Para qué sirve el sistema start-stop

En un intento por reducir el consumo de combustible y las emisiones nocivas a la atmósfera, los fabricantes de automóviles ofrecen constantemente tecnologías innovadoras diseñadas para optimizar el funcionamiento del motor y las unidades asociadas. Una de las soluciones tecnológicas más exitosas es el sistema start-stop, que apaga el motor cuando está en ralentí, por ejemplo, en atascos o en semáforos. Nos fijamos en cómo funciona, y las ventajas y desventajas.

Historia de la tecnología

Toyota realizó los primeros intentos de crear un sistema que controlara el funcionamiento del motor y evitara que funcionara en ralentí en la década de 1970. El sedán Toyota Crown estaba equipado con un dispositivo que apagaba la unidad de potencia después de su ralentí de 1,5 segundos.

Posteriormente, en la primera mitad de la década de 1980, se implementaron tecnologías similares en el Audi 100 y Volkswagen Santana. El motor tenía que pararse y arrancarse manualmente presionando el botón. Para el Fiat Regata ES, se propuso el mismo tipo de solución, pero para reiniciar el motor, había que pisar el pedal del acelerador. Después de un tiempo, a estos autos se unieron el Opel Ascona, Volkswagen Lupo y Audi A2.

Hasta la fecha, la mayoría de marcas conocidas equipan sus coches con el sistema Start-Stop. Entre ellos se encuentran Peugeot, Citroën, Smart, Volvo, Land Rover, Volkswagen, SEAT, Nissan, Fiat, Bentley, BMW, Ford, Chevrolet, Hyundai, Honda, Jaguar, Kia, Mazda, Toyota y otros.

Principio de funcionamiento y tipos

Cada fabricante de automóviles ofrece su propio método de implementación de apagado automático y reinicio de la unidad de potencia.

Las más famosas son las tecnologías desarrolladas por las siguientes empresas:

• Bosco. Su sistema se llama Stop&Start. Este es el más simple y el más confiable. Permite reducir el contenido de sustancias nocivas en los gases de escape en un 8% y el consumo de combustible en un 15%. Lo puedes encontrar en Audi, BMW, Volkswagen, Fiat, así como en autos de otras marcas. Requiere un motor de arranque más potente que pueda soportar múltiples arranques del motor. El sistema está controlado por la ECU del motor. El funcionamiento se basa en las lecturas de los siguientes elementos sensores: sensor de velocidad del vehículo, sensores de posición del pedal del embrague y del freno, sensor de posición del cigüeñal, sensor de carga de la batería y otros.

Al detectar que el coche se ha detenido, el sistema apaga automáticamente el motor. Cuando se pisa el pedal del embrague en vehículos con caja de cambios manual, o se suelta el pedal del freno en vehículos con caja de cambios automática, el motor arranca. En generaciones posteriores del sistema, para una mayor economía, la unidad de potencia se puede apagar también durante la conducción, pero solo cuando la ECU da el comando correspondiente después de haber estimado la velocidad del automóvil, haber determinado si se realiza alguna maniobra, si el camino es inclinado, etc

• Motores Kia. El sistema se conoce como ISG (Idle Stop&Go). Está dispuesto según el mismo principio que el Stop&Start de Bosch, pero, además de parar y arrancar el motor, también controla el alternador. Durante la aceleración, el sistema lo desconecta y toda la carga se transfiere a la batería. Al frenar, el alternador se activa nuevamente y recarga la batería. Este enfoque también da como resultado un ahorro significativo de combustible: alrededor del 6% en el ciclo combinado y hasta el 15% cuando se conduce en la ciudad.
• Valeo. Se llama STARS (Starter Alternator Reversible System). El sistema se utiliza en Citroën, Mercedes-Benz y otros automóviles. Permite reducir el consumo de combustible en aproximadamente un 10%. Tiene su propia unidad de control. El sistema utiliza un alternador reversible que combina las funciones del motor de arranque y el alternador. Gracias a una correa de transmisión especial ya un tensor especialmente diseñado, el dispositivo puede transmitir el esfuerzo en cualquiera de las dos direcciones, cuando corresponda: ya sea arrancando la unidad de potencia o cargando la batería. La principal ventaja de este enfoque es la alta velocidad de respuesta: se tarda el doble de tiempo en arrancar el motor que en el caso de un motor de arranque convencional. Además, la energía de frenado se utiliza de manera eficiente.
• Mazda. Se llama SISS (Smart Idle Stop System) o i-Stop. Solo es compatible con transmisión automática y motores de gasolina con inyección directa de combustible. Garantiza un ahorro de combustible de hasta un 9%. El arranque repetido del motor es proporcionado por la inyección forzada de combustible en los cilindros y el encendido de la mezcla de combustible y aire. Para este fin, durante el frenado, los pistones se colocan en la posición más favorable para un reinicio rápido. El motor de arranque solo se utiliza como fuente auxiliar de energía.

Ventajas y desventajas

Los atascos en las carreteras son uno de los principales problemas de las megalópolis modernas. Según la última investigación de la empresa estadounidense INRIX Roadway Analytics, en 2017, los residentes de Moscú pasaron 91 horas en atascos de tráfico, la gente en Londres – 73 horas, París – 65 horas, Estambul – 59 horas, Zurich – 54 horas, Munich – 49 horas, Oslo – 47. Y esto es solo dentro de los 240 días hábiles, sin incluir los fines de semana. Conducir en atascos de tráfico aumenta significativamente el consumo de combustible, y cuanto mayor sea la cantidad de combustible que se quema, mayor cantidad de sustancias nocivas se emiten a la atmósfera.

La solución de estos problemas es la tarea principal de Start-stop. Al detener el motor cuando no es necesario para su funcionamiento, el sistema contribuye a una considerable economía de combustible.

El uso de este sistema tiene una ventaja más innegable. Al minimizar el número de horas de ralentí y al agregar carga adicional a la unidad de potencia a bajas revoluciones, contribuye al rendimiento óptimo del catalizador, aumentando su vida útil; y también previene la formación de depósitos de carbón en las bujías. En motores diésel, frena la formación de depósitos en la válvula EGR, reduce el consumo de urea, contribuye a una regeneración más eficiente del filtro de partículas diésel.

Sin embargo, el sistema Start-stop también tiene algunas desventajas. Requiere equipos más potentes, en particular, el motor de arranque y la batería. Dichos dispositivos son aproximadamente el doble de caros que los convencionales. Además, los arranques repetidos del motor aumentan la carga sobre los cojinetes del cigüeñal. Al ser entrevistado por la revista británica Autocar, Gerhard Arnold, jefe de uno de los departamentos de Federal Mogul, señaló que un motor convencional puede soportar fácilmente más de 50.000 arranques y paradas. Pero con el sistema Start-stop, el número de ciclos puede superar los 500.000. En este caso, los cojinetes estándar se desgastan bastante después de 100 000 arranques.

Otro factor molesto es el retraso en el inicio. A pesar de que es insignificante (para sistemas con arranque reforzado: 0,8 segundos, con alternador reversible: 0,4 segundos, con ajuste de inyección de combustible: 0,35 segundos), todavía hace que la conducción sea incómoda para muchos.

Además, el funcionamiento del sistema solo es posible si se cumplen ciertas condiciones.

10 condiciones necesarias que permiten el funcionamiento Start-Stop

1. El capó y la puerta del conductor están cerrados.
2. El conductor se sujeta con el cinturón de seguridad.
3. La velocidad del coche es de al menos 4 km/h.
4. El motor está suficientemente calentado.
5. Las rpm de la unidad de potencia no exceden la velocidad de ralentí nominal.
6. El desempañador de ventana está apagado.
7. La temperatura interior no difiere en más de 8 grados del valor establecido. Esto es relevante para la estación fría.
8. La carga de la batería no está por debajo del valor preestablecido para el sistema. Por ejemplo, para ISG es del 75%.
9. El alternador está en pleno funcionamiento.
10. El ángulo del volante es insignificante.

Conclusión

Actualmente, los esfuerzos de muchas empresas están dirigidos a mejorar el sistema Start-Stop. Por ejemplo, la empresa británica Millers Oils ya ha introducido aceites de motor que reducen la fricción de las piezas del motor y su desgaste en un 50 %. Según Martyn Mann, director técnico de la empresa, este y otros productos similares deben contribuir a la promoción activa de las tecnologías Start-stop. Otros fabricantes están trabajando para crear rodamientos más resistentes. Mientras que los ingenieros de Bosch, Valeo, Denso y muchos fabricantes de automóviles están trabajando para reducir la duración del arranque de la unidad de potencia.

Pero a pesar de que el sistema todavía tiene carencias, y la economía que proporciona -considerando el relativo costo del equipo- puede parecer insignificante para alguien, esta tecnología, según los expertos, tiene un gran futuro. Después de todo, los beneficios que brinda al medio ambiente son innegables.