Nie ma nic bardziej oszałamiającego niż widok autostrady zamienionej w parking. Samochody stoją blisko siebie i powoli poruszają się do przodu z bolesną powolnością. Presja psychiczna jest odczuwalna natychmiast. Spóźniasz się na spotkanie, zamknięty w metalowej skrzyni, z zapiętym pasem bezpieczeństwa w ramieniu. Zaczyna się klaustrofobia. Nie ma wyjścia. Trzeba poczekać, aż zator się uspokoi.
Ale stres objawia się nie tylko na poziomie psychicznym. Twój silnik nadal pracuje.
W gorący lipcowy dzień czujesz promieniowe ciepło z rur wydechowych otaczających Twój samochód. Palisz benzynę, nigdzie się nie ruszając. Praca na biegu jałowym jest jednym z najbardziej nieefektywnych sposobów wykorzystania paliwa. Dosłownie wyrzucasz pieniądze w błoto.
Koszty przekraczają Twój portfel. Emisje dwutlenku węgla z silników spalinowych przedostają się do atmosfery. Smog ten przyczynia się do powstania efektu miejskiej wyspy ciepła, zwiększając lokalne temperatury w obszarach metropolitalnych. To podwójna kara: finansowa i środowiskowa.
Kierowcy szukają odpowiedzi. W obliczu niestabilnych cen ropy i rosnących obaw o środowisko tradycyjny silnik spalinowy wydaje się przestarzały. Istnieje rozwiązanie koszmaru korków. Nazywa się to Systemem zatrzymania na biegu jałowym.
Mechanika sprawności systemu Stop-Start
Idle-Stop, często nazywany Start-Stop, automatycznie wyłącza silnik po zatrzymaniu pojazdu. Uruchamia się ponownie w momencie zwolnienia hamulca lub włączenia sprzęgła. Technologia ta stanowi podstawę tego, co w branży nazywa się obecnie łagodnymi hybrydami.
W przeciwieństwie do pełnych hybryd, które wykorzystują silnik elektryczny do napędzania kół, łagodne hybrydy wykorzystują silnik do napędu. Silnik elektryczny wspomaga jedynie podczas przyspieszania lub zasila układy pomocnicze. Funkcja Idle-Stop jest najczęstszym zastosowaniem tej lekkiej architektury hybrydowej.
Cel jest prosty: wyeliminować niepotrzebne zużycie paliwa w okresach przestojów. Gdy stoisz na czerwonym świetle, silnik śpi. Paliwo nie jest spalane. Żadne emisje nie są podświetlone. Gdy będziesz gotowy do jazdy, rozrusznik włącza się natychmiast. Przejście następuje szybko. Nowoczesne systemy zmniejszyły opóźnienia do prawie niezauważalnego poziomu.
Dlaczego tradycyjny tryb bezczynności jest nieskuteczny
Silniki spalinowe są zaprojektowane do pracy przy określonych prędkościach w celu uzyskania optymalnej wydajności. Na biegu jałowym silnik pracuje na niskich obrotach, nie wykonując żadnej użytecznej pracy. Mieszanka paliwowo-powietrzna pali się, ale energia jest tracona na skutek tarcia i ciepła.
Spójrzmy na liczby. Typowy sedan może zużywać od 0,2 do 0,5 galona paliwa na godzinę na biegu jałowym. W ciągu tygodnia jazdy w dużym natężeniu ruchu daje to znaczną kwotę. Nie płacisz tylko za paliwo; Płacisz za zużycie podzespołów, takich jak świece zapłonowe i olej, które szybciej ulegają degradacji w nieefektywnych warunkach pracy.
System Idle-Stop przerywa ten cykl. Całkowicie odcinając dopływ paliwa na postoju, oszczędza zasoby. Zmniejsza obciążenie akumulatora i rozrusznika, chociaż elementy te są wzmocnione, aby wytrzymać zwiększony cykl pracy.
Rola lekkich hybryd w ograniczaniu emisji
Lekkie hybrydy zawierają generator rozrusznika napędzany paskiem (BSG) lub zintegrowany generator rozrusznika (ISG). Urządzenia te zapewniają proces ponownego uruchomienia silnika. Są bardziej niezawodne niż zwykłe rozruszniki. Zapewniają również dodatkową przyczepność podczas przyspieszania, wygładzając przenoszenie mocy.
Taka konstrukcja pozwala na częstsze wyłączanie silnika i pozostawanie wyłączonym przez dłuższy czas. W dużym ruchu miejskim silnik może być wyłączony przez większą część podróży. Rezultatem jest wymierna redukcja emisji CO2.
Organy regulacyjne na całym świecie zaostrzają standardy efektywności paliwowej. Producenci samochodów wprowadzają technologię Idle-Stop jako opłacalny sposób spełnienia tych wymagań bez konieczności przeprojektowywania całego układu napędowego. Jest to zmiana stopniowa o kumulującym się efekcie.
Rzeczywisty wpływ na zużycie paliwa
Zużycie paliwa różni się w zależności od warunków jazdy. System Idle-Stop w korkach
Jak faktycznie działają łagodne hybrydy
Często słyszy się o pełnych hybrydach. Branża mocno stawia na elektryfikację, co odzwierciedlają budżety marketingowe. Ale łagodne hybrydy również po cichu zyskują na popularności. Nie dajcie się zwieść nazwie. Technicznie rzecz biorąc, nie są to hybrydy. Żaden silnik elektryczny nie obraca kół. Nadal spalasz benzynę, aby wytworzyć ruch obrotowy. Akumulator jest, ale jego praca jest zupełnie inna niż w Toyocie Prius czy Toyocie RAV4 Hybrid.
Jego główną funkcją jest wspomaganie systemu start-stop. Technologia ta wyłącza silnik, gdy pojazd stoi lub jedzie na biegu jałowym, aby oszczędzać paliwo. Czerwone światło? Silnik jest wyłączony. Benzyna nie jest zużywana. Gdy światło zmieni kolor na zielony i naciśniesz pedał, silnik uruchomi się ponownie. Dzieje się to tak szybko, że możesz nawet tego nie zauważyć. Zawieszenie nie spada. Kierownica nie staje się ciężka. Mam wrażenie, że silnik nigdy nie zgasł.
System opiera się na trzech głównych elementach: silniku spalinowym, elektrycznym rozruszniku-generatorze i akumulatorze o dużej pojemności. Energia przepływa w obu kierunkach, w zależności od sposobu ruchu. Tutaj właśnie wchodzi w grę hamowanie regeneracyjne. Używa się go nie tylko podczas wybiegu. Kiedy się poruszasz i zaczynasz hamować, koła są obracane przez generator elektryczny. Ta energia rotacyjna jest przekształcana w energię elektryczną. Generator przesyła ten ładunek do akumulatora. Ona to gromadzi. Później, gdy wymagane jest ponowne uruchomienie, akumulator dostarcza prąd przez rozrusznik. Tylko. Skuteczny.
Które samochody są wyposażone w technologię start-stop?
Nie jest to ekskluzywna technologia jednego producenta. Prawie każdy większy producent samochodów wdrożył jakąś wersję tej technologii we wszystkich swoich modelach. Znajdziesz go w kompaktowych sedanach, średniej wielkości SUV-ach, a nawet w niektórych bardziej sportowych modelach. Implementacja jest różna. Niektóre systemy są proste i wyłączają silnik dopiero po całkowitym zatrzymaniu. Inne są bardziej wyrafinowane i potrafią ponownie uruchomić silnik, zanim samochód całkowicie się zatrzyma, jeśli ruch do przodu jest powolny.
Spójrz na segment kompaktowych SUV-ów. Takie marki jak Honda, Toyota czy Ford szeroko wdrożyły te systemy w modelach takich jak CR-V, RAV4 i Escape. Znajdziesz je także w popularnych sedanach, takich jak Honda Accord, Toyota Camry i Ford Fusion. Technologia ta znalazła także zastosowanie w segmencie samochodów ekonomicznych. Nissan Versa i Hyundai Elantra są często wyposażone w takie systemy, aby spełnić bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące emisji bez znaczącej utraty mocy.
W segmencie samochodów luksusowych systemy te od wielu lat stosują BMW, Mercedes-Benz i Audi. Często łączy się je z bardziej złożonymi architekturami miękkiej hybrydy, które mogą na krótko wspomagać silnik podczas przyspieszania. Nie chodzi tylko o zaoszczędzenie galona benzyny tu i tam. To kwestia zgodności. Miasta zaostrzają przepisy dotyczące emisji. Producenci samochodów muszą obniżyć średnie wartości w całej swojej ofercie. Łagodne hybrydy oferują stosunkowo niedrogą drogę do spełnienia tych wymagań.
„Akumulator w miękkiej hybrydzie jest nadal bardzo ważny, ale jego głównym celem jest bycie częścią systemu Start-Stop.”
Nie wszystkie systemy start-stop są sobie równe. Niektórzy pracują zrywami. Silnik może kichnąć po ponownym uruchomieniu. Klimatyzacja może chwilowo się wyłączyć, powodując pocenie się w letnim ruchu ulicznym. Inne są dopracowane do perfekcji. Ponowne uruchomienie następuje w trybie cichym. Klimatyzacja nadal działa. Różnica często polega na jakości elektrycznego rozrusznika i systemu zarządzania akumulatorem. Samochody wyższej klasy mają zwykle bardziej zaawansowaną implementację. Płacisz za tę gładkość.
Akceptacja Konsumenta
Rzeczywistość łagodnych hybryd i rozwój inteligentnych systemów start-stop
Bądźmy szczerzy od początku. Oszczędzanie paliwa dzięki miękkiej hybrydzie nie uczyni cię bogatym. Nie zobaczysz wydajności, jaką zapewniają w pełni hybrydowe układy napędowe. Nie oznacza to jednak, że technologia jest bezużyteczna. Systemy stop-start stanowią prawdziwy krok naprzód w przypadku konwencjonalnych silników spalinowych. Ich celem jest walka z dwoma największymi wrogami oszczędności paliwa: pracą na biegu jałowym i koszmarem poślizgów w mieście.
To nie jest nowa koncepcja. Technologia ta istnieje już od wielu lat, ale jej zastosowanie w końcu nabiera tempa. Obserwujemy odejście od rozwiązań niszowych na rzecz szerszego zastosowania w fabrykach dużych producentów samochodów.
Wdrożenie w Europie i Japonii
Większość pierwszych użytkowników pochodziła z Europy lub Japonii. To logiczne. Gęstość ruchu i wysokie podatki od paliwa w tych regionach zmusiły inżynierów do poszukiwania sposobów poprawy wydajności tam, gdzie inne regiony po prostu nie zaprzątają sobie tym głowy.
Weź MINI Cooper. Ten kompaktowy samochód, produkowany pod auspicjami BMW Group, jest wyposażony w technologię stop-start od 2007 roku. To subtelna funkcja, często pomijana przez nabywców dbających o styl i markę, ale jej znaczenie zwiększa się z każdym tysiącem przebytych kilometrów.
Audi poszło później. W drugim kwartale 2009 roku niemiecki producent samochodów wprowadził systemy start-stop w modelach A3, A4 i A5. Pokazały, że nawet nabywcy sedanów premium nie są zwolnieni z wymogów dotyczących wydajności.
SISS Mazdy: zapłon zamiast przewijania
Najbardziej znaczący postęp w historii Mazdy nastąpił w przypadku Mazdy3. Od końca 2009 roku w samochodzie tym wprowadzono inteligentniejszą odmianę standardowego systemu start-stop.
Oto problem systemów konwencjonalnych: opierają się one na tradycyjnym rozruszniku elektrycznym. Ten rozrusznik pobiera dużo prądu z akumulatora. Ponowne uruchomienie może wydawać się powolne. Występuje opóźnienie. To zabija płynność, której oczekują kierowcy.
Mazda rozwiązała ten problem, wykorzystując spalanie do ponownego uruchomienia silnika. Nazywają ten system Smart Idle Stop System lub SISS.
Sekret tkwi w bezpośrednim wtrysku i dokładnych danych z czujników. Kiedy się zatrzymujesz, czujniki systemu ustawiają tłoki silnika w określonych pozycjach w każdym cylindrze. To nie przypadek. Komputer określa, który cylinder jest w pełni sprężony i gotowy do zapłonu.
Podczas ponownego uruchamiania paliwo wtryskiwane jest bezpośrednio do tego konkretnego cylindra. Zapala się mieszanka paliwowo-powietrzna. Silnik natychmiast wraca do pracy. Brak dźwięku rozrusznika. Bez opóźnień.
Liczby nie kłamią
Efektem tej mechanicznej zmiany jest efekt wymierny. Mazda twierdzi, że ich silniki uruchamiają się ponownie w zaledwie 350 milisekund. Porównaj to z konwencjonalnymi systemami, w których ponowne obrócenie wału korbowego zajmuje około dwa razy więcej czasu.
Wzrost wydajności jest również dość konkretny. Mazda odnotowuje 10-procentową redukcję zużycia paliwa w warunkach jazdy miejskiej. Ma to znaczenie w przypadku samochodu, który nie jest hybrydą typu plug-in. Jest to rodzaj ulepszenia, który robi różnicę, gdy spojrzysz na cenę za galon.
To niewielkie ulepszenie mechaniki ponownego uruchamiania zmienia krajobraz dla kierowców miejskich. Zmienia irytującą funkcję w wymierną korzyść.
Dla tych, którzy zagłębiają się w technologię hybrydową i efektywność paliwową, krajobraz szybko się zmienia. Różnica między łagodnymi hybrydami a pełnymi hybrydami zmniejsza się pod względem doświadczenia kierowcy, nawet jeśli złożoność mechaniczna pozostaje inna.
Źródła
- Abelsamid, Sam. „Zapowiedź Paryża: Mazda przedstawia nowy, inteligentniejszy system zatrzymywania na biegu jałowym”. AutoBlogGreen.com. 10 września 2008
*HybridCars.com. „Hybrydy z silnikami Stop-Start.” - Korzeniewski, Jeremy. „Audi ogłasza wprowadzenie technologii stop/start”. AutoBlogGreen.com. 8 maja 2009
- Pollard, Tim. „MINI stop-start”. CarMagazine.com. 3 września 2007
- Richarda, Michaela Grahama. „Masz dość zerowego zużycia paliwa? Technologia Stop/Start dla Ciebie.” Treehugger.com. 8 lutego 2008
- Departament Energii USA. „Stop/Start: Przegląd”.
