SLK/X3為代表 解析怠速自動啟停系統
在本次上海車展中展出了很多裝備“起步-停車系統star/stop”的車型,其中不乏自主車型,例如福美來3代。而奔馳SLK和寶馬X3則代表了歐洲對這項技術的青睞,對于這項在歐洲已經大規模應用的環保技術,在國內推廣也是遲早的事情。這種系統到底如何工作,有什么特點,給我們用車帶來什么幫助和問題呢?
什么是“起步-停車系統star/stop”
顧名思義,該系統就是在車輛行駛過程中臨時停車(例如等紅燈)的時候,自動熄火。當需要繼續前進的時候,系統自動重啟發動機的一套系統。
系統在得知駕駛員意圖后會自動重啟發動機 |
應用背景
在今年的3月5日,香港特區政府審議通過了《汽車引擎空轉定額罰款草案》。按照規定,除巴士、混合動力車型等豁免情形之外,怠速三分鐘之后必須熄火,否則將定額罰款320港元,該條例預計將于6月份生效。
其實香港不是個例,美國、日本、英國、法國、德國、意大利、臺灣等國家和地區都已有立法監管停車熄火,怠速停車熄火立法正在全球成為慣例。對于“起步-停車系統star/stop”。在所有混合動力車型里都有裝備。而有意思的是,在學術上會把具有起步-停車系統的車輛劃分為“微混合”,因為這一系統能大幅減少發動機的怠速工況,和加個電機所起到的作用部分類似。
起步/停車系統是這幾年來發展最迅猛的汽車環保技術,特別適用于走走停停的城市路況。預計到2012年,歐洲新上市的車中將有50%配備起步停車系統。而據介紹,這么簡單的系統,竟然能城市工況下,達到15%的節油能力。不過我們倒不必過多在意節油數據,畢竟每個廠家給出來的參考值都不一樣,跟道路狀態也有關系。其實怠速停機,減少燃油消耗是一方面,更重要而是為了降低排放。因為在怠速工況下的發動機,排放質量會比正常行駛狀態下差很多。
2011年上海國際車展中展出的部分裝備“起步-停車系統star/stop”的車型
寶馬X3 |
奔馳SKL |
帶自動啟停技術的世嘉將會在下半年投產 |
第三代福美來 自動啟停版 |
使用過程介紹
這項技術在手動車型和自動車型上都可以使用。關于手動變速器車型的工作方式,可以參考以下視頻。
對于裝備自動變速器的車型,自動啟停系統的工作方式如下:
行駛中只要直接踩制動踏板,車輛完全停止大概兩秒鐘后發動機就會自動熄火,一直踩著制動踏板,發動機就會保持關閉。只要一松開剎車,或者轉動方向盤,發動機又會馬上自動點火,立即又可以踩油門起步,整個過程都處于D檔狀態。
為了解決一直踩住剎車過于疲勞的問題,只要把AUTO HOLD電子手剎也一并開啟,那么發動機只會在輕踩油門踏板之后才啟動,右腳就不需要一直踩住剎車了。
自動啟停技術主要的技術難點在于需要更耐用的起動機以及反復啟動時如何減少沖擊感。一般的起動機設計允許通過很大的工作電流,但使用時間很短。反復使用起動機容易造成起動機過熱損壞,因此具備自動啟停功能的起動機必須比普通起動機耐用很多。
從原理上講,自動啟停無非就是我們主動熄火,然后重新扭動鑰匙點火而已。但實際上需要避免反復啟停帶來的啟動延遲才是最關鍵的,因為這一點會被用戶切身體會。
從X3的實際駕駛情況看來,完全不會出現延時的情況,因為X3發動機在平常的啟動速度就很快。在這里,直噴發動機是一個關鍵。由于直噴發動機可以直接通過噴油器霧化汽油,原理上可以在一個工作循環內完成啟動。而一般的進氣管噴射發動機,需要進氣氣流霧化汽油再攜帶進汽缸,啟動時間要比直噴慢不少。這就從根本上導致了這類發動機在運用自動啟停裝置之后需要更長的時間來重啟,除了電能消耗大,燃油損失大,還造成車內成員的不適。
直噴發動機更適合運用自動啟停技術 |
必須使用高品質機油
關于自動啟停系統的很多疑問,在設計之初就已經考慮到了。例如開啟空調,蓄電池電量很低、車外溫度過高或者過低,剎車系統內壓力下降到某一點之下等等,都不會開始系統。盡管自動啟停系統在設計的時候已經考慮了很多情況,但有一點我們必須要注意的,就是需要使用高品質機油。
汽車發動機在正常行駛狀態的磨損是極小的,因為當發動機進入正常工作溫度后,零件之間的配合間隙和機油潤滑都進入了最理想的狀態。反而在冷啟動的時候,零件之間的配合間隙過大,外加沒有機油油膜的保護,其磨損量占到了發動機磨損量的60%以上。
起動過程占據發動機缸體正常損耗中的大部分 |
因此,反復地啟停發動機,必然會縮短發動機的壽命。不過由于在行駛過程中啟停,發動機工作溫度已經達到正常值,因此影響發動機磨損的主要因素就是潤滑油膜。
不同發動機在設計的時候都會考慮到自身適用的潤滑油粘度等參數。不過國內用戶對機油的重視程度普遍不夠,認為差不多就行,往往會使用較為便宜的機油。如果在配置自動啟停技術的車型中使用低質量的機油,對發動機的損害就會很大。
應用自動啟停技術后 用戶需要更加注重機油質量 |
總結:作為一項簡單有效,成本低廉的節能減排技術,自動啟停在歐洲是很受歡迎的,國內也有不少廠家跟進。但真正要做到性能可靠,啟動平順,則需要多方面的支持,發動機本身的啟動性能就是其中一個關鍵而基礎的問題。因此,在國內大規模應用估計還有待時日。
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