Start/stop-järjestelmä

Transkriptio

1 AJAN TASALLA OLEVA TIETO AUTOALAN INNOVAATIOISTA TEKEE UUDESTA TEKNOLOGIASTA LÄPINÄKYVÄÄ 1 TÄSSÄ NUMEROSSA 1 Julkaisu 01 Joulukuu 2012 Start/stop-järjestelmä Euroopan unioni säätelee ajoneuvojen päästöjä ns. Euro-normin avulla. Säädöksillä tuetaan myös verotusetuja. Eräs valmistajien ratkaisu noudattaa normia ja hyötyä veroeduista on ottaa käyttöön start/stopjärjestelmä. Start & Stop -järjestelmä Hybridivoimanlähde - tekninen askel matkalla kohti sähköautoa 16 CO HC NOx HC+NOx Hiukkaset Toteuttaminen Euro I Euro II Euro III Euro IV Euro V Euro VI LuK DMF heilurityyppisellä vaimentimella 18 Tällä innovatiivisella järjestelmällä CO2-päästöjä voidaan vähentää jopa 15 % (ruuhkaisessa kaupunkiliikenteessä). Se vähentää myös äänisaastetta. Tällä järjestelmällä moottori pysäytetään kun: Ajoneuvon nopeus on alle 3 km/h Vaihde on vapaalla Kytkintä ei paineta Ohjauspyörää ei käännetä (ohjaustehostusta ei tarvita) Moottori on tyhjäkäynnillä Moottori ei pysähdy jos: Jarrutehostimen alipaine laskee alle asetetun rajan Akun jännite on liian alhainen Ilmastointi vaatii ilmastointilaitteen kompressorin käyttöä Jäähdytysnesteen lämpötila on alle C Ulkolämpötila on alle -10 C tai yli 50 C. Start/stop-järjestelmässä voi olla myös seuraavat toiminnot: Kytkeytyminen irti konepellin avaamisen jälkeen, jotta vältetään automaattinen käynnistys moottoritilassa tehtävien töiden aikana. Kytkeytyminen irti turvavyön avaamisen jälkeen, jotta vältetään ajoneuvosta poistuminen sammuttamatta sitä. (Nämä toimintaehdot vaihtelevat valmistajasta toiseen) EureTechFlash on AD Internationalin julkaisu ( 1

2 Järjestelmän kuvaus: 1. Moottorin ECU-yksikkö: hallinnoi start/stop-järjestelmää. 2. Auton lukitusjärjestelmä 3. Käynnistinmoottori: vastaa polttomoottorin käynnistämisestä. 4. Mittaristo: ilmoittaa kuljettajalle start/stop-järjestelmän tilan: käytössä/ei käytössä. 5. Keskikonsolin MSA-kytkentäkeskus 6. Nopeusanturi: tuottaa, yleensä ABS-yksikön kautta, tiedon ajoneuvon nopeudesta. 7. Akkuanturi: ilmoittaa moottorinohjausyksikölle akkuun syötettävästä ja siitä otettavasta virrasta lataustason arviointiin. 8. Konepellin katkaisin: varoittaa moottorinohjausyksikköä konepellin avautumisesta. 9. Turvavyökatkaisin: kertoo moottorinohjausyksikölle onko turvavyö kiinni vai auki. 10. Kytkinpolkimen asentoanturi: Kertoo polkimen asennon. Jos Digitaalinen dieselelektroniikka (DDE). Polttoaineen ruiskutuksen hienosäätö - digitaalinen dieselelektroniikkajärjestelmä (DDE) ohjaa kaikkia dieselmallien moottorin toimintoja. Tällä säästetään polttoainetta, varmistetaan tasainen ja hienostunut suorituskyky sekä vähennetään päästöjä, siten pienentäen myös ympäristörasitusta. Digitaalinen moottorielektroniikka (DME). Moottorin kattava hallintajärjestelmä: digitaalinen moottorielektroniikka (DME) ohjaa kaikkia moottorin päätoimintoja, varmistaen parhaan luotettavuuden, suurimman saavutettavan suorituskyvyn ja pienimmän mahdollisen polttoaineenkulutuksen ja päästöt. 2

3 vaihteenvalitsin on liikkunut hieman (kättä pidetään sen päällä), moottori käynnistyy kun poljinta on painettu 90 %. 11. Kytkinpolkimen asentoanturi: Kertoo polkimen asennon. Jos vaihteenvalitsin on vapaalla, moottori käynnistyy kun poljinta on painettu 10 %. 12. Jarrutehostimen alipaineanturi: jarrutehostimessa olevan anturi lähettää jarrujen alipainetta vastaavaa signaalia. 13. Vaihteiston vapaa-asennon anturi: sijaitsee vaihteistossa, ilmoittaa vaihteenvalitsimen asennon. Yleensä vaihdon jälkeen on tarpeen suorittaa kalibrointi diagnostiikkalaitteilla. 14. Automaattinen lämmitys- ja ilmastointijärjestelmä (IHKA) / yhdistetty lämmityksen ja ilmastoinnin säädin (IHKR). Ilmastointilaite: pyytää moottorin käynnistystä, kun se tarvitsee jäähdytystä (kompressori) tai lämmitystä (lämmityslaitteen kenno) kuljettajan valitseman lämpötilan saavuttamiseen. Tavanomaiseen järjestelmään verrattuna parannetut osat: 1. Jatkuvasti toistuvien käynnistysten takia järjestelmään on otettu virranvakain virtapiikkien välttämiseksi. Käynnistyksen yhteydessä ja kun akkujännite on alle 10,5 V, vakain syöttää ajoneuvon sähköjärjestelmään virtaa sisäisen akun kautta: tehostustila. Kun käynnistysvaihe on päättynyt, järjestelmä toimii ilman vakainta ohitustilassa ja lataa sen sisäistä akkua. 2. Tämän tyyppisissä ajoneuvoissa käytetään usein AGMtekniikan (lasikuituimeytys) akkuja. Tämä akkutyyppi kestää useita syväpurkauksia ja sen itsepurkausnopeus on hidas. Ne ovat myös huoltovapaita. Joissakin ajoneuvoissa on suoritettava nollaus diagnostiikkalaitteella vaihdon jälkeen. AD Technical Centre monipuolinen tekninen osaaminen yhdestä ainoasta osaamiskeskuksesta! 3. Käynnistinmoottoria on parannettu pidemmän käyttöiän saavuttamiseksi. Laakereita on vahvistettu, planeettavaihdetta kehitetty ja käytössä on vahvempi vetohammaspyörä. 4. Laturin energiatehokkuutta on parannettu 60 % ja se kykenee lataamaan akkua pienemmällä moottorin kierrosnopeudella. AD Technical Centre, jonka toiminnasta vastaa Grup Eina Digital yritys, on AD:n erityinen autoalan teknisen osaamisen keskus. Figueresissa ja Badalonassa (Espanja) sijaitsevista pääkonttoreistaan käsin AD Technical Centre seuraa tiiviisti autoalan teknistä kehitystä muuntaen oman taitotietonsa räätälöidyiksi koulutuksiksi ja palveluiksi ADI-kumppaneille näiden omissa maissa. Yli 60:stä harjaantuneesta asiantuntijasta ja insinööristä muodostuva tiimi AD Technical Centre -keskuksessa tarjoaa korjaajille hyödyllistä teknistä tietoa, teknistä koulutusta, käytännöllisiä ja sovellettuja koulutusvälineitä, diagnosointikoulutusta, teknisen hotline-palvelun, moottorinohjausyksikön uudelleenohjelmointia jne. Jos haluat lisätietoja AD:stä tai Eure!Car-koulutusjärjestelmästä, ota yhteyttä: AD Finland Kallionopontie HYVINKÄÄ info@ad-finland.com 3

4 Järjestelmän diagnostiikka: Aina kun ilmenee tarvetta suorittaa diagnostiikkaa start/stopjärjestelmille, seuraavat osat tulee tarkastaa: Anturit: Vaihteiston vapaa-asennon anturi Jarrutehostimen alipaineanturi Kytkinpolkimen asento 10 % Kytkinpolkimen asento 90 % Käynnistys/sammutuskytkin Jarrun asentoanturi Virranhallinta Elektronisen ohjauksen hallintayksiköt: Auton kauko- ja keskuslukitus (CAS) CC/CC-muunnin Moottorin ECU-yksikkö Jakorasia IGR ja akku Mittaristo (KOMBI) Ilmastoinnin ohjausyksikkö (IH) ABS- ja DSC-ECU START/STOP-JÄRJESTELMIEN ONGELMAT: Vaikka start/stop-järjestelmiä ei koskekaan suuri määrä mahdollisia ongelmia, seuraavia poikkeamia voi esiintyä: 1. Moottorin käynnistyksen jälkeen radio ja/tai GPS-yhteys katkeaa: Tarkasta ajoneuvon vakaimen (CC/CC) ECU-yksikkö, koska sen tarkoituksena on vakauttaa jännite ajoneuvon verkossa ja käynnistysvaiheessa jännite laskee hetkellisesti, josta voi seurata joidenkin elektronisten laitteiden sammuminen. 2. Astuttaessa ulos autosta näkyy mittaristossa varoitus: Kun turvavyö avataan samalla hetkellä autoa pysäytettäessä tai start/stop-järjestelmän käynnistyessä/ sammuessa, start/stop-ohjausjärjestelmässä tapahtuu sekaannus ja mittaristoon tulee virheilmoitus. 3. Start/stop-järjestelmä ei sammuta moottoria tai sammutus tapahtuu epäsäännöllisesti: Ensimmäinen tarkastettava asia on ulkoilman lämpötila. 4. Moottori käynnistyy ilman syytä, joka voi johtua seuraavista syistä: jarrutehostimen alipaine on liian pieni akun varaustila on liian matala ilmastoinnin höyrystimen lämpötila on liian korkea Auton sisällä on liikaa kosteutta 4

5 TAPAUSTUTKIMUS Auto on tuotu useiden korjaamojen tutkittavaksi, koska start/stop-järjestelmä ei ole kytkeytynyt päälle. Kun sähkökaavion avulla oli tarkastettu kaikki start/stop-järjestelmän osat ja siihen liittyvät anturit, diagnostiikkalaite ei havainnut mitään alueen ulkopuolella olevia parametrien arvoja, jotka voisivat ilmaista mikä osa on syynä start/ stop-järjestelmän toimintahäiriöön. Konepellin asennon kosketusanturia ei voida diagnosoida ja sen arvoja ei siten näytetä diagnostiikkalaitteessa. MUTTA, konepellin anturi on toisaalta start/stop-verkon osa ja vaikuttaa siten koko järjestelmän toimintaan. Jos siten konepellin kosketuskatkaisin on viallinen ja/tai konepellin asentoanturi ei toimi oikein, ohjausjärjestelmä olettaa konepellin olevan auki ja start/stop-järjestelmä ei toimi. Tässä tapauksessa korjaus oli vaihtaa konepellin katkaisin! Eure!Car-koulutusjärjestelmää (*) varten kehitetty start-stop-koulutus Valtaosa autovalmistajista tulee omaksumaan hyvin laajasti startstop-teknologian (jota kutsutaan myös mikrohybriditeknologiaksi) vähentääkseen hiilidioksidipäästöjä ja polttoaineen kulutusta eurooppalaisen lainsäädännön ja suuntaviivojen mukaisesti. Kun vuonna 2010 uusista ajoneuvoista 13 % oli varustettu start-stop-järjestelmällä, niin ensi vuonna sen osuus uusissa ajoneuvoissa on arviolta 50 % ja vuonna 2017 jo 90 %. Francesc Poch, joka johtaa AD Technical Centre -keskuksen toiminnasta vastaavaa Grup Eina Digitalia Espanjassa Figueresissa, sanoo: Älykkäät latausjärjestelmät ja start-stopteknologia ovat jo nyt yleisiä moderneissa ajoneuvoissa, ja niiden käyttö laajenee tulevaisuudessa. Hyvin pian, ja itse asiassa jo nyt, jälkimarkkinoiden pitää pystyä käsittelemään tätä teknologiaa, kun autot tuodaan riippumattomiin korjaamoihin huoltoa ja korjausta varten. Korjaajiin kohdistuu voimakasta kysyntää, ja Figueresin tekniselle puhelinpalvelukeskukselle esitetään yhä useammin kysymyksiä tästä aiheesta. Sen seurauksena AD Technical Centre on laatinut kurssin älykkäistä latausjärjestelmistä (start-stop). Tavoitteena on selittää start-stop-järjestelmän osien ja anturien ja järjestelmän erilaisten toimintatilojen välinen suhde. Automekaanikot perehdytetään täydellisesti järjestelmän toimintaan, mikä on hyvin tärkeää myöhemmissä huolto- ja korjaustöissä, jopa yksinkertaisissa tehtävissä kuten AGM/ EFB-akun vaihtamisessa. Eure!Car-koulutuksen (*) harjoitteluajoneuvona on tällä kurssilla BMW Series 1, 116i Hpi, jossa on start-stop-teknologia. (*) Eure!Car on AD Internationalin laaja-alainen koulutusjärjestelmä, katso sivu

6 Start/stop-järjestelmällä varustetut automerkit- ja mallit: PSA STOP and start malleissa Citroën C2 ja C3 vuodesta 2006 alkaen, Citroën DS, Peugeot 308/3008. BMW Start/stop-järjestelmä MSA Minissä alkaen Toyota Mazda Start/stop-järjestelmä alkaen 2009 Euroopan malleissa Start/stop-järjestelmä nimellä I-STOP Renault Euroopan malleissa start/stop-järjestelmä alkaen 2010 Honda Start/stop-järjestelmä Civic IMA Hybridissä vuodesta 2006 Fiat Group Start/stop-järjestelmä FIAT 500:ssa vuodesta 2008 Volvo Start/stop-järjestelmä DRIVe-malleissa vuodesta 2009 Ford hybridimalleissa vuodesta 2010 Hyundai Opel Mercedes V.A.G. Group Start/stop-järjestelmä nimellä IDLE STOP AND GO (ISG) HYUNDAImallissa ACCENT/VERNA 2012 Vuodesta 2010 kaikissa ECOFLEX-malleissa, joissa mahdollinen Start/stop-järjestelmä mallissa SMART ForTwo, CLASS A & B vuodesta 2007, CLASS C Blue EFFICIENCY vuodesta 2010 Start/stop-järjestelmä VW BLUE MOTION, Audi ja Seat Ecomotive -malleissa vuodesta

7 Start/stop-järjestelmä korjaamolla Start/stop-järjestelmällä varustettujen ajoneuvojen määrä on merkittävästi lisääntynyt Vuodesta 2012 alkaen valmistajien on varmistettava, että 65 % uusina EU:ssa rekisteröitävistä autoista päästää keskimäärin enintään 130 g CO2:a kilometrillä. Keskiarvon laskuun käytettävä prosenttiosuus nousee 75 %:iin vuonna 2013, 80 %:iin vuonna 2014 ja 100 %:iin vuonna Moottoria automaattisesti käynnistävät ja sammuttavat start/stop-järjestelmät vaikuttavat merkittävästi tavoitteen saavuttamiseen, alentaen polttoaineen kulutusta jopa 8 %. Vuodesta 2013 alkaen joka toiseen autoon Euroopassa odotetaan asennettavaksi start/stopjärjestelmä. Siten korjaamoihin kohdistuu huomattava tarve kyetä vaihtamaan järjestelmään kuuluvia osia ammattitaitoisesti. Järjestelmän osat Start/stop-järjestelmän toiminta edellyttää useiden eri osien yhteistoimintaa. Start/Stop-järjestelmien käynnistysmoottorit Käynnistinmoottorin suorittamien käynnistysjaksojen määrää, eli sen käyttöikää käynnistysjaksoina, on merkittävästi lisätty, jotta käynnistinmoottori tulee kestämään ajoneuvon käyttöiän aikana tiheämmin suoritettavat käynnistykset. Edellä mainitun saavuttamiseksi on tehty seuraavat muutokset: Eniten kuormittuvia laakereita on vahvistettu Planeettavaihdetta on kehitetty Käyttöön on otettu vahvempi vetohammaspyörä. Kollektoria on optimoitu pidemmän käyttöiän saavuttamiseksi

8 Start/Stop-järjestelmien laturit Start/stop-järjestelmien laturit tuottavat lisää energiaa ajoneuvon sisäiselle diagnostiikkalaitteistolle myös hitaissa nopeuksissa ja välittömästi ajoneuvon käynnistyksen jälkeen. Yhdessä suuritehoisen akun kanssa ne lisäävät start/stop-toiminnon käytettävyyttä. Sähköjärjestelmän rakennetta on parannettu ja materiaaleja optimoitu Erityisen energiatehokas hitaissa nopeuksissa Huipputehokas dioditekniikka (HED) Jopa 77 % suurempi energiatehokkuus Jopa 2 % suuremmat polttoaineen säästöt Meluoptimoitu Start/Stop-järjestelmien ohjausyksiköt Elektroninen ohjausyksikkö on varustettu lisäliitännöillä käynnistysmoottoreita ja antureita (akkuanturi, kampiakselianturi, pyöränopeusanturi, vaihteiston vapaaasennon anturi) varten. Ohjelmisto kykenee analysoimaan anturien lähettämiä olennaisia tietoja. Ohjausyksikkö antaa signaalin, kun moottori voidaan sammuttaa. Start/Stop-järjestelmien anturit Anturit tuottavat tietoa ohjausyksikölle käynnistystapahtuman optimointiin Vaihteiston vapaa-asennon anturi: Näyttää onko ajoneuvon vaihteisto vapaalla. Pyöränopeusanturi: Näyttää mihin suuntaan tietty pyörä pyörii ja koska sen liike pysähtyy. Älykäs kampiakselianturi kertoo moottorin toiminnasta. Jarrutehostimen paine-eroanturi valvoo jarrutehostimen painetta pysäytysvaiheen aikana, varmistaen jarrutehostimen suorituskyvyn käynnistyksen jälkeen. Tasavirtamuuntaja Käynnistinmoottoria käytettäessä ajoneuvon diagnostiikkapiirien jännitetaso laskee ennakoimatta. Tällä vai olla vaikutusta elektronisten laitteiden toimintaan (esim. radiovastaanotto tai suunnistusjärjestelmän käyttö keskeytyy hetkellisesti). Start/stop-järjestelmien tasavirtamuuntajat vakauttavat ajoneuvon elektronisten diagnostiikkalaitteiden tiettyjen osien jännitteen moottoria käynnistettäessä, jotta mukavuuslaitteiden käytössä ei ilmene häiriöitä. Elektroninen energianhallinta Moottorinohjausyksikkö integroidulla start/stopkoordinaattorilla ja akkuanturilla ovat start/stop-järjestelmillä varustettujen ajoneuvojen energianhallintajärjestelmien tärkeimmät osat. Muita osia ovat enemmän purkaus/ lataussyklejä kestävä EFB- tai AGM-tekniikalla varustettu akku ja tasavirtamuuntaja. Elektroninen akkuanturi EBS on eräs elektronisen energianhallintajärjestelmän pääosista: Start/Stop-järjestelmien suodattimet Start/stop-järjestelmällä varustettuja ajoneuvoja käynnistetään noin kuusi kertaa enemmän kuin tavanomaisia ajoneuvoja. Lisääntyneiden moottorin käynnistysten takia polttoainesuodatin altistuu tavanomaista useammin suurille painevaihteluille. Siten on syytä käyttää puhkeamisen estämiseksi erityisen vahvatekoista polttoainesuodatinta vahvemmassa kotelossa, vahvemmin tiivistein ja kansin. Akun navassa Se tallentaa tarkasti ja dynaamisesti käyttötietoja, kuten virta, jännite ja lämpötila Mitatuista arvoista se valvoo akun suorituskykyä ja määrittää energiankulutuksen ja päästöt. 8

9 Akkuvaatimukset Start/stop-järjestelmät rasittavat ajoneuvojen akkuja entistä enemmän. Suuremman tehon lisäksi akkujen pitää ennen kaikkea oltava tavanomaista vakaampia purkaus/ lataussykleissä. Niiden on syötettävä energiaa usein toistuviin moottorin käynnistyksiin ja ajoneuvon sähköä kuluttaville laitteille pysäytysten aikana. Näitä vaatimuksia toteutetaan EFB-tekniikalla (parannettu happoakku) toteutetuilla ja AGM-tekniikalla (lasikuituimeytys) toteutetuilla akuilla. Hyötöjarrulla varustetuissa järjestelmissä käytetään AGMakkuja. Akkujen diagnoosi ja vaihto Autoilijoille ei suositella akkujen vaihtamista itse start/ stop-järjestelmällä varustettuihin ajoneuvoihin, koska useat näistä (esim. Audi, BMW, Volvo) vaativat sopivan diagnostiikkatestilaitteen akun vaihdon suorittamiseen. Testilaitteella voidaan suorittaa seuraavat toimet: Uuden akun rekisteröinti ajoneuvoon Teknisten tietojen ohjelmointi, esim. ampeeritunnit ja tuotenumero Ajoneuvojen valmistajilla on eli lähestymistapoja akun vaihtoon. ESI[tronic]-korjaamotieto-ohjelmasta tulee katsoa ohjeet tapauskohtaisesti. On tärkeä huomata millainen uusi akku asennetaan. Akku tulee valita vain valmistajan hyväksymistä ja yleissääntönä lyijyhappoakkuja ei tule käyttää. AGM-akku voidaan vaihtaa vain AGM-akkuun, mutta EFB-akun tilalle voidaan vaihtaa EFB- tai myös AGM-akku. Jos väärää tyyppiä oleva akku asennetaan, start/stop-järjestelmä ei saavuta täyttä tehoaan. Akun käyttöikä tulee myös lyhentymään. Täyteen ladattu akku on erityisen tärkeä start/stopajoneuvoissa kylmällä säällä. Siksi suositellaan akkujen lataamista aina kun ajoneuvo on korjaamolla. Alla olevasta videosta näet, miten Boschin kehittämä startstop-teknologia toimii. Lue alla oleva QR-koodi älypuhelimellasi. Voit ladata sitä varten tarvittavan QRkoodinlukijan älypuhelimesi sovelluskaupasta. 9

10 Johnson Controls ohjaa vapaita korjaamoja kohtaamaan lisääntyvän startstopliiketoiminnan Haasteet Liikkuvuus on tällä hetkellä monien uusien lakien ja säädösten kohteena. EU:n velvoitteiden mukaan CO2-päästöjen sallittu raja laskee yhä alemmaksi (130 g/km v mennesssä, 95 g/km v mennessä). Yksi avainteknologioista näiden päästörajojen saavuttamiseksi on Start- Stop. Sitä tullaan käyttämään lähes kaikissa ajoneuvoissa, koska se vähentää hiilidioksidipäästöjä 8-12 %. Jo neljän vuoden kuluttua 70 % uusista ajoneuvoista käyttää Start-Stop-teknologiaa. Start-Stopista kehittyy uusi standardi autoteollisuudelle ja se tulee olemaan hallitseva tema seuraavien vuoden ajan. Myös muut uudet teknologiat kuten kevythybridi-, täyshybridija sähköautot seuraavat perässä muutamassa vuodessa. Tähän kehitykseen on syytä valmistautua, jos haluaa menestyä tulevaisuudessakin. Vuonna 2010 suoritetussa euroopanlaajuisessa markkinatutkimuksessa pyysimme yli 1200 korjaamoa vastaamaan Start-Stopia koskeviin kysymyksiin. 62 % vapaista korjaamoista tunsi jo Start-Stop-käsitteen. Kuitenkin jopa lähes kaksi kolmasosaa korjaamoista kielsi olevansa valmistautunut Start-Stop-ajoneuvojen korjaamiseen. 20 % vapaista korjaamoista korjaa tai huoltaa jo nykyään Start-Stop-ajoneuvoja. Start-Stop-ajoneuvojen korjaaminen on kuitenkin erittäin vaativaa, koska niiden teknologia on varsin monimutkaista. Start-Stop-akut ovat erottamaton osa tätä teknologiaa; niitä voidaan kutsua Start-Stop-järjestelmän sydämeksi. Start-Stop-akun vaihto ei juurikaan ole verrattavissa tavanomaisen akun vaihtoon. Oikean Start-Stop-akun valinta, akun sijainti eri ajoneuvoissa sekä osittain hyvinkin monivaiheinen irrotus ja asennus tuovat lisähaastetta. Johnson Controls tarjoaa nyt markkinoiden ensimmäisen ratkaisun vapaille korjaamoille: uuden VAR- TA Start-Stop Service Program (VSSP) -ohjelman ja uuden diagnoosilaitteiston VSSP 2.0. VSSP 2.0 UUSI DIAGNOOSILAITTEISTO START- STOP-AJONEUVOJEN AKKUHUOLTOON Näin VSSP 2.0 toimii käytännössä: Akku on Start-Stop-järjestelmän sydän, joka on yhteydessä ajoneuvon elektroniikkaan monimutkaisen BMS Battery Management System -järjestel- 10

11 män tai älykkään akkutunnistimen (IBS) avulla. VSSP 2.0 on uusi integroitu ja käyttäjäystävällinen VARTA -ratkaisu akkujen testaukseen ja Start-Stop-järjestelmien diagnosointiin. Se on kehitetty erityisesti Start-Stop-ajoneuvojen akkuhuoltoa varten ja sen käyttö on helppoa ja vaivatonta. Selkeä ja helppolukuinen valikko luotsaa mekaanikon Start- Stopajoneuvon akkuhuollon eri vaiheiden läpi. Laite näyttää askel askeleelta, miten Start-Stop-järjestelmä testataan ja kuinka akku vaihdetaan. Tämä vankkatekoinen laite, joka on pienempi kuin ipad, pystyy 2D-koodin ja ajoneuvon tunnistenumeron (VIN) avulla kertomaan ajoneuvo- ja akkutyypin sekä akun ja EOBD (European On-Board Diagnostics)-pistorasian sijainnin ajoneuvossa. Tietoja ei tarvitse etsiä mistään muualta. Kuvat ja kaaviot näytöllä kertovat mekaanikolle vaiheittain, miten akun vaihto suoritetaan. Kun yksi työvaihe on suoritettu loppuun, mekaanikko hipaisee kosketusnäyttöä ja seuraavan vaiheen ohjeet ilmestyvät heti näkyviin. VSSP 2.0 -laitteen avulla voi lisäksi testata akun, analysoida ja poistaa Start-Stop-järjestelmään liittyvät vikakoodit sekä lukea ajoneuvokohtaisia tietoja. Laite kertoo myös, mikä VARTA-vaihtoakku sopii juuri kyseessä olevaan ajoneuvoon. Langattoman verkon ja internetin kautta laite on yhteydessä Johnson Controlsin suojattuun yhteistyökumppaniverkkoon, joten se pysyy aina ajan tasalla. Korjaamohenkilökunta voi tallentaa kaikki akunvaihtoa koskevat tärkeät tiedot nettiyhteyden avulla, joten ne ovat tarvittaessa välittömästi saatavilla. Näin korjaamoille kertyy kattava dokumentointi suoritetuista töistä, kuvailee Joacim Adlerborn, Johnson Controlsin koulutus- ja teknisten palvelujen johtaja. 11

12 Onko korjaamosi valmis stop-start-akkujen varaosamyyntiin? Vaikka nykyinen autonakku on kehittynyt pitkälle, sen päätehtävä, käynnistää auto yhtä matkaa varten ja syöttää energiaa valoille, ajo- ja mukavuushallintalaitteille, on pysynyt varsin muuttumattomana. Uuden sukupolven stop-startautot vaativat akkua työskentelemään paljon raskaammin ja vaativat useita tuhansia käynnistyksiä enemmän akun käyttöiän aikana. Eurooppalaisten autonvalmistajien johtama maailmanlaajuinen siirtymä kohti mikrohybrideitä on edellyttänyt täysin uudenlaista akkua. Exiden asiantuntemus ja laaja kokemus energian varastoinnista kuljetusta ja teollisuussovelluksia varten asettaa yhtiön parhaimpaan asemaan kehitettäessä stop-start-akkuja näihin polttoaineen kulutusta ja CO2-päästöjä vähentämään suunniteltuihin uusiin ajoneuvoihin. Vuonna 2004 Exide toi markkinoille Euroopan ensimmäisen Exide stopstart-akut: Oikea valinta itsenäisille korjaamoille. Vaikka nykyinen autonakku on kehittynyt pitkälle, sen päätehtävä, käynnistää auto yhtä matkaa varten ja syöttää energiaa valoille, ajo- ja mukavuushallintalaitteille, on pysynyt varsin muuttumattomana. Uuden sukupolven stopstart-autot vaativat akkua työskentelemään paljon raskaammin ja vaativat useita tuhansia käynnistyksiä enemmän akun käyttöiän aikana. 12

13 AGM-stop-start-akun (lasikuituimeytys) Citroën C3:a varten ja sen jälkeen vuonna 2009 ECM-akun (syklinkestoltaan parannettu huokoisaine) Fiatin ja Toyotan markkinoille tuomia mikrohybridimalleja varten. Alkuvuoteen 2012 mennessä Exide on toimittanut yli 3 miljoonaa stop-start-akkua kahdeksalle suurimmalle Euroopan autonvalmistajayhtiöiden ryhmälle. Kun stop-start -akut ovat tulossa varaosamarkkinoille, korjaamot voivat luottaa täysin Exiden tekniseen ja kaupalliseen osaamiseen. Ulkopuolelta stop-start-akut näyttävät hyvin samanlaisilta kuin tavanomaiset auton akut, mutta laatikon sisällä oleva tekniikka on täysin eri asia. Jopa ensiautojen stop-start-järjestelmät vaativat kaksi kertaa parhaimman laatuakun kestävyyttä. Suuremmat stop-start-järjestelmällä varustetut ja hyötöjarrun omaavat mikrohybridit vaativat jopa 15 % lisää tehoa ja kolme kertaa suuremman kestävyyden. Vaikka perinteistä akkua ei voida asentaa mikrohybridiautoon, Exiden AGM/ECM-akkuja voidaan käyttää tavallisissa kevyissä ajoneuvoissa, jotka hyötyvät lisääntyneestä tehosta ja kestävyydestä. Onnistuneiden sovellusten joukossa on takseja, hyöty- ja hälytysajoneuvoja. Jatkuvasti muuttuvassa maailmassa Exide jatkaa uusien akkujen kehittelyä tulevaisuuden ajoneuvoja varten. Yhtiöllä on jo työn alla suositun ECM-tuoteperheensä neljäs sukupolvi sekä akkutekniikan kehittäminen kohti täyshybridiautoja. Exide on hiljattain suunnitellut ja toimittanut Twin Orbital 50 Ah lyijyhappoakkuja uraauurtavaan LC Super Hybrid Passatiin. Tällä uudella spiraalirakenteisella akulla on hämmästyttävä yli km todellinen käyttöikä litiumioniakkua paljon edullisemmalla hinnalla. Tämä kokonaan kierrätettävissä oleva akku todistaa lyijyhappotekniikan auttavan edelleen paremman polttoaineta- 13

14 loudellisuuden saavuttamisessa. Akkuvalmistajana Exide kykenee vastaamaan kaikkiin nykyajan alkuperäisvalmistajien ja jälkimarkkinoiden tarpeisiin ja on tärkeimpiä innovaattoreita tulevaisuuden vihreämmässä autoilussa... Uuden akun vaihtotyökalu BRT-12 Yksikertainen ratkaisu stop-start-akun vaihtoon Akun vaihtamisesta on tullut entistä monimutkaisempaa stop-start-ajoneuvoihin, koska uusi akkutekniikka on entistä läheisemmässä yhteydessä auton hallintajärjestelmään. Asiakkaiden tarpeiden toteuttamiseksi monet diagnostiikkalaitteiden toimittajat ovat nyt kehittämässä ohjelmistopäivityksiä, joiden avulla käyttäjät voivat vaihtaa ja hallita uuden sukupolven akkuja. Exide uskoo sen tekevän stop-start-akkujen vaihtamisesta nopeampaa ja edullisempaa, josta on viime kädessä hyötyä korjaamoille. Ilman diagnostiikkalaitteita olevat pienemmät korjaamot tarvitsevat apua akkujen vaihtamiseen ajoneuvoihin, joiden autonhallintajärjestelmät on nollattava. Näitä tapauksia varten ja suurempien korjaamoiden käyttöön Exide on kehittänyt helppokäyttöisen ja edullisen BRT12-työkalun akun vaihtoon. BRT-12:n avulla teknikko voi nollata akkuvian varoitusvalot mittaristosta ja tarkastaa akusta tallennettuna olevat tiedot. Säännöllisiä päivityksiä on saatavilla markkinoiden kehittyessä. Päivitykset voi ladata täysin ilmaiseksi ja helposti vain kytkemällä laite PC-tietokoneen USB-liitäntään. Nyt on oikea aika kaikkien korjaamoyrittäjien tarkastaa kykynsä suorittaa stop-start-akkujen vaihto. Exiden tuella ei ole vaikeaa laajentaa nykyisiä huoltopalveluja sopeutumalla nopeasti tähän uuteen akkutekniikkaan. Exiden tuella voidaan tarjota itsenäistä jälkimarkkinapalvelua huippulaatuisilla stop-start-akkutuotteilla, asiantuntevilla ohjeilla ja suoraviivaisilla asennusratkaisuilla. 14

15 Start/stop-järjestelmä ja sen osat Moottoria ja start/stop-järjestelmää ohjaavat anturit ovat ratkaisevan tärkeitä. Jotta moottori voidaan käynnistää uudelleen tasaisesti ja nopeasti, järjestelmän on tiedettävä minkä sylinterin venttiilit ovat suljettuina sytytys/palovaiheessa. Mallikohtaisesti esitettyjen anturien lisäksi integroidun käynnistinlaturin (ISG) anturilla on tärkeä rooli tietojen syöttämisessä ECU-yksikölle oikean sylinterin käynnistystä varten. SKF tarjoaa autoteollisuudelle sopivaa suuren tarkkuuden anturia käynnistinlaturin laakeriin. Laakerin tarkempi nimi on ankkurinasentolaakeri (Rotor Position Bearing). Päivittäinen toiminta korjaamolla Akun (katso muut tämän julkaisun artikkelit) lisäksi on toinenkin vakiotarkastuksen yhteydessä tutkittava osa. Energiatehokkaampiin, vähemmän CO2:ta päästäviin autoihin siirryttäessä, monet nykypäivän autoista on varustettu laturin vapaapyörällä (FAP). Tätä ratkaisua käytetään useissa tapauksissa: Uudenaikaiset pienennetyt (turbolla varustetut) dieselmoottorit, joissa on suuri vääntömomentti pienellä kierrosluvulla Suoraruiskutteiset bensiiniturbomoottorit ja sylinterien sammutusjärjestelmällä varustetut moottorit Laturikäyttöisellä start/stop-järjestelmällä varustetut autot Erittäin hitaalla joutokäyntinopeudella (CO2-päästöjen vähentämiseksi) varustetut moottorit Energiatehokkaalla suuren inertian laturilla varustetut autot FAP-hihnapyörän tehtävänä on estää kampiakselin epäsäännöllisiä liikkeitä/voimia siirtymästä apulaitteiden käyttöjärjestelmään. Suuritehoisissa dieselmoottoreissa on usein lisää yhdistettyjä ratkaisuja tärinän vähentämiseen, esim. aktiivinen kampiakselin tärinänvaimennin ja kaksoismassavauhtipyörä. FAP-hihnapyörään kohdistuva rasitus lisääntyy otettaessa käyttöön laturivetoinen start/stop-järjestelmä. Siinä laturi toimii moottorin uudelleenkäynnistyslaitteena ja sen seurauksena moniurahihna ja siihen liittyvät apulaitekäytön järjestelmät joutuvat työskentelemään erityisen raskaasti. FAP vähentää apulaitejärjestelmän epäsäännöllisiä voimia ja siitä seuraa: Vähentynyt ääntely ja moniurahihnan tärinä Koko apulaitejärjestelmän mukaan lukien vapaiden hihnapyörien ja kiristinten pidentynyt käyttöikä Start/stop-järjestelmän pehmeä ja viiveetön toiminta Laturin inertiaenergian hyötykäyttö FAP-hihnapyörän tarkastamista ja autonvalmistajan tarkastusohjeiden noudattamista perushuollon yhteydessä suositellaan painokkaasti. SKF tarjoaa laajan valikoiman korkealaatuisia laturin hihnapyöriä asiakkaiden palvelemiseksi parhaalla mahdollisella tavalla. Useissa suosituissa sovelluksissa FAP tulee useissa apulaitehihnan sisältävissä osasarjoissa mukana. Tämä on paras ratkaisu täydellisen korjauksen saavuttamiseen ja sillä vältetään riski kaksinkertaisista työkustannuksista ja kahdesta peräkkäisestä korjauksesta.

16 Hybridivoimanlähde tekninen askel matkalla kohti sähköautoa Millä voimalla au toilla ajetaan 10 tai 20 vuoden kuluttua? Öljyvarantojen vähetessä ja päästörajoituksia koskevan lainsäädännön kiristyessä, tämä kysymys on ollut monien mielessä ympäri maailman. Vaikka tulevaisuus varmasti kuuluukin sähköautolle, se ei ole vieläkään kyennyt syrjäyttämään muita ajoneuvotyyppejä, johtuen akkujen kalleudesta ja lyhyestä saavutettavasta ajomatkasta. Polttomoottorit tulevat siten olemaan käytössä vielä monia vuosia. Korkealle arvostetut hybridiautot sijoittuvat näiden kahden tekniikan välille. Hybridiluokat Hybridisähköajoneuvo on ajoneuvo, jolla on oma sähkömoottori ajoneuvon tehon lisäämiseen sekä ajettavuuden, polttoaineen kulutuksen ja päästöjen parantamiseen. Hybriditasoja on kaksi: kevythybridi ja täyshybridi. Täyshybrideillä on kaikki samat toiminnot ja ominaisuudet kuin kevythybrideillä. Siten polttomoottori sammuu kun sitä ei tarvita ja käynnistyy välittömästi, kun sen suorituskykyä tarvitaan. Lisäksi sähköistä vetoapua käytetään antamaan lisätehoa polttomoottorin tueksi. Tarvittaessa tällä saavutetaan parempi kiihtyvyys ilman polttoaineenkulutuksen lisääntymistä. Täyshybrideillä on yleensä yksi akkujärjestelmä ja sähkömoottorin teho on paljon suurempi kuin kevythybridissä. Täyshybridissä käytetään myös hyötöjarrutusta, jossa yleensä jarrutuksessa hukkaan menevä energia kerätään talteen. Kevythybridissä on vain heikkotehoinen hyötöjarrutus. Jarrutuksen hukkaenergia käytetään hyödyksi akun lataamiseen. Vain täyshybridissä sähkömoottorilla ajoneuvoa voidaan ajaa polttomoottorin ollessa sammutettuna. Kiihdytettäessä seisahduksista, sähkömoottoria voidaan käyttää yksinään täyssähkötilassa Täyshybridit voidaan myös suunnitella ns. plug-inhybrideiksi, eli lataushybrideiksi. Näissä on mahdollista ladata voimansiirtoakkua ulkoisesta lähteestä (esim. verkkovirtapistokkeesta) sopivalla laturilla. Tässä käytössä on suositeltavaa olla suurempi akku, jotta ajoneuvolla voidaan ajaa lyhyitä matkoja kokonaan sähköllä ja käyttää hybridivoimansiirtoa vain pidempiin matkoihin. Tällä hetkellä suurimmat lataushybrideitä koskevat haasteet ovat suuremman akun korkeampi hinta ja paino. Lisäksi verkkovirran pistorasioista saatava heikko latausteho johtaa pitkiin latausaikoihin. Hybridivalmiiksi saatetut korjaamot Ajoneuvokannan hidas muutos ja eri järjestelmien pitkään kestävä rinnakkaiselo aiheuttaa haasteita korjaamoille. Seuraavan kahden vuosikymmenen aikana polttomoottorilla varustetut ajoneuvot säilyvät edelleen päätyökohteina. Hybridiautoja tullaan kuitenkin näkemään entistä enemmän korjaamoilla ja niistä aiheutuu uusia vaatimuksia: Kaksoisvoimansiirto ja sen sisäiset vuorovaikutukset vaikeuttavat vianetsintää, uusien huipputeknisten osien hallintaan on totuttava ja korkeat yli 60 VDC, 30 VAC -jännitteet vaativat erityisosaamista.

17 Mitä vaatimuksia ajoneuvoasentajilta edellytetään ennen hybridiajoneuvojen kanssa työskentelyn aloittamista? Näiden ajoneuvojen yleishuolto (esim. pakokaasujärjestelmään liittyvät työt, öljynvaihto, renkaanvaihto, jarrujärjestelmän työt) voidaan suorittaa niin kauan kun korkeajännitejärjestelmien turvajärjestelyt toimivat oikein (korkeajännitejärjestelmän osissa ei ole vaurioita). Ajoneuvoasentajien on saatava asianmukainen koulutus korkeajännitejärjestelmien sähköön liittyvistä vaaroista ennen mainittujen töiden aloittamista. Heidän on oltava perillä korkeajännitejärjestelmän osien merkintöjen merkityksestä ja saatava koulutus ajoneuvon käsittelystä turvallisesti. Korkeajännitejärjestelmien kanssa työskentelevien ajoneuvoasentajien on saavutettava lisäpätevyys. Tätä varten heidän on todistettava olevansa päteviä käsittelemään suojattuja korkeajännitteisiä ajoneuvoja. He voivat siten arvioida korkeajännitejärjestelmissä olevia sähkövaaroja ja määritellä tarvittavat turvatoimet niiden käsittelyssä. He kykenevät tekemään ajoneuvon jännitteettömäksi ja varmistamaan tilan säilymisen suoritettavien töiden ajan. Pätevyyteen tähtäävän koulutuksen laajuus riippuu ajoneuvoasentajan aiemmasta koulutuksesta ja käytännön kokemuksesta. Pätevyyskoulutuksen käytännön osaamisen ja teoreettisten tietotaitojen omaksuminen on tarpeen kyetä todistamaan. Kuka on vastuussa sähkö- ja hybridiajoneuvojen kanssa työskentelyn edellytykset täyttyvät? Omistaja tai hänen valtuuttamansa johtoryhmä on vastuussa työturvallisuudesta. Työ on suoritettava estäen mahdollisimman hyvin kaikki henkeen ja terveyteen kohdistuvat vaarat ja pyrkien minimoimaan jäljelle jäävät vaarat. Tämä koskee yhtä lailla korkeajänniteajoneuvojen kanssa työskentelyä. Vastuuhenkilön on varmistettava, että vain ne yllä mainitut edellytykset täyttävät ajoneuvoasentajat työskentelevät hybridiajoneuvojen ja muiden korkeajänniteajoneuvojen kanssa. Eure!TechFlash-julkaisun seuraavissa numeroissa syvennymme hybriditeknologiaan perusteellisemmin.

18 LuK DMF (*) heilurityyppisellä vaimentimella, joka vaimentaa tehokkaammin tärinää Vuonna 2008 käytettiin ensimmäistä LuK:n heilurityyppistä kaksoismassavauhtipyörää (DMF) laatumerkin sarjatuotannossa. Nykyään LuK DMF-vauhtipyörä heilurityyppisellä vaimentimella on ollut jo kauan Schaeffler Automotive Aftermarketin tuotevalikoimassa. Nopeuden mukaan säätyvä kardaaniakselin vaimennin vähentää huomattavasti polttoaineen kulutusta jopa 0,5 litraa 100 kilometrillä sekä CO2-päästöjä. Kuinka oikeastaan LuK:n heilurityyppinen DMFvauhtipyörä toimii? Heilurityyppinen vaimennin on asennettu kaksoismassavauhtipyörän laippaan. Heilurin tarvittava tehollinen jäykkyys saadaan käytön aikana muodostuvista keskipakovoimista. Heilurityyppisellä keskipakovaimentimella ei ole kiinteää ominaistaajuutta. Sen taajuus vaihtelee nopeudesta riippuen, josta syystä sitä kutsutaan nopeuden mukaan säätyväksi kardaaniakselin vaimentimeksi. Valitun tärinätason, esim. moottorin sytytystaajuuden, tehokas vaimennus saavutetaan yksilöllisellä säädöllä. Vain yhden kilogramman heilurimassa vähentää tärinää jopa 60 %. Perustason tärinäeristyksen varmistaa edelleen kaksoismassavauhtipyörä ja sen jousi/massavaimennusjärjestelmä, jäljelle jäävän täri- Nopeuden mukaan säätyvä kardaaniakselin vaimennin LuK DMF-vauhtipyörä heilurityyppisellä vaimentimella 18

19 nän tai värinän poistaa keskipakoinen heilurityyppinen vaimennin vaimentamalla sytytystaajuudella. Uudentyyppinen vaimennin on myös merkittävästi parempi asennustilavaatimuksen kannalta. Heilurityyppinen vaimennin korvaa tavanomaisen DMFvauhtipyörän sisemmän vaimentimen, eikä siten vaadi asennusta varten lisätilaa. Heilurityyppisellä vaimentimella varustettua DMF-vauhtipyörää voidaan siten käyttää kaikissa tavanomaisella DMF:llä varustetuissa ajoneuvoissa. Vuonna 1985 LuK kehitti korkeasta moottorin vääntömomentista aiheutuvan vaihteiston ratinan vähentämiseksi kaksoismassavauhtipyörän, kahdesta toisiinsa jousi/vaimenninjärjestelmän kautta kiinnitetyistä massoista koostuvan torsiovaimentimen. Siitä lähtien LuK on parantanut ja sovittanut DMF:n rakennetta vastatakseen asiakkaiden lisääntyviin ajomukavuuden vaatimuksiin. Käyttökelpoinen sovellusratkaisu voitiin löytää vain yhdistämällä siihen moderni DMF-vauhtipyörä, jonka kanssa keskipakoinen heilurityyppinen vaimennin voitiin yhdistää voimansiirtoon. (*) DMF = Dual Mass Flyweel Nykyään Schaeffler Automotive Aftermarket tarjoaa LuK DMFvauhtipyörää heilurityyppisellä vaimentimella seuraaviin sovelluksiin: VALMISTAJA: BMW AJONEUVOMALLIT: E84: X1 20D ED E90: 320D, 320D XDRIVE, 325D,330D, 330D XDRIVE E91: 320D, 320D XDRIVE, 325D, 330D, 330D XDRIVE E92: 320D, 320D XDRIVE, 325D, 330D, 330D XDRIVE E93: 320D, 325D, 330D F10: 520D, 520D ED, 525D, 530D F11: 520D, 525D, 530D F25: X3 20D XDRIVE OE-NRO: OSANRO: Alla olevasta videosta saat lisätietoa LuK DMF:sta. Lue alla oleva QR-koodi älypuhelimellasi. Voit ladata sitä varten tarvittavan QRkoodinlukijan älypuhelimesi sovelluskaupasta. 19

20 uusimman teknologisen kehityksen tasalla Eure!TechFlash -uutislehtinen täydentää ADI:n Eure!Car-koulutusjärjestelmää ja sillä on selkeä tavoite: tarjota ajan tasalla olevaa teknistä tietoa ja ymmärrystä autoalan innovaatioista. AD Technical Centre -keskuksen (Espanja) teknisen tuen avulla ja johtavien autonosavalmistajien tukemana Eure!TechFlash pyrkii selkeyttämään vaikeina pidettyjä uusia teknologioita ja tekemään niistä ymmärrettäviä ja läpinäky- viä. Sillä tavalla voimme kannustaa automekaanikkoja pysymään teknologisen kehityksen tahdissa ja motivoimaan heitä investoimaan jatkuvasti tekniseen koulutukseen. Eure!TechFlash ilmestyy 3 4 kertaa vuodessa. mekaanikon työn jatkumisen. Automekaanikon teknisen osaamisen taso on hyvin tärkeää, ja tulevaisuudessa se voi jopa ratkaista Eure!Car-koulutusjärjestelmän pani alulle Autodistribution International, jonka pääkonttori on Kortenbergissa Belgiassa (www. ad-europe.com). Eure!Car sisältää kattavaa ja ensiluokkaista teknistä koulutusta, jonka kansalliset AD-järjestöt ja näiden osatoimittajat antavat korjaajille 30 maassa. Sivustolta löydät yksityiskohtaisempaa tietoa kursseista. Eure!Car-koulutusjärjestelmää tukevat teolliset kumppanit NeXT Autovalaistus: LED- ja Xenon-teknologia