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Sistema Start & Stop aplicado em veículos equipados com motores do Ciclo Diesel

O sistema foi desenvolvido pensando-se em economia de combustível e também na redução de emissões de gases poluentes e trouxe mudanças em todo sistema de alimentação de energia e no sistema de partida

Por Da Redação

A cada ano que passa, as montadoras são demandadas pelos governos locais a diminuir as emissões e níveis de consumo de combustível. Existem diversos projetos, como o americano CAFÉ, que exigem das montadoras locais uma diminuição de um percentual anual de emissões de seus veículos. Se uma empresa produz 1.000.000 de veículos por ano que emitem 250.000 kg de CO2 hipoteticamente falando, no ano seguinte estes mesmos 1.000.000 de veículos que serão fabricados, deverão emitir 10% a menos. 

Pensando nisso, qualquer redução que as montadoras conseguirem em termos de consumo e de emissões é relevante. 

De olho nisso, os sistemistas (fabricantes de conjuntos das montadoras, como exemplo a Bosch, Continental ou Delphi) sempre estão “antenadas” em maneiras mais inteligentes para diminuir emissões e consumo sem grandes investimentos. 

O sistema Start Stop é justamente um destes projetos. 

Pesquisas revelam que no tempo de uso de um veículo, ele pode ficar até 25% deste tempo funcionando em marcha lenta, os engenheiros acharam que seria útil desligar o motor nestes períodos, baixando o consumo e as emissões de gases poluentes e colocando o veículo que possuí esta inovação em vantagem em relação aos outros que não possuem este sistema instalado. 

O sistema Start Stop contribui com uma redução de 3 a 10% de consumo de combustível e emissões de CO2, mas em engarrafamentos, este número pode chegar a 15%.  

Levando-se em consideração que o sistema de partida já está no motor do veículo, com poucas adaptações se poderia gerar um sistema que permitisse ao motor, sob certas condições, desligar e se “autoligar” quando estas condições fossem interrompidas. 

Apesar de todos os componentes do sistema de partida estarem presentes em todos os veículos, muitas mudanças foram necessárias, pois o sistema não suportaria se um motor de partida em uso em um veículo convencional fosse acionado por 10 vezes em 10 quilômetros, por exemplo.  

Fácil entender que um motor de partida convencional teria sua vida útil muito diminuída, causando desconforto ao fabricante e ao consumidor, especialmente se o problema ocorresse no período de garantia, o que teria grande chance de acontecer. 

O sistema ainda pode ser utilizado em qualquer tipo de Motor de Combustão Interna, apesar de existirem características diferentes entre os diversos ciclos. Como exemplo, em motores monocilíndricos que equipam alguns Scooters providos do sistema, a ECU do motor prepara a próxima partida, deixando o pistão em uma posição mais favorável para que o motor seja acionado com mais facilidade. 

Juntando a isso a facilidade de uso, nenhum usuário terá que “aprender” a usar o sistema já que ele é automático, tudo é controlado pelo próprio veículo, o desempenho não é afetado, somente o consumo e as emissões que são sensivelmente melhores! O sistema desliga automaticamente o motor assim que identificar que o veículo está parado, e será religado assim que o usuário pressionar o pedal da embreagem (caso o veículo tenha transmissão manual) ou que solte o pedal do freio (caso o veículo seja equipado com transmissão automática). 

Componentes do sistema: (Fig. 1) 

  1. ECU do motor;  

  1. Conversor 12V DC/DC; 

  1. Bateria descarga profunda (Deep Cycle) EFB ou AGM e sensor de carga; 

  1. Motor de partida; 

  1. Sensor de posição Neutro; 

  1. Sensor de velocidade das rodas (da ECU do ABS); 

  1. Sensor de posição do virabrequim (CKP); 

  1. Alternador com possibilidade de regeneração. 

Como pode ser visto, não existe nenhuma “novidade” em relação ao sistema mas os componentes são mais reforçados para suportar o aumento no nível de serviço. 

Descreveremos agora os itens acima e suas principais modificações em relação aos sistemas convencionais. 

  1. ECU do motor:  

Responsável pelo gerenciamento do motor propulsor esta ECU tem uma rotina específica para o sistema Start Stop. Desde que o sistema seja habilitado (o usuário pode desabilitar o sistema) e que o veículo esteja completamente parado por mais de um determinado tempo pré- programado na ECU, o motor é desligado.  

Algumas grandezas são exigidas para que isso aconteça e apesar de variar de fornecedor para fornecedor, a temperatura do motor, as demandas da bomba d´água, ar-condicionado e estado de carga da bateria (entre outras, dependendo do modelo e fabricante do veículo) devem estar dentro de parâmetros específicos. Se por exemplo o ar- condicionado estiver ligado no máximo e o compressor estar sendo 100% demandado, o motor não poderá ser desligado.  

Outra rotina da ECU é monitorar o estado da bateria e sua temperatura, através do sensor de carga (presente em muitos veículos atuais) e do sensor de temperatura da bateria presente na mesma. 

  1. Conversor 12V DC/DC:  

É sabido que uma queda de tensão pode provocar erros nos sistemas mais sensíveis do veículo (por exemplo ECUs da transmissão ou do sistema de telemática e conforto) por isso é necessário uma tensão estável durante a partida, o que pode não ocorrer caso o conversor não esteja presente. (Fig. 2) 

  1. Bateria descarga profunda:  

Uma bateria com capacidade maior do que a existente nos veículos convencionais é necessária, além de que esta deve ser equipada com um sistema de controle da carga e de sua temperatura, além disso, esta bateria deve suportar uma grande quantidade de carga (corrente) proveniente da recuperação da energia cinética do veículo. A utilização de tecnologias AGM e EFB nas baterias garante todas as solicitações citadas, além de uma vida útil compatível com o sistema, mesmo em casos de um grande número de partidas. (Fig. 3) 

  1. Motor de partida:  

Deve garantir um grande número de partidas sem ser danificado, isso é conseguido com reforços no sistema mecânico (por exemplo substituição de buchas por rolamentos) e no reforço da parte elétrica (escovas e comutador). (Fig. 4) 

  1. Alternador:  

Deve permitir carga em baixas rotações, para que, durante um mínimo tempo em funcionamento consiga garantir a carga integral da bateria, aumentando sua vida útil. O comando do alternador deve ser suficientemente inteligente para que, ao frear o carro, aumente sua carga ao máximo, gerando um efeito de regeneração (similar ao KERS) para que esta energia seja aproveitada. (Fig. 5) 

  1. Sensor de velocidade das rodas:  

A rede CAN deve enviar um sinal para a ECU do motor para que esta ative a rotina de desligamento do motor desde que as premissas para tanto sejam cumpridas. 

  1. Sensor de posição do virabrequim (CKP):  

Atua junto à ECU do motor para que o sistema Start Stop saiba qual é a real posição dos pistões e se o motor está em funcionamento normal ou não. Na maioria das vezes a ECU busca referência deste sensor para verificar se a posição onde os pistões se encontram é favorável para uma próxima partida. 

O que muda nos motores ciclo Diesel? 

Basicamente as grandezas, se um motor ciclo OTTO precisa de 200 Amperes de corrente para fazer partir o motor, um motor com a mesma capacidade em ciclo Diesel irá necessitar algo perto de 50% a mais de corrente. Isso se deve ao fato de o motor ciclo Diesel ter uma taxa de compressão maior, normalmente exige a utilização de velas aquecedoras e uma rotação um pouco mais alta para que a primeira ignição aconteça. 

O futuro 

Muitos países estão divulgando a paralisação da fabricação dos motores ciclo Diesel em um futuro não muito distante. O Reino Unido divulgou que não mais permitirá a fabricação de motores de combustão interna dentro do país a partir de 2040 e a Volvo anunciou a redução do desenvolvimento de motores movidos a Diesel a partir de 2023.  

A Toyota, maior fabricante mundial de motores, não vai comercializar veículos com motor diesel na Inglaterra a partir de 2019. 

Disposta a tomar a difícil decisão de tirar os motores Diesel e ajudar a fornecer uma qualidade de ar mais limpa para o futuro, a Toyota encerrara sua produção mundial de motores de combustão interna no ano de 2030. 

A fabricante de automóveis Fiat Chrysler anunciou que deixará de produzir veículos de passageiros a Diesel até o ano de 2022, à medida que os custos aumentam e a procura diminui. 

O diesel já foi o combustível mais popular na Europa, mas sua popularidade diminuiu drasticamente por causa da crescente oposição pública e política, que inclui planos de várias cidades europeias para bani-lo completamente. 

Futuro sombrio para os motores ciclo Diesel? Culpa das emissões... 

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