浅析发动机起停技术的实用性

浅析发动机起停技术的实用性
摘要
“start-stop”——发动机起停技术作为一项汽车实用技术革新，它的出现有望解决日益突出的环境和能源问题。

汽车市场上目前在售的各大品牌都有车型装备这项技术。

那么这项技术究竟是不是像它宣传的那样的节能环保、无懈可击呢？本文通过对目前市面部分装有该系统的车型的使用和维护进行调研，发现了几个技术上的问题，证明目前的“start-stop”技术尚存在一些技术问题，与专业人士一同探讨关键词
start-stop 节能减排技术革新
正文
早在2004年，雪铁龙C3就配备了“start-stop”技术，此后C2也装备了这项技术，2007年，宝马公司也在他欧洲的在售车型上推出了“start-stop”的类似技术，之后全球各大汽车公司纷纷开始给旗下一些车型装备这项“start-stop”——发动机起停技术。

那么，这究竟是一款什么样的技术革新，能够如此大范围的广受追捧呢？“start-stop”起停技术就是发动机自动重启的一套系统。

汽车在行驶中遇到临时停车（例如等红灯）的时候，只要驾驶员直接踩制动踏板，车辆完全停止约两秒钟后发动机就会自动熄火，一直踩着制动踏板，发动机就会保持关闭。

当汽车要继续前进时，只要松开刹车，或者转动方向盘，发动机又会马上自动点火。

由于近年来国际油价不断上涨，以及全球气温日趋变暖等环境问题的影响，发动机起停系统成为这几年来发展最迅猛的汽车环保技术。

2014年10月16日，工信部、发改委、商务部、海关总署、质检总局五部门联合发文要求相关汽车制造企业做好《乘用车燃料消耗质量评价方法及指标》的实施工作，此举旨在进一步促进先进节能技术的应用和推广，加快汽车产业结构调整和转型升级，以实现2015年我国生产乘用车平均燃料消耗量降至6.9L／100km的目标。

目前奔驰、宝马、奥迪、大众、上海通用等世界知名汽车制造商均与博世公司合作研发装配该系统，有效降低怠速油耗，减少有害气体的排放。

有传媒机构甚至将其标榜为本世纪最贴合城市路况的发动机技术革新。

然而在仔细研究其技术核心结构和原理的基础上我们不难发现，这项目前正被飞速普及的技术革新仍然存在着一些技术的短板，下面我就从实际使用方面和制造成本方面来简要分析一下“start-stop”——发动机起停技术急需解决的几个问题。

1、反复起停，对汽车电气设备的影响
发动机冷机启动的瞬间，蓄电池电压大约会下降至9.5V，而车载电气设备要求的电压范围在9V-16V，车载导航、车载音响以及汽车仪表等安全电压要求在10.5V以上，雨刮和大灯等功率型用电器长期在不稳定电压环境下工作不仅使用性能变差而且会加剧其损坏。

有制造商提出了一些低电压保护的方案，例如：DCDC升压配置，主要保护导航仪表等车载电器，起动机工作时，升压电源打开，电压稳定在10V以上，但是价格偏贵，考虑到制造成本制造商更多的选择价格稍便宜的防浪涌ICR继电器，来抑制发动机启动瞬间的大电流，但是ICR继电器启动时间较慢而且改善效果有限（1V左右）。

因此装载了“start-stop”系统的汽车，他的车载电气系统在后期的使用故障率会明显增高，目前已有汽车维修市场调研的数据作为佐证。

目前这项技术还处在市场的检验期。

2、反复起停，蓄电池损伤严重
虽然目前市场在售的诸多装配有“start-stop”系统的车型，都给汽车换装了极板
更多、容量更大的铅蓄电池，但城市路况平均约1公里就有一组红绿灯，原本20公里路程最多3次起停，变成了现在的20此起停，蓄电池在半小时的车程中反复充放电20余次，严重影响其使用寿命。

3、反复起停，起动机损伤严重
丰田汽车为装载有“start-stop”系统的车型专门研发了一款永久啮合式起动机，齿圈和起动机小齿轮保持永久啮合，缩短了普通起动机中小齿轮伸缩与齿圈啮合之间所需要的时间，可在发动机没有完全停止的情况下进行重启，据说可以应对驾驶员意图的突然改变。

虽然有数据支撑发动机暖机启动时油耗低，也仅相当于怠速0.7秒的油耗，且发动机频繁起动引起的震动和噪音会严重影响汽车驾驶的舒适性，从而降低汽车的商业性。

另外，在发动机尚未停止的状态下进行重启，需要多传感器配合提供各气缸的活塞位置等信号，控制复杂性提高。

传统起动需要0.6-0.7秒，永久啮合式起动机启动需要0.4-0.5秒，所谓优势其实并不明显。

4、起停控制逻辑复杂，存在技术短板
汽车“start-stop”系统的控制逻辑复杂，需要收集真空度传感器、电池传感器、空挡传感器、车门信号、前舱盖信号等诸多信号，按照设定的逻辑进行控制，繁冗复杂导致成本上涨。

图1 EMS起停功能逻辑
目前与自动档车型的匹配还不能完美兼容，主要因为汽车起步时自动变速器中换档元件需要液压推动，而油压来自于发动机所带动的油泵，如果发动机不转，油泵也不转。

所以装备了“start-stop”系统的自动档车辆在发动机重新启动时会导致变速器响应迟滞大约1秒，延误启动。

其次就是较难与大排量柴油发动机匹配。

因为大排量柴油发动机压缩比较高，起动机起动需要更多电能支持。

总结
综上start-stop技术的应用正处于方兴未艾的上升趋势，然而技术上存在的短板让对这项技术充满期待的消费群体存在一定的顾虑，所谓的节省燃油、降低排放从目前的支撑数据上看并不是特别明显，不能让这项技术变成一个营销概念，而应该认真贯彻《乘用车燃料消耗质量评价方法及指标》的文件精神，将start-stop技术与各车型的完美匹配，在保证车辆正常运行的前提下，真正达到节能减排，保障车主利益，真正成为一项
汽车实用技术。

本文提及的一些技术问题尚不全面，相信start-stop技术在接受市场检验的过程中反馈出来的各种技术参数对技术团队的进一步优化设计会有非常大的参考作用。

参考文献
1.姚国辉；浅析博世的汽车起停系统[J].数字技术与应用.2014.1
2.刘艳；丰田起停系统概述[J].技术与应用.2010.3
3.杨土超；手动档汽车起停系统技术与应用[J].汽车实用技术201
4.7
The utility of the engine start stop technology
Abstract:
"Start-stop" - the engine start stop technology as a vehicle of practical technology innovation, it is expected to solve the increasingly serious environmental and energy issues. The car on the market at present in each big brand all models equipped with this technology. So what exactly is this technology is not like its propaganda of energy saving and environmental protection, so with no chink in one's armour? In this paper, through the research on the current market has the systemmodels of the use and maintenance, found several technical problems that at present, the "start-stop" technology still exists some technical problems, discuss together with professionals
Key words:
start-stop ; conserve energy,reduce emissions; technical innovation;。