Proyecto Start Stop Final.docx

START STOP

Integrantes: Miguel Felipe Gómez Niño Cod:44770 Edwin Yesid Sierra Mendoza Cod:44129 Juan Manuel Soler Arias Cod:45629 Xavier Camilo Medina Pérez Cod:37174 Ivan Darío Mora Mora Cod:47200

Presentado a: Ing. José David Barón Pinilla

Sistemas de inyección y sincronización Grupo 5BM

Universidad ECCI Tecnología en mecánica Automotriz 2017

INTRODUCCIÓN

Este proyecto está enfocado en la investiga y el desarrollo que ha tenido con el tiempo un sistema, que a pesar de que para muchos es nuevo viene siendo trabajado desde los años 70 por la marca Toyota este sistema es START STOP. Desde su origen siempre ha sido enfocado al ahorro de combustible y evitar la contaminación por el co2 que producen los vehículos. el primer vehículo que contó con este sistema fue el Toyota Crown en 1970 pero por sus problemas de complejidad y su parte eléctrica no dio para que siguiera en el mercado, después hasta el año 2006 fue que dicho sistema fue utilizado en los vehículos de la marca francesa Citroën, en sus modelos c2 y c3 pero sin dar el rendimiento esperado, y finalmente fue en el año 2008

que la marca BMW

introdujo con éxito este sistema fabricado por la marca Bosch y hasta la actualidad se sigue desarrollando.

ABSTRACT This project is focused on the research and development that a system has had over time, which although it is new for many is being worked since the 70s by the Toyota brand, this system is START STOP. From its origin it has always been focused on saving fuel and avoiding contamination by the CO2 produced by vehicles. the first vehicle that had this system was the Toyota Crown in 1970 but for its complexity problems and its electrical part did not give to continue in the market, then until 2006 was that this system was used in the vehicles of the brand French Citroën, in its models c2 and c3 but without giving the expected performance, and finally it was in 2008 that the BMW brand successfully introduced this system manufactured by the Bosch brand and to this day it continues to develop.

OBJETIVO GENERAL

Se realizará una investigación donde se dará a conocer en qué consiste el sistema START STOP basando en artículos de investigación de otros países y analizando los inconvenientes que han presentado desde sus orígenes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

- Comparar artículos internacionales relacionados con START STOP y encontrar sus similitudes. - Dar a conocer en qué consiste el sistema START-STOP - Analizar las fallas que ha presentado este sistema desde sus comienzos y proponer una solución.

JUSTIFICACIÓN

Se desea llevar a cabo un estudio sobre el Sistema Start Stop ya que es un sistema el cual nos proporciona reducción en el consumo de combustible y emisiones contaminantes producidas por los automóviles al momento de llegar a un semáforo o estar atascados en el tráfico de la ciudad. Esta investigación nos permitirá encontrar ventajas y desventajas del sistema Start Stop al momento de utilizarlo y cómo se comporta en distintas situaciones de trabajo.

DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

El Sistema Start Stop se ha convertido hoy en una de las tecnologías más habituales ya que el uso de este sistema genera la reducción del consumo de combustible y emisiones, en la actualidad es muy importante el tema de medio ambiente por ello el Sistema Start Stop es una de las mejores tecnologías para cuidar de él. En sus inicios en este sistema se dieron unos casos donde las baterías de los motores de arranque morían de forma prematura por lo que se generó miedo al usar esta tecnología. Las nuevas tecnologías han diseñado sistemas Start stop para tener en cuenta todo tipo de situaciones y riesgos, es importante saber que hay veces que es mejor que el motor repose durante unos segundos para lubricar sus partes y mejorar la refrigeración. Situaciones de uso intensivo como viajes de muchos kilómetros, altos esfuerzos por carga elevada o incluso la conducción en circuito, son situaciones muy recomendables donde desactivar la función Start stop para dar a los componentes del motor un periodo de reposo, sobre todo en motores sobrealimentados o de alta potencia.

START-STOP

Los fabricantes japoneses Toyota y Honda fueron los pioneros en usar este tipo de tecnologías, los orígenes del sistema Start Stop viene desde aproximadamente de la década de los 70 donde se implementó el Toyota Crown que venía con un sistema que apaga el motor 1.5 segundos después de que el vehículo se detuviera y lo volvía a prender cuando se presiona el embrague para lograr esto se necesitaba de una sofisticada electrónica por lo que en esta época resultó un poco complejo y de baja confiabilidad por lo que se desechó el proyecto. Fabricantes como Volkswagen y Audi hicieron sus propios sistemas usando el mismo principio pero los altos costos no permitieron el éxito deseado, en 2006 Citroën introdujo en los C2 y C3 el sistema de Start Stop con un relativo éxito, pero fue en 2008 cuando BMW introdujo el sistema creado por Bosch que el uso de esta tecnología comenzó a expandirse El sistema start stop es un sistema (encendido y apagado) que apaga el motor cuando el vehículo no está en movimiento y se enciende cuando el automóvil se pone en marcha, gracias a este sistema reduce consumo de combustible y emisiones de CO en la ciudad. Cuando el vehículo se detiene el sistema start stop verifica que no tenga marcha engranada o cambio metido y que el sensor (ABS) de giro de la ruedas se encuentre en cero y que el sensor (EBS) de la batería indique que haya una reserva de energía para volver encender el motor, el sistema apaga el motor trabajando en la parte de la inyección y encendido. Cuando el conductor pisa el embrague con intención de engranar la primera marcha el motor de arranque que está especialmente adaptado para encender el vehículo nuevamente recibe la orden de poner en marcha el motor de una manera rápida.

El motor de arranque y el Sistema Start Stop van instaladas en el motor de forma convencional y se pueden utilizar en motores diésel o gasolina. Los vehículos que incorporan este sistema posee algunas mejoras respecto a los comunes entre ellas encontramos un motor de arranque y un alternador más robusto y duradero, también una batería de mayor tamaño y con mejores características para la carga y descarga de la misma. En los vehículos de transmisión automática la función Start Stop funciona de una manera más sencilla ya que el conductor al pisar el freno y cuando el coche se detiene el motor se apagará automáticamente , el coche vuelve arrancar en el momento que se levanta el pie del pedal del freno. El Sistema Start Stop exige un gran consumo de energía eléctrica ya que la falta de la misma puede convertirse en un gran problema por lo tanto el sistema Start Stop requiere de la supervisión y control de la batería y alternador, gestión de la energía y un sistema eléctrico estable. Un complemento ideal para estos sistemas son los potentes alternadores que pueden cargar rápidamente la batería con ello el sistema Start Stop se puede utilizar un mayor número de veces.

Figura 3 El motor de arranque (Figura 3) perfeccionado para este sistema dispone de una unidad de control específico para controlar el arranque la cual está acoplada sobre el motor de arranque, la unidad de control del motor o de la transmisión, será la encargada de dar la orden al motor de arranque para que inicie el encendido del motor térmico. El motor de arranque lleva su propia unidad de control que gestionara la intensidad de la corriente de arranque, la cual funciona aumentando progresivamente la intensidad y el núcleo deslizante del relé se desplaza para acercar el piñón de engrane a la corona dentada, luego disminuye la intensidad y se envían 4 pulsos de 10 ms para que el acoplamiento del piñón de engrane sobre la corona dentada sea más lenta y suave. Otra vez aumenta la intensidad y el piñón de engrane se acopla por completo a la corona dentada y por último la placa de contacto cierra el circuito eléctrico que alimenta al motor, por lo que este empieza a girar. Se mantiene una corriente de retención que dura hasta que arranque el motor térmico. El motor de arranque lleva su propia unidad de control que gestionara la intensidad de la corriente de arranque, la cual funciona aumentando progresivamente la intensidad y el núcleo deslizante del relé se desplaza para acercar el piñón de engrane a la corona dentada, luego disminuye la intensidad y se envían 4 pulsos de 10 ms para que el acoplamiento del piñón de engrane sobre la corona dentada sea más lenta y suave. Otra vez aumenta la intensidad y el piñón de engrane se acopla por completo a la corona dentada y por último la placa de contacto cierra el circuito eléctrico que alimenta al motor, por lo que este empieza a girar. Se mantiene una corriente de retención que dura hasta que arranque el motor térmico.

Figura 4 El sistema de Start Stop tiene una batería optimizada la cual cuenta con la tecnología EFB (Enhanced Flooded Battery) está perfectamente adaptada a la función de Start-Stop. Con el motor desconectado, suministra electricidad a los dispositivos eléctricos con toda fiabilidad y garantiza el nuevo arranque del motor en décimas de segundo. Asimismo, posee una resistencia a los ciclos (carga/descarga) dos veces mayor que las baterías convencionales, y se puede descargar con mayor profundidad sin perder funcionalidad. También tiene la ventaja de mayor capacidad de carga para recuperar la energía más rápidamente durante la marcha

ANÁLISIS DE LOS ARTÍCULOS

A partir de los artículos leídos analizaremos y compararemos los distintos conceptos planteados en estos documentos para así lograr tener más conocimientos sobre el Sistema Start Stop, de su funcionamiento en los vehículos, además encontrar ventajas, desventajas y problemáticas con el Sistema Start Stop. Los dos artículos se diferencian ya que el de la Universidad de Cranfield, de Reino Unido usa el Sistema Start Stop en la industria hacia las máquinas que usan combustión interna. El del Departamento de Ingeniería Mecánica Jawaharlal Instituto Darda de Ingeniería y Tecnología Yavatmal Sant Gadge Baba Universidad Amravati, Maharashtra, de India va enfocado en los automóviles híbridos para reducir los gases contaminantes de CO2. En el artículo de la Universidad de Cranfield encontramos que usan el Start Stop de la siguiente manera solo necesitan el 'stop arranque' y 'engrane' ya que se requiere estabilidad térmica para lograr que la máquina realice su producto sin tener alteraciones en el resultado final.

En el artículo de la Universidad Amravati, Maharashtra encontramos que los automóviles no dependen de la estabilidad térmica para tener un buen funcionamiento ya que este puede suspender y reiniciar su funcionamiento sin tener en cuenta si el motor se encuentra frío o caliente. En el artículo de la Universidad de Amravati en Mayo de 2010, el Presidente Obama ordenó reducir los gases de efecto invernadero (GEI) en un 5% cada año para todos los nuevos automóviles de tamaño medio, debido a esto y al aumento en el precio de combustibles, muchos fabricantes han optado por producir vehículo híbridos están electrificados con un tren de potencia y cargas auxiliares en el vehículo. Desde el año 2005 se empezaron a implementar Sistemas Start Stop en automóviles CITROËN se empezaron a evidenciar algunos problemas , uno de los problemas que presenta este tipo de sistema es que mientras es accionado el motor se suspende y algunas funciones eléctricas dejan de funcionar como lo son el aire acondicionado, ya que el sistema STOP funciona cortando el funcionamiento del motor cuando llega a una parada completa y el motor se activa de nuevo cuando el conductor suelta el pedal del freno. Otra problemática que vive este sistema es que el ahorro de combustible no es tan bueno como lo hace el híbrido si se utiliza el sistema o la tecnología micro-híbrido la cual no ayuda al ahorro de combustible correctamente porque el sistema no se acopla muy bien con la parte híbrida.

No todo son problemas gracias a la tecnología utilizada por el Departamento de Ingeniería este sistema también trae beneficios para el cliente como lo es el ahorro de combustible del 5% o incluso hasta un 10 % solo en ciudad o partes urbanas de ellas gracias a su gran tecnología, igualmente se hace un ahorro de emisiones de CO2 del 5% al 10% lo cual es muy importante para la preservación del ecosistema para eso fue creado este sistema para bajar un poco los agentes contaminantes en los vehículos es lo que el departamento de ingenierías se enfoca más y apunta , al contrario de la Universidad de Cranfield , apunta más hacia el ahorro de combustible y deja un poco atrás las emisiones de CO2 en sus sistemas diseñados. Cabe decir que las empresas que tienen Start Stop en varios vehículos del mercado son: Audi, BMW, Porsche, Mahindra y otros. La tecnología micro-híbrida ganará cada vez mayor relevancia en los próximos años porque la tecnología avanza constantemente, debido a esto el Sistema Start Stop es una tecnología clave para ser usado junto a las nuevas tecnologías de ahorro de combustibles para alcanzar las nuevas normas previstas para el 2020 Es notable que cada día la demanda aumenta sobre los coches ecológicos, por el agotamiento de las reservas de petróleo, la regulación de emisiones cada día son más estrictas, Debido a esto el Sistema Start Stop será una tecnología estándar o incluso obligatorio para los vehículos a un futuro. Encontramos en el artículo de la Universidad Amravati, Maharashtra, algunas ventajas del Sistema Start Stop que son las siguientes. ● Ventajas del sistema Start-Stop - El consumo de combustible se reduce hasta en un 5% a un 10% en la conducción urbana Las emisiones de CO 2 se reducen hasta en un 5% a un 10% en la ciudad El motor se reinicia dentro de 350 milisegundos y en completo silencio. El costo de implementación no es muy alta ● Desventajas de sistema Start-Stop Algunas funciones del vehículo no puede funcionar cuando el motor está apagado

CONCLUSIONES

● Uno de cada dos coches que se vendan en el mundo para el 2021 vendrán con tecnología Start-Stop integrada de serie. Así lo apunta un informe de la consultora tecnológica Navigant Research, que augura una incorporación masiva de este sistema por parte de la mayoría de fabricantes. Como Ford que para 2017 el 70% de sus modelos contasen con Start-Stop ● El Start-Stop es uno de los desarrollos tecnológicos que ha tomado mayor importancia y que ahora es habitual verlo en vehículos de diferentes segmentos, con el cual se reduce hasta en un 15 por ciento el consumo de combustible y las emisiones contaminantes. ● En Colombia la gran mayoría de vehículos que cuentan con este sistema Start-Stop son los vehículos del segmento Premium y deportivo han adoptado este sistema. ● Se ha observado que el sistema Start-Stop con la implementación de nuevas tecnologías ha evolucionado de tal modo que puede utilizarse para todo tipo de situaciones y riesgos ● El Sistema Start-Stop es una de las tecnologías más habituales para la reducción del consumo de combustible y emisiones de CO2, de tal manera que ayuda a reducir estas emisiones de un 7% a un 15%

BIBLIOGRAFÍA ●

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003682X15001899

● http://ac.els-cdn.com/S0003682X15001899/1-s2.0-S0003682X15001899main.pdf?_tid=17b9d1b6-8d99-11e7-8e0400000aacb35d&acdnat=1504107612_aa81aa51c5aac1ba7ecfd9b17f93d28 8 ● http://www.motor.com.co/actualidad/tecnologia/sistemas-start-stop-ahorrancombustible/27178 ● http://www.daisabaterias.es/wp-content/uploads/2012/01/StartStop_Folder_ES-1.pdf