Мікрогібридних технологія, чому «мікро» і чому «гібрид»? Продовжуючи серію статей про сучасні способи економії палива, розглянемо технологію «мікрогібріда» або простіше - систему «двигун старт-стоп».
Перші розмови про впровадження такої технології з'явилися більше 10 років тому, і концептуально це виглядало так: на маховику двигуна внутрішнього згоряння встановлена електромашина, старт-генератор. Машина така відома давно, вона багато років застосовується на тепловозах, але новизна, на думку автовиробників, мабуть, в тому, що такого ніхто раніше не застосовував на легкових автомобілях. Адже за класичною схемою завжди є два окремих пристрої - генератор і стартер.
Працювати це все повинно було так: старт-генератор запускає двигун, потім перемикається в режим генератора, заряджаючи акумулятор. В процесі їзди це пристрій повинен був включатися в режим стартера при прискореннях, збільшуючи крутний момент двигуна, а також використовувати енергію гальмування двигуном, знову заряджаючи АКБ, роблячи те, що тепер ми називаємо «рекуперація».
Як це реалізовано в автомобілях, які можна купити? Кожен виробник застосував власну схему і по-різному її назвав: StartStop у Bosch, встановлюється на BMW і Audi, KIA називає це ISG (Idle StopGo), STARS (Strater Alternator Reversible System) у Citroen і Mercedes, від Valeo і SISS (Smart Idle Stop System) у Mazda. Остання схема, до речі, реалізована на запуск двигуна не від електромашини, а від певної схеми вприскування і підпалу паливно-повітряної суміші в «потрібному» циліндрі, хоча стартер також присутній і включається в роботу на короткий час. Кожна система має ряд поколінь, і з кожною новою версією отримує нові функції і можливості, тому дані, наведені в даному тексті, з часом можуть втрачати деяку актуальність.
Система StartStop від Bosch використовує стартер спеціальної конструкції, яка дозволяє без ризику пошкодження / руйнування проводити багаторазові пуски двигуна. Система управляється «мізками» двигуна, зупиняє мотор при зупинці автомобіля, і запускає знову при натисканні на педаль гальма або зчеплення при повороті керма або при занадто низькому заряді АКБ. Виробник обіцяє економію палива до 8% при такій системі. При бажанні, примусову зупинку двигуна можна відключити кнопкою на панелі і рухатися далі в звичному режимі, без «глушіння» при кожній зупинці.
Система ISG працює дещо по-іншому. Двигун тут не зупиняється, а для підвищення економічності використовується спеціальне управління генератором. У моменти прискорення генератор відключається, а при гальмуванні включається, заряджаючи АКБ. Якщо ж рівень заряду батареї низький, генератор продовжує працювати весь час, поки АКБ НЕ буде заряджена. При включеному кондиціонері генератор залишається постійно включеним.
Система STARS. Тут все зовсім хитро і заплутано - в конструкції застосований реверсивний генератор і спеціальна схема приводного ременя з оборотним натяжителем. Управляється така система власним блоком управління, який взаємодіє з БО двигуна. Тут двигун зупиняється і заводиться за допомогою цього самого реверсивного генератора. Оборотний натягувач приводного ременя дозволяє, в залежності від потреби, передавати зусилля від / до електромашини в потрібному напрямку.
Система SISS працює з зупинкою і пуском двигуна, але використовуючи в основному енергію згоряння палива. Блок управління розпізнає циліндр, який знаходиться у відповідній точці робочого такту, відбувається вприскування палива і його запалення, від чого двигун отримує крутний момент і починає працювати. Стартер в цій системі присутній і включається при запуску, мабуть, для обходу моменту, коли двигун зупинився в «незручному положенні» або ж він виконує свою звичайну функцію, а підпалювання палива використовується для його розвантаження і продовження ресурсу. Виробник обіцяє економію палива до 9%. Ще однією особливістю даного рішення є те, що воно може бути використано тільки з двигунами, що мають прямий впорскування і агрегатованих з коробкою «автомат».
Давайте проаналізуємо, яка користь від такого роду рішень може бути досягнута в реальності. Щоб була економія від системи «старт-стоп» або як її називають в народі «мікрогібрід», потрібно: часто стояти в пробках, часто гальмувати двигуном, мінімально використовувати кондиціонер і обігрів лобового скла, в принципі не користуватися ніякими системами, що споживають електроенергію або вимагають роботи гідропідсилювача, тепла від двигуна, а також не можна часто інтенсивно прискорюватися. Значить: якщо їхати в міській пробці - толк як би є, якщо на заміській трасі в одному темпі - толку немає. Якщо часті зупинки - знову толк є, якщо рух розмірене, в «тягучці» або просто без пробок і частих зупинок перед світлофорами і переходами - толку немає. Далі: двигун зупинили, постояли, тепер його знову треба запускати - значить витрачати енергію. Після запуску потрібно підзарядити АКБ, щоб компенсувати витрати на пуск двигуна і енергію, витрачену фарами, «поворотниками», стоп-сигналами, магнітофоном, навігатором і іншими системами. Значить, тривалість стоянки також має значення, занадто коротка - витрати на пуск вище економії, занадто довга - двигун буде запущений раніше початку руху, для підтримки потрібного рівня заряду АКБ або робочої температури. Знову обмеження в корисному використанні. Плюс до всього варто згадати певний психологічний дискомфорт, який відчуває кожен водій, коли після зупинки двигун раптово глухне, це часто асоціюється з раптовою поломкою або повним витрачанням палива. Така особливість вимагає звикання.
Що слід очікувати від покупки автомобіля з системою «старт-стоп»? Глобальної економії точно немає. Звичайно ж, певна економія буде, раз такі хитрі технічні рішення використані, але якщо виробники заявляють зниження споживання палива до 10%, в дійсності, в залежності від реальних умов експлуатації, цифра буде явно менше. Рішення екологічного питання - точно немає. Шкідливі викиди найшкідливіші якраз в момент пуску, коли двигун потребує збагаченої суміші, яка ніяк не може згоріти правильно і повністю, тобто можливо, все насправді ще гірше в плані вихлопу СО і СН. Якщо говорити «наш двигун при зупинці автомобіля взагалі не викидає шкідливих речовин» - так, правда, але це з лишком буде компенсована при запуску.