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衛東

中國政府提出了到2020年，中國乘用車平均燃油消耗量將降至5L/100km的目標。2013年中國國產汽車企業平均燃油消耗量為7.33L/100km，為達到2020年的目標還需要降低約32%的油耗，任務還是非常艱巨的，而進一步開發傳統內燃機技術所帶來的節油潛力也是最實際可行的方法。

眾所周知，發電機在停機時功率消耗最低。有專家認為，發動機起/停系統是汽車動力系統進入電氣化的標志，從成本-效益的角度考慮，起/停系統是減少油耗和CO2排放最好的方法之一。根據NEDC測試循環測算，它的節油效率約為4%～5%，如在嚴重擁堵的城市交通環境下，它能夠減少更多的燃料消耗。當我們在考慮如何減少真實駕駛情況下的燃油消耗時，一個基本的發動機起/停系統仍然是一個高性價比的選擇。

人們為了減少汽車對環境的污染在考慮各種方法，十年前，人們意識到了發動機起/停系統。如果車輛在等待紅燈時自動熄滅，綠燈時又自動著車，那一定會節省不少的燃油和減少許多不必要的排放。在2004年，雪鐵龍成為了首家批量生產應用皮帶式啟動機/發電機的整車廠。

在2004年上市的雪鐵龍C3上安裝了一套與眾不同的系統——發動機起/停系統（Stop& Start）。按下ECO按鈕，隨著儀表板上ECO燈亮起，發動機就會自動適應城市里走走停停的路況。停車后，如果踩住剎車踏板超過3s，發動機就會自動熄火，當腳從剎車踏板上移開，機器又會自動啟動。在整個過程中，既不用碰換擋手柄，也不用動點火開關，一切都是自動完成的。雪鐵龍C3 發動機起/停系統使它成為一部更適合在城市行駛的時尚小車。

當在下班高峰期你堵在回家的路上長時間停止不前時，你可能會猶豫到底是熄火等待還是讓發動機一直運轉。家庭轎車的排量雖不大，但在城中的堵車卻白白地消耗了不少的燃油，對環境造成的污染也不小。有解決的辦法嗎？那就是讓我們的車輛也安裝上像雪鐵龍C3一樣的發動機起/停系統。

這種啟動-發電機其實原理挺簡單，啟動時，它靠皮帶帶動發動機的曲軸；當發動機正常運轉起來之后，它又充當發電機的角色，起動機與發電的重任都落到了一臺機器上。這其中的核心是一套逆變裝置——2kW逆變發電機。由于皮帶屬于一種相對柔和的傳動方式，啟動時自然就沒有傳統的齒輪硬碰硬的噪音。從表面上看，它的形狀與安裝位置都與傳統的發電機很相象，只是個頭略大一點，后面的線頭更多、更粗，并且傳動皮帶也比普通車上的更寬一些。

如果車子一直走著，不管是快還是慢，這套系統根本不會起作用，而在堵車時，它省油的優勢才能體現出來，而且是越堵越省油，據資料顯示最高能達到15%！除了省油外，更多的是為了減少排放。它最大的作用是減少溫室氣體——CO2的排放量，以減小溫室效應。對于1.4L 16V發動機在城市功況時，燃油消耗和 CO2排放可減少10%，同時停車時也就沒有了噪聲污染，在交通高峰期節油可達到17%。

雪鐵龍的這一系統是法雷奧公司開發的，在此同時另一家零部件公司也在大力開發起步停車系統，那就是博世，并在2008年北京車展上，將這一系統展現在中國消費者面前，這也是中國消費者首次深度了解能有效節省燃油和降低有害物質排放的發動機起/停系統。法雷奧與博世的發動機起/停系統最大的區別是法雷奧的發電機/馬達是一體的，而博世是分開的。

即便駕駛員認識到了發動機起/停系統在燃油經濟性上的優勢，許多駕駛員仍然會選擇永久性地關閉此功能，一部分原因是由于發動機重新啟動時的不舒適性，還有一部分原因是操作上不夠便捷。但基本的發動機起/停系統仍然是高性價比的選擇，這也是它正在得到廣泛應用的關鍵。

目前發動機起/停系統在歐洲廠商的帶領下正在快速發展。優秀的性價比是起/停系統能夠在將來得到廣泛應用的關鍵因素。起/停系統包括加強型啟動電機和可在發動機控制單元中執行起停的插件，還需要對蓄電池的容量進行調整。隨著汽車技術的發展，新一代發動機起/停系統已經變得更加人性化，讓駕駛員操作起來更加舒適、便捷。

在馬自達“創馳藍天技術”技術中，其發動機起/停系統“i-stop”并不是依靠馬達來重新啟動發動機，而是采用預先控制活塞停止位置的電控技術，在發動機重新點火的初始階段即通過燃料噴射進行燃燒來重新啟動發動機。

當變速器擋位在D擋，駕車者踩下制動踏板，且CX-5完全停止的時候，發動機控制系統會切斷發動機的供油，使得發動機完全停止。這個時候“i-stop”系統就會根據4組活塞靜止時的狀態，選定其中一個活塞相位角最理想的氣缸備用。由于活塞最理想的相位角是90°，因此該氣缸內活塞的相位角必須介于40°至100°之間。系統會打開這個氣缸的節氣門，讓新鮮空氣進入氣缸內。一旦駕車者松開剎車，“i-stop”系統就會立即通過發動機控制系統發出指令，對剛才選定的氣缸噴油并點火，從而在起步瞬間榨取最大扭矩。由于在此過程中，蓄電池的功能僅僅是點火，因此，“i-stop”系統不會對蓄電池有更高的要求。

最近試駕的車輛，除了入門級家轎外幾乎都配備了發動機起/停系統，如最近試駕的東風本田思鉑睿、東風英菲尼迪Q50L、一汽大眾奧迪Q5、進口奧迪S3等車型都配備了發動機起/停系統，不過給我印象深刻的還是S3的啟停系統，因為在保持發動機停止時不用再踩住剎車踏板了。只要踩油門便可重新啟動發動機，只是動靜有點大，不過新起/停系統的便利性還是很出色的。

說道起/停系統，已經在歐洲流行了好幾年，在進口到國內的歐洲產車輛上和國產奧迪上也見到了這一配置，但對于消費者來說并不是很常用，因為操作上不夠便捷。舍弗勒開發的新一代起/停系統會怎樣呢？在這輛演示車雨燕上，當停車后發動機便停止了運轉，腳從制動踏板上挪開，發動機依然靜止。當操作擋把，或踩下加速踏板時，發動機立即啟動了，根本沒有延誤起步的步伐。最大的好處是再也不用狠踩制動踏板來滿足發動機熄火的必要條件，這也是我不喜歡傳統自動起/停系統的一大原因，現在好了，右腳也解放了，燃油還節省了，我相信廣大車主會喜歡這套新一代起/停系統的。舍弗勒的這套系統采用了帶解耦式張緊器的12V皮帶式起動/發電機系統（BAS）輕松實現了皮帶的正、反轉。

消費者對發動機起/停系統的抱怨主要集中在舒適性方面，而對于諸如增加了系統的磨損和降低油耗等方面的相對較少。在發動機起/停系統里還有一個概念，就是“駕駛者意愿優先”，是指起/停系統發出指令讓發動機開始停機這個過程期間，駕駛員突然改變意愿，希望駕駛車輛繼續行駛，此時發動機仍然在慣性作用下旋轉。傳統的啟動電機齒輪需要等待發動機完全停止后才能再次重新啟動發動機，由此帶來的時間延遲將非常明顯。

延遲的多少在很大程度上取決于所采用的技術。如采用傳統的加強型起動機方案，所需時間將達到1200ms，如果采用常嚙合類型的起動電機方案，這個時間還能減少一半，達到600ms。采用皮帶式起動發電機方案，這個時間還能再減少1/3，達到400ms。這說明采用皮帶式發動機起/停系統可以有效地促進這一系統在市場上的推廣，尤其是對消費者同時對發動機起/停系統的另一種抱怨——過大的噪聲和振動（NVH）也有很大的改善作用。

對于12V加強型起動電機方案的進一步優化將著重于增加起動的舒適性和提高起動速度。經過改良的加強型起動電機和采用可變起動速度等技術方案可明顯改善起動齒輪的嚙合表現。皮帶式起動發電機（BSG）已經在12V車載電器系統的車輛上得到了廣泛應用，它具有比加強型起動電機方案更好的控制噪聲和振動表現，不過，必須采用可以雙向受力的皮帶系統以能夠承受反向載荷。安裝在曲軸皮帶輪上的解耦器會自動降低皮帶傳動的振動，它可以通過專門設計的弧形彈簧對皮帶輪起到隔振效果，從而降低由于曲軸不規則運動引起的皮帶傳動系統轉速波動。目前還很難評估在起動電機中引入兩個傳動比，來分別執行冷起動和快速、舒適的熱起動，不過這是將來的發展趨勢。將來的車輛48V電力系統將大大提高起停系統的舒適性，起動速度也將被進一步提高。

當在等待紅燈發電動機熄火時，發動機皮帶上的曲軸皮帶輪和其他一些附件可以被解耦，起動/發電一體機可以單獨驅動空調壓縮機繼續工作。舍弗勒還想出了另外一種解決方案，在現有的機械空調中集成了一個特殊設計的電動馬達。壓縮機在發動機工作期間保持正常運行。根據實際功率的需求，它還可以將多余的驅動功率通過空調壓縮機上的電動馬達轉換為電能，并進行存儲。當發動機停機時，電動機可以獨立驅動空調壓縮機工作。

今天發動機起/停系統已經得到了許多廠家的認可，PSA、大眾、奔馳、寶馬、奧迪路虎、鈴木等等公司都把這一系統當做標準配置安裝在一些車型上。據統計資料顯示，在2012年生產的配備發動機起/停系統的車輛多達780萬，預計到2016年，會有2/3的新車配備發動機起/停系統。在歐洲，根據預測，到2019年，發動機起/停系統將成為機動車的標準配置。環境問題已經成為生活在這個地球上每個人必須面對的生存問題。“想擁有更清潔、更經濟的駕駛體驗嗎？”這也成為了縈繞在每個人心頭的愿景，而城市內頻繁停車而孕育而生的發動機起/停系統技術是最便捷的手段。