K čemu slouží systém Start-Stop

S účelem snížení spotřeby paliva a snížení míry emisí vypouštěných do ovzduší se výrobci aut neustále snaží o vytvoření nových a inovativních technologií, které mají za cíl optimalizovat práci motoru a přidružených jednotek. Jedním z nejlepších technologických řešení je tzv. systém Start-Stop, který vypne motor během krátkého stání, například v dopravní zácpě nebo na semaforech. V našem článku se dozvíte, jak tento systém funguje, poznáte jeho výhody a nevýhody.

Historie technologie

První pokus o vytvoření systému, který by řídil provoz motoru a bránil by zbytečnému chodu na volnoběh, byl vytvořen v 70. letech 20. století společností Toyota. Model Toyota Crown sedan měl zařízení, které vypnulo pohonnou jednotku po 1,5 sekundě volnoběhu.

Později, v první polovině 80. let 20. století, byly podobné technologie implementovány do modelů Audi 100 a Volkswagen Santana. Motor se musel zastavit a nastartovat manuálně stisknutím tlačítka. Pro model Fiat Regatta ES bylo v nabídce podobné řešení, ale na restartování motoru bylo potřeba zatlačit plynový pedál. Po nějakém čase se mezi tato auta přidali modely Opel Ascona, Volkswagen Lupo a Audi A2.

Dnes mají systém Start-stop nejznámější značky aut. Patří sem například značky Peugeot, Citroën, Smart, Volvo, Land Rover, Volkswagen, SEAT, Nissan, Fiat, Bentley, BMW, Ford, Chevrolet, Hyundai, Honda, Jaguar, Kia, Mazda, Toyota a jiné.

Princip funkčnosti a druhy

Každý výrobce aut nabízí vlastní způsob implementace automatického vypnutí motoru a restartování pohonné jednotky. Nejznámější jsou technologie od těchto společností:

• Bosch. Tento systém se nazývá Stop & Start. Je nejjednodušší a nejspolehlivější. Umožňuje zredukovat množství škodlivých látek ve výfukových plynech o 8% a spotřebu paliva o 15%. Najdete ho v autech Audi, BMW, Volkswagen, Fiat, nebo v modelech jiných značek. Vyžaduje použití výkonnějšího startéru, který vydrží více nastartování motoru. Systém je řízen pomocí elektronické řídicí jednotky motoru. Provoz je založen na údajích těchto snímacích prvků: snímač rychlosti vozidla, snímače polohy spojkového a brzdového pedálu, snímač polohy klikové hřídele, snímač nabití autobaterie atd.

Po tom, co systém detekuje, že auto zastavilo, systém automaticky vypne motor. Když se v autě s manuální převodovkou zatlačí spojkový pedál nebo v autech s automatickou převodovkou se uvolní brzdový pedál, motor se nastartuje. Novější generace tohoto systému jsou úspornější, protože pohonnou jednotku lze vypnout i během jízdy, ale pouze v případě, že EŘJ k tomu poskytne příkaz po dosažení určité rychlosti a po určení, zda auto nebude zatáčet, nebo zda je cesta nakloněná atd.

• Kia Motors. Systém známý jako ISG (Idle Stop & Go). Funguje na stejném principu jako Stop & Start od Bosch, ale kromě vypnutí a zapnutí motoru také řídí práci alternátoru. Při zrychlování ho systém odpojí a zátěž se přenese na autobaterii. Při brzdění se alternátor znovu aktivuje a autobaterie se dobíjí. Tento přístup umožňuje ušetřit až 6% paliva v kombinovaném cyklu a až 15% při jízdě ve městě.
• Valeo. Systém má název STARS (Starter Alternator Reversible System). Systém se používá v autech Citroën, Mercedes-Benz a v jiných. Umožňuje snížit spotřebu paliva asi o 10%. Má vlastní řídicí jednotku. Systém využívá reverzní alternátor, který kombinuje funkci startéru a alternátoru. Díky speciálnímu pohonnému řemenu a napínacímu prvku určenému pro tento účel může toto zařízení přenášet sílu v jednom nebo ve dvou směrech, podle potřeby: jednou se soustředí na pohonnou jednotku a jednou na nabíjení baterie. Hlavní výhodou tohoto systému je rychlá reakce: na nastartování motoru je nutná jen polovina času než v případě tradičního startéru. Kromě toho se zde účinně využívá i energie brzdění.
• Mazda. Systém má název SISS (Smart Idle Stop System) nebo i-Stop. Je kompatibilní pouze s automatickou převodovkou a benzínovými motory s přímým vstřikováním. Zaručuje úsporu paliva až do 9%. Opakovaný start motoru je zaručen díky nucenému vstřikování paliva do válců a zapálení směsi paliva a vzduchu. Během brzdění se písty nastaví do polohy, která je nejvhodnější pro rychlý restart. Startér se používá pouze jako pomocný zdroj energie.    

Výhody a nevýhody

Dopravní zácpy jsou v moderních obrovských městech největším problémem. Podle nejnovějšího výzkumu od americké společnosti INRIX Roadway Analytics v roce 2017 strávili obyvatelé Moskvy v dopravních zácpách 91 hodin, obyvatelé Londýna 73 hodin, Paříže 65, Istanbulu 59, Curychu 54, Mnichova 49, Osla 47. A to platilo pouze na 240 pracovních dnů v roku, přičemž se do průzkumu nezahrnuli víkendy. Jízda v dopravní zácpě výrazně zvyšuje spotřebu paliva, a čím více paliva se spálí, tím více škodlivých látek se vypouští do ovzduší.

Hlavním cílem systému Start-stop je vyřešení tohoto problému. Při zastavení motoru, když není jeho provoz nutný, systém přispívá k výraznému šetření paliva.

Používání tohoto systému má ještě jednu velkou výhodu. Minimalizací počtu hodin volnoběhu a minimalizací přidávání dodatečné zátěže na pohonnou jednotku při nízkých otáčkách tento systém přispívá k optimálnímu výkonu katalyzátoru, prodlužuje se jeho životnost, zabraňuje se tvorbě uhlíkových usazenin na svíčkách zapalování. V dieselových motorech se zpomaluje tvorba usazenin na EGR ventilu, redukuje se spotřeba močoviny, přispívá k účinnější regeneraci dieselového filtru pevných částic.

Systém Start-stop má ovšem i některé nevýhody. Vyžaduje použití výkonného vybavení - startér a autobaterie. Tato zařízení jsou dvojnásobně dražší oproti běžným. Opakované startování motoru zatěžuje ložiska klikové hřídele. Podle interview v britském magazínu Autocar, Gerhard Arnold, ředitel oddělení Federal Mogul, upozornil, že běžný motor bez problémů vydrží více než 50,000 vypnutí a nastartování motoru. Nicméně se systémem Start-stop může počet těchto cyklů narůst na více než 500,000. V tomto případě je zde velké riziko výrazného opotřebení ložisek již po 100,000 nastartováních.

Dalším nepříjemným faktorem je zpoždění nastartování. Navzdory faktu, že je jen malé (v systémech se zesíleným startérem - 0.8 sekundy, s reverzním alternátorem - 0.4 sekundy, s nastavením vstřikování paliva - 0.35 sekundy) dělá jízdu pro mnohé řidiče mírně nepříjemnou.

Kromě toho, funkčnost systému je možná pouze při splnění určitých podmínek.

10 potřebných podmínek umožňujících provoz systému Start-stop

1. Kapota a dveře řidiče musí být zavřené.
2. Řidič je připoután pomocí bezpečnostního pásu.
3. Rychlost auta je alespoň 4 km/h.
4. Motor je dostatečně zahřátý.
5. Otáčky motoru nepřesahují míru rychlosti otáček při volnoběhu.
6. Rozmrazovač okna je vypnutý.
7. Teplota interiéru se od nastavené hodnoty neliší více než o 8 stupňů. Platí to zejména pro zimní období.
8. Autobaterie je nabitá tak, že její hodnota není pod hodnotou určenou pro daný systém. Například pro systém ISG je to 75%.
9. Alternátor je plně funkční.
10. Úhel natočení volantu je zanedbatelný.

Závěr

Snaha mnoha výrobců o snížení spotřeby paliva je dnes zaměřena nejen na vývoj systému Start-stop. Například britská společnost Millers Oils vytvořila motorové oleje, které redukují tření součástek motoru a jejich opotřebení o 50%. Podle Martyna Manna, technického ředitele společnosti, mohou tyto a podobné produkty přispět k aktivní podpoře technologií Start-stop. Ostatní výrobci pracují na vytvoření odolnějších ložisek. Inženýři z firmy Bosch, Valeo, Denso a mnozí jiní výrobci aut pracují na redukci trvání nastartování pohonné jednotky.

I přesto, že systém má stále své nedostatky, a poskytuje jen mírnou ekonomickou výhodu - s ohledem na relativně vysokou cenu vybavení - a může se někomu zdát jako nepodstatný, tato technologie má podle expertů velmi světlou budoucnost. Hlavní výhodou je, že tato technologie pomáhá životnímu prostředí.