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不知什么时候起,自动启停成为越来越多新车的标准配置。一方面,它的出现,在等待红灯时,确实能够起到一定的省油的功能。但更多的时候,尤其在城市拥堵的道路上走走停停的时候,频繁的启动和熄火、启动瞬间车身抖动(虎躯一震)带来的不愉快的驾乘感受,又让车主们对这个功能恨得牙痒痒。所以对很多车主而言,自动启停似乎就是一个"鸡肋"般存在的配置。可它到底有没有传说中那么大的作用?工程师们为什么要费尽心思往车里增加这样一个技术?
今天的文章,来自知乎KOLSleepy Lin,从他专业的视角,来和大家聊聊:
启停这个技术意义上和三缸机有点像,确实有效果,但代价不是那么的讨人喜欢。以前看过一种说法,"工程师想要什么就用什么,但是不知道用户需要什么。"这么说似乎也没有什么问题,但市场真的知道为什么工程师要这么做吗?
"油耗啊。"
确实是油耗。
所有人都知道是油耗和环保,但即使在环保呼声越来越大的今天,扪心自问,你可以无时不刻地保持应有的自觉么?
在地铁站外面等女朋友,在公司楼下等拼车的同事,看到路口红灯99s保持了有半分钟以上才开始往下减的时候,你真的会熄火么?
如果不的话,酝酿了百万年才形成的能量实体,就这样轻易地被浪费掉了。
看纪录片的时候,你可能是在乎的。但当你切身在做这些事情的时候,你往往是无所谓的。
另一方面,有很多人说,以NEDC循环为代表的测试没有意义,我也承认没有意义。
这个没有意义,指的是"设计工况不能真实地表现用户使用汽车时的情况",而不是指以启停技术为例的降油耗技术没有意义。高考是应试教育,不能绝对客观地评价每个考生,但高考真的没法甄选优秀的考生吗?
我觉得不是的。所以三缸机也好,启停技术也好,某种程度上它不是绝对的友好,但确实是非常有意义的存在。
纯电可以轻易地对能量的输出进行控制,即便是混动车型也可以对刹车时的动能进行回收,提高对能量的管理能力电机一直都是很重要的,而启停就是传统车型向纯电过度的第一步。
啰嗦完毕。
1、发动机停下来时,油泵停止工作,包括曲轴、凸轮轴在内的一些运动件,将在一段时间内失去油压,在后续的惯性运动时,处于混合润滑的状态,此时油膜厚度不足,长期确实存在磨损;
2、发动机每次停止工作时,尽管没有尾气,但催化器的温度无法保持,会经历一段相对低温的时间,对下一次起燃不利;
3、每次启停,附件系统等等零部件,以及飞轮转速的降低、再升高,都会重新穿过共振区间,NVH存在一定问题;
4、反复充放电对电池、电机的寿命影响,以及停机时,诸如制动系统、转向系统必须能够得到电气的支持,考虑用户的使用情况时,还包括空调。
一份调查
关于启停,只有30%左右的用户会有真正的抱怨------比想象中的少?这可能就是Silent majority吧,只有抱怨的人才会发声。但是30%也已经是一个不可忽视的比例。事实上,有41%的用户愿意永久关闭启停系统,这说明中间还有10%左右的人,其实不是那么的满意。
在不满意的这个人群里,反直觉的,NVH不是最重要的那个问题,哪怕是空调的困扰都比这个比例更多。舒适性很重要,但当你在讨论一台车抖还是不抖时,当然不抖更好,可是只在启停时稍微抖那么一点,我不觉得普通用户的..有那么的在意。
但是夏天的空调停那么一会,都会让你十分难受。这是"不满意"与"难受"的区别,从这个层面是可以理解的。
最核心的抱怨,来自于发动机停机以后需要启动的时间。很多人觉得再次启动的时间需要很长,这是情景造成的差异。刚进入车内通过钥匙(或者无钥匙)启动汽车时,时间要更长得多,但用户有足够的时间等待和准备,不会觉得不好。
但是当你在十字路口时,你会对"能不能赶紧走"存在焦虑,启动的时间也就会被心理放大。所以启停技术的"启",一般人有着比较高的期望,但发动机毕竟和电机不太一样。
而且,一般的用户可能不会想到更深层次的Change of Mind (CoM)。当你准备停车,发动机开始停下来不过还处于惯性运动的过程时,突然你又想要开走了,需求发动机重新进入工作模式,这也是比较常见的情景。
比较早期的启停系统,只能等待发动机彻底停下来以后,才能重新进入启动过程,否则电机与发动机之间的齿轮会咔咔咔,整个过程需要多等待1.2到1.5秒,CoM如果表现不好,非常容易引起用户对"启动时间过长"的抱怨。
当然没有什么是解决不了的问题,有不少方案一定程度上都能缓解CoM的这个现象,要看具体的启停种类。比如Permanently engaged starter,其核心是一个单向离合器OWC,行星、恒星齿轮长期保持啮合,由OWC来解决起动机的动力是否介入的问题。这样发动机可以得到更平稳的启动过程,CoM时也无需等到发动机完全停止,时间上可以节约一半。
比如Tandem Solenoid Starter,使用了双螺线管,可以对行星齿轮的推出和电机通电系统进行单独控制,两者不再联动。
这个方案可以依据发动机当前的转速进行不一样的操作,发动机低转速时就直接推出齿轮,而发动机高转速时先让电机转速上来,和发动机差不多时再推出齿轮,所以即使是发动机还在旋转,也可以实现齿轮的啮合,时间上可以节省约80%。
再就是Belt-driven starter generator & decoupling tensioner,这已经进入BSG的48V微混范畴了。
由皮带实现电机与发动机之间力的双向驱动,是可行的,但是当力由发动机传递给电机,或者是反过来,皮带的松弛、张紧区域并不相同,因此需要比较特别的皮带轮。这种形式的启停,可以进一步缩短CoM的时间。
未来几年随着48V的普及------国内比较靠前的自主,基本上在两三年前就已经完成预研了,量产项目在三年内都能正式进入市场,这个最被抱怨的问题,会随之得到改善。
空调的问题也不是不能解决。比如,电动压缩机在新能源车型上已经是标配了。
而对于常规车型来说,也有蓄冷式热交换器这种解决方案,即在热交换器的热交换部分安装蓄冷材料,空调运转时进行蓄冷,怠速停机时进行释放。这种技术可以在怠速停机以后将冷气的时间延长两倍。
至于发动机油压不足,频繁进入润滑能力不足的这个情况……一方面发动机实际上比你想象中的更加耐操。主机厂的耐久试验远比你日常生活中的使用情况更苛刻,所以其实不需要担心太多……
另一方面,使用更好的润滑油是有意义的。
等等等等。
其实所有当前用户的不满,都是在等待优化的过程。启停这项技术不会因为市场的抱怨就停止不前,而会因为市场的抱怨继续迭代更新,或者继续以这个形态存在,或者被更好的形式淘汰,整个人类历史不就是这样的么?
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