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SISTEMA START/STOP

PRUEBA DE CONSUMO DE COMBUSTIBLE SIMULANDO EL SISTEMA START/STOP Oviedo Dario; [email protected] Sanchez Jairo; [email protected] Sanchez Jorge; [email protected] Sañay Freddy; [email protected] Tacuri Edisson; [email protected] Resumen— En el presente trabajo de investigación se procura saber de qué manera interviene el sistema Start/Stop y su impacto en un vehículo, de manera que podamos conocer de una manera práctica cuáles son sus beneficios a comparación de un vehículo sin este sistema. Nomenclatura: Sistema START/ STOP I. INTRODUCCIÓN En este documento se encontrará la simulación del sistema start/stop, en el vehículo Hyundai accent 2012, para lo cual primeramente se procedió a trazar una ruta, que consta de 10 km de recorrido, con un tiempo aproximado de 1 hora y 15 min. Para que los dos tipos de mediciones sean tomados de la misma forma, se realizó las mismas paradas durante la simulación del sistema start/stop, y también cuando el vehículo rodaba en forma normal, con una velocidad aproximada de 20 km/h. Esta prueba se la realizó a partir de las 21:00 (9 pm), ya que a esa hora existe menos flujo vehicular, y es posible detenerse solo en los puntos que son necesarios (semáforos), no existe embotellamiento, o apuros en la vía II. OBJETIVOS. 2.1 Objetivo General:  Comprobar el ahorro de combustible simulando el sistema Start/Stop contra el sistema casual de los vehículos

2.2 Objetivos Específicos:  Investigar el funcionamiento del sistema Start/Stop  Recorrer 10KM en la ciudad de cuenca simulando el sistema Start /Stop  Recorrer 10KM en la ciudad de cuenca con el vehículo normal, (sin simular el sistema) III. MARCO TEORICO. 3.1 Definición: Sistema Start/Stop El sistema Start-Stop es un sistema que apaga el motor cuando se detiene el auto, y lo vuelve a echar a andar en cuanto se necesite, en pocas palabras desconecta automáticamente el motor cuando el vehículo se detiene por ejemplo ante un semáforo en rojo o en un atasco, y lo arranca de nuevo automáticamente cuando el conductor prosigue su marcha, ya sea al presionar con el pie izquierdo sobre el embrague para insertar la primera velocidad en un coche manual, o al soltar el pedal del freno o en un coche automático. Esto es más ventajoso para los vehículos que gastan grandes cantidades de tiempo de espera en los semáforos o con frecuencia vienen a una parada en los atascos. Esta característica está presente en los vehículos eléctricos híbridos, pero también ha aparecido en los vehículos que carecen de un sistema de propulsión eléctrica híbrida. Para los vehículos que no sean eléctricos llamados microhíbridos, las ganancias de economía de combustible

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de esta tecnología son típicamente en el rango de 5 a 10 por ciento. [1]

Cuando la luz del semáforo está de nuevo en verde, el conductor pisa el embrague con intención de engranar la 1ª marcha, un motor de arranque especialmente adaptado para esta aplicación recibe la orden para poner el motor en marcha de una manera rápida, fiable y silenciosa. Una vez metida la marcha el vehículo está en condiciones de continuar su camino.

Ilustración 1.motor de arranque optimizado para start/stop

Funcionamiento El sistema Start/Stop apaga el motor cuando el vehículo se detiene ante un semáforo en rojo o ante un atasco y lo enciende de nuevo automáticamente cuando el conductor decide seguir, solo es necesario que el conductor actúe de forma convencional, es decir pisar el embrague para engranar una velocidad. De esta forma se reduce tanto el consumo de combustible como emisiones de CO, especialmente en ciudad. Cuando el conductor detiene su vehículo, el sistema Start/Stop comprueba que no hay marchas engranadas, que el sensor de giro de ruedas del ABS marca cero y que el sensor electrónico de la batería (EBS) indica que su reserva de energía es suficiente para volver a encender el motor. Entonces, el sistema apaga el motor de forma inmediata, actuando sobre la gestión del motor.

Ilustración 2: Con el vehicular Escondido is soltamos el embrague se para el motor

Ilustración 3: Componentes del sistema Start/Sop

Los coches que incorporan el sistema de Start/Stop poseen algunas mejoras con respecto a los coches comunes, como por ejemplo: un motor de arranque y alternador más robusto/duradero, una batería de mayor tamaño y con mejores características para la carga y descarga de la misma. En los vehículos con transmisión automática, la función Start/Stop funciona de forma muy sencilla. Sólo se tiene que pisar el freno y cuando el coche se detiene, se apaga el motor automáticamente. El coche vuelve a arrancar en el momento en el que se levanta el pie del pedal del freno. Por un lado, esto es muy cómodo para los conductores, ya que sólo tiene que acelerar y frenar, pero, por otro, para los ingenieros ha supuesto un gran reto que el proceso de arranque sea aún más rápido y dinámico, porque aquí se elimina el tiempo que el conductor necesita en un automóvil con cambio manual, para pisar el embrague y meter la marcha. Componentes del sistema start/stop Los sistemas start/stop que aprovechan los componentes existentes como el motor de arranque y el módulo electrónico de control del motor se

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pueden adaptar rápidamente y de forma económica a los distintos motores y vehículos.

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Gestión del alternador y motor de arranque a través de un módulo externo, que puede estar integrado en la ECU de gestión de motor El módulo de control detecta embrague, velocidad y r.p.m. Control del consumo al ralentí, para mejorar del estado de carga Batería mejorada para control del estado de carga. Motor de arranque convencional para arranques en frío.

Motor de arranque optimizado para el sistema Start/Stop Un complemento ideal para los sistemas start / stop son los potentes alternadores que pueden cargar rápidamente la batería. Con ello, el sistema start/stop se puede utilizar un mayor número de veces.

Dispone de una unidad de control específica para controlar el arranque. Esta unidad de control esta acoplada sobre el propio motor de arranque. El motor dispone de un engranaje planetario que hace de reductora y de un piñón de engrane deslizante para acoplarse a la corona dentada del volante de inercia del motor térmico. El motor está preparado para soportar el elevado número de arranques que va a tener que efectuar. [2]

Ilustración 4: Alternador y motor de arranque para el sistema start stop

El sistema Start/Stop requiere:  La supervisión y control de la batería y alternador  Gestión de la energía  Sistema eléctrico estable Características técnicas del Sistema deben estar provistas de las siguientes funciones y requerimientos para poder garantizar estas funciones.  Alternador convencional sin rectificador.

Ilustración 5. Esquema interno de un motor de arranque específico para el sistema start/stop

IV. DESARROLLO DE LA PRÁCTICA La idea de este proyecto es resolver la inquietud de saber si el sistema START/STOP realmente ahorra combustible o simplemente genera más gasto o nos ayuda a reducir el mismo.

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Aunque la idea principal es esta este sistema se ha creado para disminuir las emisiones de CO2. La pregunta es ¿si el sistema verdaderamente ahorra combustible y a su vez dinero? O si ¿gasta más por el hecho de tener que volverlo a encender? Para esto se quiso poner a prueba el sistema si bien es cierto en nuestro medio no es muy común vehículos con el sistema, por tal motivo para realizar esta prueba a nuestro vehículo vamos a apagar al motor en el momento de llegar a un semáforo. Entonces tenemos los siguientes puntos. 4.1 Selección del vehículo El vehículo que se utilizó durante la práctica es un Hyundai Accent 1600, 4 cilindros, Manual de 5 velocidades.

Ilustración 6 HYUNDAI ACCENT 2012

4.2 Circuito propuesto para realizar la práctica del sistema Start/Stop El circuito trazado para realizar la prueba es el siguiente:

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Escogimos el circuito por el centro de la ciudad, porque es donde existe mayor número de semáforos. Partimos de la gasolinera Primax ubicada en la calles Remigio Tamariz y Av Solano, seguimos la calle Remigio tamariz hasta llegar a la intersección con la calle Av. Loja, luego viramos a la derecha y seguimos recto por la calle Av loja hasta llegar al puente del vado, luego viramos a la derecha y tomamos la calle Condamine hasta llegar a la calle Tarqui, luego viramos a la izquierda y seguimos recto por la calle Tarqui hasta llegar a la calle Pio Bravo, viramos a la derecha, y seguimos recto la calle Pio Bravo hasta llegar a la calle Tomás Ordoñez, luego viramos a la derecha y seguimos recto por la calle Tomas Ordoñez hasta llegar a la calle presidente Córdova, luego seguimos recto por la calle Presidente Córdova hasta llegar a la calle Padre Aguirre, luego seguimos recto la calle Padre Aguirre hasta llegar a la calle Gaspar Sangurima, luego viramos a la derecha y seguimos recto la calle Gaspar Sangurima hasta llegar ala calle mariano cueva y viramos a la derecha y seguimos recto por la calle mariano cueva hasta llegar a la calle Simón Bolívar, luego viramos a la derecha y seguimos recto por la Calle Simón Bolívar hasta llegar ala calle Luis cordero, viramos a la derecha y seguimos recto por la calle Luis cordero hasta llegar ala calle Vega muñoz, de ahí viramos a la izquierda y seguimos recto por l calle Vega muñoz hasta llegar a la calle Coronel talbot luego viramos a la izquierda y seguimos recto por la calle Coronel Talbot hasta llegar a la calle Presidente Cordova luego viramos a la izquierda y seguimos recto hasta llegar a la calle condamine luego tomamos la calle Larga hasta encontrar la calle Benigno malo luego viramos para la derecha y bajamos por el puente hasta llegar a la Av Solano, y seguimos recto por la Av Solano hasta llegar al lugar de Partida que es la Gasolinera Primax. 4.3 desarrollo del recorrido Las condiciones de las prueba eran las mismas eso quiere decir que se mantuvo una sola velocidad de 20 Km/hora y no se encendió ni el climatizador u otros accesorios.

Ilustración 7Mapa de los 10 Km de recorrido que se realizo

La prueba empezó con el vehículo en condiciones normales (sin simular el sistema Start/Stop), este

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Tabla 1: Datos encontrados a través de cálculos

recorrido empezó a las 21H00 y termino a las 10h15, teniendo como recorrido una hora y quince minutos, la idea era salir en la noche para evitar tráfico y obtener de esta forma los mejores resultados. Durante el trayecto se detuvo el vehículo en casi todos los semáforos, incluso si estos aún estaban en verde. La idea era para en todos los semáforos y tener mejor información de la prueba.

Km 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

La segunda prueba fue simulando el sistema Start/Stop en este caso al momento de llegar a un semáforo se procedía a apagar el vehículo, se realizó las mismas paradas que cuando no se simulaba el sistema start/stop, el tiempo fue el mismo pero los datos en consumo se logró una diferencia 4.4 Comprobación de datos Según la teoría dada por los creadores de este sistema el sistema está diseñado para ahorrar combustible y disminuir emisiones, según el fabricante del sistema el ahorro en circuitos de ciudad el ahorro es de un 8% a un 15%. Una vez realizado los recorridos se procede hacer una comparación kilometraje, combustible y costo. Nota: El combustible usado fue extra y el costo de este en nuestro medio es de 1.48 dólares. Gráfica comparativa del sistema start/stop vs sin el sistema 5 4 3 2 1 0

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con star stop lt

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sin starstop Lt

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V.

con star stop Lt 0 0.411 0.822 1.233 1.644 2.055 2.466 2.877 3.288 3.699 4.11

sin starstop Lt 0 0.4288 0.8576 1.2864 1.7152 2.144 2.5728 3.0016 3.4304 3.8592 4.288

CONCLUSIONES.

 La efectividad que nos brindan este sistema es poco notoria, se pudo comprobar que el ahorro de combustible durante estos 10 kilómetros de recorrido fue de 0.178 lt/km si bien es cierto no es mucha la diferencia pero si se recorre mucho más kilometraje al día, se ahorra mucho más.  Se necesita implementar un sistema de arranque especial, ya que el vehículo se va a estar encendiendo y apagando muchas veces al día  El sistema star/stop se lo emuló en el vehículo Hyundai Accent, razón por la cual hemos tratado de aproximarnos lo máximo a este sistema.  El sistema tiene mayor utilidad dentro de la ciudad, sobre todo en las horas pico, donde se hace notorio el ahorro de combustible.

Ilustración5: Comparación del consumo de combustible

BIBLIOGRAFIA [1]. Wikipedia, sistema start/stop system[en linea] disponible en:https://en.wikipedia.org/wiki/Startstop_system (consultado el 29 de enero del 2016)

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[2] AUTO BILD, sistema start/stop prueba real de ahorro de combustible, [en linea] disponible en: http://www.autobild.es/practicos/sistema-start-stopprueba-ahorro-combustible-166409( consultado el 30 de enero del 2016) [3]Sistema Start/Stop, On line Disponible en : http://www.aficionadosalamecanica.com/start-stop.htm

ANEXOS

Ilustración 10: Galones consumidos sin simular el sistema start/stop

Ruta recorrida

Ilustración 8: Tanque lleno del vehículo

Ilustración 9: Galones consumidos simulando el sistema start/stop