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卫东

中国政府提出了到2020年，中国乘用车平均燃油消耗量将降至5L/100km的目标。2013年中国国产汽车企业平均燃油消耗量为7.33L/100km，为达到2020年的目标还需要降低约32%的油耗，任务还是非常艰巨的，而进一步开发传统内燃机技术所带来的节油潜力也是最实际可行的方法。

众所周知，发电机在停机时功率消耗最低。有专家认为，发动机起/停系统是汽车动力系统进入电气化的标志，从成本-效益的角度考虑，起/停系统是减少油耗和CO2排放最好的方法之一。根据NEDC测试循环测算，它的节油效率约为4%～5%，如在严重拥堵的城市交通环境下，它能够减少更多的燃料消耗。当我们在考虑如何减少真实驾驶情况下的燃油消耗时，一个基本的发动机起/停系统仍然是一个高性价比的选择。

人们为了减少汽车对环境的污染在考虑各种方法，十年前，人们意识到了发动机起/停系统。如果车辆在等待红灯时自动熄灭，绿灯时又自动着车，那一定会节省不少的燃油和减少许多不必要的排放。在2004年，雪铁龙成为了首家批量生产应用皮带式启动机/发电机的整车厂。

在2004年上市的雪铁龙C3上安装了一套与众不同的系统——发动机起/停系统（Stop& Start）。按下ECO按钮，随着仪表板上ECO灯亮起，发动机就会自动适应城市里走走停停的路况。停车后，如果踩住刹车踏板超过3s，发动机就会自动熄火，当脚从刹车踏板上移开，机器又会自动启动。在整个过程中，既不用碰换挡手柄，也不用动点火开关，一切都是自动完成的。雪铁龙C3 发动机起/停系统使它成为一部更适合在城市行驶的时尚小车。

当在下班高峰期你堵在回家的路上长时间停止不前时，你可能会犹豫到底是熄火等待还是让发动机一直运转。家庭轿车的排量虽不大，但在城中的堵车却白白地消耗了不少的燃油，对环境造成的污染也不小。有解决的办法吗？那就是让我们的车辆也安装上像雪铁龙C3一样的发动机起/停系统。

这种启动-发电机其实原理挺简单，启动时，它靠皮带带动发动机的曲轴；当发动机正常运转起来之后，它又充当发电机的角色，起动机与发电的重任都落到了一台机器上。这其中的核心是一套逆变装置——2kW逆变发电机。由于皮带属于一种相对柔和的传动方式，启动时自然就没有传统的齿轮硬碰硬的噪音。从表面上看，它的形状与安装位置都与传统的发电机很相象，只是个头略大一点，后面的线头更多、更粗，并且传动皮带也比普通车上的更宽一些。

如果车子一直走着，不管是快还是慢，这套系统根本不会起作用，而在堵车时，它省油的优势才能体现出来，而且是越堵越省油，据资料显示最高能达到15%！除了省油外，更多的是为了减少排放。它最大的作用是减少温室气体——CO2的排放量，以减小温室效应。对于1.4L 16V发动机在城市功况时，燃油消耗和 CO2排放可减少10%，同时停车时也就没有了噪声污染，在交通高峰期节油可达到17%。

雪铁龙的这一系统是法雷奥公司开发的，在此同时另一家零部件公司也在大力开发起步停车系统，那就是博世，并在2008年北京车展上，将这一系统展现在中国消费者面前，这也是中国消费者首次深度了解能有效节省燃油和降低有害物质排放的发动机起/停系统。法雷奥与博世的发动机起/停系统最大的区别是法雷奥的发电机/马达是一体的，而博世是分开的。

即便驾驶员认识到了发动机起/停系统在燃油经济性上的优势，许多驾驶员仍然会选择永久性地关闭此功能，一部分原因是由于发动机重新启动时的不舒适性，还有一部分原因是操作上不够便捷。但基本的发动机起/停系统仍然是高性价比的选择，这也是它正在得到广泛应用的关键。

目前发动机起/停系统在欧洲厂商的带领下正在快速发展。优秀的性价比是起/停系统能够在将来得到广泛应用的关键因素。起/停系统包括加强型启动电机和可在发动机控制单元中执行起停的插件，还需要对蓄电池的容量进行调整。随着汽车技术的发展，新一代发动机起/停系统已经变得更加人性化，让驾驶员操作起来更加舒适、便捷。

在马自达“创驰蓝天技术”技术中，其发动机起/停系统“i-stop”并不是依靠马达来重新启动发动机，而是采用预先控制活塞停止位置的电控技术，在发动机重新点火的初始阶段即通过燃料喷射进行燃烧来重新启动发动机。

当变速器挡位在D挡，驾车者踩下制动踏板，且CX-5完全停止的时候，发动机控制系统会切断发动机的供油，使得发动机完全停止。这个时候“i-stop”系统就会根据4组活塞静止时的状态，选定其中一个活塞相位角最理想的气缸备用。由于活塞最理想的相位角是90°，因此该气缸内活塞的相位角必须介于40°至100°之间。系统会打开这个气缸的节气门，让新鲜空气进入气缸内。一旦驾车者松开刹车，“i-stop”系统就会立即通过发动机控制系统发出指令，对刚才选定的气缸喷油并点火，从而在起步瞬间榨取最大扭矩。由于在此过程中，蓄电池的功能仅仅是点火，因此，“i-stop”系统不会对蓄电池有更高的要求。

最近试驾的车辆，除了入门级家轿外几乎都配备了发动机起/停系统，如最近试驾的东风本田思铂睿、东风英菲尼迪Q50L、一汽大众奥迪Q5、进口奥迪S3等车型都配备了发动机起/停系统，不过给我印象深刻的还是S3的启停系统，因为在保持发动机停止时不用再踩住刹车踏板了。只要踩油门便可重新启动发动机，只是动静有点大，不过新起/停系统的便利性还是很出色的。

说道起/停系统，已经在欧洲流行了好几年，在进口到国内的欧洲产车辆上和国产奥迪上也见到了这一配置，但对于消费者来说并不是很常用，因为操作上不够便捷。舍弗勒开发的新一代起/停系统会怎样呢？在这辆演示车雨燕上，当停车后发动机便停止了运转，脚从制动踏板上挪开，发动机依然静止。当操作挡把，或踩下加速踏板时，发动机立即启动了，根本没有延误起步的步伐。最大的好处是再也不用狠踩制动踏板来满足发动机熄火的必要条件，这也是我不喜欢传统自动起/停系统的一大原因，现在好了，右脚也解放了，燃油还节省了，我相信广大车主会喜欢这套新一代起/停系统的。舍弗勒的这套系统采用了带解耦式张紧器的12V皮带式起动/发电机系统（BAS）轻松实现了皮带的正、反转。

消费者对发动机起/停系统的抱怨主要集中在舒适性方面，而对于诸如增加了系统的磨损和降低油耗等方面的相对较少。在发动机起/停系统里还有一个概念，就是“驾驶者意愿优先”，是指起/停系统发出指令让发动机开始停机这个过程期间，驾驶员突然改变意愿，希望驾驶车辆继续行驶，此时发动机仍然在惯性作用下旋转。传统的启动电机齿轮需要等待发动机完全停止后才能再次重新启动发动机，由此带来的时间延迟将非常明显。

延迟的多少在很大程度上取决于所采用的技术。如采用传统的加强型起动机方案，所需时间将达到1200ms，如果采用常啮合类型的起动电机方案，这个时间还能减少一半，达到600ms。采用皮带式起动发电机方案，这个时间还能再减少1/3，达到400ms。这说明采用皮带式发动机起/停系统可以有效地促进这一系统在市场上的推广，尤其是对消费者同时对发动机起/停系统的另一种抱怨——过大的噪声和振动（NVH）也有很大的改善作用。

对于12V加强型起动电机方案的进一步优化将着重于增加起动的舒适性和提高起动速度。经过改良的加强型起动电机和采用可变起动速度等技术方案可明显改善起动齿轮的啮合表现。皮带式起动发电机（BSG）已经在12V车载电器系统的车辆上得到了广泛应用，它具有比加强型起动电机方案更好的控制噪声和振动表现，不过，必须采用可以双向受力的皮带系统以能够承受反向载荷。安装在曲轴皮带轮上的解耦器会自动降低皮带传动的振动，它可以通过专门设计的弧形弹簧对皮带轮起到隔振效果，从而降低由于曲轴不规则运动引起的皮带传动系统转速波动。目前还很难评估在起动电机中引入两个传动比，来分别执行冷起动和快速、舒适的热起动，不过这是将来的发展趋势。将来的车辆48V电力系统将大大提高起停系统的舒适性，起动速度也将被进一步提高。

当在等待红灯发电动机熄火时，发动机皮带上的曲轴皮带轮和其他一些附件可以被解耦，起动/发电一体机可以单独驱动空调压缩机继续工作。舍弗勒还想出了另外一种解决方案，在现有的机械空调中集成了一个特殊设计的电动马达。压缩机在发动机工作期间保持正常运行。根据实际功率的需求，它还可以将多余的驱动功率通过空调压缩机上的电动马达转换为电能，并进行存储。当发动机停机时，电动机可以独立驱动空调压缩机工作。

今天发动机起/停系统已经得到了许多厂家的认可，PSA、大众、奔驰、宝马、奥迪路虎、铃木等等公司都把这一系统当做标准配置安装在一些车型上。据统计资料显示，在2012年生产的配备发动机起/停系统的车辆多达780万，预计到2016年，会有2/3的新车配备发动机起/停系统。在欧洲，根据预测，到2019年，发动机起/停系统将成为机动车的标准配置。环境问题已经成为生活在这个地球上每个人必须面对的生存问题。“想拥有更清洁、更经济的驾驶体验吗？”这也成为了萦绕在每个人心头的愿景，而城市内频繁停车而孕育而生的发动机起/停系统技术是最便捷的手段。