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车辆自动启停技术全解可节油310

2018-09-26 11:11:54 作者: 0人读过 | 我要赞

车辆自动启停技术全解 可节油3%-10%

曾经有这样一个案例,一辆BMW X3车主给售后打,说车等红灯时熄火了,出故障了,而距离他买车已经过去半年多,要求索赔。而售后告诉他,您的车有自动启停功能,可能是开启了,不信抬起刹车看看车主右脚下意识一松,车子瞬间启动,车主问,我的车还有这功能呐?大家可能都听过一键启动、自动启停神马的功能,但有多少人真正用过并且矢志不渝地坚持在堵车时开启这一功能?我想帝都和魔都的驾驶者肯定会菊花一紧。

帝都,某个拥堵的十字路口,直行的绿灯亮起,X先生不慌不忙,单手放在方向盘上,轻松起步。坐在副驾驶的Y小姐不停夸赞:”你进步挺快的么。绿灯起步完全应付自如,别说,这姿势,比以前帅多了。”X先生面上谦虚了几句,心里的高兴劲就别提了,右手忍不住就给中央操纵台的”START/STOP ENGINE”按钮点了个赞,顺便也给自己点了个赞,出门前管朋友借这辆车的决定实在是太明智了。

X先生是个刚从驾校出来没多久的新手。尽管经过了一段时间的实战训练,但是每次开车上路依然紧张无比,尤其是在十字路口被红灯挡下之后,绿灯再行的时候经常是手忙脚乱,就是开着自动挡也要反应会,让Y小姐嘲笑了好长一段时间。听朋友炫耀了几次新买的车上有个功能多么多么牛掰,这次软磨硬泡了好久借了出来,而它的表现也确实没让自己失望。

今儿的主角,就是这项让X先生大涨面子的功能————自动启停技术。

自动启停的想法最早是在上世纪30年代出现,而它的应用则要追溯到上世纪80年代,大众和菲亚特首先在旗下的车型上使用。而在大众和菲亚特使用的十年前,丰田和本田的油电混合动力技术已经让美国人见识到了这项技术。

简单来说,自动启停系统的作用就是在停车时,自动关闭发动机;在车辆再度前进时,立即自动重新启动发动机。

最早,自动启停技术只在混合动力车上使用,而后才慢慢发展到了传统内燃机车辆上。在传统内燃机车辆上的自动启停系统,只保留了基本功能,技术含量不高,但是却能适度提高燃油经济性和降低排放。

根据驾驶环境和系统的设计不同,仅靠自动启停系统能让车辆的油耗下降3%-10%左右。再加上其他一些同样能够提高燃油经济性的技术,比如再生制动、燃油直喷技术、电子助力转向技术等,如果与再生制动技术配合,燃油经济性会提升%。

自动启停都是些啥东西?

现在市场上使用的自动启停技术,根据成本高低和功能的不同,可大致分为三类:轻度自动启停、半自动启停和全自动启停。

轻度自动启停

轻度自动启停系统的结构最为简单,成本最低。与一般的动力系统相比,带轻度自动启停系统的发动机,仅仅是起动机的寿命较高、所使用的蓄电池的输出功率更大。当然,为了让发动机能够在驾驶员松开刹车或离合器、踩下油门的瞬间就能够立即启动,ECU的控制程序也需要重新编写,以确定新的点火时间、起动机和变速箱的工作方式。

大部分轻度自动启停系统会设置一个手动开关,让驾驶员可以自主选择是否开启这项功能。为避免在发动机关闭或启动时,出现车灯瞬间变暗或者空调风扇转速降低的情况,有的轻度自动启停系统也会增加一块辅助蓄电池。

由于轻度自动启停技术的功能过于简单,起动机和蓄电池也无法给车辆提供助力或者动力,所以不会在混合动力车上使用。也由于系统的功能简单,结构也足够简单,所以成本也很低,价格大约在元左右。当然,起到的效果也比较低:燃油经济性的提升大概在3%-5%之间,如果车辆大部分时间都是在市内行驶,且多为高峰期的话,这个数字会略有增加。

半自动启停

如同轻度自动启停系统一样,半自动启停系统也仅仅是使用了寿命更长的起动机和功率更强的蓄电池,不过会标配一块辅助电池。在大部分半自动启停系统里,经过加强的发电机能够回收刹车时的再生能量并给辅助电池充电。半自动启停系统的价格大多在元左右,节油效果能够提升7%-12%。同样的,在市内高峰期行驶时,也会有额外的加成。

全自动启停

全自动启停系统有着最全的功能。在结构上,是在半自动启停系统的基础上,将发动机上的发电机用一个兼职的电动机来取代。这个兼职的电动机既能作为发电机使用,也可以作为起动机使用。当发动机运转时,发动机带动电动机转动,电动机将机械能转化为电能,给电池充电;当需要启动发动机时,电动机就成为起动机,将电能转化成机械能,带动发动机转动。

在这个兼职的电动机安置方式上,目前不同的制造商们选择的方式也不尽相同。

大部分的汽车制造商们是将其作为附件,放到了附件皮带驱动系统中,一般称为BAS(Belt Alternator Starter)或BSG(Belt Starter Generator,欧洲的叫法),如下图所示。典型的例子有通用的eAssist系统、博世的STT系统等。对于这种方式来说,由于对传统的发动机的结构改动并没有太大,只需要更换一个发电机即可,因此实现起来较为容易。

当然,也有厂家独辟蹊径,不仅仅是加上了一个具备两种功能的电机,还进行了更多的设计,像本田的IMA技术。本田的IMA技术是混合动力技术的一种,1999年Insight车型上首度装载。IMA上的兼职电动机采用的是三相超薄型DC无刷电机,安装在发动机与变速箱之间。

与BAS或BSG相比,IMA最大的优势在于结构简单、布局紧凑,并且电机的质量很轻;劣势也很明显,发动机的结构改动较大,需要重新设计,并不是简单更换一个部件,成本上远远超过了BSG。但必须提到的是,IMA并不是作为自动启停技术存在的,它本身是为了实现混合动力而开发出的技术,自动启停仅仅是个附带的功能,如下图所示。

辅助电池同样能够使用刹车时回收的动能进行充电。全自动启停系统中,电动机会比一般的起动机要大,才能在带动发动机时提供足够的扭矩,让发动机能够更快地启动。

与轻度自动启停和半自动启停不同的是,全自动启停系统并非仅在市区工况中提升燃油效率。在高速工况下,通过在巡航和减速时切断燃油供给,也能够提高燃油经济性。有些全自动启停系统能够在加速的时候提供电子辅助动力,但并不是在所有的状态下都会提供,这种全自动启停系统,我们一般称之为微混合动力。

对于自动挡汽车,全自动启停系统还需要额外增加一个辅助电动泵。辅助电动泵的作用是在发动机停止时,继续给自动变速器的液力变矩器中的机油提供动力,使其保持运转,这样,在重启发动机时,变速器也可以立即将发动机的动力传递到车轮上,让车辆能够马上前进,而没有延迟。

全自动启停系统功能最为复杂,也增加了一些部分,相对的,价格也就要更贵,一般在元。不过一分钱一分货,全自动启停系统对于燃油效率的提升也是最为显著的,在15%-25%之间。

双刃剑:又爱又恨

人们对于新兴的技术,大部分时间还是会保持一个质疑的态度。对于自动启停技术,也是如此。

虽然自动启停避免了发动机一直保持怠速,降低了这部分油耗,但是发动机启动时的油耗数字本身也不低。而现在在市区内,走走停停基本是个普遍现象,所以频繁地关闭-启动发动机是否真的能够省油还需要打个问号。

更重要的是,频繁地启停发动机对于起动机和发动机中的部件寿命肯定会造成影响。最简单的,频繁地启停发动机至少增加了使用次数,降低了使用寿命。而从整个生命周期看,也会增加发动机的磨损量。

在正常行驶状态中,发动机的磨损是很小的,因为当发动机进入工作状态后,机油润滑和零部件之间的配合都进入了最理想的状态。而在启动过程中,因为缺少机油的保护,零部件之间的配合间隙过大,发动机的磨损量反而更大。一般来说,发动机在启动时的磨损量是整个生命周期磨损量的六成以上。

因此,反复地启动发动机,必然会缩减发动机的寿命。当然,由于在行驶过程中,且关闭与启动之间的时间间隔都较短,发动机的温度基本不会降低,而机油大多也还留在油道中,影响发动机磨损的主要因素就变成了机油的润滑效果。所以配备了自动启停技术的发动机,对机油的品质要求也较高。因此,自动启停系统本身的价格可能不算太高,但是增加的维护和保养成本不可小觑。

抛开这些不讲,如本文开头的X先生一样的新手越来越多,对于这种降低开车难度的技术当然是十分欢迎的。但是,习惯了自动启停技术的新手们,在没有自动启停技术的帮助下,是不是就更加慌张了呢?

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