張曉艷/長春汽車工業(yè)高等專科學校
轎車起停系統(tǒng)(Start-Stop)試驗
張曉艷/長春汽車工業(yè)高等??茖W校
當今汽車技術飛速發(fā)展,隨著對節(jié)能環(huán)保的愈加重視,起停系統(tǒng)(Start-Stop)應運而生,這個系統(tǒng)可以在最大程度上消除怠速階段的燃油消耗,從而達到節(jié)能減排的目的。為了保證系統(tǒng)功能的完善及穩(wěn)定性,整車廠必須利用相應的功能及耐久性試驗來進行驗證,
轎車;起停系統(tǒng);Start-Stop ;試驗
有資料統(tǒng)計在擁堵的城市中行駛時幾乎有35%是在停駛狀態(tài),此時發(fā)動機在怠速運轉,發(fā)動機怠速運行產(chǎn)生的燃油消耗是最沒有意義的,是在做無用功,如果此時發(fā)動機也停止運轉,好處是顯而易見的。大眾集團早在1981年就推出了這個概念,當時還是通過按鈕來啟動-停止發(fā)動機的運轉,而到2008年,全新的起停系統(tǒng)(Start-Stop)已應用到高爾夫的批量車上,投放市場。在等紅綠燈時讓發(fā)動機也喘口氣、休息片刻,這不僅僅是體現(xiàn)人性的一面,更是為了減少發(fā)動機尾氣對環(huán)境的的污染,節(jié)省不可再生的能源。起停系統(tǒng)(Start-Stop)使怠速燃油消耗這種毫無意義的浪費成為過去,特別是在頻繁起步停車的城市交通環(huán)境中,起停系統(tǒng)(Start-Stop)所帶來的節(jié)油效果則更為明顯。但是如果車子一直走著,不管是快還是慢,這套系統(tǒng)根本不會起作用,而在堵車時,它省油的優(yōu)勢才能充分體現(xiàn)出來,而且是越堵越省油,據(jù)資料顯示最高能達到15%!高爾夫A6藍驅這款“高爾夫藍驅技術系列”車型,即配備了起停系統(tǒng)(Start-Stop),使它在城市交通路況的油耗得以降低,從而提高了燃油經(jīng)濟性。它的工作過程是這樣的:遇到紅燈時,駕駛員進行制動使車輛完全停下來(手動擋車型需將檔位換入空檔并完全釋放離合踏板),控制系統(tǒng)自動將發(fā)動機熄火;綠燈放行時,駕駛員抬起制動踏板(手動擋車型踩下離合器),發(fā)動機則自動重新啟動,駕駛員可繼續(xù)前行。有一點非常重要,這種節(jié)能的駕駛方式并沒有改變?nèi)藗內(nèi)粘5鸟{駛習慣,不會給車主帶來任何使用上額外的麻煩。
起停系統(tǒng)(Start-Stop)是一個非常復雜的系統(tǒng)工程,主控制單元集成在發(fā)動機控制器內(nèi),和車上的幾乎所有控制單元一起來實現(xiàn)完整的起停功能。和普通車型相比,主要的區(qū)別在于起動機、蓄電池和DC/DC轉換器是特殊的,更耐用,壽命更長。
起停系統(tǒng)(Start-Stop)是一個復雜的系統(tǒng)工程,想要保證系統(tǒng)正常運轉需要滿足很多的條件,簡單總結如下:
3.1 發(fā)動機禁止自動停止的狀態(tài)量
對于起停系統(tǒng)來說,有很多狀態(tài)量可以禁止發(fā)動機自動停止,也就是在這些狀態(tài)下,發(fā)動機是不能自動熄火的。比如,蓄電池的電量,發(fā)動機轉速,蓄電池溫度,冷卻液溫度,空調(diào)鼓風機檔位,路面坡度等等。
3.2 禁止重新起動的狀態(tài)量
對于起停系統(tǒng)來說,也有一些狀態(tài)量可以禁止發(fā)動機重新起動,也就是說在這些狀態(tài)下,發(fā)動機在自動停止之后是不能自動起動的。比如,司機的安全帶不在安全帶鎖中,司機側車門打開,發(fā)動機罩打開(車輛具有機罩開啟傳感器)等。
3.3 自動重新起動的狀態(tài)量
對于起停系統(tǒng)來說,還有一些狀態(tài)量可以使發(fā)動機自動重新起動,也就是說在這些狀態(tài)下,發(fā)動機在自動停止之后是會自動起動的。比如,蓄電池的電量低于一定值,空調(diào)溫度的設定,鼓風機檔位的設定,以及冷卻液溫度等等。
起停系統(tǒng)(Start-Stop)工作時涉及到發(fā)動機的頻繁啟動和停止,有可能對整車其他用電器及功能造成影響,如車窗、天窗、座椅、雨刮、室內(nèi)照明、外部照明、后風窗加熱及收音機等。比如對車窗的影響,在發(fā)動機自動重新起動時車窗的連續(xù)運行短暫中斷,然后繼續(xù)按原方向運行;對天窗的影響,在發(fā)動機自動重新起動時天窗運行速度短暫變緩,然后繼續(xù)按原方向運行。
對于起停系統(tǒng)來說,為了保證系統(tǒng)功能完善以及用戶使用可靠性,需要對該系統(tǒng)進行功能試驗,以驗證系統(tǒng)是否能滿足設計的各種條件;并需要進行耐久可靠性試驗,以驗證該功能在多次使用之后,是否功能正常。但無論是功能試驗還是可靠性試驗都涉及到以下幾方面內(nèi)容:
5.1 試驗人員
試驗需要工程師和試車員的共同參與,工程師主要確定該系統(tǒng)的工作原理、邊界條件,制定試驗指導,并對試車員進行培訓。試車員需要根據(jù)工程師的培訓,嚴格按照試驗指導進行試驗操作,驗證系統(tǒng)功能,發(fā)現(xiàn)并記錄試驗過程中出現(xiàn)的問題。
5.2 試驗路線
該系統(tǒng)試驗是在公開路面和試驗場進行,試驗場有固定的試驗路線,不需要選擇。但對于公開路面,為了試驗的全面性,需要根據(jù)系統(tǒng)功能或者系統(tǒng)邊界條件,選擇合適的道路進行試驗。該系統(tǒng)主要是測試起停功能,因此首先需要考慮起停次數(shù)多的路面。那么,首先會選擇紅綠燈多,或者堵車路段,以增加起停次數(shù)。另外,比如坡路坡度會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響,那么就需要選擇相應的路段,以驗證此項功能。
5.3 試驗設備
由于該系統(tǒng)和車輛許多控制器或者車輛參數(shù)有關,但車輛內(nèi)部參數(shù)看不見摸不著,因此需要安裝特定的設備來記錄全車控制器數(shù)據(jù),以便在出現(xiàn)問題的時候能夠對相關參數(shù)進行分析。
5.4 問題分析
當試驗過程中出現(xiàn)問題的時候,由試車員首先對問題進行記錄,什么路段,多少里程,車速多少,發(fā)動機轉速多少,外界溫度、空調(diào)溫度、鼓風機檔位、變速箱檔位等等信息進行記錄,并向工程師匯報。工程師根據(jù)試車員的描述,對故障進行再現(xiàn),確認問題,必要時可以和試車員一起試車。在對問題確認之后,借助分析軟件,和專業(yè)部門共同對問題進行分析,找到問題原因,制定更改措施,并對措施進行驗證,直到問題有效解決。
目前,為了達到節(jié)能減排的目的,起停系統(tǒng)在各大廠家普遍應用。在該系統(tǒng)的試驗中,一定要根據(jù)系統(tǒng)的設計原理及邊界條件進行功能試驗,并進行耐久試驗以保證系統(tǒng)功能的可靠性。
張曉艷(1985-),女,陜西榆林市人,助理工程師,本科,研究方向:汽車構造、汽車技術及教學論。