「該死」的自動啓停是真的有用啊!

不知什麼時候起,自動啟停成為越來越多新車的標準配置。一方面,它的出現,在等待紅燈時,確實能夠起到一定的省油的功能。但更多的時候,尤其在城市擁堵的道路上走走停停的時候,頻繁的啟動和熄火、啟動瞬間車身抖動(虎軀一震)帶來的不愉快的駕乘感受,又讓車主們對這個功能恨得牙癢癢。所以對很多車主而言,自動啟停似乎就是一個"雞肋"般存在的配置。可它到底有沒有傳說中那麼大的作用?工程師們為什麼要費盡心思往車裡增加這樣一個技術?

今天的文章,來自知乎KOLSleepy Lin,從他專業的視角,來和大家聊聊:

“該死”的自動啟停是真的有用啊!

啟停這個技術意義上和三缸機有點像,確實有效果,但代價不是那麼的討人喜歡。以前看過一種說法,"工程師想要什麼就用什麼,但是不知道用戶需要什麼。"這麼說似乎也沒有什麼問題,但市場真的知道為什麼工程師要這麼做嗎?

"油耗啊。"

確實是油耗。

所有人都知道是油耗和環保,但即使在環保呼聲越來越大的今天,捫心自問,你可以無時不刻地保持應有的自覺麼?

在地鐵站外面等女朋友,在公司樓下等拼車的同事,看到路口紅燈99s保持了有半分鐘以上才開始往下減的時候,你真的會熄火麼?

如果不的話,醞釀了百萬年才形成的能量實體,就這樣輕易地被浪費掉了。

看紀錄片的時候,你可能是在乎的。但當你切身在做這些事情的時候,你往往是無所謂的。

另一方面,有很多人說,以NEDC循環為代表的測試沒有意義,我也承認沒有意義。

這個沒有意義,指的是"設計工況不能真實地表現用戶使用汽車時的情況",而不是指以啟停技術為例的降油耗技術沒有意義。高考是應試教育,不能絕對客觀地評價每個考生,但高考真的沒法甄選優秀的考生嗎?

我覺得不是的。所以三缸機也好,啟停技術也好,某種程度上它不是絕對的友好,但確實是非常有意義的存在。

純電可以輕易地對能量的輸出進行控制,即便是混動車型也可以對剎車時的動能進行回收,提高對能量的管理能力電機一直都是很重要的,而啟停就是傳統車型向純電過度的第一步。

囉嗦完畢。

啟停的問題,主要來自以下幾個方面。

1、發動機停下來時,油泵停止工作,包括曲軸、凸輪軸在內的一些運動件,將在一段時間內失去油壓,在後續的慣性運動時,處於混合潤滑的狀態,此時油膜厚度不足,長期確實存在磨損;

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2、發動機每次停止工作時,儘管沒有尾氣,但催化器的溫度無法保持,會經歷一段相對低溫的時間,對下一次起燃不利;

3、每次啟停,附件系統等等零部件,以及飛輪轉速的降低、再升高,都會重新穿過共振區間,NVH存在一定問題;

4、反覆充放電對電池、電機的壽命影響,以及停機時,諸如制動系統、轉向系統必須能夠得到電氣的支持,考慮用戶的使用情況時,還包括空調。

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一份調查

關於啟停,只有30%左右的用戶會有真正的抱怨------比想象中的少?這可能就是Silent majority吧,只有抱怨的人才會發聲。但是30%也已經是一個不可忽視的比例。事實上,有41%的用戶願意永久關閉啟停系統,這說明中間還有10%左右的人,其實不是那麼的滿意。

在不滿意的這個人群裡,反直覺的,NVH不是最重要的那個問題,哪怕是空調的困擾都比這個比例更多。舒適性很重要,但當你在討論一臺車抖還是不抖時,當然不抖更好,可是隻在啟停時稍微抖那麼一點,我不覺得普通用戶的臀部有那麼的在意。

但是夏天的空調停那麼一會,都會讓你十分難受。這是"不滿意"與"難受"的區別,從這個層面是可以理解的。

最核心的抱怨,來自於發動機停機以後需要啟動的時間。很多人覺得再次啟動的時間需要很長,這是情景造成的差異。剛進入車內通過鑰匙(或者無鑰匙)啟動汽車時,時間要更長得多,但用戶有足夠的時間等待和準備,不會覺得不好。

但是當你在十字路口時,你會對"能不能趕緊走"存在焦慮,啟動的時間也就會被心理放大。所以啟停技術的"啟",一般人有著比較高的期望,但發動機畢竟和電機不太一樣。

而且,一般的用戶可能不會想到更深層次的Change of Mind (CoM)。當你準備停車,發動機開始停下來不過還處於慣性運動的過程時,突然你又想要開走了,需求發動機重新進入工作模式,這也是比較常見的情景。

比較早期的啟停系統,只能等待發動機徹底停下來以後,才能重新進入啟動過程,否則電機與發動機之間的齒輪會咔咔咔,整個過程需要多等待1.2到1.5秒,CoM如果表現不好,非常容易引起用戶對"啟動時間過長"的抱怨。

當然沒有什麼是解決不了的問題,有不少方案一定程度上都能緩解CoM的這個現象,要看具體的啟停種類。比如Permanently engaged starter,其核心是一個單向離合器OWC,行星、恆星齒輪長期保持齧合,由OWC來解決起動機的動力是否介入的問題。這樣發動機可以得到更平穩的啟動過程,CoM時也無需等到發動機完全停止,時間上可以節約一半。

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比如Tandem Solenoid Starter,使用了雙螺線管,可以對行星齒輪的推出和電機通電系統進行單獨控制,兩者不再聯動。

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這個方案可以依據發動機當前的轉速進行不一樣的操作,發動機低轉速時就直接推出齒輪,而發動機高轉速時先讓電機轉速上來,和發動機差不多時再推出齒輪,所以即使是發動機還在旋轉,也可以實現齒輪的齧合,時間上可以節省約80%。

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再就是Belt-driven starter generator & decoupling tensioner,這已經進入BSG的48V微混範疇了。

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由皮帶實現電機與發動機之間力的雙向驅動,是可行的,但是當力由發動機傳遞給電機,或者是反過來,皮帶的鬆弛、張緊區域並不相同,因此需要比較特別的皮帶輪。這種形式的啟停,可以進一步縮短CoM的時間。

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未來幾年隨著48V的普及------國內比較靠前的自主,基本上在兩三年前就已經完成預研了,量產項目在三年內都能正式進入市場,這個最被抱怨的問題,會隨之得到改善。

空調的問題也不是不能解決。比如,電動壓縮機在新能源車型上已經是標配了。

而對於常規車型來說,也有蓄冷式熱交換器這種解決方案,即在熱交換器的熱交換部分安裝蓄冷材料,空調運轉時進行蓄冷,怠速停機時進行釋放。這種技術可以在怠速停機以後將冷氣的時間延長兩倍。

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至於發動機油壓不足,頻繁進入潤滑能力不足的這個情況……一方面發動機實際上比你想象中的更加耐操。主機廠的耐久試驗遠比你日常生活中的使用情況更苛刻,所以其實不需要擔心太多……

另一方面,使用更好的潤滑油是有意義的。

等等等等。

其實所有當前用戶的不滿,都是在等待優化的過程。啟停這項技術不會因為市場的抱怨就停止不前,而會因為市場的抱怨繼續迭代更新,或者繼續以這個形態存在,或者被更好的形式淘汰,整個人類歷史不就是這樣的麼?


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