Automobile Start-Stop Systems
Enkele decennia geleden voerden Duitse wetenschappers tractietests uit met een Audi LS met een motorvermogen van 55 kW. Uit de tests bleek dat de auto bij stationair draaien 0,35 cc brandstof verbruikt en bij starten 1,87 cc. Het is dus duidelijk dat het uitschakelen van de motor tijdens een stilstand van meer dan 5 seconden u wat brandstof kan besparen.
De mogelijkheid om het brandstofverbruik te verminderen door de motor zelfs tijdens een zeer korte stop uit te schakelen en vervolgens opnieuw te starten, heeft geleid tot de ontwikkeling van regelsystemen die deze handelingen automatisch uitvoeren.
Een goed voorbeeld van dergelijke systemen is de oplossing die Volkswagen begin jaren 80 introduceerde. De motor kon door de bestuurder of automatisch worden uitgeschakeld, afhankelijk van de snelheid van de auto, de temperatuur van de motor en de stand van de versnellingspook. Hij werd ingeschakeld door een starter wanneer de bestuurder de auto in de eerste of tweede versnelling zette en het gaspedaal indrukte zonder de koppeling los te laten. Wanneer de snelheid van de auto onder de 5 km/u kwam, stopte het systeem de motor door het luchtkanaal voor stationair draaien te sluiten. Als de motor niet voldoende was opgewarmd, verhinderde de temperatuursensor dat hij afsloeg. Dit werd gedaan om de slijtage van de startmotor te beperken, omdat het starten van een verwarmde motor veel minder tijd vergt dan het starten van een koude motor. Bovendien verminderde het controlesysteem de belasting van de accumulator door de verwarming van de achterruit uit te schakelen.
Tegenwoordig worden auto's steeds vaker uitgerust met soortgelijke controlesystemen, die verantwoordelijk zijn voor het starten en stoppen van de motor. Deze systemen worden gewoonlijk Start-Stop, Start&Stop of Stop-and-Go genoemd.
Starter in Start-Stop systems
Bij de meeste Start-Stop-systeemoplossingen die in auto's worden gebruikt, wordt de motor gestart door een conventionele starter. Omdat de auto echter zeer vaak wordt gestart, moet de starter duurzamer zijn dan een gewone starter. Daarom is hij uitgerust met een krachtigere elektromotor en slijtvaste borstels. Bovendien hebben ze de eenrichtingskoppeling in het koppelingsmechanisme veranderd en de vorm van de tandwielen gecorrigeerd.
Al deze innovaties leiden tot minder lawaai van de draaiende starter, wat van niet te onderschatten belang is voor het rijcomfort, gezien het feit dat we de motor vaak starten.
Reversible alternator
Zelfs een gemoderniseerde en versterkte starter is niet geschikt om continu te werken. De situatie is echter anders voor een alternator waarvan de rotor draait vanaf het moment dat de motor draait, tot hij stopt. Dit is waarschijnlijk de oorsprong van het idee om de dynamo tijdens het starten met de krukas te laten draaien, zodat hij in een elektrische motor verandert. Het bedrijf Valeo ontwikkelde een dergelijke start-alternator voor Start-Stop systemen, genaamd StARS (Starter Alternator Reversible System)
Het systeem is gebaseerd op een omkeerbare elektrische mo-tor die de functies van zowel starter als dynamo vervult. De omkeerbare dynamo kan gemakkelijk op de plaats van de klassieke dynamo worden gemonteerd. Hij maakt een zeer zachte start mogelijk. In vergelijking met de klassieke starter is er geen koppelingsproces, zodat er geen extra geluid wordt geproduceerd.
Tijdens het opstarten wordt de omkeerbare alternator een elektrische motor. Daarom moeten zijn armatuurwikkelingen van wisselspanning worden voorzien, terwijl de gelijkspanning aan de bekrachtigingswikkeling (van de rotor) moet worden geleverd. Om de wisselspanning van een boorddynamo te verkrijgen is het gebruik van een zogenaamde inverter vereist.
Bovendien kunnen de ankerwikkelingen niet van wisselspanning worden voorzien door de spanningsregelaar en de diodebruggen. Op het moment van starten wordt de omkeerbare dynamo de elektromotor met een vermogen van maximaal 2-2,5 kW en een koppel van 40 Nm. Hierdoor kan de motor binnen 350 tot 400 ms worden gestart.
Zodra de motor in beweging komt, stopt de wisselspanning met stromen door de armatuurwikkelingen. De omkeerbare dynamo wordt weer een wisselstroomgenerator met de spanningsregelaar en diodes aangesloten op de ankerwikkelingen om het elektrische systeem van het voertuig van een constante spanning te kunnen voorzien.
Daarnaast rusten andere fabrikanten de motor uit met een extra conventionele starter en een omkeerbare dynamo om de motor na een langere stilstand voor het eerst aan te zetten.