Stop/start: Απειλεί τη ζωή του κινητήρα μας;

22:38 15/1/2018 - Πηγή: thestival.gr

Η πολύ διαδεδομένη πλέον τεχνολογία για εξοικονόμηση καυσίμου, μπορεί μεν να μειώνει την κατανάλωση, όμως τι επιπτώσεις έχει στη διάρκεια ζωής του κινητήρα;

Ειδικά μέσα στην πόλη, το stop/start πρέπει να έχει χειροπιαστό αποτέλεσμα, μήπως όμως θα επηρεαστεί η υγεία του κινητήρα μακροπρόθεσμα;

Τι είναι η τεχνολογία stop/start;

Το stop/start είναι ένα σύστημα στα σύγχρονα αυτοκίνητα το οποίο σβήνει τον κινητήρα όταν το αυτοκίνητο είναι σταματημένο ώστε να μειώνονται η κατανάλωση και οι εκπομπές ρύπων. Ο κινητήρας ξαναπαίρνει μπροστά όταν πατήσουμε το συμπλέκτη ή αφήσουμε το φρένο,

ή όταν ο οδηγός είναι έτοιμος να ξεκινήσει ξανά.

Πώς λειτουργεί το stop/start;

Το σύστημα χρησιμοποιεί μια ηλεκτρονική μονάδα για να αντιλαμβάνεται πότε το αυτοκίνητο είναι σταματημένο ή χωρίς ταχύτητα στο κιβώτιο, οπότε σταματά την παροχή καυσίμου και διακόπτει την ανάφλεξη στον κινητήρα. Η τροφοδοσία σε καύσιμο και το ρεύμα στα μπουζί αποκαθίστανται όταν το αυτοκίνητο αρχίσει να κινείται ή πατηθεί ο συμπλέκτης.

Η διαδικασία γίνεται αυτόματα, αλλά ο οδηγός μπορεί να επιλέξει να απενεργοποιήσει το σύστημα πατώντας το κουμπί με τη σχετική ένδειξη: ένα κεφαλαίο Α με ένα βέλος που το κυκλώνει.

Μια συνηθισμένη μίζα αποτελείται από ένα ηλεκτρικό μοτέρ με ένα μικρό γρανάζι στην άκρη του, το οποίο εμπλέκεται με ένα μεγάλο οδοντωτό δακτύλιο γύρω από το σφόνδυλο (βολάν) του κινητήρα.

Το σύστημα stop/start είναι παρόμοιο, αλλά το ηλεκτρικό μοτέρ είναι μεγαλύτερο, πιο γρήγορο σε απόκριση και πιο ανθεκτικό. Μερικά συστήματα έχουν το χαρακτηρισμό “TS” από το Tandem Solenoid (διπλό πηνίο) και είναι σχεδιασμένα για να λειτουργούν πιο ομαλά σε περιπτώσεις όπου ο κινητήρας είναι έτοιμος να σβήσει ενώ ο οδηγός θέλει να ξεκινήσει ξανά.

Μια τέτοια περίπτωση συμβαίνει όταν ο οδηγός έχει αποφασίσει να σταματήσει, αλλά για οποιονδήποτε λόγο αλλάζει γνώμη – όπως π.χ. όταν τα εμπρός αυτοκίνητα ξεκινούν απρόσμενα.

Τη στιγμή αυτό ο κινητήρας μπορεί να έχει «δεσμευτεί» να σβήσει, αλλά ακόμα περιστρέφεται. Οπότε, για να μην «χτυπήσουν» τα γρανάζια, το ένα πηνίο ενεργοποιεί το μοτέρ της μίζας για να συγχρονίσει την ταχύτητα περιστροφής του με εκείνη του κινητήρα, πριν το δεύτερο πηνίο εμπλέξει ομαλά τα γρανάζια.

Μειονεκτήματα του Stop/Start

Φθείρει το stop/start τον κινητήρα μου;

Όσον αφορά στην αντοχή και τη μακροβιότητα, δεν πρέπει να υπάρχει θέμα με τη μίζα και τα γρανάζια της. Όμως ο πολύ μεγαλύτερος αριθμός κύκλων σβησίματος-επανεκκίνησης σημαίνει αυξημένη φθορά στον κινητήρα, αν δεν ληφθούν προληπτικά μέτρα.

«Ένα συνηθισμένο αυτοκίνητο χωρίς αυτόματο stop/start αναμένεται να υποβληθεί σε έως και 50.000 κύκλους σβησίματος-επανεκκίνησης κατά τη διάρκεια της ζωής του», εξηγεί ο Gerhard Arnold, υπεύθυνος σχεδίασης εδράνων στη Federal Mogul. «Όμως, καθώς το σύστημα stop/start ενεργοποιείται κάθε φορά που το αυτοκίνητο σταματά, ο αριθμός κύκλων αυξάνεται δραματικά, φθάνοντας ίσως και τους 500.000 κατά τη διάρκεια ζωής του κινητήρα».

Αυτό είναι ένα τεράστιο άλμα, που βάζει σε μεγάλη δοκιμασία την ανθεκτικότητα και τη μακροβιότητα των εδράνων (κουζινέτων) του κινητήρα.

Ο στροφαλοφόρος άξονας είναι θεμελιώδες εξάρτημα του κινητήρα κι ένα από τα βαρύτερα. Καθώς περιστρέφεται, στηρίζεται σε κυκλικές βάσεις ακριβείας που καλύπτονται από δακτυλίους γυαλισμένου μετάλλου. Αυτά είναι τα λεγόμενα έδρανα βάσης του κινητήρα, κατά κανόνα 5 τον αριθμό σε έναν 4κύλινδρο. Το έδρανο που βρίσκεται στο πίσω μέρος, κοντά στη μίζα, υφίσταται και τη μεγαλύτερη καταπόνηση.

Όταν ο κινητήρας λειτουργεί, ο στροφαλοφόρος και τα έδρανα δεν έρχονται σε άμεση επαφή, καθώς ανάμεσά τους παρεμβάλλεται ένα λεπτό στρώμα λιπαντικού λαδιού, που τροφοδοτείται υπό πίεση και εισέρχεται στο χώρο γύρω από το έδρανο λόγω της περιστροφής του στροφαλοφόρου. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται υδροδυναμική λίπανση. Όμως, όταν ο κινητήρας σταματήσει, ο στροφαλοφόρος κάθεται πάνω στα έδρανα και οι μεταλλικές επιφάνειες έρχονται σε άμεση επαφή μεταξύ τους.

Πώς η σκουριά προλαμβάνει τη φθορά

Όταν ο κινητήρας πάρει μπροστά, υπάρχει μια φάση, πριν οι δύο επιφάνειες διαχωριστούν από το φιλμ του λαδιού, η οποία ονομάζεται «οριακή κατάσταση» και κατά την οποία ο στροφαλοφόρος περιστρέφεται μεν, αλλά υπάρχει ακόμη επαφή μετάλλου με μέταλλο στις επιφάνειες των εδράνων.

Τότε είναι που συμβαίνει το μεγαλύτερο μέρος της φθοράς. Η ύπαρξη συστήματος stop/start σημαίνει ότι η οριακή κατάσταση –και η επαφή μετάλλου με μέταλλο – θα δημιουργείται ίσως και 500.000 φορές στη ζωή του κινητήρα, αντί για 50.000, και τα συμβατικά έδρανα θα φθαρούν πολύ νωρίς.

Δύο πράγματα προλαμβάνουν αυτή τη φθορά.

Το πρώτο είναι ότι οι κατασκευαστές εδράνων εξελίσσουν νέα υλικά με μεγαλύτερες ιδιότητες αυτολίπανσης ώστε να ανθίστανται στη φθορά κατά την επανεκκίνηση του κινητήρα.

Η Federal Mogul έχει εξελίξει ένα νέο υλικό με το όνομα Irox, που έχει επικάλυψη από πολυμερές το οποίο περιέχει ψήγματα σκουριάς. Η σκουριά, σε αυτή τη μικροσκοπική μορφή, είναι εκπληκτικά ολισθηρή. Τόσο ολισθηρή, που ο συντελεστής τριβής ενός εδράνου Irox είναι 50% μικρότερος από εκείνον ενός συμβατικού αλουμινένιου κουζινέτου και εύκολα θα αντέξει το διάστημα της ζωής ενός κινητήρα με stop/start.

Τα λάδια χαμηλής τριβής επιμηκύνουν τη ζωή του κινητήρα

Η δεύτερη από τις βελτιώσεις αφορά στα λιπαντικά λάδια. Ένα σύγχρονο λάδι κινητήρων περιέχει ένα πακέτο προσθέτων που συνιστά ένα περίπλοκο χημικό κοκτέιλ. Ο τεχνικός διευθυντής της βρετανικής Millers Oils, Martyn Mann, εξηγεί ότι η σύνθεση αυτών των πακέτων προσθέτων είναι κρίσιμη: «Έχουμε μειώσει την τριβή με τα λάδια μας, έχουμε βελτιώσει την αντοχή του φιλμ λαδιού και πιστεύουμε ότι αυτή πρέπει να είναι η κατεύθυνση της εξέλιξης με τα συστήματα stop/start».

Η Millers ξεκίνησε την έρευνα στα λάδια χαμηλής τριβής από το 2006. «Συνθέσαμε ένα λιπαντικό, το δοκιμάσαμε στο εργαστήριο τριβολογίας και βρήκαμε ότι μπορούσαμε να μειώσουμε την τριβή ολίσθησης ανάμεσα σε τυπικά εξαρτήματα, όπως έμβολα και χιτώνια, κατά 50%», λέει ο Mann.

Γενικά, αυτό μειώνει τη θερμότητα, τις απώλειες ισχύος, την κατανάλωση καυσίμου και τη φθορά. Όμως αυτή η νέα, τριπλοεστερική νανοτεχνολογία της Millers, γνωστή ως Nanodrive, προχωράει ακόμη περισσότερο. Νανοσωματίδια σαν μικροσκοπικά σφαιρίδια ρουλεμάν απολεπίζονται κάτω από την υψηλή πίεση και οι «νιφάδες» αυτές πολυμερούς κολλάνε πάνω στις επιφάνειες του κινητήρα.

Προς το παρόν η τεχνολογία αυτή διατίθεται μόνο με τα κορυφαία αγωνιστικά λάδια της Millers. Όμως, θα μπορούσε να μειώσει τις φθορές και σε κινητήρες με stop/start, κατά τις επανεκκινήσεις τους όπου παρατηρείται και η μεγαλύτερη φθορά.

Όταν εφαρμοστεί η τεχνολογία χαμηλής τριβής σε έδρανα και λιπαντικά, η εν δυνάμει απειλή για τη ζωή των κινητήρων με stop/start, θεωρητικά θα ξεπεραστεί. Όμως η τεχνολογία του stop/start είναι ακόμα σχετικά νέα, οπότε μόνο ο χρόνος θα δείξει αν όλοι οι κατασκευαστές αυτοκινήτων έχουν κάνει σωστή δουλειά.

Βοηθάει το stop/start στην οικονομία καυσίμου;

Ναι. Σε περιπτώσεις όπου το αυτοκίνητο είναι σταματημένο με τον κινητήρα στο ρελαντί, όπως στα μποτιλιαρίσματα ή στα φανάρια, εξοικονομεί όσο καύσιμο θα καταναλωνόταν ενώ ο κινητήρας θα δούλευε στο ρελαντί.

Το πόσο καύσιμο εξοικονομείται συχνά αμφισβητείται και εξαρτάται σχεδόν εξολοκλήρου από τις συνθήκες της οδήγησης. Προφανώς, όσο περισσότερο χρόνο μένουμε σταματημένοι, τόσο περισσότερο καύσιμο εξοικονομούμε. Υπάρχουν επίσης περιπτώσεις όπου το stop/start δεν ενεργοποιείται. Για παράδειγμα, όταν ο κινητήρας είναι ακόμα κρύος, το σύστημα είναι λιγότερο πιθανό να παρέμβει, επιτρέποντας έτσι στον κινητήρα να ζεσταθεί πλήρως. Μπορεί επίσης να μη σβήνει τον κινητήρα όταν η φόρτιση της μπαταρίας είναι κάτω από ένα όριο, ή αν –όπως στα Volvo– o οδηγός λύσει τη ζώνη ασφαλείας ή και αν ανάψει τον κλιματισμό.

Το stop/start έχει επίσης σχεδιαστεί για να μειώνει τις εκπομπές ρύπων σε αστικές περιοχές, όπου η κυκλοφορία σταματά για μεγαλύτερα χρονικά διαστήματα. Έτσι, πέρα από το όφελος στην κατανάλωση καυσίμου, υπάρχουν και άλλα οφέλη που δεν είναι άμεσα χρηματικά.

Πηγή: drive.gr