Know How Ηλεκτρικό Σύστημα Part VII

Know How Ηλεκτρικό Σύστημα Part VII

Τι θέλουμε από τη μίζα

196 know how 1Είτε έιναι 60 είτε 660 άλογα, ο κινητήρας εσωτερικής καύσης του αυτοκινήτου απαιτεί εξωτερική βοήθεια πριν ξεκινήσει να περιστρέφεται αυτόνομα μετά τις πρώτες δειλές αναφλέξεις. Τέσσερα είναι τα επιμέρους εμπλεκόμενα υποσυστήματα, που αποτελούν συνολικά το «σύστημα εκκίνησης» του κινητήρα: 1. ο ηλεκτροκινητήρας σταθερού ρεύματος (DC), η γνωστή μας μίζα, 2. οι διακόπτες και η ίδια η ECU, 3. η αγαπημένη μας, από τους προηγούμενους μήνες, μπαταρία και 4. όλες οι σχετικές καλωδιώσεις. Η ταχύτητα περιστροφής της μίζας τώρα, η οποία είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του στροφάλου, παντρεύεται με αυτή του στροφάλου μέσω οδόντωσης ζεύγους γραναζιών με σχέση μετάδοσης (>1, συνήθως από 20:1 έως 10:1), που μειώνει τις στροφές και αυξάνει τη ροπή στρέψης κατά τη μεταφορά ισχύος από τον άξονα της μίζας σε αυτόν του κινητήρα: η οδόντωση από την πλευρά της μίζας είναι σε γραναζάκι - πηνίο στην άκρη του άξονά της, ενώ από την πλευρά του στροφάλου, αυτή βρίσκεται στην περιφέρεια του βολάν (ΟΚ καθηγητά, του μηχανικού σφονδύλου). Μέσω του πολλαπλασιασμού αυτού της ροπής, που λαμβάνει χώρα, ένα - σχετικά  μικρό - μοτεράκι δύναται να γυρίσει το σιδερένιο ...κτήνος, είτε αυτό είναι βενζινοκίνητο - Όττο (όπου απαιτείται να το γυρίσει σε έως, περίπου, 60 - 100rpm, πριν πάρει μπρος αυτόνομα μέσω επίτευξης ενός μίνιμουμ λόγου λάμδα στο μείγμα των κυλίνδρων κατά την εκκίνηση), είτε πετρελαιοκίνητο - diesel (λόγω συμπίεσης απαιτούνται περισσότερες στροφές, 80 - 200rpm μέχρι να ανέβει η θερμοκρασία σε επίπεδο αρκετό για αυτανάφλεξη). Η ακριβής, τώρα, μίνιμουμ ταχύτητα περιστροφής του στροφάλου από τη μίζα εξαρτάται από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του κάθε κινητήρα: αρχιτεκτονική, χωρητικότητα, αριθμός κυλίνδρων, συμπίεση, τριβή κουζινέτων, ιξώδες και στάθμη λαδιού, σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου, τα υπόλοιπα περιφερειακά οδηγούμενα από το στρόφαλο, όπως δυναμό, A/C, τρόμπες κτλ., και τέλος από την θερμοκρασία περιβάλλοντος. Σε γενικές γραμμές, η ροπή εκκίνησης και η ταχύτητα περιστροφής απαιτούν αύξηση της παρεχόμενης ισχύος από τη μίζα, καθώς οι θερμοκρασίες μειώνονται. Έλα, όμως, που, όπως είδαμε όταν μιλάγαμε για την πάρτη της, η ηλεκτρική ισχύς, που παρέχει η μπαταρία, μειώνεται με την μείωση της θερμοκρασίας λόγω αύξησης της εσωτερικής αντίστασης...Αυτή η «κόντρα» μεταξύ της ανάγκης της μίζας και του τι μπορεί να δώσει η μπαταρία, όταν πιάνουν τα μεγάλα κρύα, όπου και οι δύο παράγοντες επηρεάζονται ταυτόχρονα αρνητικά, καταλήγει στο ότι το σύστημα εκκίνησης  δεν πολυγουστάρει, γενικώς, χαμηλές θερμοκρασίες και, όπως όλοι μας, προτιμά τις ζέστες.

Η κατασκευή και η λειτουργία της μίζας  

196 know how 2Αυτά είναι τα μέρη μίας μίζας: το ηλεκτρικό μοτέρ, το σύστημα εμπλοκής του γραναζιού της προς το βολάν, ο συμπλέκτης της με κυλινδρικά στοιχεία έδρασης (γνωστός ως «συμπλέκτης γραναζιού»), το γρανάζι προς το βολάν και, ανάλογα με την περιπτώση, εσωτερικό σύστημα επιπλέον γραναζιών - μειωτήρων μετάδοσης. Κατά την εκκίνηση, το γρανάζι έρχεται σε εμπλοκή με την οδόντωση του βολάν μέσω ηλεκτροβαλβίδας - διακόπτη, με τον άξονα της μίζας να συνδέεται με το γρανάζι εξόδου είτε απευθείας είτε, όπως είπαμε νωρίτερα, με επιπλέον σετ γραναζιών, το οποίο μειώνει την ταχύτητα περιστροφής του DC ηλεκτροκινητήρα (με σχέση μετάδοσης από 3 ως 6 περίπου). Από τη στιγμή τώρα που το θερμικό μας μοτόρι πάρει μπρος, και ειδικά αν είμαστε κάφροι, αμέσως μετά από ελάχιστους κύκλους αναφλέξεων μπορεί να έχει τόσες στροφές ανά λεπτό, που η μίζα δεν μπορεί να «ακολουθήσει» και, δεδομένης και της σχέσης μετάδοσης, σύντομα θα έμπαινε σε τροχιά γύρω από τη γη: ο κινητήρας σε τέτοιες συνθήκες θα υπερέβαινε το μέγιστο επιτρεπτό ρυθμό επιστροφής, επιταχύνοντας τον οπλισμό – ρότορα - επαγώγιμο του ηλεκτροκινητήρα στο Θεό. Εδώ, μπαίνει στο παιχνίδι το ειδικό συμπλεκτάκι της μίζας ανάμεσα στο γρανάζι και τον άξονα του οπλισμού του ηλεκτροκινητήρα, το οποίο επιτρέπει, «φυγοκεντρικά» με τα κυλινδρικά στοιχεία του, την ολίσθηση του γραναζιού ανεξάρτητα από τον οπλισμό. Όταν, τώρα, με το καλό το κουλό μας αφήσει το κλειδί από την ανάλογη περιφεριακή θέση του διακόπτη της μίζας κατά την εκκίνηση, το ρελέ της μίζας πέφτει και ένα ελατηριάκι «απεμπλοκής» απομακρύνει το πηνίο της μίζας από την οδόντωση του βολάν. Ας χωθούμε, τώρα, ακόμα πιο βαθιά στα επιμέρους εξαρτήματα της μίζας Ο ηλεκτροκινητήρας:εφεξής «μοτέρ» της μίζας. Τα μαγνητικά υλικά, που σήμερα πλέον έχουμε διαθέσιμα, έχουν επιτρέψει την εξέλιξη μιζών, οι οποίες δεν έχουν θέματα απομαγνητισμού, όπως παλαιότερα και επίσης έχουν πολύ αποδοτική μαγνητική ροή, έτσι ώστε να παρέχουν υψηλή ισχύ εκκίνησης. Η χρήση μόνιμων μαγνητών στο μοτέρ της μίζας έχει, εδώ και χρόνια, καθιερωθεί ως «στάνταρ» λύση. Στόχος για τη μίζα συνολικά είναι πάντα η μείωση του βάρους και των διαστάσεών της στο ελάχιστο, κάτι που μπορεί να γίνει παίζοντας αντίστοιχα με τον όγκο του μοτέρ της. Για να πετύχουμε, όμως, την ίδια δεδομένη ισχύ εκκίνησης στον ίδιο χρόνο - και δεδομένου ότι η μείωση του όγκου σημαίνει και μείωση της ροπής στρέψης από τον οπλισμό - απαιτείται αύξηση της ταχύτητας περιστροφής του (θυμηθείτε ισχύς ίσον ροπή επί στροφές). Η ροπή στρέψης μπορεί να ρυθμιστεί, ώστε να συμβαδίσει με τον ρυθμό περιστροφής του στροφάλου, μέσω αύξησης της συνολικής σχέσης μετάδοσης από το στροφάλο στον οπλισμό και εδώ μπαίνει η επιπλέον βαθμίδα γραναζιού στο εσωτερικό της μίζα, που προαναφέραμε, όπου, συνήθως, αποτελείται από ένα απλό πλανητικό σετ μειωτήρα - γραναζιού. Μίζες μόνιμης διέγερσης μέσω του μαγνήτη και με επιπλέον υποπολλαπλασιασμό, όπως τα είδαμε και τα δύο παραπάνω, είναι η τυπική μορφή μίζας, που συναντάμε σήμερα στα αυτοκίνητα. Και από ποσοτικοποίηση της ισχύος της μίζας..? Μια τυπική τιμή είναι γύρω στα 2,5kW, με άλλα λόγια η μίζα σας από μόνη της γυρνάει το μοτέρ με τρισήμισι άλογα...Στις μίζες με εξωτερικό ρεύμα διέγερσης αντί μόνιμου μαγνήτη, το βάρος και ο όγκος ανεβαίνει, αυτές, όμως, είναι κυρίως για πιο βαρβάτες μη - Ι.Χ. εφαρμογές, όπου η απαιτούμενη ισχύς κυμαίνεται στα 3-7kW , δηλαδή υπερμίζες - ζώα με πάνω από 10 άλογα ή σαν να βάζετε ένα 125άρι μηχανάκι με τέρμα γκάζι να γυρνάει το μοτέρ σας... 

196 know how 3Σύστημα εμπλοκής του γραναζιού προς το βολάν: είναι το υποσύστημα της μίζας, που εξασφαλίζει ότι το γρανάζι της εμπλέκεται με την οδόντωση του βολάν, όταν πρέπει και όσο πρέπει. Όπως είπαμε, αποτελείται από το γρανάζι της μίζας (πηνίο), το συμπλεκτάκι υπερστροφής, το ελατήριο εμπλοκής και την ηλεκτροβαλβίδα, αλλά συναντάμε διαφορετικές υποκατηγορίες ως προς την υλοποίηση. Ο πρώτος τύπος είναι οι μίζες «αδρανειακής μετάδοσης», που είναι ο πιο απλός τύπος (και το συναντάμε και στις μηχανές του γκαζόν!). Ένα ελικοειδές πολύσφηνο πάνω στον άξονα «σπρώχνει» το συμπλέκτη μαζί με το πηνίο προς τα έξω (προς το βολάν), από τη στιγμή που ο οπλισμός του μοτέρ της μίζας γυρνάει. Πιο συγκεκριμένα, μόλις ο διάκοπτης της μίζας ενεργοποιηθεί, ο οπλισμός του μοτέρ αρχίζει και γυρνάει χωρίς αντίσταση, το πηνίο και ο συμπλέκτης ακόμα δεν περιστρέφονται λόγω της ροπής αδράνειάς τους, αλλά πιέζονται κόντρα στο ελικοειδές πολύσφηνο. Όταν το πηνίο εμπλακεί με το βολάν, ο συμπλέκτης αρχίζει να μεταδίδει τη ροπή  του οπλισμού στο βολάν μέσω του πηνίου και από εκεί αρχίζει να περιστρέφεται ο στρόφαλος. Όταν μετά ο στρόφαλος αρχίζει να υπερστρέφει τη μίζα, ο συμπλέκτης της απελευθερώνει - εκτονώνει τις υπερβάλλουσες στροφές περιστροφής από την σύνδεση: η περίσσεια ροπή, προερχόμενη από την τριβή του συμπλέκτη, δημιουργεί μία αξονική δύναμη σε συνδυασμό με το ελικοειδές πολύσφηνο, η οποία αποσυνδέει τελικά το πηνίο από το βολάν, ενώ στη διαδικασία αυτή της απόσυνδεσης βοηθάει περαιτέρω και το ελατηριάκι επιστροφής. Ο δεύτερος τύπος εμπλοκής είναι αυτός της «μετάδοσης με προεμπλοκή», που είναι και ο τύπος, που έχει καθιερωθεί ως ο πιο συχνά συναντώμενος παγκοσμίως. Η διαδρομή, εδώ, του πηνίου+συμπλέκτη δεν αποτελείται μόνο από το περιθώριο κίνησης του ελικοειδούς πολύσφηνου (το οποίο υπάρχει και εδώ), αλλά επιπροσθέτως και από επιπλέον κίνηση του πηνίου πέραν του πολύσφηνου: κατά την γραμμική κίνηση του πηνίου, το αξονάκι της ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας σπρώχνει το πηνίο προς το βολάν μέσω ενός μικρού βραχίονα εμπλοκής. Υπάρχουν, τώρα, δύο ενδεχόμενα  μόλις το πηνίο «βρει» την οδόντωση του βολάν: αν το δόντι του πηνίου βρει κενό ανάμεσα σε δύο δόντια του βολάν, τότε αυτό φτάνει  στο τέρμα χωρίς την αντίσταση, που προσφέρει η ηλεκτροβαλβίδα μέσω του βραχίονα της. Αν, τώρα, βρει δόντι στο βολάν και κοντράρει, πράγμα που συμβαίνει στο 80% των μιζαρισμάτων, η ηλεκτροβαλβίδα φορτίζει αντ΄ αυτού το ελατήριο εμπλοκής (ομοαξονικό του άξονα του πηνίου) μέσω του βραχίονά της. Όταν το πηνίο φτάσει στο τέλος της διαθέσιμης από την ηλεκτροβαλβίδα διαδρομής, ο οπλισμός του ρελέ της «κλείνει», μέσω επαφής – γέφυρας, το κύριο ρεύμα της μίζας και το μοτέρ της μίζας αρχίζει να γυρνάει. Στο σενάριο δοντιού πηνίου με κενό στο βολάν, το μοτέρ σπρώχνει το πηνίο πλήρως στην οδόντωση του βολάν μέσω της ελικοειδούς οδόντωσης. Ξεκινώντας, όμως, από θέση δόντι - δόντι πρόσωπο, το μοτέρ γυρνάει το πηνίο μπροστά από το βολάν μέχρι κάποιο επόμενο δόντι του πρώτου να βρει κενό στην οδόντωση του δεύτερου. Το προφορτισμένο, τότε, ελατήριο σπρώχνει το πηνίο μαζί με το συμπλέκτη του προς τα έξω, με το μοτέρ να σιγουρεύει το πλήρες κούμπωμα με το βολάν μέσω της πίεσης στο ελικοειδές πολύσφηνο. Όταν σταματήσει η παροχή ρεύματος στο πηνίο της ηλεκτροβαλβίδας, το επιπλέον μικρό ελατηρίο επαναφοράς της σπρώχνει πέρα τον οπλισμό (της βαλβίδας πάντα μιλάμε, όχι του μοτέρ) και μαζί και το πηνίο – συμπλέκτη, μέσω του βραχίονα, πίσω στη θέση ισορροπίας τους. Το ελικοειδές πολύσφηνο βοηθάει και σε αυτήν τη φάση, τη φάση απεμπλοκής, από τη στιγμή που ο κινητήρας ξεπεράσει σε στροφές τη μίζα. Τρίτος και τελευταίος τύπος εμπλοκής είναι του «ολισθαίνοντος γραναζιού», όπου εδώ έχουμε ηλεκτρική ενεργοποίηση της μίζας σε δύο διακριτά στάδια. Όταν κλείσει ο διακόπτης της μίζας από το χεράκι μας, η μαγνητική δύναμη της ηλεκτροβαλβίδας σπρώχνει το πηνίο στο βολάν μέσω μίας μικρής φουρκέτας και ενός ελικοειδούς πολύσφηνου και το εμπλέκει πιο ομαλά με το βολάν. Ταυτόχρονα, ο οπλισμός του μοτέρ ξυπνάει: η ομαλή εμπλοκή με το βολάν είναι δυνατή, γιατί τα ελίγματα του μοτέρ δεν τροφοδοτούνται ακόμα με φουλ ρεύμα κατά την διάρκεια του πρώτου αυτού σταδίου. Αυτό γίνεται μέσω της ηλεκτροβαλβίδας στο δεύτερο στάδιο ενεργοποίησης, λίγο πριν το πηνίο φτάσει στο τέλος της διαδρομής του. Η μίζα σε αυτό το σημείο αρχίζει να περιστρέφει το στρόφαλο μέσω του πηνίου και, όταν ο κινητήρας πάρει μπρος, μπαίνει στο παιχνίδι και ο συμπλέκτης: όταν απελευθερωθεί ο διακόπτης της μίζας από το κουλό μας, το ελατήριο επαναφοράς επιστρέφει το πηνίο πίσω στην αρχική του θέση. Μία δεύτερη ηλεκτρική διακλάδωση, που σκοπό έχει να περιορίσει την ταχύτητα περιστροφής της μίζας, σιγουρεύει ότι ο άξονας του μοτέρ της μίζας σταματάει να περιστρέφεται το συντομότερο δυνατόν, έτσι ώστε να υπάρχει δυνατότητα άμεσου επανα-μιζαρίσματος.


196 know how 5Ο συμπλέκτης υπερστροφής της μίζας:
όλες οι μίζες, ανεξαρτήτως τύπου ως άνωθεν, μεταδίδουν τη ροπή τους μέσω ενσωματωμένου συμπλέκτη εγκατεστημένου ανάμεσα στο πηνίο και το μοτέρ τους και, όπως αναφέραμε, σκοπός τους δεν είναι να οδηγούν το πηνίο κατά το μιζάρισμα, αλλά να αποσυνδέουν το πηνίο από τον υπόλοιπο άξονα, όταν πάρει μπρος ο κινητήρας και περιστρέφεται ταχύτερα από τη μίζα, εμποδίζοντας την καταστροφική υπερστροφή. Και εδώ έχουμε τρεις διαφορετικούς τύπους συμπλέκτη: Ο πρώτος είναι ο συμπλέκτης κυλινδρικών στοιχείων κύλισης και θυμίζει σε κατασκευή τα αντίστοιχα ρουλεμάν, ενώ χρησιμοποιείται κατά βάση στις μίζες μετάδοσης με προεμπλοκή. Αποτελείται από τα εξής: το κέλυφος - οδηγό, το φορέα των κυλινδρικών στοιχείων, τα κυλινδρικά στοιχεία, τα ελατήρια, το πηνίο, τον άξονα του μινιόν με το ελικοειδές πολύσφηνο και το καπάκι. Αυτό που κατά βάση γίνεται κατά την κίνηση είναι να πιέζεται το κάθε κυλινδρικό στοιχείο από το δικό του ανεξάρτητο ελατήριο μέσα σε σφηνοειδείς εσοχές, λειτουργώντας ως μία άτυπη «ομόρροπη» και εξαρτώμενη από την γωνιακή ταχύτητα «καστάνια»: όταν παίρνει κίνηση ο άξονας της μίζας κανονικά από το μοτέρ της, τα κυλινδρικά στοιχεία πιέζονται από το φορέα τους, παρασέρνοντας στην κίνηση τους μαζί με τον άξονα και την «πλήμνη» τους. Όταν αρχίσει, τώρα, ο κινητήρας να περιστρέφεται γρηγορότερα από την μίζα, τα κυλινδρικά στοιχεία απελευθερώνονται, πιέζουν κόντρα στα ελατήρια τους και μετακινούνται προς το φαρδύτερο κομμάτι των εσοχών τους, μη συνεχίζοντας έτσι να μεταδίδουν κίνηση στον άξονα, όπως έκαναν μέχρι εκείνο το σημείο, που σφηνόνανε στο στενότερο κομμάτι των εσοχών. Δεύτερος τύπος είναι ο πολύδισκος συμπλέκτης (δεν κάνω πλάκα, και ναι για δυναμό μιλάμε, όχι για το κυρίως μοτέρ!), ο οποίος, ωστόσο, δεν χρησιμοποιείται στα δικά μας μικρά τουτού, αλλά σε μίζες μεγάλων επαγγελματικών οχημάτων, όπου απαιτείται εξάρτηση της σύμπλεξης από την ροπή του άξονα. Αποτελείται από το κέλυφος που φέρει και την έξω - ομάδα των δισκακίων, το ελατήριο προφόρτισης των δίσκων, την πλήμνη, που φέρει και την έσω - ομάδα των δισκακίων, το δακτύλιο συγκράτησης και το κλασικό πια ελικοειδές πολύσφηνο. Το ζουμί, εδώ, είναι τα αξονικά ρυθμιζόμενα σετ δισκακίων, τα οποία και μετάφερουν την κίνηση από τα έξω - δισκάκια, που συνδέονται με το μοτέρ της μίζας, στα εσωτερικά, που συνδέονται με τον άξονα του πηνίου. Το πολύσφηνο βρίσκεται στον άξονα, που οδηγεί το πηνίο και καθώς το φορτίο αυξάνεται, ο άξονας αυτός μετακινείται από το πολύσφηνο προς το δισκοειδές ελατήριο, το οποίο με τη σειρά του προφορτίζει ανάλογα τα δισκάκια μεταξύ τους. Χοντρικά, ότι γίνεται δηλαδή στα αντίστοιχα διαφορικά/πολύδισκους συμπλέκτες, αλλά με την κίνηση να μεταφέρεται προς τον κινητήρα και όχι προς τους τροχούς. Αυτό που πετυχαίνουν οι φορτιγίσιες αυτές μίζες είναι να μεταφέρουν μεγαλύτερη ροπή όσο το φορτίο, που ασκείται από το ηλεκτρικό μοτέρ τους, αυξάνεται. Κατά την υπερστροφή του πηνίου από τον κινητήρα, από όταν πάρει μπρος, τα σετ των δισκακίων ολισθαίνουν μεταξύ τους ελεύθερα στην αντίθετη φορά χωρίς μεταφορά ροπής. Τρίτη κατηγορία είναι αυτή των συμπλεκτών ακτινικής οδόντωσης, δηλαδή με γρανάζια ευθείας οδόντωσης, οι οποίοι αφορούν και αυτοί κυρίως φορτιγίσιες εφαρμογές. Αποτελείται από το πηνίο με γρανάζι ευθείας οδόντωσης, που μεταφέρει και την ροπή, φυγοκεντρικά αντίβαρα, κωνικό δακτύλιο συμπίεσης ελικοειδή ελατήρια και ελαστικά παρεμβύσματα. Αυτό που συμβαίνει εδώ, όταν ο κινητήρας ...προσπεράσει σε ταχύτητα τον άξονα του πηνίου, είναι το ίσιο γρανάζι να πιέζει το συμπλέκτη στο ελικοειδές πολύσφηνό του, ενώ το εξωτερικό δακτυλίδι κινείται αξονικά εξαιτίας της φυγόκεντρου από τα φυγοκεντρικά αντίβαρα, κρατώντας το ισιογράναζο πηνίο «ανοικτό».

Πως ελέγχουμε πότε και τι ακριβώς κάνει η μίζα


196 know how 6Και ας ξεκινήσουμε από τις παραδοσιακές, κλασικές, απλές μίζες, με άλλα λόγια αυτές, που παίρνουν μπρος και με κομμένα καλωδιάκια κάτω από το ταμπλό, όπως στις ταινίες. Γυρνώντας το κλειδί στη θέση εκκίνησης της μίζας, ο οδηγός πρακτικά συνδέει το βολτάζ της μπαταρίας με το ρελέ της μίζας. Το ηλεκτρικό αυτό ρεύμα είναι περίπου 30 αμπέρ για τα επιβατικά και 70 για τα επαγγελματικά και «οπλίζει» το ρελέ. Όπως αναφέραμε, αυτό σπρώχνει το πηνίο προς το βολάν, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπει την διέλευση του κύριου ρεύματος προς το μοτέρ της μίζας, το οποίο, ούτε λίγο ούτε πολύ, παίζει από 200 - 1000Α για τα επιβατικά και κοντά στα 2.000 Α για τα επαγγελματικά. Το ακριβώς αντίστροφο με το μικρό και το μεγάλο ρεύμα συμβαίνει, όταν γυρνάμε πίσω το διακόπτη της μίζας.

Και πάμε στις πιο σύγχρονες εφαρμογές, όπου, το μαντέψατε, δεν είναι το κουλό μας, που ενεργοποιεί κατευθείαν τη μίζα (είτε με κλειδί είτε με κουμπί), αλλά το αόρατο χέρι της ECU (και για αυτό παραγωγοί του Χόλυγουντ ΔΕΝ βάζουν μπρος, σπινθιρίζοντας καλώδια κάτω από το ταμπλό!). Αυτά τα ηλεκτρικά συστήματα εκκίνησης ονομάζονται «αυτόματα» και, σε σχέση με ένα συμβατικό σύστημα, έχουν επιπρόσθετα υποσυστήματα: διαθέτουν ένα ή περισσότερα δευτερεύοντα ρελέ και καλωδιώσεις, που συνδέονται με την ECU, της οποίας ο συνδυασμός software με το υπόλοιπο hardware καθορίζει τη σειρά της διαδικασίας εκκίνησης (η οποία δεν καθορίζεται από απλούς μηχανικούς διακόπτες και ηλεκτροβαλβίδες). Εδώ πλέον ο οδηγός δεν έχει ως προέκταση του χεριού του το ρελέ της μίζας, αλλά το μόνο που κάνει γυρνώντας το κλειδί, είναι να στείλει σήμα στην ECU, «θέλω να βάλω μπρος». Προτού, τώρα, η ECU δώσει η ίδια ηλεκτρικό σήμα στη μίζα, κάνει έναν έλεγχο ασφαλείας ότι όλα είναι καλά να προχωρήσουμε, επιβεβαιώνοντας τα παρακάτω:

-        Είναι ο οδηγός «διαπιστευμένος» (βλ. immobiliser) να δώσει εντολή εκκίνησης?

-        Είναι ακινητοποιημένη από πλευράς περιστροφής η μηχανή, έτσι ώστε να μην κουρευτούν οι οδοντώσεις βολάν και πηνίου?

-        Είναι η φόρτιση της μπαταρίας αρκετή, ώστε σε συνδυασμό με την θερμοκρασία του κινητήρα, να επαρκεί για εκκίνηση?

-        Για αυτοκίνητα με αυτόματο σασμάν, είναι ο λεβιές εκτός “D”rive (σε «P»arking ή “N”eutral), και σε (ορισμένα) αυτοκίνητα με μηχανικό σασμάν, πατιέται ο συμπλέκτης, ως όφειλε..?

Όταν όλα τα παραπάνω τεστ ολοκληρωθούν με επιτυχία, τότε - και μόνο τότε - δίνεται η εντολή εκκίνησης από την ECU. Κατά την εκκίνηση, λοιπόν, το σύστημα εκκίνησης συγκρίνει την ταχύτητα περιστροφής του κινητήρα (μέσω του αισθητήρα της ECU) με την ελάχιστη δυνατή ταχύτητα περιστροφής, ώστε να μπει ο κινητήρας σε «διατηρητεό» ρελαντί (και η οποία εξαρτάται από την θερμοκρασία του κινητήρα). Μόλις αυτή επιτευχθεί, η ECU κόβει το ρεύμα στη μίζα αυτόματα. Έτσι ,επιτυγχάνεται ο ελάχιστος δυνατός χρόνος εκκίνησης, μειώνεται ο παραγόμενος θόρυβος και μειώνεται μακροπρόθεσμα η φθορά της μίζας.

Με αυτόν τον τρόπο επιτυγχάνεται και η όλο και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία του «start - stop» στα σύγχρονα αυτοκίνητα (κάποτε μιλάγαμε μόνο για αυτοκίνητα πόλης ή λιμουζίνες, πλέον καλώς - κακώς το έχουν και πραγματικά βαρβάτα σπορ και σούπερκαρ). Ως γνωστόν, με αυτά τα συστήματα ο κινητήρας σβήνει αυτόματα σε συνθήκες στατικές π.χ. στα φανάρια και ξαναξεκινάει αυτόματα πάλι είτε μέσω του συμπλέκτη είτε μέσω του γκαζιού. Θεωρητικά, σε συνθήκες μποτιλιαρίσματος γλιτώνουμε καύσιμο, το οποίο, όμως, επιτρέψτε μου να αμφιβάλω, αν μακροπρόθεσμα θα ρεφάρει τυχόν άλλες φθορές στον κινητήρα, αλλά αυτό είναι κουβέντα για άλλη μέρα. Σε κάθε περίπτωση, ένα αυτοκίνητο με start - stop απαιτεί ακόμα περισσότερα μπλιμπλίκια από ένα απλό αυτόματο σύστημα εκκίνησης. Απαιτούνται, επιπλέον, υποσυστήματα σε επίπεδο hardware και λογισμικού διαχείρισης, όπου παρακολουθείται συνεχώς το επίπεδο φόρτισης της μπαταρίας και επιπλέον προσαρμόζεται όλο το υπόλοιπο ηλεκτρικό σύστημα του αυτοκινήτου κατά τις φάσεις επανεκκίνησης, ώστε να μην τραβάει ρεύμα από άλλα φορτία, που χρειαζόμαστε και παρουσιάζει – εκ του λόγου αυτού - απαράδεκτες πτώσεις τάσης στους υπόλοιπους καταναλωτές (π.χ. το αντιραντάρ στο αναπτήρα).Απαιτείται, λοιπόν, πάντρεμα του συστήματος ελέγχου εκκίνησης με το όλο ηλεκτρικό κύκλωμα του οχήματος. Ακόμα χειρότερα, ακόμα κι αν η τάση φόρτισης πέσει ιδιαίτερα, το ίδιο το σύστημα ελέγχου της εκκίνησης πρέπει να παραμείνει φουλ λειτουργικό, αφού αυτό με τη σειρά του θα καθορίσει ουσιαστικά πότε και πως θα ξαναφορτιστεί η μπαταρία, παίζοντας με το start - stop, φαύλος κύκλος! Την ίδια στιγμή και ο θερμικός κινητήρας πρέπει να είναι βελτιστοποιημένος για εφαρμογές γρήγορης και συχνής εκκίνησης. Και εδώ ερχόμαστε δειλά δειλά στις μακροπρόθεσμες συνέπειες ενός start – stop, που πιάσαμε πιο πάνω, όπου πρώτο και καλύτερο εξάρτημα, που θέλει βαρβάτη ενίσχυση, είναι η ίδια η μίζα: εκτός από πιο γρήγορη στην περιστροφή της και συνάμα πιο αθόρυβη, κυρίως την θέλουμε πιο ανθεκτική. Αν κάποτε οι μίζες σχεδιάζονταν έτσι ώστε το προσδόκιμο της ζωής τους (βλ. Mean time between failures, MTBF)  να αντιστοιχεί π.χ. σε μία εκκίνηση ανά 50km οδομέτρου, τώρα αυτό πολλαπλασιάζεται, αφού το όχημα μπορεί να χρειαστεί να εκκινήσει εκατοντάδες φορές μέχρι να διασχίσει τον Κηφισό. Βασικό πεδίο βελτίωσης, όταν μιλάμε για start – stop, είναι η αλλαγή της γεωμετρίας της οδόντωσης (μοντούλ οδόντωσης, κατατομές, καμπύλη εξελιγμένης και λοιπές δημοκρατικές δυνάμεις Στοιχείων Μηχανής ΙΙ, καλησπέρα Κύριε Κωστόπουλε) τόσο από το βολάν όσο και από τη μίζα, έτσι ώστε οι πιο συχνές ...σεξουαλικές συναντήσεις των δύο, να μην τους φθείρουν πριν την ώρα τους. Και σωστά μαντέψατε ακόμα μία φορά, αυτά όλα κοστίζουν...Έλα, όμως, που είναι τέτοιο το κυνήγι για το τελευταίο CO2 ή NOx εκπομπών ρύπων, που προκειμένου να σωθούν οι κατασκευαστές, λύσεις, όπως τα start – stop, τις έχουν για πρωϊνό. Εδώ ξοδεύουν λεφτά για υποσυστήματα βελτίωσης της κατανάλωσης, που έχουν πολύ μικρότερα «οικολογικά» κέρδη από τα start - stop, σε αυτά θα κολλούσαν..? Για ρωτήστε και την VW…Καλό ΕΝΦΙΑ αδέρφια! 

 

Αρθρογράφος

 

Νέος επικεφαλής τεχνολογίας για την Stellantis

Νέος επικεφαλής τεχνολογίας για την Stellantis

O κ. Ned Curic, μέχρι σήμερα Αντιπρόεδρος της Alexa Automotive της Amazon, θα αναλάβει τη θέση του Chief Technology Executive του Ομίλου Stellantis.