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發動機自動啟停怎樣用

汽車 更新时间:2024-08-13 01:09:46

發動機自動啟停怎樣用?随着中國政府對節能環保汽車持續鼓勵,低油耗節能車型,将成為國内汽車市場主流同時,法規對油耗要求的越來越嚴厲,見下圖,在2020年油耗需達到5L/100km,為了達到這些要求,各種節能技術逐步被應用推廣,如渦輪增壓、缸内直噴、混合動力等等,今天我們将給大家探讨一種弱混結構,啟停系統對于啟停系統用戶争議比較大,有覺得不省油,有覺得性價比不高的,有覺得可靠性不高的,有覺得使用不方便的,今天我們慢慢逐步解說,今天小編就來聊一聊關于發動機自動啟停怎樣用?接下來我們就一起去研究一下吧!

發動機自動啟停怎樣用(發動機自動啟停詳解)1

發動機自動啟停怎樣用

随着中國政府對節能環保汽車持續鼓勵,低油耗節能車型,将成為國内汽車市場主流。同時,法規對油耗要求的越來越嚴厲,見下圖,在2020年油耗需達到5L/100km,為了達到這些要求,各種節能技術逐步被應用推廣,如渦輪增壓、缸内直噴、混合動力等等,今天我們将給大家探讨一種弱混結構,啟停系統。對于啟停系統用戶争議比較大,有覺得不省油,有覺得性價比不高的,有覺得可靠性不高的,有覺得使用不方便的,今天我們慢慢逐步解說。

一、為什麼使用啟停系統

其實最直接的原因就是國家油耗法規,很簡單,達不到要求開發的新車型是不能上國家目錄的,企業無法生産。先舉一個簡單的例子,當年汽油機由化油器進入電控時代,很多用戶開車第一反應,電控發動機的起步,初期加速明顯弱于化油器,化油器仍舊被淘汰,原因很簡單,達不到排放法規要求。我們再看看上面,油耗從2015到2020年油耗減少近30%,傳統發動機進過上百年的技術進步,現在每前進一小步,都會很艱難,不可避免付出成本代價。

在看看國内的法規測試程序,如下圖cartech8用線框選出來的幾個怠速工況(随機框選了幾個),隻要發動機熱機,7-10個怠速工況能用到啟停技術,因此油耗自然就減少了,而且貢獻不小。因此對廠家這是有吸引力的。對于用戶增加的成本,如通過降低油耗能否直接抵消,其實就已經皆大歡喜了。

二、啟停系統真的省油嗎?

媒體報道,根據NEDC循環測試,配有啟停系統汽車,能夠節油4%~5%。下面cartech8舉例進行初略估算:

實際使用中,排量1.2—1.8發動機怠速油耗0.4-1升/小時,我們以怠速油耗0.7升/小時計算。假設每天啟停超30次,每次平均發動機停止30秒,每天油耗=30*30/3600*0.7=0.175升,20年省油=0.175*365*20=1277.5升,油價以6元來算,20年總共省了1277.5*6=7665元(共啟停近21.9萬次)。

從上面的估算看出,啟停系統除去成本對用戶來說确實經濟效率不高。而根據法規的油耗的測試方法,确實能減少最終的工況油耗。這隻能理解為,用戶為新技術買單,而在長期使用中,把付出的成本賺回來。但從另外角度來說,該技術确也能省一部分油,如全國所有車輛都裝備該技術,整個國家的二氧化碳排放量的絕對數量确實會減少不少。而不使用該技術可能達不到上面的法規限制,非但沒有節能補貼,而且根本就不允許生産。

三、啟停系統需要零部件提供支持

硬件上一般所必需要增加的零件有:離合器/空擋開關或傳感器、具備深度放電能力的蓄電池、蓄電池傳感器(LIN/CAN)、可頻繁起動的起動機、啟停控制開關和指示燈等。錦上添花的還有智能發電機、DC-DC converter、坡度傳感器等。我們先講解結構再講策略。

1. 啟停主開關,儀表闆上的啟停控制按鈕

2. 儀表指示燈,組合儀表上啟停指示燈

3. 左前門開關,判斷駕駛員狀态,如是否在車内。

4. 制動真空度傳感器,判斷刹車系統真空系統是否足夠,以決定是否啟用啟停系統

5. 離合器頂部開關/離合器底部開關,判斷離合器是否被踩下,确定是否進入啟停模式

6.空檔傳感器,判斷車輛是否處于空擋

7. 蓄電池及傳感器,發動機起動過程中電流較大,蓄電池放電很快,頻繁啟停對蓄電池要求高,因此采用與以往不同的蓄電池,AGM電池被大量使用,AGM蓄電池是指隔闆采用的是超細玻璃棉材料的蓄電池。

常規蓄電池與AGM蓄電池的區别:AGM蓄電池是密封的,電池蓋上有排氣閥,正常使用過程中,不需要補水。常規蓄電池是非密封的,打開注液蓋可以看到電解液,使用中需經常補水。

a.循環充電能力比鉛鈣蓄電池高3倍,具有更長的使用壽命。

b.在整個使用壽命周期内具有更高的電容量穩定性。

c.低溫起動更加可靠。

d. ECU如何估算電池狀态:

AGM電池 電流傳感器:電流傳感器輸出電流、電壓、溫度信号,由ECU内部電池模型計算電池目前狀态。

AGM電池 電池傳感器:電池傳感器内部集成電池模型,直接輸出電池狀态參數。

8. 啟動馬達, 增強型的啟馬達以保證可以耐受短時間内多次停車的工況,這種馬達的耐久測試一般超過25萬次不出故障,遠超普通啟動馬達。

9. ECU不用說,與非自動啟停的ECU,需要增加硬件和針腳,修改軟件。

10. 發動機啟動齒圈強度須加強,以達到啟停系統的要求

四、啟停系統的種類:

1.分離式起動機/發電機啟停系統

采用分離式起動機和發電機的啟停系統很常見。這種系統的起動機和發電機是獨立設計的,發動機啟動所需的功率是由起動機提供,而發電機通過為蓄電池充電,來保證起動機的電能。

2.集成起動機/發電機啟停系統

集成起動機/發電機是一個通過永磁體内轉子和單齒定子來激勵的同步電機,能将驅動單元集成到混合動力傳動系統中。這套裝置采用了可逆變原理即将傳統汽車上的發電機和起動電機功能合成在一起,當汽車行駛時充當發電機,産生電能,當汽車啟動時又充當起動機。

a. 汽車在加速或爬坡時可以提供一部分輔助力矩,這樣可以靈活高效地利用車載能源,對電動汽車性能的提高有很大幫助。

b. 回饋電能

汽車在減速或者制動時,可以将動能轉換為電能,對電池進行充電,這樣節約了能源,進一步提高了燃油經濟性。

3.馬自達SISS智能啟停系統

前面介紹的兩種啟停系統是單純起動機來啟動發動機的,而Mazda的SISS智能啟停系統(現在稱為i-stop技術),主要是通過在氣缸内進行燃油直噴,燃油燃燒産生的膨脹力來重啟發動機的,發動機上的傳統啟動機在發動機啟動時起到輔助作用。

據官方數據,使用SISS技術,發動機在最短0.35s的時間内就能啟動,比單純使用啟動機或電動機的系統要快一倍。

4.滑行啟停系統

目前現有的啟停系統隻能在車輛完全停下來時才關閉發動機,而滑行啟停系統在車輛滑行時即可關閉發動機(如高速下坡道),同時,在自動擋車型中使用控制系統自動控制離合器,将發動機與傳動系統分離,以延長滑行距離。當滑行中駕駛員操作油門或刹車踏闆時,發動機會迅速啟動。雖然現有的發動機控制系統可以使發動機在車輛帶擋滑行時停止噴油,但由于發動機和傳動系統并未分離,滑行距離不長;而在空擋滑行時,發動機仍會噴油,盡管可以長距離滑行但并不能達到節油的目的。因此,滑行啟停系統可以将這兩種工況的優勢結合起來,通過熄火的方式達到節油的目的,同時令車輛滑行距離更長。

五、控制策略:

發動機的自動停止和起動,在駕駛員有相應操作(油門、檔位、離合器)前提下,需結合車速、發動機當前工況(如發動機水溫、碳罐負荷情況、催化器狀态等)、蓄電池狀态、制動真空狀态、車門/前艙蓋狀态、空調請求等作為控制條件。策略以安全、性能、舒适的角度出發,通過ECU對發動機進行控制。下面是一個系統圖。

1.下列條件啟停系統不工作

a. 啟停系統零部件故障:

電池傳感器EBS、駕駛員車門/前艙蓋開關故障、動真空度傳感器故障、離合器開關故障、起動機控制電路和繼電器故障、車速傳感器故障等

b.發動機故障禁止啟停;

冷卻水溫傳感器、發動機不能同步、節氣門故障、碳罐故障、轉速傳感器故障等

c. 邏輯禁止啟停功能

駕駛員不在駕駛座上、電池電量低、制動真空度過低、起動機起動頻次超限、故障檢測未完成、發動機水溫過高或過低、催化器正處于加熱狀态等。

2. 啟停系統自動停機條件

車速很低,低于一定條件值,沒踩油門,空擋,離合器松開

3. 發動機自動啟動條件:下面4個條件任一滿足即可

空擋踩離合;空擋踩油門;空擋按自動啟停開關;溜坡。

4. 其它邏輯如駕駛員改變意圖、故障處理、自檢、AT/AMT油壓問題就不講了,感興趣的朋友可以去汽車工程師論壇搜索相關的問題,有的很有價值。

注:不同公司控制策略可能有不同,這裡隻是一些原理方面的介紹。

大家比較關注的問題:

1. 發動機頻繁啟動是有可能造成很大程度的積碳;這個啟停是有溫度條件,低溫積碳會比較嚴重,但充分熱機,啟動時多噴不了多少油,而且啟動後立馬前行,轉速上升,多噴的油很快就被燒掉了,另外你知道嗎?長期怠速,積碳也很嚴重。

2. 嚴重堵車時會遇到車輛反複走走停停的狀态,如果每次都進行停機起動,對起動機壽命等都有不利影響,所以會自動暫時屏蔽啟停功能,直到車輛駛出擁堵路段,能夠連續行駛一段時間以上再進行恢複。

3. 啟停系統會對發動機有磨損,啟動過程由于加速度較大,會對汽車零部件造成沖擊,這個我承認,但不知你見過發動機試驗室是如何做全負荷耐久試驗,如何做冷熱沖擊試驗,看看他們有多暴力,你就會覺得發動機沒你想象的那麼脆弱。

4. 關于瞬時油耗,經過測算一次啟動消耗的燃油相當于幾秒鐘的怠速的燃油消耗,所以一次啟停超過這個時間的部分就是節省下的燃油。

5. 啟停技術肯定會增加維護成本,因為有額外的零部件就有可能損壞,售後和維護确實需要費用。

6. 啟停系統确實造成車輛起步較其它車輛慢半拍,如駕駛員提前動作能夠消除部分不利因素。

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