Sistemas Start-Stop. Funciona?

Uma das formas de reduzir o consumo de combustível, conhecida há muitos anos, é desligar o motor mesmo em uma pequena parada do carro. Nos carros modernos, os sistemas Start-Stop são responsáveis ​​por essa tarefa.

Em testes de tração realizados na Alemanha na década de 55 em um Audi LS com motor de 0,35 kW, verificou-se que o consumo de combustível em marcha lenta é de 1,87 cm5. XNUMX./s, e no início de XNUMX, veja XNUMX. Esses dados mostraram que desligar o motor com uma parada por mais de XNUMX segundos economiza combustível.

Mais ou menos na mesma época, testes semelhantes foram realizados por outros fabricantes de automóveis. A capacidade de reduzir o consumo de combustível desligando o motor mesmo em uma parada muito curta e ligando-o novamente levou ao desenvolvimento de dispositivos de controle que executam essas ações automaticamente. A primeira foi provavelmente a Toyota, que na década de setenta usava um dispositivo eletrônico no modelo Crown que desligava o motor parado por mais de 1,5 segundo. Testes nos engarrafamentos de Tóquio mostraram uma redução de 10% no consumo de combustível. Um sistema de funcionamento semelhante foi testado em um Fiat Regata e um 1º Formel E Volkswagen Polo. Um dispositivo neste último carro permitia que o motorista parasse o motor, ou apenas automaticamente, dependendo da velocidade, temperatura do motor e posição da alavanca de câmbio. O motor foi religado com o motor de partida ligado quando o motorista pressionou o pedal do acelerador com o pedal da embreagem pressionado e a 2ª ou 5ª marcha estava engatada. Quando a velocidade do veículo caiu abaixo de XNUMX km/h, o sistema desligou o motor, fechando o canal de marcha lenta. Se o motor estivesse frio, o sensor de temperatura bloqueava o desligamento do motor para reduzir o desgaste do motor de partida, pois um motor quente leva muito menos tempo para dar partida do que um frio. Além disso, o sistema de controle, para reduzir a carga na bateria, desligou o vidro traseiro aquecido quando o carro estava estacionado.

Testes de estrada mostraram uma redução no consumo de combustível de até 10% em condições de condução adversas. As emissões de monóxido de carbono também diminuíram 10%. Pouco mais de 2%. por outro lado, o teor de óxidos de nitrogênio e quase 5 hidrocarbonetos nos gases de escape aumentou. Curiosamente, não houve efeito negativo do sistema na durabilidade do motor de partida.

Modernos sistemas start-stop

Os modernos sistemas start-stop desligam automaticamente o motor quando estacionado (sob certas condições) e o reiniciam assim que o motorista pressiona o pedal da embreagem ou solta o pedal do freio em um veículo com transmissão automática. Isso permite reduzir o consumo de combustível e as emissões de dióxido de carbono, mas apenas no tráfego urbano. A utilização do sistema Start-Stop exige que determinados componentes do veículo, como o motor de arranque ou a bateria, durem mais e protejam outros dos efeitos de paragens frequentes do motor.

Os sistemas Start-Stop estão equipados com sistemas de gestão de energia mais ou menos sofisticados. Suas principais tarefas incluem verificar o estado de carga das baterias, configurar os receptores no barramento de dados, reduzir o consumo de energia e obter a tensão de carga ideal no momento. Tudo isso para evitar uma descarga muito profunda da bateria e garantir que o motor possa ser ligado a qualquer momento. Ao avaliar constantemente a condição da bateria, o controlador do sistema monitora sua temperatura, tensão, corrente e tempo de operação. Esses parâmetros determinam a potência de partida instantânea e o estado atual da carga. Se o sistema detectar um nível baixo de bateria, ele reduz o número de receptores habilitados de acordo com a ordem de desligamento programada.

Os sistemas Start-Stop podem ser equipados opcionalmente com recuperação de energia de frenagem.

Os veículos com sistema Start Stop utilizam baterias EFB ou AGM. As baterias do tipo EFB, diferentemente das clássicas, possuem placas positivas revestidas com um revestimento de poliéster, o que aumenta a resistência da massa ativa das placas a descargas frequentes e altas cargas de corrente. Já as baterias AGM possuem fibra de vidro entre as placas, que absorve completamente o eletrólito. Praticamente não há perdas com isso. Uma tensão ligeiramente maior pode ser obtida nos terminais deste tipo de bateria. Eles também são mais resistentes à chamada descarga profunda.

Prejudica o motor?

Há várias décadas, acreditava-se que cada partida do motor aumentava sua quilometragem em algumas centenas de quilômetros. Se fosse esse o caso, então o sistema Start-Stop, que funciona em um carro que circula apenas no trânsito da cidade, teria que terminar o motor muito rapidamente. Manter ligado e desligado provavelmente não é o que os motores mais gostam. No entanto, o progresso técnico deve ser levado em consideração, por exemplo, no campo dos lubrificantes. Além disso, o sistema Start-Stop requer proteção efetiva de vários sistemas, principalmente o motor, das consequências de paradas frequentes. Isso se aplica, entre outras coisas, para garantir lubrificação forçada adicional do turbocompressor

Partida no sistema Start-Stop

Na maioria dos sistemas start-stop em uso, o motor é acionado usando um motor de partida tradicional. No entanto, devido ao número significativamente maior de operações, aumentou a durabilidade. O motor de arranque é mais potente e equipado com escovas mais resistentes ao desgaste. O mecanismo de embreagem tem uma embreagem unidirecional redesenhada e a engrenagem tem um formato de dente corrigido. Isso resulta em uma operação de partida mais silenciosa, o que é importante para o conforto de condução durante partidas frequentes do motor. 

Gerador reversível

Tal dispositivo chamado StARS (Starter Alternator Reversible System) foi desenvolvido pela Valeo para sistemas Start-Stop. O sistema é baseado em uma máquina elétrica reversível, que combina as funções de partida e alternador. Em vez de um gerador clássico, você pode instalar facilmente um gerador reversível.

O dispositivo fornece um início muito suave. Comparado a uma partida convencional, não há nenhum processo de conexão aqui. Na partida, o enrolamento do estator do alternador reversível, que neste momento se torna um motor elétrico, deve ser alimentado com tensão alternada e o enrolamento do rotor com tensão contínua. Obter tensão CA da bateria interna requer o uso do chamado inversor. Além disso, os enrolamentos do estator não devem ser alimentados com tensão alternada através de um estabilizador de tensão e pontes de diodos. O regulador de tensão e as pontes de diodo devem ser desconectados dos enrolamentos do estator por este tempo. No momento da partida, o gerador reversível se transforma em um motor elétrico com potência de 2 a 2,5 kW, desenvolvendo um torque de 40 Nm. Isso permite que você dê partida no motor em 350-400 ms.

Assim que o motor dá a partida, a tensão CA do inversor para de fluir, o gerador reversível se torna um alternador novamente com diodos conectados aos enrolamentos do estator e um regulador de tensão para fornecer tensão CC ao sistema elétrico do veículo.

Em algumas soluções, além do gerador reversível, o motor também é equipado com uma partida tradicional, que é utilizada para a primeira partida após um longo período de inatividade.

Acumulador de energia

Em algumas soluções do sistema Start-Stop, além de uma bateria típica, existe também a chamada. acumulador de energia. Sua tarefa é acumular eletricidade para facilitar a primeira partida do motor e a reinicialização no modo "Start-Stop". Consiste em dois capacitores conectados em série com capacidade de várias centenas de farads. No momento da descarga, é capaz de suportar um sistema de partida com uma corrente de várias centenas de amperes.

Condições de operação

A operação do sistema Start-Stop só é possível sob várias condições diferentes. Em primeiro lugar, deve haver energia suficiente na bateria para reiniciar o motor. Além disso, incl. a velocidade do veículo desde a primeira partida deve exceder um determinado valor (por exemplo, 10 km/h). O tempo entre duas paradas sucessivas do veículo é maior que o mínimo definido pelo programa. As temperaturas do combustível, do alternador e da bateria estão dentro da faixa especificada. O número de paradas não ultrapassou o limite no último minuto de condução. O motor está na temperatura ideal de operação.

Esses são apenas alguns dos requisitos que devem ser atendidos para que o sistema funcione.