发动机启停技术.ppt

发动机启停技术 在节能环保的大趋势下 各汽车厂商也不断地研发新的节能环保技术 以在竞争激烈的市场中分得一杯羹 启停技术 Start stop 就是其中一种 致力于最大限度减少发动机怠速时燃油的损耗 启停技术相信大家并不陌生 现在越来越多的车型也都搭载了这种技术 这是近年来才有的新技术吗 实现方式又有什么不同 下面将对启停技术进行一个简单介绍 什么是启停 Start stop 技术 汽车行驶在拥挤的城市交通道路中 总免不了停车等红绿灯 而发动机怠速消耗的能源是毫无意义的 启动停车技术就是致力于最大限度减少发动机怠速时燃油的损耗 避免这部分能源的浪费 同时对节省能源与减低排放有着重要的意义 顾名思义 该系统就是在车辆行驶过程中临时停车 例如等红灯 的时候 自动熄火 当需要继续前进的时候 系统自动重启发动机的一套系统 那么启动停车系统是怎样工作的 遇到红灯或塞车时 驾驶员制动使车辆停下来后 将挡位换入空挡并完全释放离合踏板 这时控制系统会自动将发动机熄火 节省了怠速运转而浪费的燃油 当绿灯放行后 驾驶员踩下离合器 发动机则自动重新启动 挂入挡位后即可前行 如果是自动挡车型操作更为简单 驾驶员只要施加制动使车辆停止 发动机则自动熄火 在释放制动后 驾驶员加油 发动机将自动启动 这种节能的驾驶方式并没有改变人们日常的驾驶习惯 没有带给车主任何使用上的麻烦 却带来了显著的节油减排的效果 Start stop技术发展历程 早在1970年 丰田公司已经涉足启停技术 当时尝试在丰田皇冠车上安装一种电子装置 可在汽车静止1 5秒后关闭发动机 试验结果发现在东京市繁忙的交通中 运用这种新技术可使节油率提升10 1980年这种技术开始装备于量产车型上销售 菲亚特汽车的Regata 利加塔 与大众汽车公司的第二代Polo皆装备了这种技术 到1994年大三代大众Golf Lupo 路波3L车型 以及1999年奥迪A2 3L车型 都装备有启停技术 不过这些车型因售价高昂而销售不理想 在日本除了丰田汽车外 马自达汽车也开发出i Stop系统 在静止怠速的状态下重新启动时会决定首先运作的汽缸 该汽缸的活塞会停在适当位置且汽缸内完成扫气行程 等系统判断将重新启动时 就喷射燃料快速点火燃烧 同时驱动启动马达 启动过程耗时约0 35秒 而且相当平顺 此外 本田公司在1999年本土市场销售的第一代insight 音赛特 车型就已装备这种技术 2006年开始 思域混合动力车型也运用了启停技术 本田公司运用此技术已超过十年 2006年法国PSA集团的雪铁龙公司开发名为 start stop 的怠速熄火系统 搭载于雪铁龙C2和雪铁龙C3上 这套系统结合了该公司研发的sensodrive自动变速箱与电子控制的ISG可逆发电机 ISG集成了启动马达与发电机 是由法雷奥与日本电装公司共同研发而成 这套系统也搭载于2011年小改款的标志3008e HDi微混合动力系统车型上 配合1 6L柴油发动机以及制动能量回收系统 可节省燃油损耗达15 的效果 在2008年末 菲亚特公司引用了博世公司生产的启停系统 搭载在菲亚特500车型上 阿尔法罗密欧在同年推出MiTo车型也搭载了相同的系统 2009年Volvo也在DRIVe车型上运用启停技术 德国宝马公司将启停技术应用旗下车型多年 包括2008年后的mini系列车型 BMW一直致力于减少发动机动力的损耗 他们采用博世公司的加强型启动马达 在频繁关闭 启动的环境下比一般启动马达承受更多的启动次数 Stop Start系统的三种方式 Stop Start系统作为混合动力车的入门技术 微混合动力 由于成本低 节能减排效果显著 其应用前景广阔 目前 Stop Start系统主要有三种形式 一 分离式起动机 发电机启停系统采用分离式起动机和发电机的起停系统很常见 这种系统的起动机和发电机是独立设计的 发动机启动所需的功率是由起动机提供 而发电机则为起动机提供电能 博世是这种启停系统的主流供应商 这套系统包括高增强型起动机 增强型电池 一般采用AGM电池 可控发电机 集成起动 停止协调程序的发动机ECU 传感器等 博世分离式起动机 发电机启停系统 博世的起动电机能快速 安静地自动恢复发动机运转 可降低起动时油耗 这种启停系统零件少 安装方便 可应用于各种不同混合动力概念 皮带驱动 直齿驱动和电力轴驱动 而且系统的部件与传统部件尺寸保持一致 因此可直接配备至各种车辆上 目前全球已量产装有博世Stop Start系统的车型已非常多 包括有宝马1 3 5系 X3 大众帕萨特 高尔夫 奔驰A B C E系列 部分 奥迪A6 A8 雷诺Megane 欧宝Corsa可赛 Astra 雅特 等等 2009年开始 我国一些汽车厂商也与博世合作匹配Stop Start系统 2010年上半年上市的长安CX30就匹配该系统 长城 吉利 上汽 奇瑞等自主品牌也相继推出匹配车型 集成起动机 发电机启停系统集成起动机 发电机是一个通过永磁体内转子和单齿定子来激励的同步电机 能将驱动单元集成到混合动力传动系统中 法雷奥于研发成i Start系统 i Stop StartSystem 它首先应用于PSA 标致 雪铁龙集团 的e HDi车型上 i Start系统的电控装置集成在发电机内部 在遇红灯停车时发动机停转 只要一挂档或松开制动踏板汽车会立即自动启动发动机 松开制动踏板蓄电池供电发电机运转带动发动机 汽车会立即自动启动发动机 法雷奥将为10多个汽车制造商的50款车型配备i Start系统 到2013年 将有100万辆PSA车型装备此系统 法国PSA集团 奔驰及Smart是法雷奥Stop Start系统的主要客户 马自达SISS智能启停系统前面介绍的两种启停系统是单纯起动机来启动发动机的 而Mazda的SISS智能启停系统 现在称为i stop技术 主要是通过在气缸内进行燃油直喷 燃油燃烧产生的膨胀力来重启发动机的 发动机上的传统启动机在发动机启动时起到辅助作用 据官方数据 使用SISS技术 发动机在最短0 35s的时间内就能启动 比单纯使用启动机或电动机的系统要快一倍 这种该系统控制智能 效率高 无需起动机就能实现start stop的功能 已用于日本市场销售的Mazda2 Mazda3昂克赛拉和Mazda6 CX 5部分车型上 1 有设一个缓冲的高级电容 来保证补充启停需要的多余电量 然后通过一个变压器充电到电瓶中 因为铅酸电瓶充电实在是慢 而刹车过程时间又太短 2 利用发电机的负载磁阻力来精准控制每次熄火时 有2个汽缸刚好停在压缩的冲程 然后用直喷机的特点喷射燃油点火配合启动机启动 减轻启动机和电瓶的负担 也使得重启时抖动感大为减小 点火时间缩短一半 和传统启动方式的相比的优缺点 这种方式与普通的启动车辆方式没有太大的差别 因此蓄电池和起动机需要承受较大的压力 同时需要较多的传感器和控制器检测控制 此种方式最重要对起动机和蓄电池进行加强便可 起动机对于这类靠起动机和蓄电池的启停系统来说 起动机就是车辆的生命线 寿命必须提高以应付短时间内频繁的大电流工作 对于接合型起动机需加强接合齿轮强度 电磁线圈以及其他零部件的耐用性 因此其起动机比传统起动机更耐用 使用寿命可达30万次 蓄电池也是需特别加强 让其可快速充放电 同时也需有高容量以应付发动机停机车内用电器的工作使用 普通的铅酸蓄电池无法在断时间内多次大电流放电 其隔板无法让电离子快速通过 因此具有启停功能的车需要有更大容量的蓄电池 AGM技术 吸附式玻璃纤维棉隔板 以及EFB技术 增强型注水式蓄电池 可大大提升电池蓄电额定容量 采用启停系统的车辆主要采用AGM超细玻璃纤维隔板的铅酸蓄电池 这种AGM铅酸蓄电池具有耐酸性高 吸附电解液更强 从而达到更小的内阻 延长铅酸累蓄电池的寿命 最重要的是其深度放电性能好 允许短时间频繁大电流放电 这玩意真能省油吗 特别是如此频繁的启 停 瞬间油耗会不会更大 省油当然是毫无疑问的 自动启停起作用后 发动机严格意义上讲还是在工作 处于正常运转温度 暂时 休眠 中 只是皮带轮停止 转速也降下来 所以 不存在瞬间油耗高的问题 据通用介绍 搭载自动启停系统后 实际使用情况下节油率可达到10 左右 百公里还可减少15 1g的二氧化碳排放 德国博世公司之前也做过这项实验 他们得到的结论是 平均节油率为8 15 左右 越拥堵 排量越大效果越明显 中国汽车技术研究中心也测试过 节油率甚至达到7 27 对发动机到底有没有损伤 因为这套系统大大增加了发动机启动次数 普通发动机一共启动次数只有几万次 而搭载自动启停技术的发动机启动次数可能达到几十万次 发动机是否能够经得起如此高强度的冲击 汽车发动机的磨损大部分来自冷启动时的瞬间磨损 通常意义上来讲 发动机内部 靠的是油膜润滑 自动启停时间都很短 被机油泵打上去附着在发动机缸体内侧表面的机油不会全部流回 零件上还是保留了很多机油 在热启动的情况下 是不会对发动机产生什么影响 因此 也就不存在损伤发动机的情况了 目前绝大多数汽车企业在推出自动启停装置时 也都做了充分的耐受试验 包括发动机点火开关 启动机等相关器件的开关使用次数 也都大大低于理论寿命值 所以发动机启停装置是不会损伤你的车辆的 同时很多厂家也设置了手动关闭功能 实在有担心的车主大可以手动关闭 自动启停系统有哪些使用注意事项 1 坡道情况下避免使用启停系统 在坡道上临时停车 启停系统还是尽量避免使用 启停系统起动较慢 容易在松开刹车时 发生车辆滑动 发动机来不及着火制动力助力不足 导致危险发生 不过绝大多数车辆都会对坡道进行侦测 下坡坡度超过10 上坡坡度超过12 启停系统不会启用 自动启停系统有哪些使用注意事项 2 无规律走走停停关闭启停系统 本来堵车就是件闹心的事情 再加上走走停停的顿挫更加闹心 关闭启动系统提升乘坐舒适性比降低那丁点油耗更为重要 同时停机再发动起步 显然起步速度差别人一节 然后 又被人插位了 3 开空调时尽可能不启用启停系统 车辆上配备着空调增加乘坐舒适性 但大部分带有启停系统的车在发动机熄灭时 空调只会送风并不会制冷 制暖采用车辆水箱温度 大大影响乘坐舒适性 同时若检测到车内温度与设定值相差太大 发动机便会自动启动 频繁的启动震动让人乘坐舒适性再大大打折扣 自动启停系统有哪些使用注意事项 自动启停系统有哪些使用注意事项 4 低速泊车时停用启停系统 大多数车辆变速箱在倒档位置时并不会让启停系统工作 但没人能保证每次泊车都能一次搞掂 挪一两次就是正常 若是新手便可能要前后来回好几次才能停正车辆 本来停车并不是件愉快的事情 若还在向前挪车时 踩深一点刹车就熄火 再启动 必定让心情更糟糕 同时不断启停让发动机燃烧更加不充分 积碳更加容易集聚 同时尾气污染物增加对身体更加不好 自动启停系统有哪些使用注意事项 5 启停系统熄火时 不能添加燃油 很多车主在加油时并不会下车 直接打开油箱盖让工作人员加油 此时车辆仅为启停短时间熄火 并随时启动 若此时添加燃油将非常危险 必须让车辆完全熄火断电后再进行加油 自动启停系统有哪些使用注意事项 6 亮油灯时建议关闭启停系统 无可否认的是启停系统的确可带来优秀的燃油经济性 但在亮油表报警灯时车辆不断的启停 只会让你更加心慌 同时不断启停 燃油系统不断重建供油压力 增加燃油泵压力 导致更快过热烧毁 自动启停系统有哪些使用注意事项 7 涉水行驶时 必须关闭启停系统 必须关闭 必须关闭 重要的事情要说三遍 通过积