Technologia synchronicznego restartu w rozrusznikach start/stop

15 maja 2019

W pierwszych rozwiązaniach systemów start/stop kierowców denerwowała zwłoka w ponownym rozruchu silnika. Dzięki technologii synchronicznego restartu Boscha czas ten został skrócony do wartości około 0,45 s, co zmniejsza irytację kierowców, jak również poprawia bezpieczeństwo.

Przebieg prędkości obrotowej silnika podczas wyłączania i ponownego rozruchu przy użyciu rozrusznika start/stop pierwszej generacji (SSM1).

Zwłoka ponownego rozruchu silnika, występująca w pierwszych rozwiązaniach systemów start/stop w momencie, gdy system wyłączał silnik, a kierowca chciał ponownie ruszyć, mogła wynosić nawet 1,3 s. Zjawisko to spowodowane było tym, że rozrusznik zaczynał proces uruchamiania silnika, dopiero gdy silnik całkowicie się zatrzymał. Konstrukcja pierwszych generacji rozruszników typu start/stop nie pozwalała bowiem na zazębienie rozrusznika, gdy silnik był jeszcze w ruchu. Problem irytującej zwłoki rozruchu silnika został szybko zdiagnozowany przez inżynierów Boscha, którzy zaproponowali zmiany pozwalające zminimalizować to negatywne zjawisko.

Jakie zmiany zastosował Bosch

Przebieg prędkości obrotowej silnika podczas wyłączania i ponownego rozruchu przy użyciu rozrusznika start/stop (SSM3) z funkcją synchronicznego restartu w porównaniu
z rozruchem z użyciem rozrusznika pierwszej generacji (SSM1).

Pierwszą zmianą było umieszczenie dodatkowej sprężyny pod zębnikiem i zamontowanie zębnika suwliwie na wałku sprzęgła. Oddzielenie mechaniczne zębnika od sprzęgła spowodowało zmniejszenie masy elementu zazębiającego, co z kolei pozwoliło na zazębianie rozrusznika z kołem zamachowym, nawet gdy ono jeszcze się kręciło z niewielką prędkością (do 150 obr/min). Możliwość zazębienia, gdy wał silnika jeszcze się całkiem nie zatrzymał, spowodowała, że proces ponownego rozruchu silnika został skrócony o ok. 0,6 s, czyli dość istotnie.

Zmodyfikowane sprzęgło rozrusznika zazwyczaj współpracuje z dodatkowym tłumikiem obciążeń zamontowanym w obudowie przekładni planetarnej. Tłumik redukuje obciążenia, które pojawiają się podczas zazębienia rozrusznika z kołem zamachowym silnika, gdy on jeszcze się całkowicie nie zatrzymał. Tłumik jest szczególnie potrzebny do pochłaniania obciążeń w fazie zazębiania rozrusznika, gdy silnik jest w ostatniej fazie wyłączania, a wał korbowy wykonuje ruch wsteczny.

Zmodyfikowane sprzęgło rozrusznika z dodatkową sprężyną zębnika pozwala na zazębienie rozrusznika z kołem zamachowym silnika, gdy silnik jeszcze się kręci z niewielką prędkością obrotową do 150 obr/min.
Przekładnia planetarna wyposażona w tłumik obciążeń, pozwalający na zazębienie zębnika z kołem zamachowym silnika nawet podczas ruchu wstecznego silnika.

 

 

 

 

 

 

 

 

Obie wymienione modyfikacje są stosowane w rozrusznikach start/stop w wersji 1.5 (SSM1.5).

Kolejne skrócenie czasu ponownego rozruchu wprowadzono wraz z następną generacją rozrusznika start/stop (SSM3). Poprzez zmianę sposobu sterowania procesem załączania rozrusznika uzyskano możliwość zazębienia rozrusznika z kołem zamachowym, gdy silnik jest jeszcze w ruchu (prędkość obrotowa wału do 400 obr/min). Funkcję tę nazwano: synchroniczny restart.

Budowa elektromagnesu załączającego w rozrusznikach z funkcją synchronicznego restartu.

Synchroniczny restart

Przebieg prędkości obrotowej silnika oraz rozrusznika podczas procesu synchronicznego
restartu.

Aby osiągnąć synchroniczny restart, konstruktorzy musieli rozdzielić funkcję sterowania zazębieniem od funkcji załączenia prądu na silnik rozrusznika. Dzięki niezależnemu ich działaniu jest możliwe, aby przed zazębianiem z obracającym się jeszcze kołem zamachowym silnika włączyć na krótką chwilę prąd i uruchomić silnik rozrusznika, aby mógł się rozpędzić, i dopiero wówczas jest uruchamiany elektromagnes odpowiedzialny za proces zazębiania. Inżynierom Boscha udało się to osiągnąć bez drastycznych ingerencji w mechanikę rozrusznika. Elektromagnesy wykonujące obie funkcje zostały umieszczone w jednej obudowie. Wyglądają prawie identycznie jak elektromagnesy poprzednich generacji. Różnią się od poprzedników tym, że są dłuższe o 4 mm oraz mają złącze sterujące wyposażone w dwa piny.

Dzięki tej technologii czas ponownego rozruchu silnika został skrócony do wartości ok. 0,45 s. Zmniejsza to irytację kierowcy i poprawia bezpieczeństwo, ponieważ silnik może dostarczać ponownie moc na koła ze zwłoką mniejszą prawie o 1 s w stosunku do pierwszej generacji rozruszników start/stop.

Tomasz Maciejasz, Bosch Autospec nr 2/68

 

 

 

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz