發(fā)動機自動啟停技術(shù)全解析

當前，交通擁堵導(dǎo)致的車輛堵成一鍋粥的現(xiàn)象時有發(fā)生，少則十分鐘多則半個小時甚至更長時間。而當汽車處于停止狀態(tài)時，發(fā)動機則處于怠速狀態(tài)，由此帶來的排放污染也比正常行車時要厲害得多。如何在堵塞情況下，更好的減少汽車的排污與省油問題?于是，一項專為發(fā)動機怠速時設(shè)計的節(jié)能減排技術(shù)——啟停系統(tǒng)于上世紀70年代開始悄然興起。

時至今日，為了應(yīng)對日益嚴苛的燃油排放法規(guī)，整車廠開始大規(guī)模的搭載發(fā)動機啟停技術(shù)，并將該技術(shù)作為宣傳的一大賣點。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)動機啟停技術(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。

什么是自動啟停技術(shù)

自動啟停系統(tǒng)(STOPSTART)簡稱STT，是一套能自動控制發(fā)動機熄火、點火的系統(tǒng)。在車輛行駛過程中臨時停車(例如等紅燈)的時候一直踩剎車(一般超過2秒)，發(fā)動機就能夠自動熄火;當松開剎車或踩下油門(或轉(zhuǎn)下方向盤，切S、M檔等)時，發(fā)動機立刻自動起動。自動啟停系統(tǒng)能夠盡量降低發(fā)動機怠速空轉(zhuǎn)時間，以減少不必要的燃油消耗，降低排放提高燃油經(jīng)濟性。

自動啟停技術(shù)發(fā)展史

發(fā)動機啟停技術(shù)的想法早在上個世紀30年代就出現(xiàn)過，應(yīng)用的車上就要追溯到70年代了。當時豐田在皇冠轎車上曾進行過相似技術(shù)的實用性測試，當車輛停止 1.5秒后，發(fā)動機會自動斷油熄火，這可以說是之后發(fā)動機自動啟停技術(shù)的雛形。但直到06年左右，由于日益嚴苛的環(huán)境法規(guī)限制，自動啟停技術(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)。當時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)動機。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)在東京市繁忙的交通中，運用這種新技術(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)下重新啟動時會決定首先運作的汽缸，該汽缸的活塞會停在適當位置且汽缸內(nèi)完成掃氣行程。等系統(tǒng)判斷將重新啟動時，就噴射燃料快速點火燃燒，同時驅(qū)動啟動馬達。啟動過程耗時約0.35秒，而且相當平順。

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)，不過因售價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)動機動力的損耗，他們采用博世公司的加強型啟動馬達，在頻繁關(guān)閉、啟動的環(huán)境下比一般啟動馬達承受更多的啟動次數(shù)。

法系

2006 年法國PSA集團的雪鐵龍公司開發(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自動變速箱與電子控制的ISG可逆發(fā)電機(ISG集成了啟動馬達與發(fā)電機，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年小改款的標致3008 e-HDi車型上，配合1.6L柴油發(fā)動機以及制動能量回收系統(tǒng)，可節(jié)省燃油損耗達15%的效果。

自動啟停技術(shù)工作原理

自動啟停的大致原理是在車輛上設(shè)置一塊電池以及一臺起動機。通過能量回收系統(tǒng)或者發(fā)電機對電池充電儲備能量。

當車輛因為擁堵或者路口停止行進。駕駛員踩下制動踏板，停車摘擋。這時候，Start/Stop系統(tǒng)自動檢測：發(fā)動機空轉(zhuǎn)且沒有掛擋;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行下一次啟動。滿足這三個條件后，發(fā)動機自動停止轉(zhuǎn)動。

而當信號燈變綠后，駕駛員踩下離合器，隨即就可以啟動“啟動停止器”，并快速地啟動發(fā)動機。駕駛員掛擋，踩油門，車輛快速啟動。在高效的蓄電池技術(shù)和相應(yīng)的發(fā)動機管理程序的支持下，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)熱過程便可激活。

自動啟停系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

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

據(jù)外媒報道，福特汽車計劃在2017年實現(xiàn)旗下70%的車型配備自動啟停系統(tǒng)。目前我國汽車的生產(chǎn)和銷售正保持著高速增長的勢頭。博世公司起動機和電機事業(yè)部中國區(qū)副總裁孫國忠曾表示，2013年歐洲輕型車中40%采用了啟停系統(tǒng)，預(yù)計到2019年該比例將提升至90%;中國市場在該領(lǐng)域?qū)⒏S歐洲的步伐，他預(yù)言：“2019年中國車市年銷量規(guī)模將達到3000萬輛，其中30%將配備啟停系統(tǒng)。屆時每三輛車中就有一輛配有啟停系統(tǒng)。”