Mis on Start-Stop süsteem?

Selleks, et vähendada kütusekulu ja kahjulikke heitmeid sattumist atmosfääri, pakuvad autotootjad pidevalt uuenduslikke tehnoloogiaid, mis on disainitud mootori ja sellega seonduvate üksuste optimeerimiseks. Üks kõige edukamaid tehnoloogilisi lahendusi on Start-Stop süsteem, mis lülitab mootori lühikeste peatuste ajal välja, näiteks ummikutes või valgusfoori taga seistes. Meie artikkel on sellest, kuidas see toimib, millised on selle eelised ja puudused.

Tehnoloogia ajalugu

Esimesed katsed luua süsteemi, mis kontrolliks mootori töötamist ja ennetaks selle tühikäigul töötamist tegi Toyota 1970datel aastatel.Toyota Crowni sedaan varustati seadmega, mis lülitas jõuüksuse välja pärast 1,5-sekundilist tühikäigul töötamist.

Hiljem, 1980ndate aastate esimeses pooles rakendati sarnaseid tehnoloogiaid Audi 100 ja Volkswagen Santana mudelitel. Mootorit tuli seisata ja käivitada käsitsi vajutades selleks ettenähtud nuppu. Fiat Regata ES jaoks pakuti välja sama tüüpi lahendus, kuid mootori uuesti käivitamiseks tuli vajutada gaasipedaali. Mõne aja möödudes ühinesid nende autodega Opel Ascona, Volkswagen Lupo ja Audi A2.

Tänaseks on enamik tuntud brände oma autod varustanud Start-Stop-süsteemiga. Nende seas on Peugeot, Citroën, Smart, Volvo, Land Rover, Volkswagen, SEAT, Nissan, Fiat, Bentley, BMW, Ford, Chevrolet, Hyundai, Honda, Jaguar, Kia, Mazda, Toyota ja teised.

Kasutuspõhimõte ja tüübid

Iga autotootja pakub jõuüksuse automaatseks seiskamiseks ja taaskäivitamiseks oma meetodit. Kõige tuntumad on tehnoloogiaid, mille on välja töötanud järgmised ettevõtted:

• Bosch. Nende süsteemi nimeks on Stop & Start. See on kõige lihtsam ja usaldusväärsem. See võimaldab vähendada kahjulike ainete sisaldust heitgaasides 8% ulatuses ja kütusekulu 15% ulatuses. Leiate selle süsteemi Audi, BMW, Volkswagen ja Fiati sõidukitest, samuti teiste brändide autodest. See nõuab võimsamat starterit, mis talub mitmekordset mootori kõivitamist. Süsteemi juhib mootori elektrooniline kontroll. Töötamine põhineb järgmiste sensorelementide näitudel: sõiduki kiiruse andur, siduripedaal ja piduripedaali positsiooniandurid, väntvõlli positsiooniandur, aku laetuse andur, jne.

Auto peatumise tuvastamisel lülitatakse mootor automaatselt välja. Kui siduripedaal vajutatakse alla manuaalkäsikäigukastiga sõidukitel või piduripedaal vabaneb automaatkäigukastiga sõidukites, mootor käivitub uuesti. Süsteemi vanemates generatsioonides saab suuremaks kokkuhoiuks jõuallikat välja lülitada ka sõidu ajal, kuid kui ECU annab vastava korralduse pärast auto kiiruse hindamist olles tuvastanud kas manööverdamine toimub või mitte, kas tee on kaldu, jne.

• Kia Motors. Süsteem on tuntud kui ISG (Idle Stop & Go). See on loodud samal põhimõttel, mis Boschi Start & Stop süsteem, kuid lisaks mootori seiskamisele ja käivitamisele reguleerib see ka generaatorit. Kiirendamise ajal lahutab süsteem selle ja kogu koormus nihutatakse akule. Pidurdamisel lülitatakse generaator uuesti sisse ning aku laadib edasi. Selline lähenemine võimaldab ka olulist kütuse kokkuhoiu - umbes 6% kombineeritud tsüklist ja kuni 15% linnasõitudes.
• Valeo. Seda kutsutakse STARS (Starter Alternator Reversible System). Seda süsteemi kasutatakse Citroënis, Mercedes-Benzis ja teistes autodes. See võimaldab vähendada kütusekulu umbes 10% võrra. Sellel on oma juhtimisüksus. Süsteem kasutab spetsiaalset pöörduvat generaatorit, mis kombineerib starteri ja generaatori funktsioonid. Tänu spetsiaalsele veorihmale ja eesmärgile vastavalt disainitud pingutusrullile suudab seade vajadusel korral edastada pingutust ühele kahest suunast: sealjuures kas käivitades jõuüksuse või laadides akut. Sellise lähenemise peamiseks eeliseks on hea reageerimiskiirus: mootori käivitamiseks kulub kaks korda vähem aega kui tavapärase käivitamise puhul. Lisaks kasutatakse tõhusalt pidurdusenergiat.
• Mazda. Seda kutsutakse nimega SISS (Smart Idle Stop System) või i-Stop. See ühildub ainult automaatkäigukasti ja otsesissepritsega bensiinimootoriga. See tagab kuni 9% kütuse säästmise. Korduva mootori käivitamise tagab sunnitud kütuse sissepritse silindritesse ning kütuse-õhu segu süütamine. Sellisel juhul seatakse kolvid kiireks taaskäivitamiseks kõige  soodsamasse positsiooni. Starterit kasutatakse ainult täiendava energiaallikana.

Eelised ja puudused

Kaasaegsete suurlinna peamiseks probleemiks on liiklusummikud teedel. Viimase uuringu Ameerika Ühendriikide ettevõtte INRIX Roadway Analytic kohaselt viibisid Moskva elanikud 2017 aastal liiklusummikutes 91 tundi, Londoni inimesed 73 tundi, Pariisi elanikud 65 tundi, Istanbulis elavad inimesed 59 tundi, Zürichi elanikud 54 tundi, Münchenis 49 tundi, Oslos - 47. See on kõigest 240 tööpäeva jooksul ning välja arvatud nädalavahetused. Liiklusummikutes sõitmine suurendab kütusekulu märkimisväärselt ja keskkonda paisatakse suurem kogus kahjulikke aineid.

Nende probleemide lahendamine on Start-stop peamiseks ülesandeks. Mootor seiskamisel, seda mitte vajades panustab see märkimisväärsele kütuse säästmisele.

Kasutades seda süsteemi on veel üks vaieldamatu eelis. Minimeerides tühikäigul töötamise tunde ja lisades madala pööretega jõuallikale lisakoormuse aitab see kaasa optimaalsele katalüsaatori toimimisele suurendades selle tööiga; samuti ennetab see süsinikujääkide moodustumist süüteküünaldel. Diiselmootorites aeglustab see setete moodustumist EGR-klapis, vähendab karbamiidi tarbimist ning panustab efektiivsemasse diislikütuse tahkete osakeste filtri regenereerimisele.

Siiski on Start-Stop süsteemil on ka mõned puudused. See nõuab võimsamaid seadmeid, eriti starterit ja akut. Sellised seadmed on umbes kaks korda kallimad kui tavalised. Lisaks suurendavad mootori korduvad käivitamisel koormust väntvõlli laagritele. Briti autoajakirja Autocar intervjuus föderaalmoguli ühe üksuse juhataja Gerhard Arnold`ga märgiti, et tavaline mootor suudab taluda üle 50 000 käivitumise ja peatumise. Kuid Start-Stop süsteemi puhul võib see tsüklite arv olla üle 500 000. Sellisel juhul kuluvad tavalised laagrid üsna kiiresti juba pärast 100 000 käivitamist.

Veel üheks häirivaks teguriks on viivitused käivitamisel. Hoolimata asjaolust, et see on väheoluline (tugevdatud starteriga süsteemide puhul - 0,8 sekundit, pöörleva generaatoriga - 0,4 sekundit, kohandatud kütuse sissepritsega - 0,35 sekundit), muudab see endiselt paljude jaoks autosõiduks ebamugavaks.

Lisaks on süsteemi toimimine võimalik vaid juhul kui teatud tingimused on täidetud.

10 vajalikku tingimust võimaldamaks Start-Stop kasutamist

1. Kapott ja juhiuks on suletud.
2. Juht on kinnitatud turvavööga.
3. Auto kiirus on vähemalt 4 km/h.
4. Mootor on piisavalt üles soojenenud.
5. Jõuüksuse pöörete arv ei ületa hinnatud tühikäigu pöörlemiskiirust.
6. Aknasoojendus on välja lülitatud.
7. Sisetemperatuur ei erine etteantud väärtusest enam kui 8 kraadi võrra. See on oluline külmal aastaajal.
8. Aku laetus pole süsteemi eelseadistusest väiksem. Näiteks ISG jaoks on see 75%.
9. Generaator töötab täielikult.
10. Rooliratta nurk on ebaoluline.

Järeldus

Paljude ettevõtete jõupingutused on hetkel suunatud Start-Stop-süsteemi täiustamisele. Näiteks on Briti ettevõte Millers Oils juba tutvustanud mootoriõlisid, mis vähendavad mootoriosade hõõrdumist ja kulumist 50% võrra. Vastavalt ettevõtte tehnilise direktori Martyn Manni jutule aitab see ja teised samalaadsed tooted kaasa Start-Stop tehnoloogia efektiivsemaks muutmisele. Teised tootjad töötavad tugevamate laagrite loomisega. Samas, kui Bosch, Valeo, Denso ja paljud teised autotootjad töötavad selle nimel, et vähendada jõuüksuste käivitamise kestust.

Vaatamata asjaolule, et süsteemil on endiselt puudusi ning kokkuhoid, mida see hetkel pakub - võttes arvesse seadmete üldist kallidust – võib tunduda kellelegi jaoks ebaoluline, on see tehnoloogia ekspertide arvates tulevikus suurepärane. Lõppude lõpuks on selle eelised keskkonna vaieldamatud.