Sistema start-stop - Start-stop system
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Um sistema start-stop ou sistema stop-start do veículo desliga e reinicia automaticamente o motor de combustão interna para reduzir a quantidade de tempo que o motor fica em marcha lenta , reduzindo assim o consumo de combustível e as emissões . Isso é mais vantajoso para veículos que passam muito tempo esperando nos semáforos ou freqüentemente param em congestionamentos . A tecnologia start-stop pode se tornar mais comum com regulamentos governamentais de economia de combustível e emissões mais rígidos . Esse recurso está presente em veículos elétricos híbridos , mas também apareceu em veículos que não possuem um trem de força elétrico híbrido . Para veículos não elétricos, os ganhos de economia de combustível com essa tecnologia estão normalmente na faixa de 3 a 10%, potencialmente tão altos quanto 12%. Nos Estados Unidos, a inatividade desperdiça aproximadamente 14,8 bilhões de litros (3,9 bilhões de galões americanos; 3,3 bilhões de galões imperiais) de gasolina por ano.
Em um veículo com transmissão manual, a partida é ativada parando o carro, colocando a marcha em ponto morto e soltando a embreagem. O motor não para com o carro em movimento, mesmo que sejam seguidos os passos acima (não é verdade para todos os carros). O motor é reiniciado quando a embreagem é pressionada antes de selecionar uma marcha para mover o carro. O motor também pode dar partida se houver demanda de energia, por exemplo, do sistema de ar condicionado .
Como os acessórios automotivos, como compressores e bombas d'água, são normalmente projetados para funcionar em uma correia serpentina do motor, esses sistemas devem ser reprojetados para funcionar corretamente quando o motor é desligado. Normalmente, um motor elétrico é usado para alimentar esses dispositivos.
Essa tecnologia também tem sido usada em scooters Honda nos mercados asiáticos na última década. Seu modelo PCX 125 cc foi lançado em 2010 para ser vendido na Europa com esta tecnologia, embora seu modelo norte-americano não a possua.
Características
A tecnologia Start / Stop veio primeiro para a Europa, devido a diferenças regulatórias. 25 por cento do Novo Ciclo de Condução Europeu (NEDC) é gasto em marcha lenta. Em comparação, apenas cerca de 11 por cento do teste da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) é gasto inativo. A ativação de iniciar / parar depende de entradas específicas do driver, bem como das condições de operação. O motor deve ter atingido a temperatura adequada para obter a luz adequada do conversor catalítico e também para garantir a lubrificação adequada e uma reinicialização o mais fácil possível.
Com um carro com caixa de câmbio manual, o desligamento do motor normalmente vem com a frenagem até a parada completa, caixa de câmbio em ponto morto e liberação da embreagem. Carros com transmissões automáticas desligam na frenagem até a parada total - o desligamento é ativado pelo pedal do freio sendo usado quando o carro para. Se o carro for desacelerado inicialmente pelo uso manual da caixa de mudanças automática e a parada final for pelo uso do freio de mão, o motor não desligará.
Componentes aprimorados
O sistema precisa ser implementado em conjunto com modificações e reforços em muitos dos componentes do carro, a fim de reforçar a durabilidade do motor e do sistema elétrico e a resistência ao desgaste de longo prazo, devido às cargas aumentadas que os ciclos adicionais de parada e partida impõem. Para atingir níveis semelhantes de durabilidade , conforto e experiência do usuário aos de carros mais antigos sem o sistema, o fabricante do carro pode incluir uma ou mais das seguintes melhorias no design industrial do carro :
- Os rolamentos principais do motor (virabrequim) são revestidos com polímeros especiais que possuem propriedades de lubrificantes secos , como a poliamida . Isso evita a falta de película de óleo do motor e a lubrificação hidrodinâmica quando o virabrequim para, evitando o contato de metal com metal que, de outra forma, produziria desgaste acelerado nas superfícies do rolamento.
- A bateria principal é a tecnologia de tapete de vidro absorvente (AGM) ou de bateria inundada aprimorada (EFB), ambas suportando um número maior de ciclos de carga e carga aumentada . Isso é importante porque todo o sistema elétrico do carro deve ser mantido pela bateria depois que o alternador parar de gerar corrente.
- O starter é reforçado e projetado para suportar o uso contínuo sem desgaste muito rápido ou superaquecimento.
- Um circuito de resfriamento independente é adicionado em conjunto com uma bomba elétrica de escoamento de água que continua funcionando quando a bomba mecânica principal sai. Isso garante o suprimento de refrigerante para os componentes do motor sensíveis ao calor, como rolamentos do turboalimentador, e para manter a temperatura da cabine no inverno.
- Sensores especiais e unidades de controle do motor (ECUs) podem ser adicionados para garantir condições adequadas de funcionamento do sistema e para manter os parâmetros de tolerância, como uma boa carga da bateria, essencial para garantir partidas futuras.
História
As emissões de monóxido de carbono e a escassez de combustível / crise do petróleo da década de 1970 levaram os fabricantes de automóveis a encontrar soluções para reduzir o consumo de gás. O primeiro veículo a usar o interruptor liga / desliga automático foi o Toyota Crown de seis cilindros em 1974 e já anunciava uma economia de combustível de 10% no tráfego. Na década de 1980, o Fiat Regata "ES" com o sistema City-matic e o Volkswagen Polo "Formel E" também utilizavam dispositivos semelhantes. O Grupo Volkswagen também o adotou no Golf Ecomatic em 1994 e no Volkswagen Lupo "3L" e no Audi A2 "3L" em 1999. Embora essas implementações iniciais tenham sido consideradas um tanto desconcertantes por muitos motoristas, e os preços altos não renderam esses carros Com muito sucesso comercial, tanto o Volkswagen Lupo quanto o Audi A2 (em sua alavancagem de "3 litros") eram mais eficientes do que qualquer carro de produção disponível nos Estados Unidos na época de seu lançamento.
Desde a norma europeia de emissões Euro 5, cada vez mais veículos incluem um sistema start-stop, independentemente do nível de preços. O sistema Valeo está incluído na Citroën , Land Rover , Peugeot , Smart e Volvo , enquanto o sistema Bosch está incluído na Fiat , Nissan , SEAT e Volkswagen , com várias motorizações incluindo essência e diesel. Em 2010, a Valeo declarou que sua segunda geração Start-Stop apareceria no mesmo ano. Essa nova geração é chamada de "i-StARS". A Bosch desenvolveu um sistema para carros automáticos.
O Mazda Smart Idle Stop System (SISS) usa partida por combustão em vez de partida elétrica. Ao detectar a posição dos pistões nos cilindros, o motor é parado em uma configuração que permite a partida imediata por combustão. Eles afirmam que o motor é reiniciado de forma mais silenciosa e rápida em 0,35 segundos.
O sistema Kia ISG EcoDynamics usa componentes Bosch , Valeo e Varta .
Fabricantes
Bentley
A tecnologia Stop-Start foi instalada em um Bentley pela primeira vez em 2016 no modelo Bentayga . O sistema da Bentley desliga o motor quando o carro está parado ou se move lentamente.
BMW
A BMW está incluindo a tecnologia em muitos de seus carros e na linha MINI para 2008 como parte de sua marca Efficient Dynamics. A BMW está interessada em maneiras de reduzir as perdas parasitárias nos motores, então a empresa levou a tecnologia um passo adiante. Em vez de usar um Integrated Starter Generator (ISG), a BMW usou um starter aprimorado que é um starter convencional, desenvolvido pela Robert Bosch GmbH , que pode suportar o aumento do número de partidas do motor em um veículo pára-liga.
A BMW desenvolveu o sistema de forma que o alternador não seja ativado na maior parte do tempo. Isso significa que os componentes elétricos do veículo normalmente funcionam com bateria . Quando a bateria precisa ser carregada ou ao desacelerar ou frear, o alternador é ativado para recarregar a bateria ( frenagem regenerativa ). Como esta bateria apresenta características de carga muito diferentes das de uma bateria de carro normal, a BMW usou um tapete de vidro absorvente (AGM).
Devido ao uso da frenagem regenerativa , alguns começaram a chamar esse tipo de sistema de micro-híbrido , um passo abaixo de um sistema híbrido moderado onde o ISG pode ser usado para auxiliar o motor ou até mesmo dirigir o veículo.
Citroën
A Citroën introduziu um sistema mais refinado em seus modelos C2 e C3 em 2006, denominado "Stop and Start". A implementação da Citroën combina uma caixa de câmbio automatizada SensoDrive e um alternador reversível controlado eletronicamente ou gerador de partida integrado (ISG). Um ISG, também conhecido como "motor de arranque-alternador integrado", combina as funções de arranque e alternador numa unidade; fabricantes incluem Valeo e Denso .
Fiat Chrysler Automobiles
A FCA apresentou o sistema feito pela Robert Bosch GmbH no final de 2008 no Fiat 500 . A partir de setembro de 2009, a Alfa Romeo também introduziu este sistema em sua série Alfa Romeo Mito utilizando motores Fiat Powertrain Technologies (FPT) 1.4 L Turbo a gasolina MultiAir .
Ford
No final de 2010, a Ford anunciou que seu sistema start-stop, já usado em seus híbridos, bem como em vários modelos convencionais na Europa, seria introduzido na América do Norte com os modelos de 2012, inicialmente com motores de 4 cilindros e posteriormente proliferando em V6s e V8s. Eventualmente, o sistema estará disponível em todos os veículos Ford.
Em 2013, anunciou que a tecnologia start-stop seria trazida para os modelos Ford Fusion de segunda geração e incorporou sistemas start-stop no modelo Ford F150 2015 pela primeira vez como um recurso padrão em vez de uma opção. Anteriormente, apenas a versão V-6 turbo de 2,7 litros vinha com start-stop, que requer uma bateria de tapete de vidro absorvente (AGM) mais robusta (e cara) que pode lidar melhor com o ciclo constante e o consumo mais pesado de acessórios do veículo com o motor desligado.
General Motors
Em 2008, a General Motors lançou seu modelo Chevrolet Tahoe Hybrid com tecnologia AHS2 de 2 modos, que combina a tecnologia start-stop com frenagem regenerativa e modo de veículo elétrico em certas condições abaixo de 29 mph.
Em 2012, a General Motors lançou seu modelo Chevrolet Malibu Eco com tecnologia eAssist , que combina a tecnologia start-stop com frenagem regenerativa e impulso elétrico em certas condições.
Em 2014, a General Motors anunciou que o Chevrolet Impala e o Malibu teriam um sistema start-stop (não eAssist) em todos os modelos.
Honda
A Honda tem usado a função start-stop por mais de uma década por meio de seu sistema híbrido moderado IMA nos modelos Insight de primeira geração no mercado doméstico japonês desde 1999 e, mais recentemente, no Civic Hybrid .
Hyundai
Enquanto o Kia Rio e o Rio5 compartilham o mesmo novo motor 1.6 L de quatro cilindros de injeção direta com seu primo Hyundai Accent / Verna (também redesenhado para 2012), a Hyundai não fez menção a esse recurso em sua linha Accent. O manual do Hyundai 1.4 possui o sistema ISG (Intelligent Stop & Go) (em Israel).
Jaguar
O Intelligent Eco Stop / Start da Jaguar foi instalado pela primeira vez nos modelos XF e XJ em 2011, antes de se expandir para o resto da linha.
Kia
Os reprojetados Kia Rio e Rio5 (hatchback) 2012, com estreia no Salão do Automóvel de Nova York de 2011, foram anunciados com o recurso Intelligent Stop and Go (ISG), ou tecnologia stop-start.
Kia afirma que a combinação de injeção direta de combustível e stop-start oferecerá 30 mpg para dirigir na cidade e 40 mpg na rodovia em ambas as transmissões manuais e automáticas de 6 velocidades.
Land Rover
Em 2008, a Land Rover equipou seu Freelander com Stop / Start, o que pode reduzir o consumo de combustível e as emissões em até 10%. A partir de 2016, todos os modelos Land Rover e Range Rover estão equipados com Intelligent Eco Stop / Start .
Mahindra e Mahindra
A Mahindra foi a primeira na Índia a lançar o sistema Micro Hybrid baseado em stop-start em maio de 2000. Isso envolveu tecnologia doméstica e o primeiro de seu tipo de desenvolvimento de componentes como sensores Hall neutro e sensores de pedal de embreagem, e mais tarde uma joint venture com Bosch para veículos baseados em common rail .
Mazda
O sistema i-Stop, o primeiro sistema de start stop da Mazda , detecta qual pistão está na melhor posição para reiniciar mais rápido, que é aquele na fase do curso de combustão, onde o ar e o combustível estão no cilindro, prontos para serem acesos. A mistura neste cilindro é inflamada pela vela de ignição, forçando o pistão para baixo e, com a ajuda do motor de partida, resulta em um tempo de reinicialização quase instantâneo do motor de 0,35 segundos.
Em 2011, a Mazda anunciou o i-ELOOP, um sistema que usa um alternador de tensão variável para converter energia cinética em energia elétrica durante a desaceleração. A energia armazenada em um capacitor de camada dupla é usada para fornecer energia necessária aos sistemas elétricos dos veículos. Quando usado em conjunto com o sistema start-stop da Mazda, i-Stop, a empresa afirma economia de combustível de até 10%.
Nissan
A Nissan usa a marca S-Hybrid (estilizada em maiúsculas como "S-HYBRID") para seu sistema micro híbrido. O sistema S-Hybrid está totalmente contido no compartimento do motor e não requer bateria de tração. Os veículos com sistema S-Hybrid são equipados com motor de controle de energia (ECO), que funciona como alternador e motor de partida do motor a gasolina. Esses veículos também são equipados com uma "sub-bateria" adicional localizada no compartimento do motor para alimentar os acessórios elétricos do veículo quando o motor a gasolina é desligado, em vez de usar um alternador de acionamento constante. Quando o motorista tira o pé do acelerador ou freia, o motor ECO é movido como um alternador para manter a carga da "sub-bateria". Além de ser usado para reiniciar o motor, o motor ECO também aplica 50 N⋅m (5,1 kg⋅m; 37 lb⋅ft) de torque por um segundo ao virabrequim ao dirigir para longe de uma parada, fornecendo uma pequena quantidade de motor elétrico auxiliar.
Opel / Vauxhall
Em 2010, a Opel introduziu Start / Stop nos seus modelos da marca EcoFLEX . O sistema é utilizado com família 0 , Ecotec e MGE gasolina e MultiJet , Circle L , e Família B motores diesel .
Renault
A Renault introduziu a tecnologia em todos os seus modelos europeus em 2010.
Roewe
Em 2009, o Rover 75 da Roewe com base 750 foi equipado com stop-start de série com o motor híbrido 1.8 Rover K-series .
SAAB
Uma função Start / Stop foi instalada na segunda geração 9-5 em 2009. O botão para controlar o sistema foi colocado próximo ao câmbio de marchas como as antigas chaves de ignição SAAB.
Subaru
Muitos veículos Subaru 2020 e 2021 foram equipados com a função de parada / partida automática.
Suzuki
Alguns fabricantes de automóveis, como a Suzuki, têm uma pequena bateria adicional de íon-lítio de 12 V dentro do carro. O sistema é comercializado como "SHVS Mild Hybrid System" (Smart Hybrid Vehicle da Suzuki) e está disponível como opção em Ignis, Swift, Baleno em vários mercados.
Tata
A Tata Motors apresentou este sistema em seu LCV Tata Ace .
Toyota
A Toyota mostrou um protótipo de seu Toyota Crown de seis cilindros equipado com um interruptor liga / desliga automático em 1974, alegando uma economia de 10 por cento de gás no trânsito.
Mais recentemente, a Toyota tem vendido carros com sistema start-stop em seus veículos com motor de combustão interna desde 2009, e desde 1997 em sua linha híbrida Prius. Tanto a Toyota quanto a Mazda introduziram a tecnologia stop-start, também disponível fora do Japão, em alguns de seus veículos de 2009 modelo.
Volkswagen
A Volkswagen começou a usar sistemas start-stop com o Polo Formel E com SSA por volta de 1983, depois de ter feito uma prévia do sistema no carro de pesquisa Auto 2000 de 1981 . Mais tarde o LUPO 3L, e depois no Polo, Golf e Passat BlueMotion , que também incluem melhorias de peso e aerodinâmica. O sistema agora é comum na gama Volkswagen, instalado em todos os veículos com o pacote de tecnologia Bluemotion, embora alguns outros modelos também tenham a tecnologia. No Lupo 3L, com caixa de câmbio manual automatizada e embreagem, o motor para quatro segundos depois que o carro fica parado com o pé do motorista no pedal do freio. Nenhuma outra ação é necessária. Remover o pé do pedal do freio inicia a partida do motor e o carro pode ser dirigido para longe. A alavanca das mudanças permanece na posição D durante todo o tempo. O mesmo se aplica ao Audi A2 1.2TDi, que é quase idêntico mecanicamente.
Volvo
A Volvo introduziu sua tecnologia Start / Stop em 2009 com a marca DRIVe.
Preocupações
Veículos híbridos / elétricos assistem quase sem atrasos na potência de uma parada, devido à disponibilidade instantânea de energia da bateria de tração para o (s) motor (es) elétrico (s). A gasolina / micro-híbridos, por outro lado, geralmente apresentam pequenos atrasos (embora em frações de segundo).
Em fevereiro de 2001, a Administração Nacional de Segurança de Tráfego Rodoviário dos Estados Unidos (NHTSA) levantou questões sobre veículos Honda não híbridos equipados com as transmissões 'Idle Stop' da empresa devido a preocupações com a "oscilação repentina de um veículo em uma reinicialização automática" - em vez de o "avanço gradual encontrado nos projetos de transmissão atuais".
Muitas pessoas pensam que o uso de longo prazo pode induzir desgaste adicional devido à falta de lubrificação com óleo. Para as meias conchas do rolamento do virabrequim e os rolamentos da extremidade grande, isso pode se traduzir em movimentos rotativos freqüentes de alta velocidade antes que um filme hidrodinâmico seja estabelecido. Durante esta fase de lubrificação de limite, o contato metal com metal pode ocorrer entre a superfície do virabrequim e a superfície de deslizamento do rolamento. Isso não foi um problema, enquanto o número de reinicializações do motor totalizou o que geralmente foi entendido como uma magnitude normal. No entanto, em um veículo com um sistema start-stop, esse efeito pode exigir novas soluções tecnológicas para evitar o desgaste prematuro do rolamento, dependendo do ciclo de direção. Consequentemente, os motores futuros para aplicações start-stop precisam ser projetados para 250.000 a 300.000 partidas. Os casquilhos tradicionais com revestimento de alumínio ou cobre apresentam desgaste severo após apenas 100.000 ciclos.
Algumas implementações não usam um motor de partida, eliminando as preocupações com o desgaste do motor de partida. O Mazda i-stop usado na linha Mazda3 / Axela (na Europa e JDM ) usa a combustão para auxiliar o motor de partida, detectando a posição do pistão no cilindro. Eles afirmam que o motor é reiniciado de forma mais silenciosa e rápida em 0,35 segundos.
Alguns fabricantes de automóveis, como a Suzuki, têm uma bateria de íon de lítio dentro do carro.