Sistema Start-Stop: Tecnologia em favor da Sustentabilidade

Nos anos 70 a própria Toyota, Empresa Japonesa, já planejava um determinado projeto no qual bastava de 1 a 2 segundos em marcha lenta, com o câmbio em posição neutra, para que o veículo cessasse sua funcionalidade. Na época, os grandes Investidores consideraram tal investimento supérfluo, porém em Tóquio, na época, significou uma redução de 15% no consumo de combustível.

Uma Tendência de Sucesso

Comumente no Brasil, um Sistema de Start-Stop é baseado na partida convencional, ou seja, com a utilização do “conhecido” motor de partida, porém, com alterações importantes, como aumento de sua “robustez” de funcionamento visando maior número de acionamentos, Potência considerável e uma Central Eletrônica, responsável em ligá-lo e desligá-lo. O fato de possuir menor custo de desenvolvimento, manufatura e manutenção faz desse sistema o mais adotado pelas montadoras.

Uma Tecnologia Inovadora e surpreendente permite aprimoramentos contínuos. No final de 2005, a Empresa Francesa Citroen, na busca pelo aprimoramento do sistema existente, arquitetou um projeto diferenciado, com a finalidade de tornar-se uma das pioneiras tecnológicas no futuro. E sua “jogada de mestre” foi, justamente, agregar a essa tecnologia algo que também impactasse a Engenharia Automotiva na época, tratava-se do Sistema Startup, com um Alternador diferenciado, ou seja, que também atuasse como um motor de arranque.

A Montadora Alemã BMW, em conjunto com sua “compatriota” Bosch, criou o “Schwerlast”, ou Heavy-Duty, cuja finalidade era cessar o Trabalho realizado pelo Alternador (não o excitando), caso a carga do Sistema se encontrasse em boas condições de uso, ou então nos momentos em que o veículo era desacelerado.

O assunto começou a tornar-se interessante às montadoras, e após 2010 a MAZDA lançou o que chamavam de Sistema I-LOOP, cuja força contra-eletromotriz do próprio Alternador (força de rotação contrária) se opunha ao movimento convencional do motor e facilitava a desaceleração.

Todo sistema necessita de energia para atuar cineticamente, ou seja, funcionar convencionalmente, porém na grande maioria dos carros, essa energia provém do combustível originado do Petróleo. A crise da Matéria-Prima em questão tornou-se um “efeito dominó” e originou um colapso econômico mundial sem precedentes, e tal situação tornou-se propícia para implementações tecnológicas, inclusive as mais ousadas.

Start-Stop – Características Atuais

Com a finalidade de reduzir custos com combustível além de reduzir o alto índice de poluição, as montadoras adotaram o Sistema Start-Stop em suas “Linhas de Montagem”, tecnologia baseada, principalmente, em “desligar e ligar” a motorização de um veículo de forma inteligente, ou seja, o sistema coleta várias informações de dados, avalia a necessidade real quanto ao funcionamento do veículo naquele momento, e decide por manter o motor em funcionamento ou não.

Tecnologia idealizada ainda nos anos 70, mas não tão bem aceita como atualmente. Isso porque os motores, ainda funcionando com Carburadores, demoravam muito a ligar e apresentavam irregularidades de funcionamento. Ou seja, tratavam-se de duas tecnologias defasadas e incompatíveis, e a solução seria o Sistema de Injeção Eletrônica, que na época, tratava-se de algo utópico.

Com o avanço da tecnologia e a substituição dos carburadores pelos Sistemas Injecionados, os fabricantes voltaram a usar, com sucesso, a mesma tecnologia “rejeitada” anos atrás, objetivando diminuir o consumo e a emissão de poluentes. Foi estimada uma redução de até 20% para veículos que rodam em centros urbanos. No Brasil, o Sistema Start-Stop já está presente em alguns dos nossos veículos, mas em sua maioria, importados, entretanto se popularizar entre nós é questão de tempo.

Start-Stop - Estratégia de Funcionamento

Suas principais funções restringem-se a cortar o funcionamento do motor durante um congestionamento, e até mesmo no fechamento de um semáforo. Para funcionar novamente o veículo basta pressionar o acelerador ou outro pedal. Processos facilmente compreendidos e executados, porém, de complexidade construtiva altamente “rebuscada”.

Em veículos com câmbio manual, o sistema somente é ativado quando o motorista freia, aciona a embreagem e desengata a marcha. O veículo volta a funcionar assim que o pedal de embreagem é pressionado novamente.

No caso de câmbio automático a mesma operação acontece ao se pisar no freio, parar e retomar o acelerador. Tudo é controlado por uma central eletrônica. Mas para funcionar o sistema precisa de alternador e motor de arranque de alta eficiência, com ciclo de vida para 150 mil a 250 mil partidas.

O motor volta a funcionar mesmo com o carro parado caso a carga da bateria caia abaixo do nível mínimo de 8 volts para garantir uma nova partida.

Trata-se de um Sistema “triplamente gerenciado”, ou seja, a Unidade do Motor realiza o monitoramento em relação ao funcionamento do veículo. Ao ser freado, um sinal dos sensores de rodas é enviado à Central de ABS, posteriormente à Central de Motorização e tais parâmetros são comparados às informações de velocidade do veículo.

A arquitetura eletrônica básica é constituída por um Relé “transistorizado” do Automático da Partida. Este recebe um sinal positivo, compartilhado com a ECU do motor, e de forma paralela tudo volta a funcionar perfeitamente.

Em caso de normalidade o Start-Stop é acionado e o motor entra em funcionamento, tão logo acione-se a embreagem.

Visando à redução de CO2, desde 2009, na Europa, o limite máximo de emissões passou para 130 g/km. E a implantação definitiva do Start-Stop foi considerada uma medida que auxiliava o cumprimento de Normas estabelecidas, e ao mesmo tempo promovia tais montadoras como pioneiras de tal tecnologia.

Tendências Bem-Sucedidas Requerem Evoluções Constantes

A Europa já foi contemplada com o Sistema Start-Stop Advanced, cujo diferencial é desligar o carro antes mesmo que pare totalmente, ou seja, logo abaixo de 20 km/h.

Com isso, torna-se possível diminuir em 14% o tempo de funcionamento do motor quando circulando na cidade, e diminuindo seu consumo de combustível de 11% a 19%. Em contrapartida, o sistema de arranque precisa ser ainda mais robusto, estável, e que possa assegurar de 280 mil a 400 mil partidas, em média.

Também devemos citar os sistemas de Start-Stop - Coasting, já implantados no Passat 2010, com motorização 1.4 Turbo, e transmissão automatizada de dupla embreagem de sete velocidades. Assim como o Sistema Start-Stop Advanced, o Start-Stop Coasting também realiza o desligamento do motor logo após a velocidade do veículo atingir valores inferiores a 20 km/h, e além disso possui outro grande diferencial:  caso o veículo mantenha uma aceleração constante com velocidade igual ou menor a 120 km/h, o motor desliga-se automaticamente, sua transmissão é “desacoplada”, porém o sistema continua monitorando e controlando todo conjunto motriz. Dessa forma, é possível manter uma velocidade constante por uma distância de até 1,75 km. E isso justifica a eficiência do sistema, até então restrito ao “andar-e-parar quando na cidade”, porém dessa vez com funcionalidade aprovada, inclusive, em estradas. Tal característica torna-se mais interessante diante dos dados apresentados, pois com uma redução média de 30% no tempo de funcionamento do motor, a economia de combustível pode atingir patamares de 20% a 30%.

Tecnologia Eficaz e Sistemas Inteligentes

O Start-Stop Coasting exige grande complexidade eletrônica e inteligência algorítmica, para que o motor volte, imediatamente, a funcionar quando se aciona o freio, o acelerador, ou quando o Sistema de Ar-Condicionado exige maior torque.

O motor de partida passa a atuar mais constantemente, e isso requer maior susceptibilidade do mesmo diante de tanto “trabalho”, e assim sendo, sua vida útil deve superar de 400 mil a 500 mil partidas, cujo período de acionamento deve ser algo em torno de 350 milissegundos, ou seja, uma missão impossível se realizada convencionalmente.

Considerando-se que cada partida ocasiona quedas bruscas de tensão e elevação da corrente, duas baterias de 12 V são utilizadas para garantir que o restante do sistema não deixe de funcionar perfeitamente e sem falhas. Isso é necessário diante da Tecnologia aplicada ao veículo, como Controle Eletrônico de Estabilidade, Direção Elétrica, Frenagem Assistida, Sistema de Navegação e demais funcionalidades.

Boost Recuperation System – A Próxima Geração

A evolução do conceito Start-Stop é infindável. Já é desenvolvido na Alemanha um sistema tão complexo quanto os anteriores, chamado BRS, ou Boost Recuperation System, que em um “Português” de fácil compreensão, refere-se a uma Melhoria no Sistema de Recuperação de Retomada, logo após o acionamento do Start-Stop. Tal tecnologia está programada para ser lançada em 2017 na Europa, o que significa que em pouco tempo estará entre nós. Além das funções do Start-Stop Coasting, o veículo dotado de tal tecnologia ainda é equipado com um motor elétrico, cuja finalidade é recuperar uma possível perda de torque nas retomadas. Trata-se de uma máquina de baixa rotação, porém com um torque incrivelmente potente, capaz de elevar mais rapidamente a velocidade do veículo. E novamente nos deparamos com o fator “causa e efeito”, já que transferir o trabalho referente à retomada para um segundo sistema motriz, no caso elétrico, exigirá menor esforço do motor a combustão, e com isso uma economia de consumo estimada entre 8% ou 12%.