Остановка двигателя на остановках перед светофором позволяет экономить примерно 9% при эксплуатации в городском цикле крупного города при снижении загрязнения окружающей среды. Во время остановок при определенных условиях двигатель может самостоятельно выключаться и вновь включаться по желанию водителя. Примером такой системы является система стоп-старт (MSS) фирмы Volkswagen (рис. 8.20).
Система стоп-старт двигателя включается при работающем двигателе при помощи главного выключателя системы стоп-старт и остается активированной лишь в только в том случае, если в течение короткого времени после трогания с места автомобиль двигался со скоростью более 5 км/ч.
Для автоматического отключения двигателя необходимо в течение как минимум 2 секунд выполнение следующих условий:
— автомобиль неподвижен, информация передается с блока управления ABS через датчики частоты вращения колес;
— двигатель работает с на минимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу, информация передается с датчика частоты вращения двигателя 6;
— КПП переключена на нейтральное положение, информация передается
с выключателя нейтрального положения 2;
— педаль сцепления не задействована, информация передается с датчика педали сцепления;
— температура охлаждающей жидкости находится в пределах между 40°C и 100°C информация передается с датчика температуры охлаждающей жидкости 3.
Контрольная лампа MMS на щитке приборов 9 мигает, если задействован выключатель MSS, автомобиль неподвижен, но либо включена передача, либо нажато сцепление.
Двигатель автоматически включается при выполнении следующих условий:
— зажигание включено;
— КПП переключена на холостой ход, информация передается с датчика нейтрального положения 2;
— педаль сцепления задействована, информация передается с датчика сцепления;
— если блок управления двигателя зафиксирует движение автомобиля, например, на уклоне при отпущенных тормозах.
В том случае, когда после автоматического выключения двигателя была включена передача, то для автоматического запуска педаль сцепления должна быть нажата до упора. При выключенном зажигании система стоп-старт двигателя деактивируется.
В системах стоп-старт может применяться рекуперация электроэнергии. При замедлении и торможении автомобиля напряжение генератора возрастает, что используется для дополнительной зарядки АКБ.
Для системы очень важной является информацию о том, достаточно ли напряжения АКБ для повторного запуска – прогнозирование напряжения пуска. На основании прогнозирования принимается решение, может ли быть осуществлен надежный запуск двигателя или для увеличения пускового тока необходимо отключить некоторые потребители электроэнергии, например, обогрев сидений, заднего стекла, зеркал, рулевого колеса и дополнительный отопитель. В случае необходимости питание этих устройств отключается перед повторным стартом и на время запуска двигателя блокируется.
Вместо обычных свинцовых АКБ в автомобилях с системой стоп-старт в качестве стартерной батареи применяются только АКБ со стекловолокнистым наполнением или гелиевые АКБ, потому что они способны выдержать большее число циклов заряда-разряда. Кроме того, в применяемых стартерах приняты меры по повышению их стойкости к увеличенной частоте циклов запуска и повышена прочность зубчатого зацепления.
Частые запуски и остановки двигателя при высоком пусковом токе системы может вызвать колебания напряжения питания других потребителей электроэнергии в автомобиле, что приводит к перезапуску отдельных устройств и регистрации ошибок типа «напряжение бортовой сети, слишком низкий уровень» в различных блоках управления. Чтобы избежать этого в электрооборудовании система стоп-старт применяют стабилизатор напряжения для стабилизации напряжения бортовой сети автомобиля на уровне 12 В. Если стабилизатор напряжения неисправен, то в электрооборудовании, например, в магнитоле, радионавигационной системе, комбинации приборов или телефоне, при падении уровня напряжения, вызванном с работой стартера, произойдёт перезагрузка.
Стабилизатор (рис. 8.21) напряжения представляет собой преобразователь постоянного тока. Его центральным элементом является электрический накопитель 5, способный аккумулировать электрическую энергию в течение определённого времени. В стабилизатор входит также встроенный переключатель (транзистор 9), управляющий потоком электрической энергии из накопителя.
При включенном зажигании на клемму 4 подается напряжение (рис. 8.21, а). Внутренний переключатель, управляющий разрядом накопителя, разомкнут. Во время включении стартера (на клемму 12 подаётся ток) стабилизатор напряжения получает через клемму 11 сигнал на включение (триггер) (рис. 8.21, б). Этот сигнал замыкает переключатель. Накопленная энергия поступает в цепи питания и предохраняет напряжение от колебаний. После этого переключатель размыкается, и накопитель снова заряжается.
Для облегчения запуска двигателей с непосредственным впрыском перед очередным троганием с места фирма «Mazda» разработала систему SISS запускающую двигатель с помощью бензина (рис. 8.22). Суть системы заключается в следующем. Один из поршней двигателя останавливается в положении 30…120° от ВМТ на такте рабочего хода. С началом движения (при отпускании педали тормоза) в цилиндры впрыскивается топливо и воспламеняется топливно-воздушная смесь, т.о. производится запуск двигателя. При запуске двигателя в дополнение энергии сгорания топлива используется энергия стартера, который включается на непродолжительное время.
Для надежного пуска необходим запас воздуха в цилиндре и остановка поршня в необходимом положении. Остановка поршня в требуемом допустимом положении осуществляется с помощью генератора. Для создания достаточного запаса воздуха в цилиндре частота вращения коленчатого вала двигателя увеличивается перед остановкой 600 до 1000об/мин на три секунды.
Система SISS не имеет аналогов в мире, так как поршни приводятся в движение перед тем, как производится запуск двигателя, в то время как в других системах вначале запускается двигатель. Благодаря этому, двигатель, оснащенный SISS, запускается почти в два раза быстрее других, обеспечивая более плавный повторный запуск и экономию топлива.