Двигатели с системой «старт-стоп» с ременным приводом: натяжитель Sidewinder и другие инновации

Помните старые добрые времена, когда при остановке на красный свет или в пробке приходилось глушить двигатель, чтобы сэкономить топливо? Ощущение того, что ты делаешь что-то для пользы всей планеты, было просто восхитительным и, конечно же, остается таким до сих пор. К счастью, сегодня заботиться об окружающей среде стало проще, чем когда-либо. В конце концов, производителям автомобилей удалось автоматизировать отключение и включение двигателя. Это было значительным достижением, но когда эта технология только появилась, первый запуск сопровождался досадным стуком. На следующем этапе было введено понятие продолжительности запуска. Это еще больше повысило комфорт при вождении, но тревожный шум при этом остался. Хотели бы вы узнать, почему в современных двигателях, оснащенных системой «старт-стоп», больше нет такой проблемы, и какое отношение к этому имеет компания Gates? Об этом и расскажет наша статья!

 

В 2003 году компания Gates представила свою первую систему «старт-стоп» с ременным приводом. Это нововведение было вдохновлено идеей о том, что генераторы и электродвигатели на самом деле не так уж и отличаются друг от друга. Один приводится в действие механическим приводом и выдает электрическую энергию (генератор), а другой принимает электрический заряд и преобразует его в механическое движение (электродвигатель). Инженеры поняли, что на самом деле после небольшой модификации генератор сможет выполнять обе функции. Так почему бы не использовать генератор в качестве электродвигателя? Поскольку поликлиновой ремень уже все соединяет, нужно просто использовать его для передачи мощности! 

 

В первом двигателе с системой «старт-стоп» с ременным приводом от Gates запуск двигателя производился электродвигателем блока генератора/электродвигателя, который теперь называется BSG (стартер-генератор с ременным приводом). Благодаря тому что передаточное отношение между MGU и шкивом коленвала по сравнению с обычным стартером было лучше, двигатель запускался гораздо быстрее. Чтобы разогнать двигатель выше 300 об/мин — обычной частоты вращения первого включения — почти до частоты вращения на холостом ходу, требовалось менее 0,3 секунды. Более того, водитель уже почти не замечал запуска из-за низкого уровня шума. 

 

Так почему бы не использовать генератор во время нормальной работы? Если требуется разогнать автомобиль, достаточно объединить оба двигателя, чтобы увеличить мощность. Более того, это позволит не тратить ценную энергию при торможении автомобиля. В настоящее время обе задачи достигаются за счет режимов ‛форсирования’ и ‛рекуперации’, которые снижают загрязнение окружающей среды и расход топлива.

 

Двигатели с системой «старт-стоп» с ременным приводом заставляют поликлиновой ремень натягиваться с разных сторон, чего раньше никогда не было. Ведь при использовании стартера запуск осуществляется от коленвала, а после прогрева автомобиля и включения режима «старт-стоп» запуск осуществляется от шкива генератора. Другими словами, теперь стали меняться местами натянутые и ослабленные стороны ремня. Это затруднило регулирование колебаний усилий при помощи одного натяжного устройства. В 2007–2008 годах родилась идея, которая заключалась в том, чтобы просто использовать два натяжителя, но это решение имело ряд недостатков. Это не только занимало ранее свободное пространство, но также означало, что производителям автомобилей было необходимо разрабатывать две разные компоновки для одного и того же двигателя, поскольку в версии с системой «старт-стоп» требовались дополнительные точки крепления. И, наконец, было определено, что непосредственное физическое взаимодействие обоих натяжителей снижает необходимый уровень натяжения в ремне, чтобы уменьшить потери на трение и контролировать проскальзывание ремня. 

 

 

В наши дни натяжители на двигателях обеспечивают такие функциональные режимы, как компенсация мощности, запуск двигателя, генерация электроэнергии с помощью ремней агрегатов двигателя. Натяжитель Sidewinder устанавливается на генератор. Он управляет BSG с помощью двух отдельных ременных шкивов, которые не двигаются независимо друг от друга. Это гарантирует оптимальное натяжение ремня с минимальными нагрузками на подшипник, что означает меньший износ системы и, как следствие, длительный срок службы комплектующих.

 

Некоторые варианты:

 

 

 

Очевидно, что все эти новые технологии подвергают поликлиновой ремень гораздо большей нагрузке: ремни для автомобилей, оснащенных системой «старт-стоп» с ременным приводом, подвергаются значительным динамическим и вибрационным нагрузкам. Сегодня электродвигатель развивает крутящий момент до 80 Нм на крошечном шкиве, что приводит к повышению возникающих внутри ребер срезающих усилий в десять раз. Здесь также был сделан рывок в развитии, позволивший обеспечить превосходную устойчивость и полностью соответствовать действующим требованиям. Поскольку использование обычных стандартных ремней привело бы к поломке, компания Gates разработала специальный ремень Micro-V^® E-Start^™. В этом ремне используется арамидный корд, который увеличивает прочность при растяжении. Кроме того, в ремне Micro-V^® E-Start^™ используется специальная адгезионная резина, которая обеспечивает необходимую устойчивость ремня. 

 

 

Чтобы подобрать ремень, подходящий для вашего транспортного средства, воспользуйтесь онлайн-каталогом Gatesautocat или мобильным приложением Gates.