζελ, καθυστερεί τη δημιουργία επικαθίσεων στη βαλβίδα EGR, επιτρέπει τη μείωση της κατανάλωσης ουρίας και προάγει την αποτελεσματικότερη αναγέννηση του φίλτρου σωματιδίων ντίζελ.
Παρ’ όλα αυτά, το σύστημα Start-stop διαθέτει και μερικά μειονεκτήματα. Έχει ανάγκη από ισχυρότερο εξοπλισμό και πιο αναλυτικά, μίζα και μπαταρία. Οι συγκεκριμένες συσκευές έχουν σχεδόν το διπλάσιο μέγεθος από τις κανονικές. Παράλληλα, οι επαναλαμβανόμενες εκκινήσεις του κινητήρα, προκαλούν την αύξηση του φορτίου που δέχονται τα έδρανα του στροφαλοφόρου άξονα. Σε μια συνέντευξή του για το βρετανικό περιοδικό Autocar, ο Gerhard Arnold, ο επικεφαλής σε ένα από τα τμήματα της Federal Mogul, αποκάλυψε ότι ένας κανονικός κινητήρας, αντέχει με ευκολία περισσότερες από 50.000 εκκινήσεις και σβησίματα, αλλά ότι, με το σύστημα Start-stop, ο αριθμός αυτός μπορεί να ξεπεράσει τις 500.000. Έτσι, τα κανονικά ρουλεμάν αρχίζουν να παρουσιάζουν σημαντική φθορά, μόλις φτάσουν τις 100.000 εκκινήσεις.
Μια ακόμη ενόχληση αποτελεί και η καθυστέρηση της εκκίνησης. Παρά το ότι οι τιμές είναι ασήμαντες (τα συστήματα με ενισχυμένη μίζα απαιτούν 0.8 δευτερόλεπτα, με αναστρέψιμο δυναμό 0.4 δευτερόλεπτα, με ρύθμιση του ψεκασμού καυσίμου 0.35 δευτερόλεπτα), αρκετοί οδηγοί αισθάνονται δυσαρεστημένοι.
Παράλληλα, η λειτουργία του συστήματος μπορεί να γίνει αποκλειστικά, όταν πληρούνται συγκεκριμένες προϋποθέσεις.
Οι 10 απαραίτητες προϋποθέσεις που κάνουν δυνατή τη λειτουργία του συστήματος Start-stop
*Τόσο το καπό, όσο και η πόρτα του οδηγού, πρέπει είναι κλειστά.
*Ο οδηγός πρέπει να έχει δέσει τη ζώνη ασφαλείας του.
* Η ταχύτητα του αυτοκινήτου θα πρέπει να μην είναι μικρότερη των 4 χλμ/ώρα.
*Ο κινητήρας πρέπει να είναι αρκετά ζεστός.
*Οι στροφές του κινητήρα δεν πρέπει να ξεπερνούν τις ονομαστικές σ.α.λ. του ρελαντί.
*Ο σύστημα ξεπαγώματος των παρμπρίζ θα πρέπει να είναι απενεργοποιημένο.
*Η εσωτερική θερμοκρασία δεν θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 8 βαθμούς από την καθορισμένη της τιμή. Ισχύει αποκλειστικά για το χειμώνα.
*Η φόρτιση της μπαταρίας να μην είναι χαμηλότερη από την καθορισμένη για το σύστημα τιμή. Όσον αφορά στο ISG, η τιμή αυτή είναι 75%.
*Το δυναμό να είναι απόλυτα λειτουργικό.
*Να μην υπάρχει σημαντική κλίση του τιμονιού.
Συμπέρασμα
Οι προσπάθειες πλήθους εταιρειών στις ημέρες μας, αποσκοπούν στη βελτίωση του συστήματος Start-stop. Παραδείγματος χάρη, η Βρετανική εταιρεία Millers Oils έχει παρουσιάσει ήδη, λάδια κινητήρα τα οποία προκαλούν τη μείωση της τριβής των τμημάτων του κινητήρα και της φθοράς τους κατά 50%. Με βάση τον Martyn Mann, τεχνικό διευθυντή της εταιρείας, το συγκεκριμένο σύστημα αλλά και τα παρόμοια προϊόντα θα πρέπει να βοηθήσουν ενεργά στην προώθηση των τεχνολογιών Start-stop. Παράλληλα, κάποιοι κατασκευαστές προσπαθούν να δημιουργήσουν πιο δυνατά ρουλεμάν, ενώ οι μηχανικοί της Bosch, της Valeo, της Denso και πολλών ακόμα αυτοκινητοβιομηχανιών, προσπαθούν να μειώσουν το χρόνο εκκίνησης του κινητήρα.
Παρ’ όλα αυτά, όμως, ενώ το σύστημα παρουσιάζει ακόμη ελλείψεις και η οικονομία που παρέχει – λαμβάνοντας υπόψη το κόστος του αντίστοιχου εξοπλισμού – ενδέχεται να φανεί ασήμαντη σε κάποιους, με βάση τους ειδικούς, η συγκεκριμένη τεχνολογία διαθέτει μεγάλο μέλλον. Σε τελική ανάλυση, τα οφέλη που παρέχει στο περιβάλλον είναι αδιαμφισβήτητα.
Πηγή:autodoc
