Sistemas Idle Stop
Los sistemas Idle Stop-start (también llamados “Idle Stop”) detienen automáticamente el motor cuando el vehículo deja de moverse para ahorrar combustible y luego arrancan automáticamente el motor cuando el conductor presiona el pedal del acelerador, son cada vez más comunes en vehículos nuevos. En la conducción en la ciudad, los sistemas Stop-Start pueden mejorar la economía de combustible de un 8 a un 15 por ciento. Los ahorros reales variarán según el ciclo de manejo y cuánto de ese tiempo se pasa en ralentí o sin moverse.
Por qué está creciendo el uso de sistemas de parada y arranque en vacío?
La tecnología Stop-Start existe hace unos años en vehículos híbridos como el Toyota Prius. De hecho, la tecnología Stop-Start es una de las características de todos los vehículos híbridos. Esto incluye vehículos “híbridos completos” como el Prius y el Ford Escape híbrido que pueden usar su batería de alto voltaje y motor eléctrico para conducir el vehículo en modo eléctrico solo bajo ciertas condiciones, y vehículos “híbridos suaves” que solo usan su batería de alto voltaje para el Stop-Start automático del motor y potenciar el rendimiento al acelerar. A medida que pasa el tiempo, más y más fabricantes están incorporando esta característica en los nuevos modelos para mejorar la economía de combustible.
Cómo funciona Idle STOP-START ?
El sistema de gestión del motor controla la velocidad, la temperatura y la carga del motor, así como la velocidad del vehículo, las posiciones de los pedales del freno y del acelerador, y la posición del selector de marchas de la transmisión para saber cuándo el vehículo está en movimiento y cuándo está detenido. También puede censar las cargas eléctricas accesorias en el motor (faros, limpiaparabrisas, estado de carga de la batería, etc.) y los requisitos de enfriamiento del aire acondicionado, de modo que decida si apagar el motor cuando el vehículo deja de moverse. Con la mayoría de los sistemas Stop-Start, el motor se apagará después de que el vehículo haya estado inmóvil durante unos segundos si la transmisión está en marcha y el conductor mantiene el pie en el pedal del freno y las cargas accesorias en el motor (como A /C) son mínimos. El sistema Stop-Start arrancará automáticamente el motor cuando el conductor levante el pie del pedal del freno y/o pise el acelerador.
Se supone que el arranque es instantáneo y continuo, aunque puede haber un ligero retraso en algunas situaciones. Con vehículos totalmente híbridos como el Toyota Prius, el motor no vuelve a arrancar inmediatamente. Los motores eléctricos dentro de la transmisión (hay dos) hacen que el vehículo se mueva. Cuando se alcanza una determinada combinación de velocidad y carga, uno de los motores eléctricos cambia su par de salida para arrancar el motor de combustión. Luego, el motor impulsa el vehículo (y recarga la batería híbrida de alto voltaje).
En algunas aplicaciones, el alternador tiene un doble propósito como generador y motor de arranque. Cuando el motor está en marcha, el alternador produce el mismo voltaje que cualquier otro alternador para cumplir con los requisitos eléctricos del vehículo y para mantener cargadas las baterías híbridas de 12 V y de alto voltaje. Cuando se activa el modo Stop-Start, el motor se apaga cuando el vehículo se detiene para ahorrar combustible. Luego, el motor arranca enrutando la corriente de regreso al alternador desde la batería híbrida de alto voltaje. El alternador ahora gira como un motor de arranque y hace girar el motor a través de su correa de transmisión para arrancarlo. En estas aplicaciones, el motor de arranque convencional NO se usa para la operación Stop-Start, y solo se usa para arrancar el motor frío (o para arrancar el motor si la batería híbrida está baja).
Inyección directa Ralentí Stop-Start
Este es otro enfoque de Stop-Start que no utiliza energía de la batería en absoluto. En lugar de arrancar el motor con un motor eléctrico o una combinación de alternador/motor de arranque para arrancarlo, el sistema utiliza inyección directa para poner en marcha el motor. Cuando el motor se apaga, el sistema de gestión del motor realiza un seguimiento de la posición exacta de cada pistón. Luego puede arrancar el motor inyectando combustible directamente en un cilindro que está justo en su carrera de potencia y disparando la bujía para encender la mezcla. La combustión resultante hace que el cigüeñal gire y arranca el motor en aproximadamente 1/3 de segundo. Esto solo funciona si el motor está caliente, por lo que se requiere un motor de arranque convencional para motores fríos. Pero el I-Stop de inyección directa funciona también para la parada en ralentí como un sistema híbrido de alto voltaje, y se puede usar en cualquier motor naftero o diésel con inyección directa.
Las fallas del alternador pueden ocurrir en cualquier tipo de vehículo (a veces como resultado de sobrecarga y sobrecalentamiento) pero en los vehículos equipados con Stop-Start, la incidencia de fallas puede ser mayor, debido a las mayores cargas que se colocan en el generador/arranque integrado (alternador). Estas unidades también cumplen una doble función generando electricidad para las baterías híbridas de 12 V y de alto voltaje, y arrancando el motor cuando es necesario. Otras partes críticas en los sistemas de arranque y parada híbridos suaves incluyen la batería híbrida de alto voltaje (que está cubierta por una garantía extendida, pero en la mayoría de los casos solo está disponible en un concesionario de automóviles), el módulo de control de arranque y parada (que generalmente está montado en el paquete de batería en la parte trasera del vehículo) y los cables de batería de alto voltaje (generalmente codificados en color naranja).
¿Qué sucede si un sistema Stop-Start deja de funcionar?
En la mayoría de los casos, el autodiagnóstico del sistema detectará la falla, establecerá uno o más códigos de falla y deshabilitará el sistema. También puede desconectar y aislar la batería híbrida si hay alguna indicación de un cortocircuito. Si ocurre una falla en el alternador o en su módulo de control que impide que se cargue normalmente, la batería de 12 V y la batería híbrida, pueden agotarse y provocar que el vehículo se detenga o no arranque. Este tipo de problemas se diagnosticaría como con cualquier otro problema de carga. Si el alternador pasa la prueba bien, la falla no es el alternador sino otra cosa en el circuito de control del sistema de carga. Asimismo, la batería de 12 V debe probarse para determinar si puede o no aceptar y retener una carga. Un requisito clave en el diagnóstico de estos vehículos es un escáner profesional que pueda acceder completamente no solo a todos los códigos relacionados con el sistema, sino también a todos los datos PID integrados (valores del sensor, posiciones del interruptor, estado de arranque automático, voltajes, etc.). Sin este acceso a este nivel de información, el diagnóstico es muy difícil.
Precauciones de seguridad
Muchos vehículos híbridos usan una batería de alto voltaje (120v y hasta 330v, aunque algunos pueden tener una de 40 voltios), por lo que se deben tomar precauciones especiales al reparar o reemplazar ciertos componentes en estos vehículos. Los cables de la batería de alto voltaje suelen tener un código de color naranja como advertencia y NUNCA deben tocarse a menos que la batería de alto voltaje se haya desconectado o aislado eléctricamente abriendo sus relés o accionando su interruptor de seguridad de desconexión de energía.
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