汽車發動機啟停技術

汽車發動機啟停技術（stop-start），就是當你因為擁堵或是在等紅燈的時候，發動機處在怠速工作狀態，並且消耗著我們的燃油。所以這時只要在行駛中直接踩下制動踏板，待車輛停止兩秒鐘左右，發動機就會自動熄火，這時離開踏板，發動機就會保持關閉狀態，節省下寶貴的燃油。而如果要啟動車子也不需要重新去擰鑰匙打火，只要輕點油門發動機自然就會重新啟動，稍稍跟上點油門就可以繼續前進，整個狀態車子的擋位不會發生變化。

基本介紹

• 中文名：汽車發動機啟停技術
• 外文名：stop-start

基本信息

汽車發動機啟停技術（stop-start）很容易理解，就是當你因為擁堵或是在等紅燈的時候，雖然車子並沒有前進，發動機依然保持在工作狀態，並且消耗著我們的燃油。所以這時只要在行駛中直接踩下制動踏板，待車輛停止兩秒鐘左右，發動機就會自動熄火，這時離開踏板，發動機就會保持關閉狀態，節省下寶貴的燃油。而如果要啟動車子也不需要重新去擰鑰匙打火，只要輕點油門發動機自然就會重新啟動，稍稍跟上點油門就可以繼續前進，整個狀態車子的擋位不會發生變化.如圖1發動機啟停技術。

圖1發動機啟停技術

存在問題

與自動變速器兼容

自動變速器主要由液力傳動裝置和液壓控制的齒輪變速器裝置組成。它利用液壓控制換擋執行元件來實現自動換擋。因此,液壓是自動變速器運作不可缺少的,而液壓是由發動機工作時帶動油泵來產生的,一旦發動機停機,油泵是無法工作的。在發動機重新啟動時,由於液壓油無法立刻供應,產生自動變速器換擋遲滯現象(一般為0.8s)。這會給駕駛員帶來頓挫和運行不流暢的消極駕駛體驗。采埃孚(ZF)公司提供的解決方案是在自動變速器內部集成一個彈簧活塞式的液壓儲能器,當發動機啟動時釋放彈簧,將內部液壓油提供給變速器,從而大大減少遲滯時間,僅需0.35s便可啟動發動機。

空調運轉

一般車輛的空調系統也是由發動機帶動的,一旦發動機停機,空調系統也將無法運行,這會給駕駛員和乘客的舒適性造成影響。目前有多種可以施行的解決方案,比如更換電動空調,讓蓄電池做動力源;利用自動空調控制邏輯,使車內保持溫度等。

合理的控制策略

目前的怠速啟停系統工作時,都或多或少存在啟動延遲、停機判定不準確等缺陷。需要結合不同地域各自不同的交通狀況,進行合理的設計,使得怠速啟停系統更加具有適應性。

系統組成

怠速啟停系統組成根據不同的技術方案,有不同的系統組成。目前啟停系統主要有三種技術方案,分別是

1)分離式啟動機和發電機方案(SMG),需要有增強式啟動機和加強的蓄電池;

2)集成啟動機/發電機方案(1MG),無需增強式啟動機和發電機,擁有一體式啟動/發電機;

3)馬自達的技術方案(SISS)需要直噴發動機及特殊機構使其曲軸停在特定位置。

機械結構

集成啟動機/發電機IMG方案中採用皮帶傳動的集成啟動/發電機技術BSG(Belt-driven Starter Generator)也被叫做 BMG ( Belt-driven Motor Generator)或 B-ISG ( Belt-driven Integrated Starter Generator),如圖 2 所示,其 BSG 電機被放置在發動機前部,通過皮帶傳動機構與發動機相連,可在發動機熱機狀態作為頻繁啟動的啟動機,也可用作發電機來為車輛提供電力。

但它也有很大的缺陷,由於BSG電機是交流電機,需要增加逆變器來控制電流,還需要配備較為昂貴的電子元件;同時BSG系統一般還需要保留傳統啟動機來防止低溫時由於皮帶打滑而導致無法啟動,因此成本較高。另外BSG系統由於採用皮帶輪驅動,對發動機排量大小也有一定的限制,通常排量大於2.0L的汽油發動機和1.6L的柴油發動機使用該技術方案均有較大的困難.

圖2.BSG技術方案示意圖

圖3為分離式啟動機和發電機SMG技術方案示意圖。它用相應功率的增強型啟動機替代傳統啟動機,不增加更多電子元件,動力傳動系統及發動機艙布置也無需調整。增強型啟動機大大提高了啟動機的使用壽命,改進的嚙合構造更使得啟動機在性能和噪聲方面有較好的表現,可確保發動機安全、快速、寧靜地啟動。這種啟動機不僅成本較低,而且零件更少,適合當前所有的汽油發動機和3L以內的柴油發動機。

圖3.SMG技術方案示意圖

工作原理

怠速啟停系統工作原理對於搭載手動變速器的車輛,當配備有怠速啟停系統的車輛遇到紅燈或者道路擁堵情況時,帶有怠速停機功能的發動機控制模組(ECM)接收通過各種感測器和開關採集到的駕駛員操作信息(如探剎車,掛空擋,松離合等),進而判斷駕駛員的停車意圖,在整車狀況滿足發動機停機的其他所有判斷條件下,ECM便控制發動機熄火;當信號燈或道路狀況允許繼續行駛時,ECM再次通過駕駛員操作(踩下離合器)來判斷駕駛員的啟動意圖,從而控制啟動機啟動發動機,迅速使發動機恢復正常運行狀態。

對於搭載自動變速器的車輛,當車輛需要停車等待時,踩下剎車踏板直至停車,發動機便會由EMC控制熄火,此時也可將擋位換至P擋而釋放剎車踏板,發動機也不會啟動;需要繼續行駛時,鬆開剎車踏板,發動機即立刻啟動,如果之前已將擋位置於P擋,則掛入D擋時發動機便會立刻啟動。