Система старт-стоп на автомобиле¶

Система старт-стоп — это функция автоматического выключения и повторного запуска двигателя внутреннего сгорания при кратковременных остановках автомобиля (на светофоре, в пробке), предназначенная для снижения расхода топлива и выбросов вредных веществ. Система устанавливается на серийные автомобили с 2000-х годов и стала одним из основных средств выполнения норм токсичности Евро-5 и Евро-6.

¶Принцип работы

Алгоритм работы системы относительно прост. Датчики автомобиля контролируют ряд параметров: скорость транспортного средства, положение педали сцепления (на механической коробке передач) или педали тормоза (на автоматической), заряд аккумуляторной батареи, температуру двигателя и охлаждающей жидкости, степень открытия дроссельной заслонки. Когда автомобиль останавливается и выполняется ряд условий, электронный блок управления (ЭБУ) подаёт команду на остановку двигателя. При попытке продолжить движение — нажатии на педаль сцепления, отпускании тормоза или нажатии на газ — двигатель автоматически перезапускается за доли секунды.

Условия, при которых система допускает остановку двигателя, как правило, включают:

• скорость автомобиля, равную нулю;
• заряд аккумуляторной батареи выше установленного порога (обычно не ниже 70–75 %);
• температуру охлаждающей жидкости в рабочем диапазоне (двигатель прогрет);
• отсутствие активных потребителей высокой мощности (кондиционер на максимальной мощности, подогрев лобового стекла);
• открытую дверь водителя или отстёгнутый ремень безопасности — в этих случаях остановка запрещена.

¶Устройство и компоненты

Для работы системы старт-стоп требуется усиленный стартер, рассчитанный на значительно большее число циклов запуска по сравнению с обычным (до 300–500 тысяч пусков против 30–50 тысяч у стандартного стартера). Такие стартеры имеют усиленную обмотку, более прочный бендикс и усиленные контакты.

Аккумуляторная батарея, как правило, заменяется на AGM (Absorbent Glass Mat) или EFB (Enhanced Flooded Battery) — типы, переносящие глубокие разряды и большое число циклов заряд-разряд. Стандартный кислотный аккумулятор при активной работе старт-стопа быстро выходит из строя.

В систему также входят:

• датчик скорости вращения коленчатого вала;
• датчик положения педали сцепления и тормоза;
• датчик заряда и температуры аккумулятора;
• усилитель вакуумного тормозного привода (так как при остановленном двигателе вакуумный усилитель тормозов не работает, применяется электровакуумный насос или увеличенный вакуумный резервуар);
• электрический водяной насос и электрический вентилятор системы охлаждения, продолжающие работу при заглушённом двигателе для поддержания температуры салона и двигателя.

¶Виды систем

Производители автомобилей разработали несколько вариантов исполнения:

• Микрогибрид — базовая система старт-стоп без рекуперации энергии. Двигатель останавливается на холостом ходу и запускается обычным стартером.
• Мягкий гибрид (Mild Hybrid) — в состав входит стартер-генератор (BSG — Belt-driven Starter Generator), работающий через ремень привода навесного оборудования. Позволяет не только запускать и останавливать двигатель, но и рекуперировать кинетическую энергию при торможении, заряжая аккумулятор и обеспечивая кратковременную электрическую помощь двигателю.
• Средний и полный гибрид — стартер-генератор заменён на мощный электродвигатель, способный длительно вращать коленвал и разгонять автомобиль на электротяге. Система старт-стоп здесь реализована как частный случай общей гибридной логики.

¶Экономия топлива

По данным производителей, система старт-стоп снижает расход топлива в городском цикле на 3–8 %, в смешанном — на 2–5 %. В пробках с частыми остановками экономия может достигать 10 %. Суммарная экономия зависит от стиля вождения, плотности городского трафика, климатических условий (работа кондиционера снижает эффективность) и массы автомобиля.

¶Ограничения и недостатки

Система не работает при холодном двигателе до достижения рабочей температуры, при низком заряде аккумулятора, при открытом капоте, при активных системах безопасности, требующих работы двигателя. В жаркую погоду при работающем кондиционере остановка двигателя может блокироваться, чтобы компрессор кондиционера получал привод от коленчатого вала.

К недостаткам относят повышенные требования к аккумулятору и стартеру (их замена дороже обычной), небольшую задержку при перезапуске двигателя (0,3–0,8 секунды), повышенный износ стартерных механизмов при длительной эксплуатации в городском режиме, а также ощутимую вибрацию при запуске, характерную для дизельных двигателей.

¶Отключение

На большинстве автомобилей с системой старт-стоп предусмотрена кнопка её отключения (обычно с символом «A» в кружке со стрелкой). После каждого запуска двигателя систему приходится отключать заново — это требование нормативных документов Евросоюза: по умолчанию система должна быть активна. На некоторых автомобилях отключение возможно только с помощью диагностического оборудования или программных решений.

¶Распространение

Система старт-стоп впервые была применена на серийных автомобилях в 2000-х годах: одним из пионеров считается Toyota Prius (1997 г., гибридная силовая установка) и Volkswagen Lupo 3L (2000 г.), оснащённый системой отключения двигателя на холостом ходу. К 2020-м годам система стала практически обязательной при продаже новых автомобилей в Евросоюзе, так как без неё тяжелее выполнить нормы Евро-6 и показатели по углекислому газу (средние выбросы автопроизводителей). В России система распространена на автомобилях европейских, корейских и японских брендов, а также на китайских автомобилях последних лет выпуска.

Источники:

• Руководства по эксплуатации автомобилей Volkswagen, Toyota, BMW (разделы о системе自动 start-stop)
• SAE International technical papers on start-stop systems
• Европейская комиссия — регуляции по средним выбросам CO₂ легковых автомобилей
• Bosch Automotive Handbook