2. Синтез принципиальной схемы устройства и описание работы

Так как экономичность двигателей внутреннего сгорания очень актуальна сегодня, то для синтеза принимаем последнюю из рассмотренных схем – схему системы «Стоп-старт».

Система «Стоп-старт» предназначена для экономии топлива, снижения вредных выбросов и шума за счет сокращения времени работы двигателя на холостом ходу. Как показывает практика, эксплуатации автомобиля режим холостого хода составляет до 30% общего времени работы двигателя. Этому способствуют частые остановки на светофорах, нахождение в пробках, являющие атрибутами большого города.

До недавнего времени система «Стоп-старт» применялась в основном на гибридных автомобилях. Сегодня ситуация коренным образом меняется. Практически все ведущие автопроизводители имеют в своем модельном ряду автомобили, оборудованные данной системой. По прогнозам экспертов к 2015 году половина выпускающихся легковых автомобилей будет оборудоваться системой «Стоп-старт».

Система начинает автоматически функционировать в том случае, если первоначальный пуск был осуществлен пусковой системой с электростартером и двигатель прогрет до температуры охлаждающей жидкости 65-100°С. Система выключает зажигание и отключает подачу топлива, останавливая двигатель при скорости движения автомобиля менее 5 км/ч на нейтральной передаче и выключенном сцеплении. Для продолжения движения водитель нажимает на педаль дроссельной заслонки; при этом автоматически осуществляется пуск двигателя.

Стартер и цепь зажигания включаются системой «Стоп-старт», если двигатель остановлен, с момента остановки двигателя прошло не менее 0,6 с и педаль сцепления выжата, а также при скорости движения автомобиля менее 10 км/ч.

Функционирование системы обеспечивают датчики температуры охлаждающей жидкости, скорости движения автомобиля, положения педали сцепления, дроссельной заслонки и рычага переключения передач.

Конструктивно система Стоп-старт включает следующие элементы:

-устройство, обеспечивающее многократный запуск двигателя;

-система управления.

Существует несколько подходов к реализации функции многократного запуска двигателя:

-усиленный стартер;

-реверсивный генератор (стартер-генератор);

-впрыск топлива в цилиндры и воспламенение смеси.

Самым простым и надежным с точки зрения конструкции является система «Стоп-старт» фирмы Bosch. Благодаря данной системе название «стоп-старт» стало нарицательным названием остальных систем. Система «Стоп-старт» устанавливается на автомобили BMW, Audi и обеспечивает снижение потребление топлива, вредных выбросов до 8%.

Основу системы составляет специальный стартер, рассчитанный на большое количество пусков двигателя и имеющий увеличенный срок службы. Стартер оборудован усиленным малошумным механизмом привода, гарантирующим быстрый, надежный и бесшумный запуск двигателя.

Система управления осуществляет выполнение следующих функций:

-остановка двигателя;

-запуск двигателя;

-контроль заряда аккумуляторной батареи.

Как и все современные электронные системы управления система управления «Стоп-старт» включает:

-входные датчики;

-блок управления;

-исполнительные устройства.

К входным датчикам относятся датчики температуры охлаждающей жидкости, скорости движения автомобиля, положения педали сцепления, дроссельной заслонки и рычага переключения передач.

Своего электронного блока система не имеет, а использует мощности блока управления двигателем, где установлено соответствующее программное обеспечение.

Исполнительными устройствами системы являются:

-форсунки системы впрыска;

-катушки зажигания системы зажигания;

-стартер.

Если величина заряда аккумуляторной батареи опускается ниже заданной величины, система на основании сигнала соответствующего датчика выключается. Включение системы производится после зарядки аккумуляторной батареи. Система может быть принудительно отключена с помощью специальной кнопки на панели приборов.

Система STARS (Starter Alternator Reversible System), выпускаемая фирмой Valeo, в своей работе использует реверсивный генератор. Система устанавливается на автомобилях Citroen, Mercedes и позволяет снизить расход топлива до 10%.

Реверсивный генератор представляет собой электрическую машину переменного тока, которая в зависимости от условий может выполнять функции генератора и стартера. Работу реверсивного генератора обеспечивает специальный приводной ремень и обратимый натяжитель, позволяющий передавать усилие в двух направлениях. Реверсивный генератор бесшумно работает и имеет меньшее время запуска (0,4с в сравнении с 0,8с для обычного стартера).

Дальнейшим развитием данной системы является использование рекуперативного торможения для создания дополнительной энергии и снижения расхода топлива.