بسیاری از رانندگان در ترافیک‌های روزمره شهری با این پرسش مواجه می‌شوند که آیا خاموش کردن موتور در توقف‌های کوتاه رفتار درستی است یا خیر. پاسخ به این پرسش نیازمند ارزیابی دقیق رفتار مصرف سوخت و محاسبه استهلاک قطعات برقی و مکانیکی خودرو است. سال‌ها تصور می‌شد که استارت زدن مجدد سوخت بسیار زیادی مصرف می‌کند و به همین دلیل خاموش کردن موتور برای زمان‌های کوتاه منطقی نیست. با این حال آزمایش‌های علمی و داده‌های آزمایشگاهی دقیق نشان داده‌اند که میزان مصرف سوخت در زمان درجا کار کردن پیشرانه می‌تواند در کوتاه‌تر از آنچه تصور می‌شود از سوخت لازم برای استارت مجدد پیشی بگیرد. با وجود این حقیقت علمی، تصمیم‌گیری برای خاموش کردن موتور به صورت دستی نیازمند سنجش هزینه‌های پنهان قطعات برقی و ایمنی رانندگی است.
هنگامی که خودرو در حالت سکون روشن می‌ماند، پیشرانه برای حفظ دور آرام به تزریق پیوسته سوخت نیاز دارد. این میزان مصرف در ظاهر ناچیز به نظر می‌رسد، اما با افزایش زمان ماندن در پشت چراغ‌های قرمز یا صف‌های متراکم به رقمی ملموس تبدیل می‌شود. در مقابل، روشن کردن مجدد پیشرانه‌ای که قبلا به دمای کاری بهینه رسیده سوخت محدودی نیاز دارد، زیرا نیازی به غنی‌سازی سنگین مخلوط سوخت و هوا نیست. اندازه‌گیری دقیق این دو حالت نشان می‌دهد که نقطه سربه سر مصرف سوخت و انتشار دی‌اکسید کربن حدود 10 ثانیه است. یعنی اگر توقف خودرو بیش از 10 ثانیه طول بکشد، خاموش کردن پیشرانه از دیدگاه صرفا سوخت اقتصادی‌تر خواهد بود.
با وجود روشن بودن نقطه سربه سر 10 ثانیه‌ای، پژوهش‌های وزارت انرژی آمریکا و آزمایشگاه ملی آرگون تاکید می‌کنند که این عدد نباید به عنوان یک دستورالعمل همه‌جانبه برای تمامی شرایط رانندگی تلقی شود. توقف‌های ناگهانی ترافیکی و صف‌های در حال حرکت از مواردی هستند که خاموش کردن پیشرانه در آن‌ها توصیه نمی‌شود. در این گونه موقعیت‌ها خاموش کردن خودرو می‌تواند تسلط راننده را کاهش داده و ایمنی حرکت را به خطر اندازد. علاوه بر این، ارزیابی شرایط ترافیکی پیش از اقدام به خاموش کردن پیشرانه اهمیت بالایی دارد، چرا که واکنش سریع در تقاطع‌ها نیازمند آماده‌باش کامل خودرو است.
آیا خاموش کردن موتور در توقف های کوتاه مصرف سوخت را کاهش می دهد؟
برای درک درست میزان کاهش مصرف سوخت باید به سازوکار عملکرد پیشرانه در حالت دور آرام نگاه کرد. درجا کار کردن پیشرانه باعث سوزاندن سوخت بدون طی کردن هیچ مسافتی می‌شود که بازده انرژی خودرو را در آن لحظات به صفر می‌رساند. میزان سوخت مصرفی در حالت درجا به حجم پیشرانه، نوع سیستم سوخت‌رسانی، دور آرام، دمای محیط و بار تجهیزات جانبی مانند کمپرسور کولر و سیستم‌های برقی بستگی دارد. وقتی کولر روشن است، بار اضافه وارد شده به پیشرانه مصرف سوخت درجا را تا دو برابر یا بیشتر افزایش می‌دهد. در چنین وضعیتی خاموش کردن پیشرانه در توقف‌های پیش‌بینی‌شده می‌تواند صرفه‌جویی ملموس‌تری در مصرف بنزین به همراه داشته باشد.
تفاوت عمده میان استارت پیشرانه سرد و استارت پیشرانه گرم یک عامل کلیدی در این محاسبات است. هنگام روشن کردن خودرویی که ساعات طولانی خاموش بوده و دمای آن با محیط یکسان شده است، واحد کنترل الکترونیکی سوخت بیشتری را به درون سیلندرها تزریق می‌کند تا پیشرانه به سرعت روشن شده و به دمای کاری برسد. علاوه بر این، مبدل کاتالیستی در حالت سرد کارایی لازم را برای جذب آلاینده‌ها ندارد و حجم بالاتری از دی‌اکسید کربن و آلاینده‌های مضر وارد هوا می‌شود. در مقابل، زمانی که پیشرانه گرم است و تنها برای چند دقیقه یا چند ثانیه خاموش می‌شود، کاتالیست و اجزای داخلی دما و کارایی خود را حفظ می‌کنند و استارت مجدد سوخت بسیار کمی مصرف خواهد کرد.
با این حال، کاهش مصرف سوخت تنها یک سوی معادله است. در ترافیک‌های سنگین که حرکت خودروها به صورت گام‌به‌گام و ناپیوسته انجام می‌شود، خاموش کردن مداوم پیشرانه نه تنها سوخت قابل توجهی ذخیره نمی‌کند، بلکه باعث تاخیر در حرکت و ایجاد تراکم بیشتر می‌شود. توصیه کارشناسان فنی بر این است که تنها در توقف‌های قطعی و طولانی مانند چراغ‌قرمزهایی با زمان‌بندی مشخص یا توقف‌های کنار خیابان نسبت به خاموش کردن پیشرانه اقدام شود. همچنین در مسیرهای کوتاه شهری که دینام فرصت شارژ کامل باتری را پیدا نمی‌کند، خاموش کردن‌های مکرر فشار مضاعفی به مدار برقی وارد می‌سازد. بررسی‌های مربوط به کاهش عمر باتری خودرو در مسیرهای کوتاه نیز نشان می‌دهد که الگوی پیمایش شهری نقش تعیین‌کننده‌ای در سلامت تجهیزات برقی دارد.
چگونه استارت های مکرر باعث استهلاک استارت و باتری می شوند؟
بزرگ‌ترین دغدغه مالکان هنگام خاموش و روشن کردن مکرر خودرو، مسئله استهلاک قطعات درگیر است. استارت خودرو یک موتور الکتریکی پرقدرت است که برای چرخاندن فلایویل و ایجاد لنگر اولیه در پیشرانه طراحی شده است. هر بار استارت زدن، جریان الکتریکی شدیدی را از باتری می‌کشد و باعث گرم شدن سیم‌پیچ‌ها و زغال‌های استارت می‌شود. در خودروهای معمولی که سیستم‌های تقویت‌شده ندارند، استارت زدن‌های مداوم دستی در طول روز، عمر مفید دنده استارت، اتوماتیک استارت و بوش‌های آن را به شدت کاهش می‌دهد. هزینه تعمیر یا تعویض مجموعه استارت در مقایسه با میزان بنزین صرفه‌جویی‌شده رقم سنگینی به شمار می‌رود.
باتری خودرو نیز در این چرخه به شدت آسیب‌پذیر است. استارت‌های پیاپی در توقف‌های کوتاه، فرصت کافی به دینام نمی‌دهند تا شارژ از دست رفته باتری را جبران کند. این مسئله به ویژه در مسیرهای کوتاه شهری باعث افت ولتاژ مداوم و کاهش طول عمر باتری می‌شود. در بازار خودرو ایران، با توجه به تفاوت زیاد قیمت قطعات یدکی نظیر باتری و استارت در مقایسه با قیمت یارانه‌ای سوخت، سهم استهلاک قطعات در محاسبات مالی بسیار پررنگ‌تر است. صرفه‌جویی چند سی‌سی بنزین در توقف‌های کوتاه در صورت آسیب زدن به استارت یا باتری از نظر اقتصادی توجیه پذیر نخواهد بود.
علاوه بر قطعات برقی، سیستم‌های هیدرولیک و ایمنی خودرو نیز هنگام خاموش بودن پیشرانه از مدار خارج می‌شوند. با خاموش شدن پیشرانه، بوستر ترمز تنها توانایی تامین فشار برای دو یا سه بار فشار دادن گزارش اولیه ترمز را دارد و پس از آن گزارش اولیه ترمز سفت می‌شود. آشنایی با علت سفت شدن ترمز خودرو در زمان خاموش بودن موتور به رانندگان کمک می‌کند تا در موقعیت‌های ترافیکی ناگهانی دچار غافلگیری نشوند. همچنین سیستم فرمان هیدرولیک یا برقی با خاموش شدن پیشرانه از کار می‌افتد که این امر در صورت نیاز به مانور اضطراری در ترافیک می‌تواند خطرآفرین باشد.
تفاوت ساختاری سیستم توقف حرکت خودکار با خودروهای معمولی چیست؟
خودروهای مدرن مجهز به سیستم توقف-حرکت خودکار یا همان Auto Start-Stop طراحی کاملا متفاوتی با خودروهای معمولی دارند. خودروسازان برای اجرای این فناوری تمامی بخش‌های مرتبط با استارت و تامین انرژی برقی را بازطراحی کرده‌اند. استارت در این خودروها از نوع تقویت‌شده با طول عمر چند برابری است و دنده‌ها و تسمه‌های متصل به آن توانایی تحمل ده‌ها هزار بار استارت مجدد را دارند. برخی از این سیستم‌ها حتی از موتور-ژنراتورهای یکپارچه استفاده می‌کنند که روشن شدن پیشرانه را بدون صدا و در کسر کوچکی از ثانیه انجام می‌دهند.
باتری‌های به کار رفته در خودروهای مجهز به سیستم توقف-حرکت خودکار نیز از فناوری‌های پیشرفته EFB یا AGM بهره می‌برند. این باتری‌ها توانایی دریافت سریع شارژ را دارند و در برابر چرخه شارژ و دشارژ عمیق مقاومت بسیار بالایی نشان می‌دهند. علاوه بر باتری، واحد کنترل مرکزی خودرو با پردازش داده‌های متعدد نظیر دمای پیشرانه، میزان شارژ باتری، وضعیت سیستم تهویه و فشار بوستر ترمز تصمیم می‌گیرد که آیا شرایط برای خاموش کردن پیشرانه مناسب است یا خیر. اگر شارژ باتری پایین باشد یا کولر با حداکثر توان کار کند، سیستم به صورت هوشمند از خاموش کردن پیشرانه جلوگیری می‌کند.
بنابراین اعمال الگوی خاموش کردن دستی پیشرانه در خودروهای معمولی بدون داشتن این تجهیزات تقویت‌شده قیاس نادرستی است. در خودروهای معمولی، استارت و باتری برای تعداد محدودی روشن و خاموش شدن در روز طراحی شده‌اند. خاموش کردن دستی خودرو در هر توقف چند ثانیه‌ای فشار مضاعفی به سامانه برقی وارد می‌سازد و استهلاک قطعات را سرعت می‌بخشد. مالکان خودروهای معمولی باید میان هزینه سوخت ذخیره‌شده و استهلاک قطعات توازن منطقی برقرار کنند و تنها در توقف‌های طولانی اقدام به خاموش کردن پیشرانه نمایند.
تصمیم‌گیری درست در رانندگی شهری مستلزم در نظر گرفتن تمام ابعاد فنی و اقتصادی است. اگرچه نقطه مرجع 10 ثانیه‌ای از نظر مصرف سوخت یک اصل علمی اثبات‌شده است، اما در عمل طول زمان توقف، وضعیت ترافیک و نوع فناوری خودرو تعیین‌کننده نهایی خواهند بود. رانندگانی که در خودروهای معمولی بدون سیستم توقف-حرکت خودکار حرکت می‌کنند، بهتر است تنها در توقف‌های طولانی و مطمئن بالای 60 ثانیه پیشرانه را خاموش کنند تا از استهلاک زودرس قطعات برقی جلوگیری نمایند. با پیچیده‌تر شدن سیستم‌های مدیریت انرژی در خودروهای جدید، ارزیابی دقیق توازن میان صرفه‌جویی در مصرف سوخت و هزینه‌های نگهداری قطعات الکترونیکی، چالش اصلی مالکان در الگوی رفت‌وآمد شهری باقی خواهد ماند.
