Pozorna oszczędność, zużycie silnika i mnóstwo elektroniki: mity i fakty o systemie start-stop

Niezależnie od tego, czy uważasz system start-stop za przekleństwo współczesnej motoryzacji, czy wręcz przeciwnie – zachwyca Cię silnik, który co chwilę gaśnie i ponownie się uruchamia – samochodów wyposażonych w to rozwiązanie będzie coraz więcej. Takie są trendy. A skoro tak, to najwyższy czas przyjrzeć się tej technologii bliżej. Sprawdźmy, jakie są zalety i wady systemu start-stop, czy rzeczywiście pozwala on oszczędzać paliwo, czy raczej skraca żywotność silnika.

Trochę historii

Jeśli sądzisz, że „plaga” systemu start-stop dotknęła paliwożerną branżę motoryzacyjną dopiero kilkanaście czy kilkadziesiąt lat temu, jesteś w dużym błędzie. Ta historia zaczęła się znacznie wcześniej. W ubiegłym roku najbardziej gorliwi ekolodzy mogli nawet świętować jej półwiecze: protoplasta systemu został zaprezentowany przez Toyotę w modelu Toyota Crown z sześciocylindrowym silnikiem już w 1974 roku. Producent twierdził wówczas, że wyłączanie silnika po 1,5 sekundy postoju pozwala zaoszczędzić nawet do 10% paliwa.

Ciekawym pomysłem szybko zainteresowali się skrupulatni inżynierowie Volkswagena. Już na początku lat 80. zaczęli oni eksperymentować z trybami wyłączania i uruchamiania silnika na biegu jałowym.

Dziś niewielu pamięta projekt Formel E – pakiet technologii mających na celu ograniczenie zużycia paliwa. Był to w pewnym sensie odpowiednik późniejszego BlueMotion, zanim jeszcze ta nazwa się pojawiła. Jednym z elementów była właśnie automatyczna funkcja wyłączania silnika po dwóch sekundach postoju. Aby go uruchomić, należało wrzucić pierwszy lub drugi bieg albo wsteczny. W praktyce był to pierwszy w pełni funkcjonalny system start-stop, który w drugiej połowie lat 80. przestał być unikalnym rozwiązaniem Volkswagena i trafił do działów konstrukcyjnych konkurencji.

Mimo to rozwój nie przyspieszył od razu. Potrzeba było niemal 20 lat oraz rozwoju technologii mild hybrid, aby dopiero w XXI wieku system start-stop stał się masowy. Jednocześnie wywołał on niezwykle zażarte dyskusje – nie tylko wśród kierowców, ale także wśród specjalistów.

Gdzie „stop”, tam i „start”

Nie będziemy poświęcać dużo czasu na szczegółowe opisywanie zasady działania systemu. Większość kierowców doskonale wie, jak on funkcjonuje, a choć algorytmy stosowane przez producentów różnią się między sobą, efekt końcowy jest w zasadzie ten sam.

Warto jednak pamiętać, że zakup samochodu z manualną skrzynią biegów nie chroni przed obecnością start-stopu – system ten może być stosowany w autach z dowolnym typem skrzyni i napędu. Zazwyczaj jest on włączony domyślnie, choć można go dezaktywować przyciskiem na desce rozdzielczej. Najczęściej oznaczony jest literą „A” wpisaną w okrężną strzałkę. Trzeba jednak wiedzieć, że po każdym uruchomieniu silnika system znów się aktywuje. Idea jest prosta: oszczędność paliwa i redukcja emisji spalin podczas postoju, np. na światłach.

Istnieje też możliwość trwałego wyłączenia systemu programowo – specjaliści od chip tuningu potrafią to zrobić stosunkowo łatwo, choć często oczekują za to niemałych pieniędzy.

Nie wolno zapominać, że start-stop działa tylko w sprzyjających warunkach. Gdy na zewnątrz jest bardzo zimno lub bardzo gorąco, a układ ogrzewania, wentylacji i klimatyzacji pracuje intensywnie, system może co prawda wyłączyć silnik, ale po ułamku sekundy ponownie go uruchomi, aby nie przeciążyć akumulatora. Nawet w idealnych warunkach rzadko zdarza się, by silnik był wyłączony dłużej niż 90–100 sekund.

Do aktywacji systemu konieczne jest spełnienie określonych warunków: silnik musi osiągnąć temperaturę roboczą, a start-stop dezaktywuje się przy gwałtownym spadku temperatury silnika lub oleju.

Główny mit – przedwczesne zużycie

Upowszechnienie systemu start-stop stało się możliwe dzięki znacznemu rozwojowi wielu podzespołów: akumulatorów, rozruszników, mechanizmów napędowych, alternatorów, łożysk, środków smarnych i systemów sterowania. Rzeczywiście, częste zatrzymywanie i uruchamianie silnika znacząco zwiększa obciążenie tych elementów.

Jak jednak podkreślają inżynierowie największych koncernów motoryzacyjnych, podzespoły są na te obciążenia przygotowane. Dla przykładu: rozrusznik z lat 90. wytrzymywał średnio około 50 tysięcy cykli rozruchu, podczas gdy współczesny – nawet dziesięć razy więcej. Osiągnięto to dzięki trwalszym łożyskom i szczotkom, wzmocnionym przewodom i elektromagnesom.

Skoro już mowa o łożyskach – to właśnie one są fundamentem świata mechaniki. Jednymi z najważniejszych w silniku są łożyska główne wału korbowego. Precyzyjnie obrobione, zapewniają płynne obracanie się ciężkiego wału korbowego.

Podczas pracy silnika powierzchnie wału i łożysk są oddzielone cienką warstwą oleju. Gdy silnik gaśnie, wał opiera się bezpośrednio na łożyskach, a przy ponownym rozruchu przez chwilę dochodzi do kontaktu metal–metal, zanim olej ponownie wypełni szczelinę. To właśnie ten moment odpowiada za istotną część zużycia silnika.

System start-stop zwiększa liczbę takich momentów, ale standardowe łożyska rzeczywiście nie poradziłyby sobie z tym obciążeniem. Dlatego w autach z tym systemem stosuje się łożyska z ulepszonych materiałów i specjalnymi powłokami, odpornymi na przyspieszone zużycie.

Gdy rdza pomaga

Przykładem są łożyska z powłoką polimerową zawierającą cząstki tlenku żelaza – czyli w praktyce rdzy – która okazuje się wyjątkowo śliska. Współczynnik tarcia jest o 50–60% niższy niż w klasycznych łożyskach, a ich trwałość dorównuje żywotności silnika z systemem start-stop.

Równie istotną rolę odgrywają środki smarne. Niskolepkie, niskotarciowe oleje silnikowe pomagają elementom silnika znosić dodatkowe obciążenia. Współczesne oleje to zaawansowane mieszanki dodatków, których zadaniem jest zmniejszenie tarcia i wzmocnienie filmu olejowego.

Badania nad takimi olejami rozpoczęły się jeszcze na przełomie wieków. Dziś dostępne są produkty, które potrafią ograniczyć tarcie np. między tłokiem a cylindrem o 60–70%, co zmniejsza nagrzewanie, straty mocy, zużycie paliwa i zużycie elementów. Zastosowanie nanomateriałów, „przylegających” do powierzchni trących, pozwala pójść jeszcze dalej.

Dzięki temu zagrożenie dla trwałości silnika ze strony systemu start-stop jest w praktyce niemal całkowicie wyeliminowane.

Stabilne zasilanie

Nie można pominąć akumulatorów, które również są bardziej obciążone z powodu częstszych rozruchów i dłuższego zasilania elektroniki. Nowoczesne baterie przeznaczone do aut z systemem start-stop są nie tylko wydajniejsze, ale i odporniejsze – dzięki technologiom AGM i EFB. W niektórych rozwiązaniach stosuje się nawet dodatkowy akumulator do rozruchu, a główny zasila pozostałe systemy. Mazda poszła jeszcze dalej, wykorzystując kondensator gromadzący energię do uruchamiania silnika.

Wraz z akumulatorami wzmocniono instalację elektryczną i pozostałe elementy. Dlatego twierdzenie, że start-stop automatycznie przyspiesza zużycie auta, nie jest do końca uczciwe. Oczywiście zdarzają się błędy konstrukcyjne czy produkcyjne, ale ogólna dynamika zużycia nie ulega drastycznej zmianie. Skoro więc płacimy za wzmocnione komponenty, całkowite rezygnowanie z systemu nie zawsze ma sens – choć każdy ma prawo do własnej decyzji.

Czy gra jest warta świeczki?

Kolejny mit mówi, że start-stop wcale nie oszczędza paliwa, a wręcz zwiększa jego zużycie przez ciągłe uruchamianie silnika. To temat dyskusyjny, bo wszystko zależy od stylu jazdy, tras, natężenia ruchu i wielu innych czynników.

Niestety, niemal jedynie Subaru pokazuje kierowcom konkretne dane dotyczące zaoszczędzonego paliwa. Pozostali producenci liczą na to, że użytkownicy sami zauważą różnicę. Deklaracje o oszczędnościach rzędu 10–15% często są mocno przesadzone, bo w praktyce wszystko jest bardzo indywidualne.

Paliwo rzeczywiście jest oszczędzane, bo silnik faktycznie gaśnie. Jak dużo? Trudno powiedzieć. Jeśli często stoisz w korkach – oszczędności będą zauważalne. Jeśli stoisz długo – jeszcze większe. Jeśli jeździsz głównie w trasie – praktycznie żadne.

W każdym przypadku nie ma co liczyć, że oszczędności pozwolą uzbierać na nowe auto. Jeśli to dla kogoś kluczowe, lepiej w ogóle nie brać pod uwagę samochodu z takim systemem.

Pamiętaj też, że start-stop nie pozwala stać z wyłączonym silnikiem godzinami. Oprogramowanie, bazujące na danych z wielu czujników, blokuje działanie systemu w określonych warunkach – np. gdy silnik jest zimny, akumulator słabo naładowany, działa klimatyzacja, kierowca odpina pas bezpieczeństwa (jak w Volvo) czy porusza kierownicą.

Jednym słowem – zmiennych jest wiele. Ale system start-stop ma też ograniczać emisję spalin w mieście, więc jakiś sens jego stosowania zawsze istnieje.

Niewygoda

Wielu kierowców narzeka na opóźnienia przy ruszaniu – co bywa szczególnie irytujące na światłach, w otoczeniu niecierpliwych kierowców. W niektórych samochodach, zwłaszcza tańszych konstrukcjach, uruchomienie silnika może trwać nawet kilka sekund.

Winne są słabo dopracowane algorytmy. Podobne problemy miały też auta renomowanych marek na początku stosowania start-stopu, ale z czasem zostały one wyeliminowane. Dziś w wielu modelach silnik uruchamia się niemal niezauważalnie – często jeszcze zanim zdejmiesz nogę z hamulca.

Wszystko zależy od technologii. Nie warto oceniać całego rozwiązania przez pryzmat najsłabszych przykładów. Są producenci, którzy zrobili to naprawdę dobrze.

A minusy?

Główne wady systemu wynikają z zastosowania zaawansowanych komponentów. Po pierwsze – akumulator. Nie dlatego, że będzie wymieniany częściej, ale dlatego, że baterie AGM lub EFB są droższe. Zwykłe akumulatory kwasowo-ołowiowe szybko się zużywają i mogą doprowadzić do awarii.

Po drugie – serwis. Trzeba ściśle przestrzegać harmonogramu przeglądów i stosować wyłącznie zalecane materiały. Żadne „tańsze zamienniki” czy „sprawdzone przez znajomego” nie wchodzą w grę. Szczególnie dotyczy to oleju silnikowego. Oszczędności w tym zakresie mogą wyrządzić silnikowi większe szkody niż poważna awaria.

System start-stop to przemyślane rozwiązanie, które może nie przynieść spektakularnych oszczędności, ale też nie jest z definicji złe. A jeśli ktoś naprawdę go nie znosi – w większości przypadków można go wyłączyć, nawet na stałe. Albo po prostu wybrać samochód bez tego systemu. To kwestia wyboru – a wybór, na szczęście, wciąż mamy.