Come funziona lavvio automatico

Caratteristica dei veicoli con motore a combustione interna

Questo articolo riguarda la tecnologia automobilistica. Per l'utilizzo di sistemi start-stop nelle telecomunicazioni, vedere Comunicazione seriale asincrona.

Un sistema start-stop del veicolo o sistema stop-start (noto anche come S&S , micro ibrido o veicolo elettrico micro ibrido (μHEV )) ^[1] spegne e riavvia automaticamente il motore a combustione interna per ridurre la quantità di tempo che il motore trascorre al minimo, riducendo così il consumo di carburante e le emissioni. Questo è più vantaggioso per i veicoli che trascorrono una notevole quantità di tempo in attesa ai semafori o si fermano spesso negli ingorghi. La tecnologia start-stop potrebbe diventare più comune con normative governative più severe sul risparmio di carburante e sulle emissioni. ^[2] Questa funzione è presente nei veicoli elettrici ibridi, ma è apparsa anche nei veicoli che non dispongono di un propulsore elettrico ibrido. Per i veicoli non elettrici, i guadagni in termini di risparmio di carburante derivanti da questa tecnologia sono in genere compresi tra il 3 e il 10%, potenzialmente fino al 12%. ^[3] Negli Stati Uniti, secondo il Dipartimento dell'Energia, il minimo spreca più di 6 miliardi di galloni statunitensi (23 miliardi di litri; 5,0 miliardi di galloni imperiali) di carburante all'anno. ^[4]

In un veicolo con cambio manuale, lo stop-start si attiva fermando l'auto, spostando la marcia in folle e rilasciando la frizione. Il motore non si spegne se l'auto è in movimento, anche se vengono seguiti i passaggi sopra indicati (questo non vale per tutte le auto). Il motore si riavvia quando si preme la frizione prima di selezionare una marcia per muovere l'auto. Il motore può anche riavviarsi se c'è una richiesta di energia da, per ad esempio, l'impianto di climatizzazione.

Poiché gli accessori per automobili come compressori e pompe dell'acqua sono stati in genere progettati per funzionare su una cinghia a serpentina sul motore, tali sistemi devono essere riprogettati per funzionare correttamente quando il motore è spento. In genere, un motore elettrico viene utilizzato per alimentare questi dispositivi. Nei veicoli in cui il compressore del condizionatore d'aria funziona ancora dalla cinghia di trasmissione, alcuni conducenti accendono il condizionatore d'aria come un modo improvvisato per disabilitare lo start-stop. Nella Mazda 3, un supercondensatore viene utilizzato per alimentare il condizionatore d'aria e altri accessori come parte del sistema i-ELOOP; Il condizionatore d'aria e le ventole vengono abbassati in modo significativo alle impostazioni minime quando il motore è spento. Con l'aria condizionata e la ventola al massimo, il supercondensatore si svuota in cinque secondi e il motore si accende automaticamente. ^{[5] [6] [7]}

Questa tecnologia è stata utilizzata anche sugli scooter Honda nei mercati asiatici nell'ultimo decennio. ^[8] Il modello PCX da 125 cc di Honda è stato rilasciato nel 2010 con questa tecnologia per il mercato europeo, anche se il suo modello nordamericano non ne è dotato. ^[9]

Caratteristiche

La tecnologia start-stop è stata introdotta in Europa per la prima volta a causa di differenze normative: Il 25% del nuovo ciclo di guida europeo (NEDC) viene trascorso al minimo, ^mentre si stima che solo l'11% del test dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA) degli Stati Uniti venga trascorso al minimo. L'attivazione start-stop dipende dagli input specifici del conducente e dalle condizioni operative. Il motore deve aver raggiunto la temperatura corretta per garantire un adeguato spegnimento del convertitore catalitico e una corretta lubrificazione per un riavvio senza sforzo.

In un'auto con cambio manuale, spegnimento del motore In genere si verifica quando si frena fino all'arresto completo, si sposta il cambio in folle e si rilascia la frizione. Le auto con cambio automatico si spengono in caso di frenata fino all'arresto completo; Lo spegnimento si attiva premendo il pedale del freno quando l'auto si ferma. Se l'auto viene inizialmente rallentata dall'uso manuale del cambio automatico e l'arresto finale viene ottenuto utilizzando il freno a mano, il motore non si spegne.

Il

sistema deve essere implementato in combinazione con modifiche e rinforzi su molti dei componenti dell'auto al fine di rafforzare la durata del motore e dell'impianto elettrico e la resistenza all'usura a lungo termine, poiché l'aggiunta di cicli di arresto e avviamento impone carichi maggiori su tali sistemi. Per ottenere livelli di durata, comfort ed esperienza utente simili a quelli delle auto più vecchie senza il sistema, il produttore dell'auto può includere uno dei seguenti Le

emissioni di monossido di carbonio e la carenza di carburante/crisi petrolifera degli anni '70 hanno spinto le case automobilistiche a trovare soluzioni per ridurre il consumo di gas. Il primo veicolo a utilizzare l'interruttore automatico on/off è stato il sei cilindri Toyota Crown nel 1974 ^{[13] [14]} e già dichiarava un risparmio di carburante del 10% nel traffico. Negli anni '80, anche la Fiat Regata "ES" con il sistema City-matic ^{[15] [16]} e la Volkswagen Polo "Formel E" ^{[ citazione necessaria ]} utilizzavano dispositivi simili. Il Gruppo Volkswagen lo ha adottato anche nella Golf Ecomatic nel 1994 e nella Volkswagen Lupo "3L" e nell'Audi A2 "3L" nel 1999. Anche se queste prime implementazioni furono considerate piuttosto sconcertanti da molti piloti, e i prezzi elevati non riuscirono a produrre a queste auto un grande successo commerciale, sia il Volkswagen Lupo e Audi A2 (nella loro leva da "3 litri") erano più efficienti di qualsiasi auto di serie disponibile negli Stati Uniti al momento della loro uscita. ^[17]

A partire dalla norma europea sulle emissioni Euro 5, sempre più veicoli includono un sistema start-stop, indipendentemente dal livello di prezzo, ^[18] poiché la riduzione del minimo riduce anche le emissioni di CO ₂ dei veicoli, una delle principali cause del riscaldamento globale. ^[19]

I produttori hanno continuato a perfezionare il sistema. Nel 2010, Valeo ha dichiarato che la sua seconda generazione Start-Stop sarebbe apparsa nello stesso anno. ^[20] Questa nuova generazione si chiamerà "i-StARS". Il sistema Valeo è incluso in Citroën, Land Rover, Peugeot, Smart e Volvo, mentre il sistema Bosch è incluso in Fiat, Nissan, SEAT e Volkswagen, con varie motorizzazioni tra cui essenza e diesel. Bosch ha sviluppato un sistema per auto automatiche. ^[21]

Il Mazda Smart Idle Stop System (SISS) utilizza l'avviamento a combustione anziché l'avviamento elettrico. Rilevando la posizione dei pistoni nei cilindri, il motore viene arrestato in una configurazione che consente l'avviamento immediato per combustione. Mazda dichiara un riavvio del motore più silenzioso e veloce entro 0,35 secondi. ^{[22] [23]}

Il sistema Kia ISG EcoDynamics utilizza componenti Bosch, Valeo e Varta. ^[24]

Produttori

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Alexander Dennis

Alcuni autobus Alexander DennisEnviro200 MMC e Enviro400 MMC sono dotati di sistemi stop-start che arrestano il motore alle fermate degli autobus. ^{[25] [26]}

Bentley

La tecnologia stop-start è stata montata per la prima volta su una Bentley nel 2016 sul modello Bentayga. Il sistema di Bentley spegne il motore quando l'auto è ferma o si muove lentamente. ^[27]

BMW

BMW include la tecnologia in molte delle sue auto e nella linea MINI per il 2008 come parte del suo marchio Efficient Dynamics. BMW è stata interessata a modi per ridurre le perdite parassite sui motori, quindi l'azienda ha fatto un ulteriore passo avanti con la tecnologia. Invece di utilizzare un generatore di avviamento integrato (ISG), BMW ha utilizzato un motorino di avviamento potenziato che è un motorino di avviamento convenzionale, sviluppato da Robert Bosch GmbH, in grado di resistere all'aumento del numero di avviamenti del motore in un veicolo stop-start.

BMW ha sviluppato il sistema in modo tale che l'alternatore non venga attivato per la maggior parte del tempo. Ciò significa che i componenti elettrici del veicolo funzionano normalmente a batteria. Quando la batteria deve essere caricata o Durante la decelerazione o la frenata, l'alternatore viene attivato per ricaricare la batteria (frenata rigenerativa). Poiché questa batteria ha caratteristiche di carico molto diverse rispetto a una normale batteria per auto, BMW ha utilizzato invece un tipo di tappetino di vetro assorbente (AGM).

A causa dell'uso della frenata rigenerativa, alcuni hanno iniziato a chiamare questo tipo di sistema un micro ibrido , un gradino sotto un sistema ibrido leggero in cui l'ISG può essere utilizzato per assistere il motore o addirittura guidare il veicolo.

Citroën Citroën

ha introdotto un sistema più raffinato nei suoi modelli C2 e C3 entro il 2006, chiamato "Stop and Start". L'implementazione Citroën combina un cambio automatizzato SensoDrive e un alternatore reversibile a controllo elettronico ^[28] o generatore di avviamento integrato (ISG). Un ISG, noto anche come "starter integrato-alternatore", combina il ruolo del motorino di avviamento e dell'alternatore in un'unica unità; Produttori includono Valeo ^[29] e Denso. ^[30]

Fiat Chrysler Automobiles

FCA ha introdotto il sistema Robert Bosch GmbH made in the end of 2008 in Fiat 500. ^[31] A partire da settembre 2009, Alfa Romeo ha introdotto questo sistema anche nella sua serie Alfa Romeo Mito utilizzando motori Fiat Powertrain Technologies (FPT) 1.4 L Turbo benzina MultiAir. ^[32]

Ford

Alla fine del 2010, Ford ha annunciato che il suo sistema start-stop, già utilizzato nei suoi ibridi e in diversi modelli tradizionali in Europa, sarebbe stato introdotto in Nord America con i modelli del 2012, inizialmente con motori a 4 cilindri e successivamente proliferando nei V6 e V8. Alla fine, il sistema è diventato disponibile in tutti i veicoli Ford. ^[33]

Nel 2013, ha annunciato che la tecnologia start-stop sarebbe stata introdotta nella seconda generazione di Ford Fusion, e ha integrato i sistemi start-stop nel modello Ford F150 2015 per la prima volta come caratteristica standard piuttosto che come opzione. ^[34] In precedenza, solo la versione V-6 turbo da 2,7 litri era dotata di stop-start, che richiede una batteria AGM (Absorbent-Glass Mat) più robusta (e costosa) in grado di gestire meglio il ciclo costante e l'assorbimento più pesante dagli accessori del veicolo a motore spento. ^[35]

General Motors

Nel 2008, General Motors ha rilasciato il suo modello ibrido Chevrolet Tahoe con tecnologia AHS2 a due modalità, che combina la tecnologia start-stop con la frenata rigenerativa e la modalità veicolo elettrico in determinate condizioni inferiori a 29 mph.

Nel 2012, General Motors ha rilasciato il suo modello Chevrolet Malibu Eco con tecnologia eAssist, che combina la tecnologia start-stop con la frenata rigenerativa e la spinta elettrica in determinate condizioni. ^[36]

Nel 2014, General Motors ha annunciato che la Chevrolet Impala e la Malibu avrebbero avuto un sistema start-stop (non eAssist) su tutti i modelli.

Honda

Honda utilizza la funzione start-stop da oltre un decennio tramite il suo sistema ibrido leggero IMA nei modelli Insight di prima generazione nel mercato interno giapponese dal 1999 [ ^{citazione necessaria ]} e più recentemente sulla Civic Hybrid.

Hyundai Mentre sia la Kia Rio che la Rio5 condividono lo stesso nuovo motore a quattro cilindri a iniezione diretta da 1,6 L con la cugina Hyundai Accent/Verna (anch'essa ridisegnata di recente per il 2012), Hyundai non ha fatto menzione di questa caratteristica nella sua linea Accent. ^[37] Il manuale della Hyundai 1.4 ha il sistema ISG (Intelligent Stop & Go) (in Israele).

Jaguar

L'Intelligent Eco Stop/Start di Jaguar è stato montato per la prima volta su XF ^[38] e XJ modelli nel 2011 prima di espandersi al resto della gamma.

Kia

La Kia Rio e la Rio5 (hatchback) del 2012 ridisegnate hanno debuttato al Salone dell'Auto di New York del 2011 ed è stata annunciata con la loro funzione Intelligent Stop and Go (ISG), o tecnologia stop-start. ^[39]

Kia afferma che la combinazione di iniezione diretta di carburante e stop-start offrirà 30 mpg per la guida in città e 40 mpg in autostrada sia con cambio manuale a 6 marce che con cambio automatico.

Nel 2008, Land Rover ha dotato la sua Freelander di Stop/Start che potrebbe ridurre il consumo di carburante e le emissioni fino al 10%. ^[40] A partire dal 2016 tutti i modelli Land Rover e Range Rover sono dotati di Intelligent Eco Stop/Start .

Mahindra e Mahindra Mahindras

sono stati i primi in India a lanciare il sistema Micro Hybrid basato su stop-start nel maggio 2000. Ciò ha comportato tecnologia sviluppata internamente e sviluppo di componenti unici nel suo genere come sensori di folle e pedali della frizione basati su sensori Hall, e successivamente una joint venture con Bosch per veicoli basati su common rail.

Mazda

Il sistema i-Stop, il primo sistema start stop di Mazda, rileva quale pistone si trova nella posizione migliore per ripartire più velocemente, quale è quello nella fase di corsa di combustione, dove l'aria e il carburante sono nel cilindro, pronti per essere accesi. La miscela in questo cilindro viene accesa dalla candela, forzando il pistone verso il basso e, con l'assistenza del motorino di avviamento, si traduce in un tempo di riavvio del motore quasi istantaneo di 0,35 secondi. ^[41]

Nel 2011, Mazda ha annunciato i-ELOOP, un sistema che utilizza un alternatore a tensione variabile per convertire l'energia cinetica in energia elettrica durante la decelerazione. L'energia immagazzinata in un condensatore a doppio strato viene utilizzata per fornire l'energia necessaria ai sistemi elettrici del veicolo. Quando utilizzato in combinazione con il sistema start-stop di Mazda, i-Stop, l'azienda dichiara un risparmio di carburante fino al 10%. ^[42]

Nissan

Nissan utilizza il marchio S-Hybrid (stilizzato in maiuscolo come "S-HYBRID") per il suo sistema micro ibrido. Il sistema S-Hybrid è interamente contenuto all'interno del vano motore e non necessita di batteria di trazione. I veicoli con sistema S-Hybrid sono dotati di un motore Energy Control (ECO), che funge da alternatore e motorino di avviamento del motore a benzina. Questi veicoli sono inoltre dotati di una "sottobatteria" aggiuntiva situata nel vano motore per alimentare gli accessori elettrici del veicolo quando il motore a benzina si è spento, invece di utilizzare un alternatore ad azionamento costante. Quando il conducente solleva l'acceleratore o frena, il motore ECO viene azionato come alternatore per mantenere la carica della "sottobatteria". Oltre ad essere utilizzato per riavviare il , il motore ECO applica anche 50 N⋅m (5,1 kg⋅m; 37 lb⋅ft) di coppia per un secondo all'albero motore quando ci si allontana da un arresto, fornendo una piccola quantità di assistenza al motore elettrico. ^[43]

Opel/Vauxhall

Nel 2010, Opel ha introdotto lo Start/Stop nei modelli a marchio EcoFLEX. Il sistema viene utilizzato con i motori Family 0, Ecotec e MGEpetrol e MultiJet, Circle L e Family Bdiesel.

Perodua

Perodua ha introdotto per la prima volta il sistema start/stop nel 2016, che nella Bezza prende il nome di "Eco idle". Inizialmente, era limitato solo alla variante Advance top di gamma. Successivamente, i modelli più recenti come Myvi, Aruz, Ativa e Alza iniziarono a presentare questo sistema di serie, anche sui modelli base.

Renault

Renault ha introdotto la tecnologia in tutti i suoi modelli europei nel 2010.

Roewe

Nel 2009, La 750 basata sulla Rover 75 di Roewe era dotata di serie di stop-start del motore ibrido 1.8 Rover serie K. ^{[ citazione necessaria ]}

Nel

2009 la funzione start-stop SAAB A è stata montata sulla seconda generazione di 9-5. Il pulsante per controllare il sistema era posizionato accanto al cambio come le vecchie chiavi di accensione SAAB. ^[44]

Subaru

Molti veicoli Subaru sono stati dotati di un sistema automatico stop-start. È stato lanciato per la prima volta nel 2011 per Impreza e Crosstrek.

Il sistema start-stop di Suzuki Suzuki si chiama EASS (Engine Auto Start Stop). ^[45]

Alcune case automobilistiche come Suzuki hanno una piccola batteria aggiuntiva agli ioni di litio da 12 V all'interno dell'auto. ^[46] Il sistema è commercializzato come "SHVS Mild Hybrid System" (Smart Hybrid Vehicle by Suzuki) e disponibile come opzione in Ignis, Swift, Baleno in diversi mercati.

Tata

Tata Motors introdusse questo sistema sul suo LCV Tata Ace. ^[47]

Toyota

Toyota mostrò un prototipo della sua Toyota Crown a sei cilindri dotata di un interruttore automatico on/off ^{[13] [14]} nel 1974, dichiarando un risparmio di carburante del 10% nel traffico.

Più recentemente, Toyota vende auto con sistema start-stop sui suoi veicoli con motore a combustione interna dal 2009 e dal 1997 nella sua linea ibrida Prius. ^[48] Sia Toyota che Mazda hanno introdotto la tecnologia stop-start, disponibile anche al di fuori del Giappone, in alcuni dei loro veicoli dell'anno modello 2009.

Volkswagen

Volkswagen iniziò a utilizzare i sistemi start-stop con la Polo Formel E con SSA intorno al 1983, dopo aver anticipato il sistema sull'auto di ricerca Auto 2000 del 1981. ^[49] Più tardi il LUPO 3L, e successivamente nella Polo, Golf e Passat BlueMotion, che includono anche miglioramenti in termini di peso e aerodinamica. Il sistema è ormai di uso comune nella gamma Volkswagen, montato su tutti i veicoli con il pacchetto Bluemotion Technology, anche se alcuni altri modelli ne sono dotati. Per il Lupo 3L, con cambio manuale automatizzato e frizione, il motore si spegne quattro secondi dopo che l'auto si è fermata con il piede del guidatore sul pedale del freno. Non sono necessarie altre azioni. Togliendo il piede dal pedale del freno si avvia l'avviamento del motore e l'auto può essere ripartita. La leva del cambio rimane sempre in posizione D di marcia. Lo stesso vale per l'Audi A2 1.2TDi, che è quasi identica dal punto di vista meccanico.

Volvo

Volvo ha introdotto la sua tecnologia start-stop nel 2009 con il marchio DRIVe. ^[50]

Mitsubishi

Mitsubishi Motors ha introdotto questo sistema nel 1999 con il suo marchio AS&G (Auto Stop & Go), sulla loro kei-car Mitsubishi Pistacchio. ^[51] Dal 2008 Mitsubishi commercializza la tecnologia AS&G nei suoi modelli a marchio ClearTec sul mercato europeo. Il sistema AS&G è disponibile anche su Mitsubishi Colt (EU), che è stato messo in vendita in Europa nel 2008. Dal 2010, questo sistema è stato utilizzato anche nel Mitsubishi ASX (EU). Nel 2015, AS&G è stata aggiunta alla Mitsubishi Eclipse Cross.

I

veicoli ibridi/elettrici a pedalata assistita non subiscono quasi alcun ritardo nell'alimentazione da fermo, grazie alla disponibilità istantanea di energia dalla batteria ai motori elettrici. I veicoli a benzina e microibridi, invece, subiscono generalmente lievi ritardi (seppur frazioni di secondo).

Nel febbraio 2001, la National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA) degli Stati Uniti ha sollevato domande sui veicoli Honda non ibridi dotati di Trasmissioni "Idle Stop" a causa delle preoccupazioni per "l'improvviso sbandamento in avanti di un veicolo in un riavvio automatico", piuttosto che per il "graduale scorrimento in avanti che si trova negli attuali modelli di trasmissione". ^{[52] [53]}

Un problema comune dei sistemi stop-start è che l'uso a lungo termine può indurre un'usura aggiuntiva a causa della mancanza di lubrificazione dell'olio. Per i semigusci dei cuscinetti dell'albero motore e i cuscinetti di testa grande, ciò può tradursi in frequenti movimenti rotatori ad alta velocità prima che si stabilisca un film idrodinamico. Durante questa fase di lubrificazione limite, può verificarsi un contatto metallo-metallo tra la superficie dell'albero motore e la superficie di strisciamento del cuscinetto. Questo non è stato un problema, mentre il numero di riavvii del motore ha totalizzato quella che è stata generalmente intesa come una grandezza normale. Tuttavia, in un veicolo con un sistema start-stop questo effetto può richiedere nuove soluzioni tecnologiche per evitare l'usura prematura dei cuscinetti, a seconda del ciclo di guida. Di conseguenza, i futuri motori per applicazioni start-stop devono essere progettati per 250.000-300.000 avviamenti. I gusci dei cuscinetti tradizionali con rivestimento in alluminio o rame mostrano una forte usura dopo soli 100.000 cicli. ^{[54] [ fonte autopubblicata? ]}

Alcune implementazioni non utilizzano un motorino di avviamento, ^{[ citazione necessaria ]} eliminando i problemi di usura del motorino di avviamento. Il Mazda i-stop utilizzato nella linea Mazda3/Axela (in Europa e JDM) utilizza la combustione per assistere il motorino di avviamento rilevando la posizione del pistone nel cilindro. Dichiarano un riavvio del motore più silenzioso e rapido entro 0,35 secondi. ^[55]

Alcune case automobilistiche come Suzuki ne hanno uno batteria agli ioni di litio all'interno dell'auto. ^[46]

Molti consumatori di veicoli hanno espresso frustrazione per ciò che percepiscono come un eccesso di potere da parte del governo, inconvenienti e fastidio per quanto riguarda la funzione di arresto-avvio automatico richiesta. Inoltre, il pulsante di arresto-avvio automatico viene impostato automaticamente sulla posizione "on" ogni volta che il veicolo viene avviato, invece di essere impostato sulla posizione "off", che consentirebbe al consumatore di scegliere se attivare la funzione. L'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA) offre attualmente incentivi per la valutazione del chilometraggio del gas alle case automobilistiche che garantiscono che i loro sistemi di arresto-avvio automatico siano impostati per impostazione predefinita sulla posizione "on". Se il sistema è "non bloccante" (cioè non rimane spento dopo lo spegnimento dell'auto), l'EPA calcola i valori di risparmio di carburante solo quando il sistema è inserito. Se la casa automobilistica consente la disattivazione permanente del sistema, l'EPA verifica il risparmio di carburante con il sistema sia acceso che spento, quindi calcola la media dei due valori relativi al risparmio di carburante. Poiché tale media sarà sempre inferiore a quella economica con il sistema attivato, le case automobilistiche scelgono di cambiarla Riaccendersi al riavvio del veicolo. ^{[56] [ fonte autopubblicata? ]} Di conseguenza, per disattivare la funzione di arresto-avvio automatico, gli operatori dei veicoli sono costretti sia dal governo che dalle case automobilistiche a premere il pulsante di arresto-avvio automatico ogni volta che avviano il veicolo. Questo inconveniente porta molti consumatori a convivere con il fastidio di premere il pulsante ogni volta che avviano l'auto, a cercare soluzioni alternative aftermarket o a evitare del tutto i modelli di veicoli con la funzione. ^{[57] [ fonte autopubblicata? ]}

Vedi anche

Riferimenti