Os sistemas Start/Stop foram desenvolvidos para reduzir o consumo de combustível e as emissões de poluentes, desligando automaticamente o motor quando o veículo permanece parado e realizando uma nova partida assim que o motorista volta a acelerar ou libera o pedal do freio.
Esse funcionamento, entretanto, exige muito mais do sistema de partida. Em condições de trânsito urbano, o motor de partida pode ser acionado diversas vezes durante um único trajeto. Além disso, em determinadas situações, o motor térmico precisa ser religado antes mesmo de ter parado completamente.
Para atender a essas condições, foram desenvolvidos motores de partida específicos para sistemas Start/Stop, incluindo versões equipadas com tecnologia de solenóide ou chave magnética de duplo êmbolo.
Como funciona uma solenóide em motor de partida convencional?
Em um motor de partida tradicional, a solenóide exerce duas funções principais em um único movimento mecânico.
Ao receber o comando de partida, o campo magnético criado pelas bobinas movimenta um êmbolo interno. Esse movimento aciona uma alavanca responsável por deslocar o pinhão do motor de partida em direção à cremalheira do volante do motor para engatar o pinhão à cremelheira do motor.
Quando o êmbolo da solenóide chega ao final do seu curso, os contatos elétricos principais são fechados. A corrente da bateria passa então a alimentar o motor elétrico de partida que gira o pinhão em alta velocidade transferindo o movimento à crmeelheira do motor e assim dando a partida desejada ao motor de combustão.
A sequência básica é:
Comando de partida → deslocamento do pinhão → fechamento dos contatos → rotação do motor de partida.
Nesse sistema, o avanço do pinhão e o chavemaneto da alimentação do motor elétrico estão diretamente relacionados ao movimento de um único conjunto mecânico da solenóide.
Como funciona uma solenóide em motor de partida start/stop?
Em um veículo equipado com Start/Stop, o motor pode ser desligado quando o automóvel para em um semáforo ou durante uma retenção no trânsito. Entretanto, ocorrerá a situação em que o motorista solicite novamente a partida enquanto o motor ainda está desacelerando ou parando.
Nesse momento, o ponto crítico é que a cremalheira do volante ainda poderá estar girando. Em um sistema convencional, tentar introduzir imediatamente um pinhão em uma cremalheira que ainda está em movimento provocará: impacto entre os dentes, maior ruído durante o engrenamento, desgaste prematuro, perda de conforto para o motorista. Para resolver essa situação os engenheiros criaram a tecnologia de duplo êmbolo..
O que é a tecnologia de duplo êmbolo (double plunger)?
No sistema de duplo êmbolo, o movimento mecânico do motor de partida será controlado separadamente em duas etapas: 1. Deslocamento e engrenamento do pinhão e 2. Rotação do motor elétrico de partida
Essa separação proporciona maior precisão e permite determinar o melhor momento melhor momento para engrenar o pinhão na cremalheira o melhor momento para girar o motor de partida.
É importante destacar que um sistema de duplo êmbolo não deve ser confundido com um solenóide convencional que possui duas bobinas. Solenóides tradicionais normalmente utilizam uma bobina de chamada, conhecida como pull-in coil, e uma bobina de retenção, conhecida como hold-in coil. Apesar de existirem duas bobinas elétricas, normalmente existe apenas um êmbolo principal.
A estratégia “Gire e engate” (Spin-then-In)
Imagine que o motor do veículo foi desligado pelo sistema Start/Stop. O virabrequim e a cremalheira ainda estão diminuindo sua rotação (essa situação e percebida pelo sensor de rotação) e nesse momento o motorista solicita novamente a partida.
Em vez de simplesmente empurrar um pinhão do motor de partida que está parado contra a cremalheira em movimento, o sistema executa a seguinte sequência: pré-rotação, aproximação das velocidades, engenamento, partida do motor a combustão.
A sequência pode ser resumida como: Girar → sincronizar → engrenar → dar partida.
A estratégia “Pré-engate e então Gire” (Engage-then-Spin)
Agora considere o cenário que o motor do veículo foi desligado pelo sistema Start/Stop eo o virabrequim e a cremalheira já estão paradas. O objetivo do sistema start/stop é uma partida extremamente rápida para máximo conforto do condutor.
Para atingir esse objetivo, podemos pré-engrenar o pinhão à cremalheira que está parada. A solenóide de duplo êmbolo também proporciona essa sequência de operação: engrenar → acionar o motor → dar partida.
Quais são as vantagens?
O controle mais preciso do motor elétrico e do mecanismo de engrenamento oferece diversas vantagens para veículos Start/Stop.
Entre elas estão:
- partidas mais rápidas;
- menor impacto durante o engrenamento;
- redução do ruído de funcionamento;
- menor desgaste do pinhão;
- menor desgaste da cremalheira do volante;
- maior durabilidade do sistema de partida;
- possibilidade de realizar o restart enquanto o motor ainda está desacelerando;
- maior conforto para o motorista durante as sucessivas partidas.
Um sistema preparado para milhares de ciclos adicionais
Um veículo convencional normalmente utiliza o motor de partida apenas no início de cada percurso.
Já um veículo equipado com Start/Stop pode realizar diversas partidas durante poucos quilômetros de trânsito urbano.
Por isso, os componentes utilizados nesses sistemas precisam apresentar maior resistência mecânica e elétrica.
Motores de partida Start/Stop geralmente possuem melhorias em componentes como:
- solenóides e relés;
- contatos elétricos;
- escovas;
- mancais;
- mecanismos de engrenamento;
- pinhão;
- sistema de roda livre;
- comutador;
- motor elétrico.
O objetivo é suportar um número de ciclos de funcionamento significativamente maior que o de um motor de partida convencional.