Рассмотрим детально принцип работы системы i-stop.
При остановке на красный сигнал светофора, приблизительно через две секунды после нажатия на педаль тормоза система i-stop останавливает двигатель. В этот момент датчик угла поворота коленвала фиксирует те поршни, которые находятся в фазе расширения.
Загорается разрешающий сигнал светофора, водитель отпускает педаль тормоза, и в цилиндры, поршни которых находятся в фазе расширения, впрыскивается топливо — происходит вспышка, и двигатель выходит из «паузы». Естественно, технология эта осуществима только для двигателя с прямым впрыском. И хотя обороты двигателя в этот момент поддерживаются стартерным мотором, специфика i-stop здесь состоит как раз в том, что двигатель работает полностью на энергии вспышки.
Для того, чтобы отключение двигателя стало возможным, необходимы некоторые условия: двигатель и трансмиссия должны быть прогреты; температура в салоне должна быть близка к комфортной; в аккумуляторе должно быть достаточно заряда; водитель должен быть пристёгнут ремнём безопасности; скорость автомобиля должна быть 0 км/час; рычаг переключения передач должен находится в положении «D»; давление торможения должно быть не ниже определённого уровня. Если руль повёрнут на 45 или более градусов (например, при ожидании на повороте) или если система решает, что автомобиль сейчас резко тронется с места, из соображений безопасности двигатель не отключается.
Условия для выхода двигателя из «паузы»: педаль тормоза отпущена; руль приходит в движение; рычаг трансмиссии, переведённый во время «паузы» в положение «N», возвращается в «D».
Запуск двигателя занимает всего 0,35 секунды, а если компьютер будет не слишком торопиться, то 0,4 секунды. Для сравнения, система MHD автомобиля Smart заводит двигатель так же за 0,35 секунды.
По заявлению компании Mazda, система i-stop позволяет экономить до 10% топлива в смешанном цикле по методике оценки 10-15 или 8% — по методике JC08.
Расследование, проведенное Японским центром по энергосбережению, показало, что автомобиль с двухлитровым двигателем за 10 минут простоя (с ручкой переключения передач в нейтральном положении и при выключенном кондиционере) потребляет около 140 мл бензина, а с ручкой переключения передач в положении «D» и при работающем кондиционере — примерно 260 мл. Если предположить, что ежедневно двигатель работает вхолостую 10 минут, выходит, что за год напрасно расходуется от 50 до 90 литров бензина, а в атмосферу за это время выбрасывается от 120 до 220 кг углекислого газа.
...
...
Традиционные системы остановки на холостом ходу используют обычный процесс запуска двигателя - с помощью электростартера. В отличие от них, система i-stop от Mazda перезапускает двигатель, используя энергию сгорания топлива (вспышки). Система инициирует перезапуск двигателя, впрыскивая топливо непосредственно в цилиндр в состоянии остановленного двигателя и воспламеняет его для создания нисходящей поршневой силы. Эта система не только экономит топливо, но также и перезапускает двигатель более быстро и тихо, чем традиционная система.
Чтобы перезапустить двигатель силой сгорания топлива, необходимо, чтобы поршни в фазе сжатия и поршни в фазе расширения были остановлены точно в тех положениях, при которых возникают одинаковые объемы воздушных камер. В этих целях система i-stop осуществляет точный контроль положений поршней во время глушения двигателя, останавливая их в оптимальном положении. Для перезапуска двигателя система идентифицирует стартовый цилиндр, куда впрыскивается топливо, а затем воспламеняет его. Система продолжает отбор цилиндров воспламенения даже на сверхнизких оборотах, в результате двигатель быстро набирает холостые обороты.
Благодаря этим технологиям двигатель каждый раз перезапускается с той же синхронизацией цилиндров и возвращается к скорости холостого хода в течение 0.35 секунд (тестировалось для автоматической трансмиссии), что примерно в два раза быстрее традиционных систем.