Není nic úžasnějšího než vidět dálnici proměněnou v parkoviště. Auta stojí blízko u sebe a s mučivou pomalostí se pomalu pohybují vpřed. Psychický tlak je cítit okamžitě. Jdete pozdě na schůzku, zamčený v kovové krabici, bezpečnostní pás se vám zarývá do ramene. Začíná klaustrofobie. Neexistuje žádná cesta ven. Musíte počkat, až se zácpa uvolní.
Stres se ale neprojevuje jen na psychické úrovni. Váš motor běží dál.
V horkém červencovém dni cítíte radiální teplo z výfuků obklopujících váš vůz. Spalujete benzín, aniž byste se nikam pohnuli. Volnoběh je jedním z neefektivnějších způsobů využití paliva. Doslova vyhazujete peníze.
Náklady přesahují vaši peněženku. Emise oxidu uhličitého ze spalovacích motorů stoupají do atmosféry. Tento smog přispívá k efektu městského tepelného ostrova a zvyšuje místní teploty v metropolitních oblastech. Jde o dvojí trest: finanční a ekologický.
Řidiči hledají odpovědi. S nestálými cenami ropy a rostoucími obavami o životní prostředí se zdá, že tradiční spalovací motor je zastaralý. Noční můra dopravních zácp má řešení. Říká se tomu Idle-Stop System.
Mechanika účinnosti systému Stop-Start
Idle-Stop, často nazývaný Start-Stop, automaticky vypne motor, když se vozidlo zastaví. Znovu se spustí v okamžiku, kdy uvolníte brzdu nebo sešlápnete spojku. Tato technologie je základem toho, co průmysl nyní nazývá mírné hybridy.
Na rozdíl od full hybridů, které využívají k pohonu kol elektromotor, se mild hybridy spoléhají na motor jako pohon. Elektromotor pouze pomáhá při akceleraci nebo pohání pomocné systémy. Funkce Idle-Stop je nejběžnější aplikací této lehké hybridní architektury.
Cíl je jednoduchý: eliminovat zbytečnou spotřebu paliva v době nečinnosti. Když čekáte na červenou, motor spí. Palivo se nespaluje. Nejsou zvýrazněny žádné emise. Když jste připraveni k pohybu, startér se okamžitě zapne. Přechod probíhá rychle. Moderní systémy mají sníženou latenci na téměř nepostřehnutelnou úroveň.
Proč je tradiční nečinnost neúčinná
Spalovací motory jsou navrženy tak, aby pracovaly při určitých otáčkách pro optimální účinnost. Volnoběžné otáčky udržují motor v chodu v nízkých otáčkách, aniž by vykonával jakoukoli užitečnou práci. Směs vzduchu a paliva hoří, ale energie se ztrácí v důsledku tření a tepla.
Podívejme se na čísla. Typický sedan může při volnoběhu spotřebovat 0,2 až 0,5 galonu paliva za hodinu. Více než týden jízdy v hustém provozu to představuje značné množství. Neplatíte jen za palivo; Platíte za opotřebení komponentů, jako jsou zapalovací svíčky a olej, které rychleji degradují za neefektivních provozních podmínek.
Systém Idle-Stop tento cyklus přeruší. Úplným vypnutím přívodu paliva při parkování šetří zdroje. Snižuje namáhání baterie a startéru, ačkoli tyto součásti jsou zesíleny, aby vydržely zvýšený pracovní cyklus.
Role lehkých hybridů při snižování emisí
Lehké hybridy integrují řemenem poháněný startér generátor (BSG) nebo integrovaný startér generátor (ISG). Tato zařízení zajišťují proces restartování motoru. Jsou spolehlivější než běžné startéry. Poskytují také dodatečnou trakci během zrychlení a vyhlazují dodávku výkonu.
Tato konstrukce umožňuje, aby se motor vypínal častěji a zůstal vypnutý po delší dobu. V hustém městském provozu může být motor po značnou část jízdy vypnutý. Výsledkem je měřitelné snížení emise CO2.
Regulátoři po celém světě zpřísňují standardy palivové účinnosti. Automobiloví výrobci zavádějí technologii Idle-Stop jako nákladově efektivní způsob, jak tyto požadavky splnit, aniž by museli předělávat celé hnací ústrojí. Jde o postupnou změnu s kumulativním efektem.
Skutečný dopad na spotřebu paliva
Spotřeba paliva se liší v závislosti na jízdních podmínkách. Systém Idle-Stop v dopravních zácpách
Jak vlastně fungují mírné hybridy
Často slyšíte o plných hybridech. Průmysl silně sází na elektrifikaci a marketingové rozpočty to odrážejí. Oblibu si ale tiše získávají i mild hybridi. Nenechte se tím jménem zmást. Technicky to nejsou hybridy. Kola neroztáčí žádný elektromotor. Stále spalujete benzín, abyste vytvořili rotační pohyb. Baterie je přítomna, ale její práce je zcela odlišná od toho, co vidíte v Toyotě Prius nebo Toyota RAV4 Hybrid.
Jeho hlavní funkcí je podpora systému start-stop. Tato technologie vypíná motor, když vozidlo stojí nebo jede setrvačností, aby se ušetřilo palivo. Červený semafor? Motor je vypnutý. Benzín se nespotřebovává. Když se kontrolka rozsvítí zeleně a sešlápnete pedál, motor se znovu nastartuje. To se děje tak rychle, že si toho ani nevšimnete. Odpružení nepropadá. Volant neztěžkne. Zdá se, že motor nikdy nezhasl.
Systém se opírá o tři hlavní komponenty: spalovací motor, elektrický startér-generátor a vysokokapacitní baterii. Energie proudí oběma směry v závislosti na způsobu pohybu. Zde vstupuje do hry regenerativní brzdění. Používá se nejen při dojezdu. Když se pohnete a začnete brzdit, kola roztáčí elektrický generátor. Tato rotační energie se přeměňuje na elektřinu. Generátor posílá tento náboj do baterie. Ona to hromadí. Později, když je vyžadován restart, baterie dodává proud přes startér. Jen. Efektivní.
Které vozy jsou vybaveny technologií start-stop?
Nejedná se o exkluzivní technologii od jednoho výrobce. Téměř každá velká automobilka implementovala nějakou verzi této technologie do všech svých modelů. Najdete ho v kompaktních sedanech, středně velkých SUV a dokonce i v některých sportovnějších modelech. Implementace se liší. Některé systémy jsou základní a vypínají motor pouze při úplném zastavení. Jiné jsou sofistikovanější a dokážou znovu nastartovat motor před úplným zastavením vozu, pokud se doprava pohybuje pomalu.
Podívejte se na segment kompaktních SUV. Značky jako Honda, Toyota a Ford tyto systémy široce implementovaly do modelů jako CR-V, RAV4 a Escape. Najdete je také v oblíbených sedanech, jako je Honda Accord, Toyota Camry a Ford Fusion. Tato technologie se dostala i do segmentu ekonomických vozů. Nissan Versa a Hyundai Elantra jsou často vybaveny takovými systémy, aby splňovaly přísnější emisní předpisy bez výrazné ztráty výkonu.
V segmentu luxusních vozů tyto systémy již řadu let využívají BMW, Mercedes-Benz a Audi. Často jsou kombinovány se složitějšími mild-hybridními architekturami, které mohou motoru krátce asistovat při akceleraci. Není to jen o tom, že tu a tam ušetříte galon benzínu. Jde o soulad. Města zpřísňují emisní předpisy. Výrobci automobilů potřebují snížit průměry v celé své řadě. Mírné hybridy nabízejí relativně levnou cestu ke splnění těchto požadavků.
“Baterie v mild hybridu je stále velmi důležitá, ale jejím hlavním účelem je být součástí systému start-stop.”
Ne všechny start-stop systémy jsou si rovny. Někteří pracují ve spurtech. Motor může při opětovném nastartování kýchat. Klimatizace se může dočasně vypnout, takže se v letním provozu zpotíte. Ostatní jsou zpracovány k dokonalosti. K restartu dojde tiše. Klimatizace nadále funguje. Rozdíl často spočívá v kvalitě elektrického startéru a systému řízení baterie. Vozy vyšší třídy mají obvykle pokročilejší implementaci. Za tuto hladkost se platí.
Přijetí spotřebitelem
Realita mild hybridů a vzestup inteligentních stop-start systémů
Buďme upřímní od začátku. Úspora paliva z mild hybridu vás nezbohatne. Neuvidíte výkon, který poskytují plně hybridní pohonné jednotky. To ale neznamená, že technologie je k ničemu. Systémy stop-start jsou pro běžné spalovací motory skutečným krokem vpřed. Jsou zaměřeny na boj proti dvěma největším nepřátelům spotřeby paliva: volnoběhu a noční můře městského smyku.
Nejedná se o nový koncept. Tato technologie existuje již mnoho let, ale její přijetí konečně nabírá na síle. Zaznamenáváme posun od specializovaných řešení k širšímu využití v továrnách velkých automobilek.
Implementace v Evropě a Japonsku
Většina prvních osvojitelů pocházela z Evropy nebo Japonska. Je to logické. Hustota provozu a vysoké daně z pohonných hmot v těchto regionech přinutily inženýry hledat způsoby, jak zlepšit efektivitu tam, kde by se jiné regiony jednoduše neobtěžovaly.
Vezměte si MINI Cooper. Tento kompaktní vůz, vyráběný pod záštitou BMW Group, je vybaven technologií stop-start od roku 2007. Jedná se o jemnou funkci, kterou kupující dbající na styl a značku často přehlížejí, ale její přínos se zvyšuje s každým tisíci kilometry.
Audi následovalo později. Do druhého čtvrtletí roku 2009 zavedla německá automobilka systémy stop-start u modelů A3, A4 a A5. Ukázaly, že ani kupující prémiových sedanů nejsou osvobozeni od požadavků na účinnost.
Mazda’s SISS: Zapalování místo rolování
Nejvýznamnější vývoj v poslední době nastává u Mazdy s Mazdou3. Počínaje koncem roku 2009 tento vůz představil chytřejší variantu standardního systému stop-start.
Zde je problém konvenčních systémů: spoléhají na tradiční elektrický startér. Tento startér odebírá hodně proudu z baterie. Restartování se může zdát pomalé. Dochází ke zpoždění. To zabíjí bezproblémový zážitek, který řidiči očekávají.
Mazda tento problém vyřešila pomocí spalování k opětovnému spuštění motoru. Tento systém nazývají Smart Idle Stop System nebo SISS.
Tajemství spočívá v přímém vstřikování a přesných datech senzoru. Když zastavíte, senzory systému umístí písty motoru do určitých pozic v každém válci. To není náhoda. Počítač určí, který válec je plně stlačený a připravený k zapálení.
Při opětovném nastartování je palivo vstřikováno přímo do konkrétního válce. Směs vzduchu a paliva se vznítí. Motor se okamžitě vrátí do práce. Žádný zvuk startéru. Žádné zpoždění.
Čísla nelžou
Výsledkem této mechanické změny je měřitelný efekt. Mazda tvrdí, že se jejich motory restartují za pouhých 350 milisekund. Porovnejte to s konvenčními systémy, kterým trvá opětovné roztočení klikového hřídele asi dvakrát déle.
Zvýšení účinnosti je také zcela konkrétní. Mazda hlásí 10procentní snížení spotřeby paliva v městských podmínkách. To je významné pro auto, které není plug-in hybrid. Toto je druh vylepšení, který je rozdíl, když se podíváte na cenu za galon.
Toto malé vylepšení mechaniky restartu mění prostředí pro městské řidiče. Z nepříjemné funkce se stává hmatatelná výhoda.
Pro ty, kteří se hlouběji ponoří do hybridní technologie a spotřeby paliva, se krajina rychle mění. Rozdíl mezi mild hybridy a full hybridy se zmenšuje, pokud jde o zkušenosti řidiče, i když mechanická složitost zůstává odlišná.
Zdroje
Abelsamide, Sam. “Paříž Preview: Mazda odhaluje nový, chytřejší systém Smart Idle Stop.” AutoBlogGreen.com. 10. září 2008
HybridCars.com. “Hybridy s motory Stop-Start.”
* Korzeniewski, Jeremy. “Audi oznamuje zavedení technologie stop/start.” AutoBlogGreen.com. 8. května 2009
Pollard, Tim. “MINI stop-start”. CarMagazine.com. 3. září 2007
Richard, Michael Graham. “Už vás nebaví nula mpg? Stop/start technologie za vás.” Treehugger.com. 8. února 2008
* Ministerstvo energetiky USA. “Stop/Start: Přehled”.
