Что такое интеллектуальная система запуска и остановки двигателя

Система старт-стоп и ее применение в автомобилях Subaru

Последнее время для экономии топлива и сокращения вредных выбросов многие автопроизводители оснащают автомобили системой старт-стоп. Ожидается, что к 2022 году 55 миллионов продаваемых ежегодно автомобилей будет оснащено системами старт-стоп. В Европе, где стоимость топлива существенна, около 45% новых автомобилей уже оснащено системой старт-стоп. Производители декларируют снижение расхода топлива при использовании этой системы от 6% до 31%, однако многие автомобилисты не доверяют таким системам, считают их раздражающими или опасаются износа двигателя или поломки стартера. Существует и такое мнение, что эти системы — больше навязанная законодательством бесполезная пустышка и очередное маркетинговое ухищрение автопроизводителей, выгодное больше им, чем автомобилистам. Многие автовладельцы даже выключают ее сразу же, как только садятся в свои машины. Что же это такое и действительно ли она помогает сэкономить?

Идея крайне проста: пока автомобиль стоит в пробке или ждет пассажиров, можно выключить двигатель. В принципе, в затяжных пробках многие водители и сами выключают двигатель, но эта система делает это автоматически, даже на светофорах. Первые эксперименты по созданию такой системы предприняла компания Toyota в середине 1970-х годов, установив на свою модель Crown устройство, выключающее двигатель после 1,5-секундного простоя. Тестирование в городском потоке Токио показало снижение расхода топлива на 10%. Первые автомобили Subaru, оснащенные системой старт-стоп (Idling Stop System) были продемонстрированы в Японии в 2011 году, в России Subaru XV с системой старт-стоп стал доступен для покупки только в этом году.

Конечно, работа такой системы создает повышенную нагрузку на аккумулятор, стартер и сам двигатель. Если обычный автомобиль за свой срок службы пройдет через 50 000 циклов остановки/запуска двигателя, то автомобиль с системой старт-стоп может испытать до 500 000 таких циклов. Это создает повышенную нагрузку как на стартер с аккумулятором, так и на двигатель, подшипники коленвала которого соприкасаются с шейкой коленвала без масляной пленки при старте двигателя. Поэтому автомобили с такой системой оснащаются усиленными стартерами и аккумуляторами, которые могут выдержать большее число запусков, обеспечивают больший пусковой ток, быстрее заряжаются и выдерживают глубокие разряды, используются улучшенные масла и материалы для подшипников коленвала, чтобы уменьшить износ двигателя от частых стартов.

По принципу работы системы старт-стоп делятся на три основных типа:

1. Первый вариант такой системы мало отличается от обычного автомобиля. Система следит за движением автомобиля и действиями водителя и глушит двигатель через определенное время после того, как автомобиль останавливается. Когда водитель отпускает педаль тормоза (или выжимает педаль сцепления на автомобилях с механической коробкой передач) двигатель запускается.
2. Второй вариант использует совмещенный стартер-генератор — устройство, которое может работать как в качестве стартера, так и в качестве генератора. Впервые такую систему представила компания Citroën в 2006 году. Производить такой стартер-генератор стали французская компания Valeo и японская Denso. Такой стартер-генератор работает бесшумно и затрачивает меньшее время на пуск двигателя.
3. Третий вариант предложила компания Mazda под названием SISS (Smart Idle Stop System). Такая система не требует внедрения специальных элементов, или узлов. Блок управления двигателем при помощи датчика положения коленчатого вала останавливает двигатель в определенном положении, способствующем его последующему пуску. Когда водитель отпускает педаль тормоза и система определяет, что необходимо запускать двигатель, топливо подается в цилиндр, находящийся на такте рабочего хода, и воспламеняется искрой от свечи зажигания, тем самым облегчая работу стартера и уменьшая время запуска. Эта система работает только на автомобилях с автоматической трансмиссией.

Существуют определенные нюансы в работе системы старт-стоп- например, она не выключает двигатель, если включены мощные потребители электроэнергии (кондиционер, обогрев заднего стекла и т.п.), при движении с небольшой скоростью или маневрировании, при сильном разряде аккумулятора, и т.п.

Система старт-стоп работает только при скорости движения выше 4 км/ч, при этом водительская дверь должна быть закрыта, а сам водитель должен быть пристёгнут, производители могут устанавливать дополнительные условия. Кроме того, система не будет включаться в непрогретом автомобиле и в условиях минусовых температур, поэтому у нас зимой такая система чаще всего работать не будет.

На автомобилях Subaru применяется система старт-стоп первого типа, но с определенными усовершенствованиями. Для системы «старт-стоп» Subaru (Idling Stop System или ISS) используется стартер с так называемыми “тандемными соленоидами”. Применение этого стартера позволяет сократить промежуток времени между остановкой и запуском двигателя, а, стало быть, и началом движения автомобиля приблизительно до 0,2 секунды. Также на автомобили Subaru с системой старт-стоп установлены специально разработанные реле катушки зажигания и стартер, которые повторно запускают двигатель в течение всего лишь 0.35 секунд после того как водитель отпустил педаль тормоза. Функцию автоматического запуска/остановки двигателя можно отключить с кнопки в салоне.

Стартер Subaru с тандемными соленоидами был разработан, чтобы справляться с ситуациями, когда двигатель уже останавливается, но все еще крутится по инерции, и в этот момент водитель намеревается продолжить движение. Обычная система старт стоп в такой ситуации не может включить стартер, потому что маховик двигателя еще крутится, а шестерня стартера — нет. В результате может случиться поломка зубьев шестерни или как минимум неприятный хруст. В усовершенствованной Idling Stop System Subaru для того, чтобы избежать поломки, стартер запускается еще до того, как шестерня стартера и маховик вошли в зацепление, при этом первый соленоид в «тандеме» отвечает за возбуждение электромотора стартера и синхронизацию скорости его вращения с маховиком двигателя автомобиля. Второй соленоид плавно передвигает шестерню стартера и приводит ее в зацепление с зубчатым венцом маховика.

Система старт-стоп Subaru с помощью тандемных соленоидов, установленных в стартере, действует более быстро, чем традиционная система старт-стоп. Если автомобильный поток начинает двигаться, как только автомобиль остановился, традиционной системе старт-стоп потребуется какое-то время для того, чтобы подождать пока двигатель полностью остановится и только потом она сможет перезапустить его. Однако система старт-стоп Субару сокращает это время ожидания до 0,2 секунды, и может вновь инициировать двигатель гораздо быстрее, подключив специальный стартер напрямую к блоку питания еще до того, как вращения двигателя полностью прекратилось.

На автомобилях Subaru, оснащенных вариатором Lineartronic CVT двигатель выключается через 0.5 секунды после того, как автомобиль останавливается. Когда педаль тормоза отпускают, двигатель запускается спустя 0.35 секунд.

На Subaru Impreza с шестиступенчатой механической трансмиссией двигатель также выключается через 0.5 секунды после того, как автомобиль останавливается, когда автомобиль на нейтрали или отпущена педаль сцепления. Он снова запускается через 0.35 секунды после того, как выжимается сцепление.

Достигаемая экономия топлива с использованием этой системы, очевидно, зависит от количества остановок и стартов при движении, но домашние испытания во время типичного движения в час пик в пробках показали, что двигатель останавливается на время до 20 процентов от продолжительности поездки. За реальной экономией топлива можно наблюдать, используя многофункциональный дисплей, который показывает общее время поездки, время остановки двигателя и экономию топлива в мл.

Как же работает система старт-стоп Subaru в реальности и действительно ли она позволяет сэкономить топливо?

Австралийские журналисты испытали Subaru Outback 2.5 Premium и ездили на нем неделю в обычных условиях, сочетая городскую езду и загородные поездки; вероятно, это довольно типичный режим использования автомобиля у среднего владельца.

За неделю они проехали общее расстояние в 402 км, при этом бортовой компьютер показал средний расход топлива за неделю в 8.3 л/100 км (официальные цифры расхода топлива для 2.5-литрового четырехцилиндрового Outback с горизонтально-оппозитным двигателем составляют 7.3 л/100 км)

За эту неделю, опять же в соответствии с показаниями бортового компьютера, они стояли на месте с выключенным системой старт-стоп двигателем в сумме 22 минуты и 43 секунды. На самом деле, как рассказывают испытатели, они стояли на месте намного больше, но с работающим мотором. Не вполне понятно, почему так получилось. Правда, все время был включен кондиционер, но обогреватель заднего стекла не включался, и система старт-стоп не выключалась принудительно. Интересно, что в предыдущем их опыте, проведенном с с Mazda 3, оснащенной своим вариантом системы старт-стоп (SkyActiv) двигатель вообще ни разу не выключился за целую неделю городской езды.

Вот итог испытаний. На то, чтобы проехать 402 км на Субару, было потрачено 48.43 литра бензина Аи-91. При средней цене 1.42$ за литр, это дает 68.78$. Бортовой компьютер показал, что было сэкономлено 0.603 литра топлива, и мотор был заглушен на 22 минуты 43 секунды. Это дает суммарную экономию 86 центов.

Если экстраполировать этот эксперимент на целый год, то это означает суммарный ежегодный пробег в 20 904 км, кстати, удивительно близко к среднему расстоянию, которое проезжает за год «средний» австралийский автомобилист, который, правда, существует, лишь в воображении. При расходе 8.3 л/100 км ежегодный расход топлива составил бы 1735 литров, стоимостью 2464$ (предполагая, что цена остается на уровне 1.42$ на литр). Если бы оказалось возможным достигнуть заявленных производителем цифр расхода топлива в 7.3 л/100 км, числа были бы такими: 1526 литров использованного топлива, стоимостью 2167$. Экономия 0.603 литра топлива каждую неделю соответствует 31.36 литров экономии, или сэкономленные 44.50$. Не будем глубоко забираться в скучные вычисления, но 31.36 литров — это 1.8% от 1735. Это намного меньше заявленной выгоды «от пяти до семи процентов».

Однако эти числа могут заметно изменится, если большинство поездок будет совершаться в городе или поблизости (и очевидно, что этот тест австралийских журналистов, как говорят статистики, нерепрезентативен). Но с другой стороны, планируемой экономии на бензине надо противопоставить возможные более значительные расходы на замену интенсивно используемого аккумулятора и более высокие расходы на запасные части для усиленных узлов и деталей, которые удовлетворяют условиям технологии старт-стоп.

По мнению журналистов журнала «За рулем» система старт-стоп, установленная на автомобиль, экономит топливо, когда авто двигается по неоживленным магистралям и полупустым дорогам, и иногда останавливается на светофорах. Если ездить постоянно по пробкам система ничего не сэкономит.

Кроме экономии необходимо учитывать еще одну важную вещь — сокращение выброса CO2, а это важно и с каждым годом будет становиться все важнее, даже, несмотря на то, что оно не влияет в данный момент непосредственно на ваш кошелек.

Критическое отношение понятно, и для некоторых людей раздражающие аспекты технологии старт-стоп не перекрываются заявленными преимуществами. Несомненно, что технология старт-стоп помогает производителям достичь более приемлемых цифр расхода топлива и выбросов. А что касается того, дает ли она реальные преимущества покупателям, окончательный вывод еще не ясен.

Как правильно заводить машину с кнопкой старт стоп?

Устройство «старт/стоп» функционирует по простейшему принципу: сначала в машине отключается сигнализация, потом водитель выжимает педаль тормоза, затем жмёт на кнопку. Стартер работает одну-две секунды, после чего автомобиль заводится.

Как правильно заводить с кнопки старт стоп?

Отпустите кнопку START/STOP (СТАРТ/СТОП). Если педаль тормоза (на автомобилях с автоматической коробкой передач) или педаль сцепления (на автомобилях с механической коробка передач) нажата во время нажатия кнопки START/STOP (СТАРТ/СТОП), запустится двигатель.

1. Как работает сцепление в автомобиле
2. Как пользоваться быстрым стартом
3. Как работает вакуумный усилитель
4. Как работает кнопка старт стоп на авто?
5. Как работает вакуумный усилитель тормозов
6. Можно ли отключить систему старт стоп?
7. Как прокачать сцепление на урале
8. Как правильно завести машину со старт стопа?
9. Ваш вопрос: Как запускать двигатель с кнопки?

Как заводить и глушить машину с кнопки?

1) Чтобы заглушить двигатель и всю электрику — перевести рычаг в Р и нажать кнопку Старт-Стоп. При этом стеклоподъемниками еще можно управлять 10 секунд; 2) Чтобы заглушить двигатель, но оставить электрику — перевести рычаг в нейтралку, нажать Старт-Стоп, а потом в Р (чтобы не укатилась).

Как работает кнопка старт стоп на авто?

Принцип работы системы «старт—стоп» заключается в выключении двигателя при остановке автомобиля и его быстром запуске при нажатии на педаль сцепления (машины с механической КП) или отпускании педали тормоза (на авто с АКПП).

Как завести машину если кнопка старт стоп не работает?

Чтобы завести двигатель нужно нажать педаль тормоза и нажать кратковременно кнопку старт/стоп (если плохо заводится, можно зажать и держать кнопку, тогда стартер будет работать).

Как отключить машину с кнопки?

Для этого достаточно нажать и несколько секунд удерживать кнопку start/stop. Только в этом случае мотор выключится. Производители автомобилей предусмотрели такую возможность на тот случай, если у водителя внезапно «залипнет» педаль тормоза и машина будет бесконтрольно набирать скорость.

Как завести машину с кнопкой ключом?

Схема запуска двигателя с кнопки с применением ключа

Вставляется ключ в замок и поворачивается. Затем нажимается кнопка и удерживается, пока не заработает мотор. Для выключения всей системы достаточно повернуть ключ в исходное положение. При таком варианте сохраняются все функции замка зажигания и иммобилайзера.

Как глушить машину с автоматической коробкой передач?

Поставить автомобиль на ручной тормоз (поднять ручку до упора). Выключить фары: ближний свет или габаритные огни. Выдержать паузу в 30-60 секунд. И только после этого перевести ключ из положения 2 в положение 1, а затем вытащить его из замка зажигания.

Запуск двигателя

Запуск двигателя включает в себя процесс воспламенения и разгона до устойчивого состояния. Воздух, нагретый при такте сжатия, должен воспламенять впрыснутое топливо. Требуемая температура воспламенения для дизельного топлива составляет примерно 220°С. Эта температура должна быть гарантирована с достаточной достоверностью при минимально возможных оборотах и низких температурах окружающего воздуха на холодном двигателе. Некоторые законы физики препятствуют соблюдению этих условий: чем ниже обороты двигателя, тем ниже конечное давление сжатия (компрессия) и конечная температура сжатия.

Рис. Emax — Высокая компрессия; Emin — Низкая компрессия; 1. Давление сжатия, р; 2. Конечная температура сжатия; 3. Число оборотов двигателя.

Причинами такого поведения являются утечки, которые могут иметь место из-за того, что вначале между поршнем и стенкой цилиндра не образуется масляная пленка. Когда двигатель холодный, происходят утечки тепла при такте сжатия. В двигателях с разделенными камерами сгорания потери тепла будут особенно высокими из-за большей площади поверхности камеры сгорания.

В дополнение к этому, силы трения в двигателе при низких температурах будут выше из-за уменьшенных механических зазоров между деталями двигателя и повышенной вязкости моторного масла. Кроме этого, обороты при запуске будут существенно ниже из-за понижения напряжения аккумуляторной батареи (АБ) при низких температурах. Для противодействия этим физическим принципам имеются некоторые возможности.

Адаптация топлива

Проблемы с топливом обычно возникают при низких температурах как результат осаждения кристаллов парафина и их можно преодолеть с помощью непосредственного подогрева топлива (1) или топливного фильтра (3). (2 — нагреватель, 4 — топливный насос высокого давления).

Также текучие свойства можно улучшить с помощью разбавления дизельного топлива бензином или керосином. Установочная величина: можно добавить 10 — 30% в зависимости от температуры. При этом следует учитывать инструкции завода-изготовителя к автомобилю. Кроме этого, дизельное топливо в зависимости от региона может поставляться летней или зимней марки, что обеспечивает беспроблемный запуск двигателя при температурах вплоть до -23°С.

Вспомогательные системы для запуска двигателя

Рис. Вспомогательные системы для запуска двигателя

В двигателях с непосредственным впрыском (1 — форсунка впрыска) в качестве вспомогательного средства для запуска используется предварительный подогрев поступающего воздуха. В случае двигателей с предкамерой, в качестве вспомогательного средства используется накальная свеча (2) в вихревой камере. Современные накальные свечи с временем предварительного разогрева 7 секунд обеспечивают быстрый запуск. Оба средства служат для улучшения испарения топлива и смесеобразования и обеспечивают, таким образом, надежное воспламенение топливо-воздушной смеси.

Адаптация впрыска

Одной из возможных мер является подача дополнительного топлива при запуске для компенсации конденсации и потерь топлива, а также для увеличения крутящего момента двигателя в фазе разгона (2 — число оборотов п=200 об/мин). Другой мерой является опережение момента начала впрыска для компенсации задержки воспламенения и обеспечения воспламенения в области ВМТ (4), т.е. при максимальной конечной температуре сжатия (1).

Оптимальное начало (момент) впрыска нужно подбирать как можно точнее и в узком интервале допусков. Если топливо впрыскивается слишком рано, то оно осаждается на холодных стенках цилиндра и испаряется только его малая часть, т.к. температура смеси в это время остается еще очень низкой. Если топливо впрыскивается слишком поздно, то воспламенение происходит лишь в такте рабочего хода (расширения) и поршень ускоряется лишь слегка (а — температурная область воспламенения дизельного топлива, tа — окружающая температура).

На рисунке показан пример кривой температуры сжатия при одном ходе поршня, выраженном в градусах поворота коленчатого вала до ВМТ (3). Путем распределения топлива и смесеобразования в камере сгорания, система впрыска топлива (насос и форсунки) должна обеспечить, чтобы нужный размер частичек топлива был достижим в камере сгорания для наиболее быстрого перемешивания топлива с воздухом.

Система бесключевого доступа – возможность дистанционной идентификации

Современные электронные системы позволяют идентифицировать владельца транспортного средства без использования отпирающего устройства. Система бесключевого доступа впервые была использована в 1998 году. Разработчиком такого вида доступа к автомобилю стала компания Mercedes-Benz. Такую схему также называют системой интеллектуального доступа.

На сегодняшний день интеллектуальная система доступа не является редкостью. Она содержится в заводской комплектации или в качестве функциональной особенности на автомобилях различных классов. Система доступа имеет разнообразные названия в зависимости от производителя, к примеру: на автомобилях Audi – система Advancad Key, на машинах от Mercedes-Benz – система Keyless Go, на транспортных средствах Toyota – система бесключевого доступа Smart Key и т. д.

Составляющие компоненты бесключевой системы доступа

Название бесключевой системы Smart Key в настоящее время стало нарицательным. Независимо от торговой марки производителя и названия функциональные возможности и комплексный состав систем является одинаковым. Наличие такой системы предназначено для открывания двери автомобиля и запуска двигателя без использования привычного отпирающего устройства. Основными составляющими элементами бесключевой системы являются:

• Транспондер (представляет собой сочетание микросхем с антенной, расположенных внутри корпуса);
• Антенна (обеспечивает связь транспондера с автомобилем);
• Датчики касания (как правило, располагаются на дверных ручках и являются своеобразным ключом);
• Кнопка запуска мотора (переключатель);
• Блок электронного управления.

Основную роль в работе этой схемы выполняет транспондер. Он идентифицирует собственника машины. Это устройство устанавливается на место установки ключа или отдельно в виде электронной пластиковой карты. Объединение в защитную линию транспондера и стандартного отпирающего оборудования является очень эффективным и результативным.

Антенна обеспечивает непосредственную связь автомобиля и электронного ключа. В зависимости от модели транспортного средства дальность действия сигнала может изменяться. Стандартным расстоянием охвата сигнала является 1,5 метра. Касательные датчики устанавливаются на наружных дверных ручках. Идентификация происходит за счет изменения объема.

Система Smart Key позволяет запустить двигатель автомобиля путем нажатия кнопки «Старт». Она располагается на месте, где устанавливается замок зажигания.

В зависимости от модели транспортного средства на месте стартовой кнопки может устанавливаться переключатель. Электронный блок управления является своеобразным узлом, который непосредственно выполняет функцию бесключевого доступа. Центральный замок, блок управления и двигатель связаны между собой.

На картинке – система система Smart Key

Принципы работы бесключевой системы доступа

Система доступа Smart Key имеет установленный алгоритм работы. Он заключается в том, что водитель, касаясь ручки двери машины, запускает работу индуктивного датчика. Датчик, в свою очередь, передает сигнал и считанную информацию на блок управления. Блок управления при помощи антенны передает информацию на транспондер. Последний выполняет функцию распознавателя, поскольку по поступившему сигналу определяется положение относительно транспортного средства.

Ключ находится за пределами автомобиля. На основании принятого транспондером решения передается сигнал на центральный замок (приемную антенну) и противоугонную сигнализацию. Таким образом, без ключа обесточивается сигнализация, и центральный замок открывает дверь. Запуск двигателя производится путем нажатия специальной кнопки.

После нажатия кнопки «Старт» сигнал передается на блок управления и по антеннам на ключ Смарт Кей. Он обозначает свое расположение внутри автомобиля и передает информацию на центральный замок и противоугонную сигнализацию. После передачи сигнала происходит отключение противоугонной блокировки.

После выполнения этих действий на блок управления двигателя передается запрос о готовности запуска. При получении положительного результата запуск двигателя происходит автоматически.

На видео показан запуск автомобиля Kia Rio:

Схема доступа без ключа работает в двустороннем направлении. В случае покидания транспортного средства водителем активация противоугонной сигнализации и блокировка дверей центральным замком производится различными способами. Способ управления зависит от технических характеристик автомобиля. В зависимости от разновидностей системы выделяют следующие способы:

• Нажатие кнопки на ручке двери;
• Простое касание дверной ручки (кнопка играет роль ключа для открытия/закрытия центрального замка);
• Выход из автомобиля.

Современные технологии позволяют с помощью электронного ключа осуществлять настройки подсистем автомобиля. Например, при открытии центрального замка устанавливается запрограммированное положение водительского кресла, руля, зеркал бокового и заднего видов. Автоматически может осуществляться настройка системы климат-контроль в салоне машины. Существуют производители, которые разработали осуществление настройки частот радиоприемника, регулирование его громкости, контролирование скоростного режима.

Функциональные особенности бесключевого управления доступом

Отсутствие ключа для открытия/закрытия двери транспортного средства и запуска двигателя является величайшим достижением прогресса. Создание бесключевой системы обладает рядом функциональных возможностей:

• Наличие удобного одноэтапного интерфейса, состоящего из одной кнопки, управляющей переключением клемм и запуском двигателя;
• Управление реле для изменения положения клемм и запуска стартера без использования механизма зажигания;
• Блокирование рулевой колонки;
• Получение информации о состоянии автомобиля;
• Индикационное извещение о состоянии транспортного средства;
• Установление налаженной связи между электронным брелоком и кнопкой запуска/остановки двигателя;
• Наличие коммуникационной низкоскоростной сети;
• Управление питанием реле;
• Наличие иммобилайзера;
• Возможность управления функциями предупреждения.

Системы управления центральным замком и механизмом зажигания без ключа стали создаваться под давлением страховых компаний. Производители вынуждены были искать надежные противоугонные способы защиты автомобиля. Изначально такая система внедрялась производителями дорогих машин. На сегодняшний день это техническое достижение используется многими ведущими торговыми марками. Изначально автомобили оснащались иммобилайзерами. С изменением спроса стало меняться предложение.

В комплектации автомобиля произошли существенные изменения. Отсутствие ключа позволяет закодировать взаимосвязь электронного идентифицирующего устройства и бортового компьютера. В случае несовпадения информации в результате идентификации блокируются все важные подсистемы транспортного средства. В некоторых случаях может срабатывать противоугонная сигнализация.

На видео – Автоматический запуск двигателя Вольво S-60: