Sistem Start-Stop. Berhasil?

Salah satu cara untuk mengurangi konsumsi bahan bakar, yang dikenal selama bertahun-tahun, adalah dengan mematikan mesin bahkan saat mobil berhenti sebentar. Di mobil modern, sistem Start-Stop bertanggung jawab untuk tugas ini.

Dalam uji traksi yang dilakukan di Jerman pada tahun 55-an pada Audi LS dengan mesin 0,35 kW, ditemukan bahwa konsumsi bahan bakar saat idle adalah 1,87 cm5. XNUMX./s, dan di awal XNUMX, lihat XNUMX. Data ini menunjukkan bahwa mematikan mesin dengan berhenti selama lebih dari XNUMX detik menghemat bahan bakar.

Pada waktu yang hampir bersamaan, tes serupa dilakukan oleh produsen mobil lain. Kemampuan untuk mengurangi konsumsi bahan bakar dengan menghentikan mesin bahkan pada pemberhentian yang sangat singkat dan menyalakannya kembali telah menyebabkan pengembangan perangkat kontrol yang melakukan tindakan ini secara otomatis. Yang pertama mungkin Toyota, yang pada tahun tujuh puluhan menggunakan perangkat elektronik dalam model Crown yang mematikan mesin saat berhenti selama lebih dari 1,5 detik. Pengujian di kemacetan lalu lintas Tokyo menunjukkan pengurangan 10% dalam konsumsi bahan bakar. Sistem yang berfungsi serupa telah diuji di Fiat Regata dan 1st Formel E Volkswagen Polo. Sebuah perangkat di mobil terakhir memungkinkan pengemudi untuk menghentikan mesin, atau hanya secara otomatis, tergantung pada kecepatan, suhu mesin, dan posisi tuas persneling. Mesin dihidupkan kembali dengan starter dihidupkan ketika pengemudi menekan pedal akselerator dengan pedal kopling ditekan dan gigi 2 atau 5 diaktifkan. Ketika kecepatan kendaraan turun di bawah XNUMX km/jam, sistem mematikan mesin, menutup saluran idle. Jika mesin dingin, sensor suhu memblokir shutdown mesin untuk mengurangi keausan pada starter, karena mesin yang hangat membutuhkan waktu lebih sedikit untuk memulai daripada yang dingin. Selain itu, sistem kontrol, untuk mengurangi beban baterai, mematikan kaca belakang yang dipanaskan saat mobil diparkir.

Tes jalan telah menunjukkan pengurangan konsumsi bahan bakar hingga 10% dalam kondisi mengemudi yang buruk. Emisi karbon monoksida juga turun 10%. Sedikit lebih dari 2 persen. di sisi lain, kandungan nitrogen oksida dan hampir 5 hidrokarbon dalam gas buang telah meningkat. Menariknya, tidak ada efek negatif dari sistem pada daya tahan starter.

Sistem start-stop modern

Sistem start-stop modern secara otomatis mematikan mesin ketika diparkir (dalam kondisi tertentu) dan menyalakannya kembali segera setelah pengemudi menekan pedal kopling atau melepaskan pedal rem dalam kendaraan bertransmisi otomatis. Ini mengurangi konsumsi bahan bakar dan emisi karbon, tetapi hanya di lalu lintas perkotaan. Menggunakan sistem Start-Stop memerlukan komponen kendaraan tertentu, seperti starter atau baterai, agar bertahan lebih lama dan melindungi yang lain dari efek seringnya mesin mati.

Sistem Start-Stop dilengkapi dengan sistem manajemen energi yang kurang lebih canggih. Tugas utama mereka termasuk memeriksa status pengisian baterai, mengonfigurasi penerima pada bus data, mengurangi konsumsi daya, dan memperoleh tegangan pengisian optimal saat ini. Semua ini untuk menghindari pelepasan baterai yang terlalu dalam dan untuk memastikan bahwa mesin dapat dihidupkan kapan saja. Dengan terus-menerus mengevaluasi kondisi baterai, pengontrol sistem memantau suhu, tegangan, arus, dan waktu pengoperasiannya. Parameter ini menentukan daya awal sesaat dan status pengisian saat ini. Jika sistem mendeteksi tingkat daya baterai rendah, ini akan mengurangi jumlah penerima yang diaktifkan sesuai dengan urutan shutdown yang diprogram.

Sistem Start-Stop dapat secara opsional dilengkapi dengan pemulihan energi pengereman.

Kendaraan dengan sistem Start Stop menggunakan baterai EFB atau AGM. Baterai tipe EFB, tidak seperti yang klasik, memiliki pelat positif yang dilapisi dengan lapisan poliester, yang meningkatkan ketahanan massa aktif pelat terhadap pelepasan yang sering dan muatan arus tinggi. Baterai AGM, di sisi lain, memiliki serat kaca di antara pelat yang sepenuhnya menyerap elektrolit. Praktis tidak ada kerugian darinya. Tegangan yang sedikit lebih tinggi dapat diperoleh di terminal baterai jenis ini. Mereka juga lebih tahan terhadap apa yang disebut debit dalam.

Apakah itu membahayakan mesin?

Beberapa dekade yang lalu, diyakini bahwa setiap mesin mulai meningkatkan jarak tempuhnya beberapa ratus kilometer. Jika ini masalahnya, maka sistem Start-Stop, yang bekerja pada mobil yang hanya melaju di lalu lintas kota, harus menyelesaikan mesin dengan sangat cepat. Tetap hidup dan mati mungkin bukan yang paling disukai mesin. Namun, kemajuan teknis harus diperhitungkan, misalnya di bidang pelumas. Selain itu, sistem Start-Stop memerlukan perlindungan yang efektif dari berbagai sistem, terutama mesin, dari konsekuensi seringnya mati. Ini berlaku, antara lain, untuk memastikan pelumasan paksa tambahan dari turbocharger

Starter dalam sistem Start-Stop

Pada sebagian besar sistem start-stop yang digunakan, mesin dihidupkan menggunakan starter tradisional. Namun, karena jumlah operasi yang meningkat secara signifikan, daya tahannya meningkat. Starter lebih bertenaga dan dilengkapi dengan sikat yang lebih tahan aus. Mekanisme kopling memiliki kopling satu arah yang didesain ulang dan roda gigi memiliki bentuk gigi yang diperbaiki. Hal ini menghasilkan pengoperasian starter yang lebih tenang, yang penting untuk kenyamanan berkendara selama mesin sering dihidupkan. 

Generator reversibel

Perangkat yang disebut StARS (Starter Alternator Reversible System) dikembangkan oleh Valeo untuk sistem Start-Stop. Sistem ini didasarkan pada mesin listrik reversibel, yang menggabungkan fungsi starter dan alternator. Alih-alih generator klasik, Anda dapat dengan mudah memasang generator reversibel.

Perangkat memberikan awal yang sangat mulus. Dibandingkan dengan starter konvensional, tidak ada proses penyambungan di sini. Saat start, belitan stator dari alternator bolak-balik, yang saat ini menjadi motor listrik, harus disuplai dengan tegangan bolak-balik, dan belitan rotor dengan tegangan searah. Mendapatkan tegangan AC dari baterai onboard memerlukan penggunaan yang disebut inverter. Selain itu, belitan stator tidak boleh disuplai dengan tegangan bolak-balik melalui penstabil tegangan dan jembatan dioda. Regulator tegangan dan jembatan dioda harus diputuskan dari belitan stator untuk saat ini. Pada saat penyalaan, generator reversibel menjadi motor listrik dengan tenaga 2 - 2,5 kW, menghasilkan torsi 40 Nm. Ini memungkinkan Anda menghidupkan mesin dalam 350-400 ms.

Begitu mesin hidup, tegangan AC dari inverter berhenti mengalir, generator reversibel menjadi alternator lagi dengan dioda yang terhubung ke belitan stator dan pengatur tegangan untuk memasok tegangan DC ke sistem kelistrikan kendaraan.

Dalam beberapa solusi, selain generator reversibel, mesin juga dilengkapi dengan starter tradisional, yang digunakan untuk start pertama setelah lama tidak aktif.

Akumulator energi

Dalam beberapa solusi sistem Start-Stop, selain baterai biasa, ada juga yang disebut. akumulator energi. Tugasnya adalah mengakumulasi listrik untuk memfasilitasi start dan start ulang mesin pertama dalam mode "Start-Stop". Ini terdiri dari dua kapasitor yang dihubungkan secara seri dengan kapasitas beberapa ratus farad. Pada saat pengosongan, ia mampu mendukung sistem pengasutan dengan arus beberapa ratus ampere.

syarat Penggunaan

Pengoperasian sistem Start-Stop hanya dimungkinkan dalam sejumlah kondisi yang berbeda. Pertama-tama, harus ada cukup energi di baterai untuk menghidupkan kembali mesin. Selain itu, termasuk kecepatan kendaraan dari start pertama harus melebihi nilai tertentu (misalnya, 10 km/jam). Waktu antara dua pemberhentian mobil yang berurutan lebih besar dari waktu minimum yang ditentukan oleh program. Suhu bahan bakar, alternator, dan baterai berada dalam kisaran yang ditentukan. Jumlah pemberhentian tidak melebihi batas pada menit terakhir mengemudi. Mesin berada pada suhu operasi optimal.

Ini hanyalah beberapa persyaratan yang harus dipenuhi agar sistem dapat bekerja.