发动机启停系统的工作原理
发动机启停系统是现代汽车中采用的一项技术，当车辆暂时停止时（例如在红灯前或交通拥堵时），它会自动关闭发动机；当驾驶员准备起步时，它又会自动重新启动发动机。其主要目的很简单：在不牺牲驾驶舒适性的前提下，降低油耗和尾气排放。虽然发动机看似自动关闭，但实际上，该系统由众多传感器、车载电脑（ECU）和专门设计的电子元件协同工作，以确保平稳、快速且安全的启停过程。
为什么会发明启停功能？
在城市交通状况下，车辆怠速运转会浪费大量时间。怠速时，发动机为了维持最低转速而持续燃烧燃油，即使车辆并未行驶。从效率角度来看，这是一种浪费。因此，汽车制造商开发了启停系统来：
1. 节约燃料，尤其是在走走停停的路线上。
2. 减少车辆静止时的二氧化碳排放和污染物排放。
3. 降低人口密集地区的噪音。
其效果因驾驶方式和交通状况而异，但在城市中使用时，节省的费用往往很明显。
工作原理概述
从概念上讲，启停功能实现了三个功能：
1. 检测 车辆已停稳，可以安全关闭发动机。.
2. 受控发动机停机（保持关键系统供电）。
3. 当驾驶员发出行驶信号时，迅速重新启动发动机。
为此，这辆车需要结合多种传感器、控制模块，以及比没有启停功能的汽车更强大的启动器和电气系统。
启停系统的主要组成部分
1. ECU/BCM 和启停模块
该系统的核心是发动机控制单元（ECU），它与车身控制模块（BCM）以及有时与专用启停单元协同工作。该模块处理来自传感器的信号，以确定何时关闭发动机以及何时重新启动发动机。
2. 监测条件的传感器
为了确保安全和舒适，该系统会监测多个参数，包括：
– 车辆速度（必须为 0 公里/小时或接近 0）。
– 刹车踏板和离合器踏板的位置（手动挡）或变速杆的位置（自动挡）。
– 方向盘角度（停车操作通常会阻止自动启停功能接合）。
– 发动机温度和环境温度（冷车通常不会熄火）。
– 空调负荷和车厢要求（如果压缩机和冷却需要发动机，系统可能无法停止）。
– 电池状况（电量/SoC、电压、电池温度）。
– 制动真空状况或助力器压力（必须足以保证制动安全）。
– DPF/颗粒物再生（在柴油发动机上，过滤器再生期间可以禁用启停功能）。
总之：只有在满足所有安全和舒适要求的情况下，才会关闭发动机。
3. 特殊电池：EFB 或 AGM
启停汽车通常使用EFB（增强型富液电池）或AGM（吸附式玻璃纤维隔板电池），因为：
– 更能耐受反复充放电循环。
– 能够为多个起动器提供大电流。
– 在高用电负荷（灯光、鼓风机、信息娱乐系统）下更加稳定。
许多汽车的负极还有一个电池传感器（IBS/智能电池传感器），用于精确监测电流、电压和温度。
4. 更耐用的起动电机（或替代方案）
一般有两种方法：
– 加强型传统启动器：由于启动频率更高，启动电机、电磁阀和齿轮的设计更加耐用。
– 轻混车型上的集成式启动发电机 (ISG)/BSG：使用通过皮带或直接与发动机连接的电机/发电机，实现更平稳、更快速的启动。这在 48V 车辆中很常见。
5. 交流发电机和能量管理
启停系统通常采用能量管理策略：交流发电机并非持续不断地为电池充电，而是会调整充电方式以提高效率。在某些车型上，减速期间会增加充电量（类似于能量回收充电），以利用通常会被浪费的能量。
机器自动关机时的工作流程
我们举个例子 变速器汽车 自动的：
1. 汽车减速并完全停了下来。
2. 驾驶员踩住刹车踏板，变速杆在 D 档。
3. ECU 检查以下情况：发动机温度是否足够，电池是否足够，空调是否不需要发动机，是否进行过停车/急转弯等。
4. 如果一切安全，ECU 会切断喷射和点火（汽油）或喷射（柴油），然后发动机停止运转。
5. 电气系统保持运行：车灯、主机、雨刮器和鼓风机（取决于制造商的设计）仍然由电池供电。部分车辆可能配备额外的电动泵（例如电动水泵）来维持温度。
在手动变速器中，当汽车停止时，发动机通常会熄火，变速器处于空挡，离合器踏板松开（取决于品牌）。
引擎如何重新启动？
例如，当系统检测到“运行意图”时，引擎将重新启动：
– 自动：驾驶员松开刹车踏板或踩下油门踏板。
– 手动挡：驾驶员踩下离合器踏板来挂挡。
当时：
1. ECU 激活起动器（或轻混动力系统的 ISG）。
2. 喷射和点火在极短时间内完成。
3. 发动机启动并稳定在怠速状态——在良好的系统中，通常不到一秒钟即可完成。
4. 车子可以开了。
在现代系统中，曲轴位置和发动机停止策略等多个参数都经过调整，以便下次启动更快、振动最小。
为什么自动启停功能有时无法激活？
驾驶员经常会问：“为什么发动机关不掉？”原因通常很简单，例如：
– 电池电量不足或SoC性能不足。
发动机尚未达到工作温度。
空调正在全力运转（车厢内温度较高，除雾功能已开启）。
方向盘转动幅度很大（表示正在操控车辆）。
– 汽车在陡坡上停下来，系统保持稳定。
– 车门未关好，安全带未系好（某些车型）。
该系统可为某些组件提供保护。
有些汽车还提供手动关闭自动启停功能的按钮。
对舒适性和部件耐用性的影响
这项技术旨在确保发动机安全，但确实会增加某些部件的运行负荷：
– 电池：如果不符合规格或经常用于短距离使用，则老化速度更快。
– 起动机：使用频率更高；因此其规格要求也更高。
– 安装和 NVH（振动）：制造商添加阻尼器和控制策略，使开关不会造成干扰。
如果在自动启停汽车中将电池更换为普通类型（非 EFB/AGM）电池，通常会出现问题：自动启停功能很少启动，电压下降，或者仪表盘上出现警告。
结论
发动机启停系统的工作原理是：结合传感器、ECU（发动机控制单元）、起动电机/ISG（集成式同步发电机）和专用电池，在车辆停止时自动关闭发动机，并在驾驶员准备行驶时重新启动发动机。该系统并非简单地“关闭发动机”，而是基于多种因素做出决策，以确保安全性和舒适性，同时不影响制动和车厢制冷等重要功能。在城市驾驶中，如果电气系统和电池按照制造商的标准进行维护，启停系统有助于节省燃油并减少排放。
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