發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停技術(shù)全解析

當(dāng)前，交通擁堵導(dǎo)致的車輛堵成一鍋粥的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，少則十分鐘多則半個(gè)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。而當(dāng)汽車處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)則處于怠速狀態(tài)，由此帶來(lái)的排放污染也比正常行車時(shí)要厲害得多。如何在堵塞情況下，更好的減少汽車的排污與省油問(wèn)題?于是，一項(xiàng)專為發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)設(shè)計(jì)的節(jié)能減排技術(shù)——啟停系統(tǒng)于上世紀(jì)70年代開始悄然興起。

時(shí)至今日，為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)苛的燃油排放法規(guī)，整車廠開始大規(guī)模的搭載發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)，并將該技術(shù)作為宣傳的一大賣點(diǎn)。啟停系統(tǒng)到底是怎樣發(fā)揮其節(jié)油本領(lǐng)的?該技術(shù)誕生至今都經(jīng)歷了哪些發(fā)展歷程?本篇蓋世汽車將從發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的發(fā)展歷程、工作原理及應(yīng)用現(xiàn)狀著手，與業(yè)內(nèi)共享啟停技術(shù)的前世今生。

什么是自動(dòng)啟停技術(shù)

自動(dòng)啟停系統(tǒng)(STOP&START)簡(jiǎn)稱STT，是一套能自動(dòng)控制發(fā)動(dòng)機(jī)熄火、點(diǎn)火的系統(tǒng)。在車輛行駛過(guò)程中臨時(shí)停車(例如等紅燈)的時(shí)候一直踩剎車(一般超過(guò)2秒)，發(fā)動(dòng)機(jī)就能夠自動(dòng)熄火;當(dāng)松開剎車或踩下油門(或轉(zhuǎn)下方向盤，切S、M檔等)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)立刻自動(dòng)起動(dòng)。自動(dòng)啟停系統(tǒng)能夠盡量降低發(fā)動(dòng)機(jī)怠速空轉(zhuǎn)時(shí)間，以減少不必要的燃油消耗，降低排放提高燃油經(jīng)濟(jì)性。

自動(dòng)啟停技術(shù)發(fā)展史

發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的想法早在上個(gè)世紀(jì)30年代就出現(xiàn)過(guò)，應(yīng)用的車上就要追溯到70年代了。當(dāng)時(shí)豐田在皇冠轎車上曾進(jìn)行過(guò)相似技術(shù)的實(shí)用性測(cè)試，當(dāng)車輛停止 1.5秒后，發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)斷油熄火，這可以說(shuō)是之后發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停技術(shù)的雛形。但直到06年左右，由于日益嚴(yán)苛的環(huán)境法規(guī)限制，自動(dòng)啟停技術(shù)才開始在汽車上慢慢普及。

日系

早在1970年，豐田公司已經(jīng)涉足啟停技術(shù)。當(dāng)時(shí)嘗試在豐田皇冠車上安裝一種電子裝置，可在汽車靜止1.5秒后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在東京市繁忙的交通中，運(yùn)用這種新技術(shù)可使節(jié)油率提升10%。

除了豐田汽車外，馬自達(dá)汽車也開發(fā)出i-Stop系統(tǒng)，在靜止怠速的狀態(tài)下重新啟動(dòng)時(shí)會(huì)決定首先運(yùn)作的汽缸，該汽缸的活塞會(huì)停在適當(dāng)位置且汽缸內(nèi)完成掃氣行程。等系統(tǒng)判斷將重新啟動(dòng)時(shí)，就噴射燃料快速點(diǎn)火燃燒，同時(shí)驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)馬達(dá)。啟動(dòng)過(guò)程耗時(shí)約0.35秒，而且相當(dāng)平順。

德系

1980年，啟停系統(tǒng)開始裝備于大眾汽車第二代Polo的量產(chǎn)車型上。隨后，1994年第三代大眾Golf、Lupo(3L車型)，以及1999年奧迪A2(3L車型)都裝備有該技術(shù)，不過(guò)因售價(jià)高昂這些車型的銷售不是很理想。

寶馬公司將啟停技術(shù)應(yīng)用旗下車型多年，包括2008年后的mini系列車型。BMW一直致力于減少發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的損耗，他們采用博世公司的加強(qiáng)型啟動(dòng)馬達(dá)，在頻繁關(guān)閉、啟動(dòng)的環(huán)境下比一般啟動(dòng)馬達(dá)承受更多的啟動(dòng)次數(shù)。

法系

2006 年法國(guó)PSA集團(tuán)的雪鐵龍公司開發(fā)名為“start-stop”的怠速熄火系統(tǒng)，搭載于雪鐵龍C2和雪鐵龍C3上。這套系統(tǒng)結(jié)合了該公司研發(fā)的 sensodrive自動(dòng)變速箱與電子控制的ISG可逆發(fā)電機(jī)(ISG集成了啟動(dòng)馬達(dá)與發(fā)電機(jī)，是由法雷奧與日本電裝公司共同研發(fā)而成)。

這套系統(tǒng)也搭載于2011年小改款的標(biāo)致3008 e-HDi車型上，配合1.6L柴油發(fā)動(dòng)機(jī)以及制動(dòng)能量回收系統(tǒng)，可節(jié)省燃油損耗達(dá)15%的效果。

自動(dòng)啟停技術(shù)工作原理

自動(dòng)啟停的大致原理是在車輛上設(shè)置一塊電池以及一臺(tái)起動(dòng)機(jī)。通過(guò)能量回收系統(tǒng)或者發(fā)電機(jī)對(duì)電池充電儲(chǔ)備能量。

當(dāng)車輛因?yàn)閾矶禄蛘呗房谕Ｖ剐羞M(jìn)。駕駛員踩下制動(dòng)踏板，停車摘擋。這時(shí)候，Start/Stop系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)：發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)且沒(méi)有掛擋;防鎖定系統(tǒng)的車輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示為零;電子電池傳感器顯示有足夠的能量進(jìn)行下一次啟動(dòng)。滿足這三個(gè)條件后，發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

而當(dāng)信號(hào)燈變綠后，駕駛員踩下離合器，隨即就可以啟動(dòng)“啟動(dòng)停止器”，并快速地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。駕駛員掛擋，踩油門，車輛快速啟動(dòng)。在高效的蓄電池技術(shù)和相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)管理程序的支持下，啟停系統(tǒng)在較低的溫度下也能正常工作，只需短暫的預(yù)熱過(guò)程便可激活。

自動(dòng)啟停系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前市場(chǎng)上已經(jīng)有許多車型搭載發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)，歐洲車裝備自動(dòng)啟停技術(shù)的車型較多，如奧迪(從A1到A8L、Q3/Q5/Q7)、奔馳(E級(jí)、S級(jí)等)、寶馬(1系到7系、X1/X3)、沃爾沃(幾乎全系新車)、保時(shí)捷(幾乎全系新車)等。

據(jù)外媒報(bào)道，福特汽車計(jì)劃在2017年實(shí)現(xiàn)旗下70%的車型配備自動(dòng)啟停系統(tǒng)。目前我國(guó)汽車的生產(chǎn)和銷售正保持著高速增長(zhǎng)的勢(shì)頭。博世公司起動(dòng)機(jī)和電機(jī)事業(yè)部中國(guó)區(qū)副總裁孫國(guó)忠曾表示，2013年歐洲輕型車中40%采用了啟停系統(tǒng)，預(yù)計(jì)到2019年該比例將提升至90%;中國(guó)市場(chǎng)在該領(lǐng)域?qū)⒏S歐洲的步伐，他預(yù)言：“2019年中國(guó)車市年銷量規(guī)模將達(dá)到3000萬(wàn)輛，其中30%將配備啟停系統(tǒng)。屆時(shí)每三輛車中就有一輛配有啟停系統(tǒng)。”