أنظمة Start-Stop. إنها تعمل؟

إحدى طرق تقليل استهلاك الوقود ، المعروفة منذ سنوات عديدة ، هي إيقاف تشغيل المحرك حتى أثناء توقف السيارة لفترة قصيرة. في السيارات الحديثة ، تكون أنظمة Start-Stop مسؤولة عن هذه المهمة.

في اختبار قيادة تم إجراؤه في ألمانيا في عام 55 على سيارة Audi LS بمحرك 0,35 كيلو واط ، وجد أن استهلاك الوقود عند الخمول يبلغ 1,87 سم 5. XNUMX./s ، وفي بداية XNUMX ، راجع XNUMX. أظهرت هذه البيانات أن إيقاف تشغيل المحرك مع التوقف لأكثر من XNUMX ثانية يوفر الوقود.

في نفس الوقت تقريبًا ، تم إجراء اختبارات مماثلة من قبل شركات تصنيع سيارات أخرى. أدت القدرة على تقليل استهلاك الوقود من خلال إيقاف المحرك حتى عند التوقف القصير جدًا وإعادة تشغيله إلى تطوير أجهزة تحكم تقوم بهذه الإجراءات تلقائيًا. الأولى كانت على الأرجح شركة تويوتا ، التي استخدمت في السبعينيات جهازًا إلكترونيًا في طراز كراون قام بإيقاف تشغيل المحرك عند توقف لأكثر من 1,5 ثانية. أظهرت الاختبارات في طوكيو الاختناقات المرورية انخفاضًا بنسبة 10٪ في استهلاك الوقود. تم اختبار نظام يعمل بشكل مشابه في Fiat Regata و 1st Formel E Volkswagen Polo. سمح جهاز في السيارة الأخيرة للسائق بإيقاف المحرك ، أو تلقائيًا ، حسب السرعة ودرجة حرارة المحرك وموضع ذراع التروس. تمت إعادة تشغيل المحرك مع بدء تشغيل المحرك عندما ضغط السائق على دواسة الوقود مع الضغط على دواسة القابض وتعشيق الترس الثاني أو الخامس. عندما انخفضت سرعة السيارة إلى أقل من 2 كم / ساعة ، أوقف النظام المحرك ، وأغلق قناة التباطؤ. إذا كان المحرك باردًا ، فإن مستشعر درجة الحرارة يمنع إيقاف تشغيل المحرك لتقليل تآكل المحرك ، لأن المحرك الدافئ يستغرق وقتًا أقل بكثير من المحرك البارد. بالإضافة إلى ذلك ، قام نظام التحكم ، لتقليل الحمل على البطارية ، بإيقاف تشغيل النافذة الخلفية المسخنة عندما كانت السيارة متوقفة.

أظهرت اختبارات الطريق انخفاضًا في استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 10٪ في ظروف القيادة المعاكسة. كما انخفضت انبعاثات أول أكسيد الكربون بنسبة 10٪. أكثر بقليل من 2 في المائة. من ناحية أخرى ، زاد محتوى أكاسيد النيتروجين وما يقرب من 5 هيدروكربونات في غازات العادم. ومن المثير للاهتمام أنه لم يكن هناك أي تأثير سلبي للنظام على متانة البادئ.

أنظمة التشغيل والإيقاف الحديثة

تقوم أنظمة بدء التشغيل الحديثة بإيقاف تشغيل المحرك تلقائيًا عند الوقوف (في ظل ظروف معينة) وإعادة تشغيله بمجرد أن يضغط السائق على دواسة القابض أو يحرر دواسة الفرامل في سيارة ذات ناقل حركة أوتوماتيكي. هذا يقلل من استهلاك الوقود وانبعاثات الكربون ، ولكن فقط في حركة المرور في المدن. يتطلب استخدام نظام Start-Stop أن تدوم مكونات معينة في السيارة ، مثل بادئ التشغيل أو البطارية ، لفترة أطول وتحمي المكونات الأخرى من تأثيرات عمليات إيقاف تشغيل المحرك المتكررة.

تم تجهيز أنظمة Start-Stop بأنظمة إدارة طاقة أكثر أو أقل تطوراً. تشمل مهامهم الرئيسية التحقق من حالة شحن البطاريات ، وتكوين أجهزة الاستقبال في ناقل البيانات ، وتقليل استهلاك الطاقة والحصول على جهد الشحن الأمثل في الوقت الحالي. كل هذا من أجل تجنب التفريغ العميق للبطارية ولضمان إمكانية تشغيل المحرك في أي وقت. من خلال التقييم المستمر لحالة البطارية ، تراقب وحدة التحكم في النظام درجة الحرارة والجهد والتيار ووقت التشغيل. تحدد هذه المعلمات قوة البدء اللحظية وحالة الشحن الحالية. إذا اكتشف النظام انخفاض مستوى البطارية ، فإنه يقلل من عدد أجهزة الاستقبال الممكنة وفقًا لأمر الإغلاق المبرمج.

يمكن تجهيز أنظمة Start-Stop اختياريًا باستعادة طاقة الكبح.

المركبات المزودة بأنظمة Start Stop تستخدم بطاريات EFB أو AGM. تحتوي البطاريات من نوع EFB ، على عكس البطاريات الكلاسيكية ، على لوحات موجبة مغطاة بطبقة من البوليستر ، مما يزيد من مقاومة الكتلة النشطة للألواح لعمليات التفريغ المتكررة والشحنات الحالية المرتفعة. من ناحية أخرى ، تحتوي بطاريات AGM على ألياف زجاجية بين الألواح ، والتي تمتص المنحل بالكهرباء تمامًا. لا توجد خسائر عمليا من ذلك. يمكن الحصول على جهد أعلى قليلاً عند أطراف هذا النوع من البطاريات. كما أنها أكثر مقاومة لما يسمى بالتفريغ العميق.

هل يضر المحرك؟

قبل عدة عقود ، كان يُعتقد أن كل محرك يعمل على زيادة المسافة المقطوعة بمقدار بضع مئات من الكيلومترات. إذا كان هذا هو الحال ، فإن نظام Start-Stop ، الذي يعمل في سيارة تسير فقط في حركة المرور في المدينة ، سيتعين عليه إنهاء المحرك بسرعة كبيرة. ربما لا يكون الاستمرار في التشغيل والإيقاف هو أفضل ما تفضله المحركات. ومع ذلك ، يجب أن يؤخذ التقدم التقني في الاعتبار ، على سبيل المثال في مجال زيوت التشحيم. بالإضافة إلى ذلك ، يتطلب نظام Start-Stop حماية فعالة لأنظمة مختلفة ، وخاصة المحرك ، من عواقب عمليات الإغلاق المتكررة. وهذا ينطبق ، من بين أمور أخرى ، على ضمان التشحيم الإجباري الإضافي للشاحن التوربيني

Starter في نظام Start-Stop

في معظم أنظمة بدء التشغيل المستخدمة ، يتم تشغيل المحرك باستخدام مشغل تقليدي. ومع ذلك ، نظرًا للعدد الكبير من العمليات ، فقد زاد من المتانة. المبدئ أقوى ومجهز بفرش أكثر مقاومة للاهتراء. تحتوي آلية القابض على قابض أحادي الاتجاه أعيد تصميمه ويكون الترس مصححًا لشكل الأسنان. ينتج عن هذا تشغيل بادئ تشغيل أكثر هدوءًا ، وهو أمر مهم لراحة القيادة أثناء التشغيل المتكرر للمحرك. 

مولد عكسي

تم تطوير مثل هذا الجهاز المسمى StARS (نظام Starter Alternator القابل للعكس) بواسطة Valeo لأنظمة Start-Stop. يعتمد النظام على آلة كهربائية قابلة للانعكاس ، والتي تجمع بين وظائف المبدئ والمولد. بدلاً من المولد الكلاسيكي ، يمكنك بسهولة تثبيت مولد قابل للعكس.

يوفر الجهاز بداية سلسة للغاية. مقارنة بالمشغل التقليدي ، لا توجد عملية اتصال هنا. عند البدء ، يجب تزويد الملف الثابت للمولد القابل للانعكاس ، والذي يصبح في هذا الوقت محركًا كهربائيًا ، بجهد متناوب ، ولف الجزء المتحرك بجهد مباشر. يتطلب الحصول على جهد التيار المتردد من البطارية المدمجة استخدام ما يسمى العاكس. بالإضافة إلى ذلك ، لا ينبغي تزويد لفات الجزء الثابت بجهد متناوب من خلال مثبت الجهد وجسور الصمام الثنائي. يجب فصل منظم الجهد وجسور الصمام الثنائي عن لفات الجزء الثابت لهذا الوقت. في لحظة بدء التشغيل ، يصبح المولد القابل للانعكاس محركًا كهربائيًا بقوة 2 - 2,5 كيلو واط ، ويولد عزمًا يبلغ 40 نيوتن متر. يتيح لك هذا بدء تشغيل المحرك في غضون 350-400 مللي ثانية.

بمجرد بدء تشغيل المحرك ، يتوقف جهد التيار المتردد من العاكس عن التدفق ، يصبح المولد القابل للانعكاس مولدًا للتيار المتردد مرة أخرى مع صمامات ثنائية متصلة بملفات الجزء الثابت ومنظم جهد لتزويد جهد التيار المستمر للنظام الكهربائي للمركبة.

في بعض الحلول ، بالإضافة إلى المولد القابل للانعكاس ، يكون المحرك مزودًا أيضًا ببادئ تشغيل تقليدي ، والذي يستخدم لأول مرة بعد فترة طويلة من عدم النشاط.

مجمع الطاقة

في بعض حلول نظام Start-Stop ، بالإضافة إلى بطارية نموذجية ، هناك أيضًا ما يسمى. تراكم الطاقة. وتتمثل مهمتها في تجميع الكهرباء لتسهيل أول تشغيل للمحرك وإعادة تشغيله في وضع "Start-Stop". يتكون من مكثفين متصلين على التوالي بسعة عدة مئات من الفاراد. في لحظة التفريغ ، تكون قادرة على دعم نظام بدء بتيار يصل إلى عدة مئات من الأمبيرات.

Условия эксплуатации

لا يمكن تشغيل نظام Start-Stop إلا في ظل عدد من الظروف المختلفة. بادئ ذي بدء ، يجب أن يكون هناك طاقة كافية في البطارية لإعادة تشغيل المحرك. بالإضافة إلى ذلك ، مدفوع. يجب أن تتجاوز سرعة السيارة من البداية الأولى قيمة معينة (على سبيل المثال ، 10 كم / ساعة). الوقت بين محطتين متتاليتين للسيارة أكبر من الحد الأدنى الذي حدده البرنامج. تكون درجات حرارة الوقود ومولد التيار المتردد والبطارية ضمن النطاق المحدد. لم يتجاوز عدد التوقفات الحد في الدقيقة الأخيرة من القيادة. المحرك في درجة حرارة التشغيل المثلى.

هذه ليست سوى بعض المتطلبات التي يجب تلبيتها حتى يعمل النظام.