Работа системы i-stop: основное условие – непосредственный впрыск топлива

800x600 1024x768 1280x800 1280x1024 1600x1200

Во время остановок автомобиля у светофора или в дорожной пробке выключение двигателя, работающего в режиме холостого хода, может уменьшить расход топлива приблизительно на 5 процентов (по результатам тестов, проведенных в условиях европейского городского движения). Однако недостаток традиционных систем отключения двигателей заключается в том, что для рестарта используется только электродвигатель стартера. Кроме того, этим системам требуется относительно длительное время до того момента, когда при рестарте двигателя в его цилиндрах начнет сгорать топливо. В реальных условиях движения это означает, что между моментом, когда водитель нажимает на педаль акселератора, и моментом, когда автомобиль тронется с места, возникнет задержка. Кроме того, этот процесс сопровождается вибрацией и шумом.

Система i-stop, которая предлагается для новой Mazda3, повышает топливную экономичность двигателя с системой непосредственного впрыска топлива (DISI). Рестарт двигателя происходит быстро и бесшумно. Топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр и воспламеняется. При этом поршень движется вниз, приводя во вращение коленчатый вал.

Специальные требования к двигателю

Чтобы использовать энергию сгорания топлива на начальной стадии рестарта и быстро запустить двигатель, необходимо соблюдение трех следующих условий во время остановки:

1. двигатель должен иметь возможность впрыска топлива непосредственно в камеры сгорания цилиндров
2. в камере сгорания, в которой будет воспламеняться топливо, должно находиться необходимое количество чистого воздуха
3. компьютер управления системы должен иметь возможность определить, в каком именно цилиндре сразу же после пуска двигателя будет воспламеняться топливовоздушная смесь

Поэтому система i-stop должна использовать двигатель с непосредственным впрыском, который подает в камеру сгорания топливо под высоким давлением. Разработанный Mazda 2,0-литровый бензиновый двигатель MZR DISI идеально соответствует этим требованиям.

Управление положением поршней

800x600 1024x768 1280x800 1280x1024 1600x1200

При выключении двигателя все поршни останавливаются в определенном положении, и в камерах сгорания остается соответствующее количество топливовоздушной смеси. Камеры сгорания необходимо очистить, чтобы уменьшить количество несгоревшего топлива в цилиндрах. Поэтому для управления положением поршней изменяется электрическая нагрузка на генератор в процессе остановки двигателя. При этом генератор работает подобно электромотору. Сигнал от датчика угла поворота коленчатого вала используется, чтобы отслеживать положение поршня. Таким образом, осуществляется обратная связь, чтобы остановить поршень в соответствующем положении во время такта рабочего хода.

Управление положением дроссельной заслонки и коленчатого вала

Для продувки камеры сгорания от оставшейся в ней топливовоздушной смеси система i-stop новой Mazda3 на мгновение слегка открывает дроссельную заслонку во время процесса остановки двигателя. Традиционные датчики угла поворота коленчатого вала могут только определить поворот вала "вперед", то есть, они не способны отслеживать обратное вращение вала и не могут "знать" о положении поршней. В созданной Mazda системе i-stop используется датчик, который может отслеживать поворот коленчатого вала в обоих направлениях. Это позволяет ему точно определять нужное положение поршней. Чтобы поддерживать адекватное положение коленчатого вала при остановке двигателя, этот вал слегка поворачивается в обратном направлении.

Более быстрый рестарт, плюс пониженный расход топлива

Вышеописанные технологии обеспечивают необходимый впрыск топлива при рестарте двигателя и управление опережением зажигания. Таким образом, используется энергия сгорания топлива при остановке двигателя и его запуске за 0,35 с – это вдвое быстрее, чем обычно требуется системам такого типа. Хотя для рестарта двигателя новая система i-stop использует энергию сгорания топлива, на первых нескольких оборотах коленчатого вала на помощь приходит стартер. В результате, достигается оптимальное сочетание максимальной топливной экономичности и минимального времени, необходимого для рестарта. Поэтому система i-stop снижает расход топлива эффективнее, чем если бы для пуска использовалась исключительно энергия сгорания топлива.

Система коммуникации, поддерживающая водителя при управлении автомобилем

На новой Mazda3 с 2,0-литровым двигателем MZR DISI система i-stop предоставляет водителю визуальное подтверждение того, что двигатель работает в соответствии со стилем вождения. На панели управления находится выключатель системы i-stop, а на приборной панели – индикатор, на котором высвечивается надпись i-stop. Она загорается, если система выключает двигатель (например, при остановке на светофоре). Если система отключена, об этом свидетельствует желтый цвет индикатора.

Обеспечение надежной работы

Система i-stop, устанавливаемая на новую Mazda3 (доступна только для автомобилей с 2,0-литровым бензиновым двигателем MZR DISI), оборудована вспомогательной аккумуляторной батареей, которая питает эту систему в случае, если основной аккумулятор не заряжен должным образом. Эта дополнительная мера гарантирует, что водитель может использовать систему i-stop в любой ситуации. Кроме того, система не будет выключать двигатель, если автомобиль останавливается на дороге с очень крутым уклоном (более 14 процентов).