Мнимая экономия, износ мотора и очень много электроники: мифы и факты о системе старт-стоп

Немного истории

Если вы думаете, что проклятие системы старт-стоп поразило грешивший неумеренным топливным аппетитом автопром лишь пару десятков лет назад, вы глубоко заблуждаетесь. На самом деле эта история началась довольно давно. В прошлом году особенно рьяные экологи могли отмечать ее полувековой юбилей: предок системы был представлен Тойотой на модели Toyota Crown, оснащенной 6-цилиндровым, двигателем еще в 1974 году. Производитель утверждал, что система выключения двигателя после 1,5-секундной остановки позволит экономить до 10% горючего.

Подсмотрев интересную идею, в работу включились педантичные немцы из Volkswagen. Еще в начале 1980-х они принялись экспериментировать с режимами запуска и остановки двигателя на холостом ходу. 

Сейчас уже мало кто помнит проект Formel E, представлявший собой комплекс технологий, направленных на сокращение потребления топлива. В каком-то смысле это было то же самое, что BlueMotion до появления BlueMotion. В одной из этих технологий использовалась специальная система остановки и запуска мотора: двигатель автоматически глушился после двух секунд простоя. Чтобы его запустить, надо было включить первую или вторую передачу либо задний ход. По сути эта система стала первым полноценным «старт-стопом», ко второй половине 80-х переставшим быть уникальным ноу-хау Фольксвагена и разошедшимся по конструкторским отделам конкурентов. 

Но и после этих «формульных» забав дело быстро в гору не пошло. Потребовались почти 20 лет и развитие технологии mild hybrid, чтобы лишь в XXI веке «старт-стоп» получил массовость. И при этом вызвал своей неоднозначностью самые ожесточенные споры не только в кругу автолюбителей, но и профессионалов. 

Где «стоп», там и «старт»

Тратить много времени на подробное описание принципов действия системы не будем. Как она работает, большинство автомобилистов себе прекрасно представляют, а конкретные алгоритмы тех или иных систем, используемых автомобилестроителями, хоть и различаются, но в целом обеспечивают фактически идентичный эффект.  

Но важно понимать, что приобретение автомобиля с механической коробкой передач не убережет вас от ее наличия: «старт-стопом» могут оснащаться машины с любой трансмиссией и любым типом привода. При этом в большинстве случаев функция «старт-стоп» включена по умолчанию, но ее обычно можно отключить с помощью кнопки на приборной панели. На ней изображают буковку «А», вписанную во вращающуюся стрелку. Однако система будет включаться каждый раз, когда двигатель выключается и запускается с помощью ключа. Идея заключается в том, что это позволяет экономить топливо и сокращать выбросы, которые в противном случае могли бы образоваться, пока автомобиль стоит на светофоре.

Кроме того, ушлые хакеры от чип-тюнинга способны заглушить систему программно. Чаще всего это выполняется достаточно легко. Правда, денег за это они иногда хотят приличных.

Также не стоит забывать, что «старт-стоп» работает только при подходящих условиях. Если на улице слишком холодно или слишком жарко и система отопления, вентиляции и кондиционирования работает в усиленном режиме,  «старт-стоп» выключит двигатель, но через долю секунды снова его включит, чтобы предотвратить перегрузку аккумулятора. Но даже и при подходящих условиях «старт-стоп» редко отключает двигатель автомобиля более чем на 90 — 100 секунд.

Соответственно, для активации системы требуются определенные условия. «Старт-стоп» включается только после достижения двигателем рабочей температуры и отключается при резком падении температуры двигателя и масла.

Главный миф — преждевременный износ

Широкое применение системы «старт-стоп» стало возможным только благодаря усовершенствованию многих компонентов: аккумуляторов, стартеров, приводных механизмов, генераторов, подшипников, смазочных материалов и систем управления. Дело в том, что при остановке двигателя и последующем его запуске нагрузка на них  действительно значительно возрастает. 

Но как заявляют инженеры глобальных автоконцернов (не только немецких и японских), узлы и агрегаты автомобилей к этим нагрузкам подготовлены. Например, если стартер 1990-х годов был способен выдержать в среднем лишь до 50 тысяч циклов запуска, то современный — приблизительно в 10 раз больше. Увеличенный срок службы достигается благодаря применению более ресурсных подшипников и щеток, усиленных проводки и соленоидов.  

Кстати, о подшипниках. В мире вращающихся деталей и механизмов на них в буквальном смысле слова держится наше технологическое благополучие. Одни из важнейших (если не самые важные) подшипников в двигателе — это коренные подшипники. Прецизионно отшлифованные и настроенные, они обеспечивают безупречное вращение тяжеленного коленчатого вала.  

При работе двигателя поверхности коленчатого вала и коренного подшипника фактически не соприкасаются, а разделены тончайшей масляной пленкой, которая под давлением подается и прокачивается вокруг поверхностей подшипников вращающимся коленвалом. Но когда двигатель останавливается, коленчатый вал опускается на подшипник, и две металлические поверхности соприкасаются. При запуске непременно возникает момент, когда смазка еще не подалась в необходимом количестве, и между поверхностями подшипников и коленчатого вала происходит жесткая металлическая «терка». 

Именно этот контакт и производит один из самых главных износов деталей двигателя. Система «старт-стоп» за счет постоянных остановок и пусков мотора увеличивает количество таких контактов в геометрической прогрессии. Обычные подшипники с подобной нагрузкой наверняка не справились бы и очень быстро «вышли из чата». Но в автомобилях с этой системой используются подшипники из улучшенных материалов и со специальными покрытиями, что позволяет им успешно противостоять ускоренному износу.  

Когда ржавчина во благо

Например, широко применяются подшипники, изготовленные из материала с полимерным покрытием, содержащим частицы оксида железа (по сути, ржавчину), который является удивительно скользким. Фактически он настолько скользкий, что коэффициент трения подшипника из него на 50-60% ниже, чем у обычного подшипника, и его срок службы легко соизмерим с ресурсом двигателя, оснащенного системой «старт-стоп».

Другой аспект — смазочные материалы. Все наверняка слышали про маловязкие  низкофрикционные моторные масла. Они-то как раз и помогают компонентам двигателя лучше справляться со «старт-стоповыми» нагрузками. 

Современное моторное масло содержит пакет присадок, представляющий собой сложный химический коктейль. Формула этих пакетов имеет решающее значение, а в рассматриваемой нами ситуации главное — это снижение трения и повышение прочности масляной пленки. 

Надо сказать, что исследования низкофрикционных моторных масел в автомобилестроении начались еще на рубеже веков. Поэтому сейчас есть продукты, способные снизить трение скольжения между, например, поршнями и гильзами на 60-70%. Как правило, это значительно сокращает нагрев, потери мощности, расход топлива и износ, но новые технологии идут еще дальше. Применение наноматериалов способных как бы прилипать к поверхностям трения для обеспечения наилучшего скольжения может повысить этот показатель в разы.   

Таким образом, благодаря использованию подшипников с низким коэффициентом трения и передовых технологий смазки потенциальная угроза ресурсу двигателя со стороны систем «стоп-старт» устраняется практически полностью. 

Даешь стабильный ток

Не остаются в стороне и аккумуляторы, нагрузка на которые так же заметно возрастает из-за более частых пусков и увеличенного времени питания бортовых систем. Современные АКБ для автомобилей с системой «старт-стоп» не просто мощнее, чем их собратья из девяностых, они еще и более устойчивы к подобным нагрузкам за счет применения технологий AGM и EFB. А в некоторых системах может использоваться и дополнительная батарея для запуска двигателя, в то время как основной аккумулятор отвечает за все остальное. А, например, Mazda пошла еще дальше и применила в своей системе конденсатор, который накапливает заряд для запуска стартера. 

Вслед за АКБ появились и усиленная проводка, и всё сопутствующее оснащение, рассчитанное под изменившиеся условия работы. Так что говорить о том, что система «старт-стоп» ускоряет износ, будет не совсем справедливо. Безусловно, возникают нюансы, встречаются и конструкторские просчеты, и производственные ошибки, однако в целом динамика износа критично не меняется. Поэтому переплачивать деньги за автомобиль с увеличенным запасом прочности и потом отказываться от «старт-стопа» не вполне разумно. Но, конечно же, каждый волен делать все, что ему заблагорассудится. 

Так стоит ли овчинка?

Другой не менее укоренившийся в сознании миф заключается в убеждении, что «старт-стоп» не просто не сокращает, но еще и увеличивает потребление топлива из-за постоянных пусков и остановок двигателя. Эта тема во многом дискуссионная, поскольку имеется прямая зависимость от каждого конкретного водителя: его стиля езды, географии поездок, загруженности дорог, по которым он передвигается и прочих факторов. 

К сожалению, чуть ли не единственной маркой, показывающей именно количество сэкономленного топлива, является Subaru. Все остальные уповают на то, что пользователи оценят их системы по достоинству просто увидев, сколько горючего тратится. Люди сами поймут, сколько они сэкономили. Увы, такая лишенная наглядности политика не дает положительного результата. Никто ничего считать и тем более сравнивать не хочет. А смелые утверждения конструкторов о том, что та или иная система способна сократить потребление горючего на 10-15%, зачастую не более чем злостная демагогия и провокация, ибо все это очень индивидуально.    

В общем-то, топливо реально экономится, потому что двигатель действительно глушится. Но насколько именно — ответить сложно. Если в пробках стоять часто — экономия получается хорошей. Если часто стоять в пробках подолгу — она будет ещё лучше. А если только гонять по трассе, то экономии не ожидайте вовсе. 

Но в любом случае сколько бы в пробках вы ни простаивали, накопить сэкономленные деньги на новую машину не выйдет. Если для вас это принципиально, то даже и не думайте о приобретении автомобиля с такой системой. 

И учтите то, о чем мы уже говорили: «старт-стоп» не позволит стоять в пробке с выключенным двигателем часами. За ее функционированием следит программное обеспечение, опирающееся на полученные от уймы датчиков данные, которое не позволит системе вмешиваться в работу двигателя при целом ряде условий. Например, пока он холодный, чтобы дать ему прогреться.  

Она также может не выключить двигатель, если заряд аккумулятора падает ниже определенного уровня, или если, как в случае с системой Volvo, водитель отстегивает ремень безопасности или если включен кондиционер. Кроме того, системы могут реагировать на поворот рулевого колеса, раскачку кузова, включение дополнительных потребителей электроэнергии, открытии двери, снятие ноги с педали тормоза или наоборот и прочие действия.

Одним словом, вариантов множество, но не забывайте, что система «стоп-старт» также предназначена для снижения выбросов в городских пробках. Поэтому хотя бы какой-то толк от неё будет в любом случае.

Неудобно

На то, что система неудобна в использовании и тратит невероятно много времени на пуск двигателя, что очень критично, когда вы стоите на светофоре в окружении разгневанных спешащих на работу автомобилистов, жалоб тоже немало. Тут сложно спорить. В некоторых китайских автомобилях сегодня приходится ждать до нескольких секунд, чтобы автомобиль завелся и тронулся. Причем не просто ждать, но еще и слушать гудки коллег со всех сторон, каждой своей нотой гвоздящие к доске позора. 

Виной всему недостаточно хорошо отработанные алгоритмы, подразумевающие сложные последовательности действий. Такими же проблемами грешили автомобили глобальных автоконцернов на заре появления на них «старт-стопа». Но постепенно они от основных недостатков избавились и сегодня работают настолько плавно, что вы едва ли заметите, как двигатель заглохнет, а к тому времени, как вы уберете ногу с педали тормоза, машина уже заведется и вы поедете дальше. Некоторые системы реагируют даже на легкое покачивание руля. 

Так что все дело в технологиях: не стоит судить о глобальном явлении по несуразным опытам не самых лучших производителей. Некоторые делают «старт-стоп» прямо-таки хорошо.

А есть ли минусы?

Основные недостатки «старт-стопа» связаны с применением тех самых усовершенствованных компонентов. Во-первых, однозначно придется тратить больше денег на замену аккумулятора. Не потому, что замены будут происходить чаще (их интервал примерно сохранится), а потому что АКБ с технологиями EFB или AGM стоят дороже. А традиционные свинцово-кислотные аккумуляторы с жидким электролитом быстро выходят из строя и могут привести к поломке автомобиля с этой системой.

Во-вторых, особое внимание придется уделить техническому обслуживанию: соблюдению регламентированной регулярности его выполнения, объемам проведенных работ и используемым материалам. Никаких компромиссов с «вроде такое же, но дешевле» и «брат ставил, работает нормально» сложная система не потерпит. 

Ей нужны только такие материалы и детали, которые для нее предусмотрены. Главным образом, моторное масло. Использование более дешевых заменителей и редкая замена масла может нанести больший ущерб двигателю автомобиля, чем любая автокатастрофа.

* * * 

«Старт-стоп» — это продуманная система, которая пусть и не сэкономит много топлива или денег, все же не обязательно является чем-то плохим. Но если вы из тех, кто категорически против нее, то в большинстве случаев «старт-стоп» можно просто отключить, в том числе — и навсегда. А еще можно приобрести автомобиль, не оснащенный ею. Это — свободный выбор, а вы же не сомневаетесь, что он у нас есть?