電裝在北美車展亮相最新怠速-停車技術(shù)

　　發(fā)動機(jī)怠速-停車技術(shù)（Idle-stop），又稱起動-停車技術(shù)（Start-stop），在油價高、排放法規(guī)嚴(yán)格、強(qiáng)制推行駕駛循環(huán)標(biāo)準(zhǔn)的歐洲市場備受青睞，用于改進(jìn)燃油效率并降低排放。然而對于使用傳統(tǒng)汽油發(fā)動機(jī)的美國車型而言，卻要至少一年后才有望應(yīng)用該技術(shù)，并且屆時可能仍存爭議。

　　最近底特律舉行的北美國際車展NAIAS（North American International Auto Show）上，福特宣稱將在2012年車型上首次使用怠速-停車技術(shù)，而電裝更是展出包括三種起動馬達(dá)在內(nèi)的最新怠速-停車技術(shù)。這三種馬達(dá)分別為：先進(jìn)嚙合式起動馬達(dá)AE（Advanced Engagement Starter）、永久嚙合式起動馬達(dá)PE（Permanently Engaged Starter）與串聯(lián)式雙螺線管起動馬達(dá)TS（Tandem Solenoid Starter）。

圖1：雙螺線管起動馬達(dá)可在發(fā)動機(jī)完全停車之前與帶飛輪齒圈的小齒輪嚙合

一、電裝三種新型起動馬達(dá)

　　首先看AE先進(jìn)嚙合式起動馬達(dá)。該馬達(dá)工作方式與傳統(tǒng)起動馬達(dá)類似，通電之后小齒輪（Pinion）前驅(qū)與飛輪嚙合，并立即開始轉(zhuǎn)動。由于改進(jìn)了電刷性能，因而電裝AE先進(jìn)嚙合式起動馬達(dá)壽命得到顯著提升，與傳統(tǒng)起動馬達(dá)相比工作壽命提高6-10倍。AE先進(jìn)嚙合式起動馬達(dá)還采用了獨(dú)特的設(shè)計構(gòu)造與小齒輪彈簧機(jī)構(gòu)，可減少90%齒輪機(jī)構(gòu)與彈簧機(jī)構(gòu)之間的摩擦阻力。上述性能均在電裝的實際測試中得到檢驗。

　　在剎車過程中發(fā)動機(jī)燃油供給切斷，逐漸趨向于0轉(zhuǎn)速。一旦達(dá)到0速點，司機(jī)踩下油門，則AE起動馬達(dá)可立即通電重新起動發(fā)動機(jī)。據(jù)悉，根據(jù)適配發(fā)動機(jī)規(guī)格的不同，AE先進(jìn)嚙合式起動馬達(dá)可降低油耗3-5%。不過由于該馬達(dá)需要發(fā)動機(jī)達(dá)到0轉(zhuǎn)速，在重啟上具有一定延遲，因而尚未達(dá)到Change of Mind（思維切換，即指響應(yīng)迅速，功能轉(zhuǎn)換如同思維意識變化一樣迅捷）的技術(shù)高度。該馬達(dá)最大程度地運(yùn)用了現(xiàn)有成熟技術(shù)，從而簡化了安裝使用工作。目前該馬達(dá)已經(jīng)在歐洲市場開始應(yīng)用。

　　其次是PE永久嚙合式起動馬達(dá)，這是與豐田汽車共同開發(fā)的成果。從2009年起該馬達(dá)逐漸開始用于歐洲市場上豐田Auris和Yaris等車型。該馬達(dá)取消了傳統(tǒng)起動馬達(dá)的齒輪轉(zhuǎn)動-嚙合飛輪的機(jī)制，直接安裝附于發(fā)動機(jī)，讓齒輪機(jī)構(gòu)與飛輪永久嚙合，從而無需為嚙合花費(fèi)時間。一旦通電即可經(jīng)由曲軸作用于發(fā)動機(jī)，達(dá)到了更快的重啟發(fā)動機(jī)效果，提高了加速性能與操作感受。

圖2：電裝PE永久嚙合式起動馬達(dá)

　　PE永久嚙合式起動馬達(dá)在所有起動馬達(dá)中具有最快的起動速度，實現(xiàn)了Change of Mind能力。由于該馬達(dá)可在停車時切斷燃油噴射，因而也提高了行駛里程。在不考慮嚙合性能的情況下，齒輪外形可進(jìn)行噪聲優(yōu)化，獲得更安靜的運(yùn)行效果。不過飛輪機(jī)構(gòu)需要特殊分?jǐn)鄼C(jī)構(gòu)，以便在發(fā)動機(jī)重啟后分離。

　　電裝此次展出的最新款馬達(dá)當(dāng)屬TS串聯(lián)式雙螺線管起動馬達(dá)。該馬達(dá)預(yù)計將在2011年下半年投入生產(chǎn)。串聯(lián)式雙螺線管起動馬達(dá)，顧名思義，兩個共軸螺線管形成串聯(lián)布局，可獨(dú)立控制起動馬達(dá)的小齒輪轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)和馬達(dá)旋轉(zhuǎn)功能。該馬達(dá)同樣實現(xiàn)了Change of Mind能力，無需發(fā)動機(jī)完全達(dá)到0轉(zhuǎn)速即可運(yùn)行，重新起動發(fā)動機(jī)的速度明顯高于AE先進(jìn)嚙合式起動馬達(dá)。其齒輪機(jī)構(gòu)可嚙合旋轉(zhuǎn)中的飛輪。為滿足小齒輪與旋轉(zhuǎn)飛輪之間達(dá)到正時與同步的效果，電裝為該馬達(dá)采用了特殊軟件進(jìn)行控制。

　　發(fā)動機(jī)重啟過程中，有時會發(fā)生“點火熄黯”現(xiàn)象，或者系統(tǒng)用電需求過高導(dǎo)致部分設(shè)備重啟。此時需要實現(xiàn)突入電流降低中繼ICR（In-rush Current Reduction）Relay，減少在起動馬達(dá)以曲軸推動發(fā)動機(jī)過程中電池與馬達(dá)之間的電壓驟降現(xiàn)象。另外，在發(fā)動機(jī)徹底停轉(zhuǎn)之前，該馬達(dá)能夠滿足“無油耗惰轉(zhuǎn)時間（Coasting Time）”需求，僅此一項即可降低油耗4%以上，根據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)的不同幅度可能有所變化。

　　由于外形規(guī)格接近AE先進(jìn)嚙合式起動馬達(dá)，因此TS串聯(lián)式雙螺線管起動馬達(dá)同樣具有易于安裝等優(yōu)點。

二、怠速-停車系統(tǒng)設(shè)計

　　怠速-停車系統(tǒng)設(shè)計范疇并不限于起動馬達(dá)技術(shù)本身，系統(tǒng)還需要添加諸多其他產(chǎn)品及組件，從而改進(jìn)系統(tǒng)的舒適性與方便性（例如與空調(diào)系統(tǒng)掛鉤），乃至動力總成性能。上述產(chǎn)品可為車輛實現(xiàn)更優(yōu)越的能量管理，提高燃油效率。電裝此次展出的相關(guān)產(chǎn)品包括：

　　冷量儲存系統(tǒng)-當(dāng)配備起動-停車系統(tǒng)的車輛處于停車狀態(tài)、空調(diào)系統(tǒng)供電中斷時，電裝冷量儲存系統(tǒng)有助于保持車輛內(nèi)部溫度。通過吸冷材料的使用，即便發(fā)動機(jī)不再為空調(diào)系統(tǒng)提供工作所需電能，車艙依然能夠在一定時間內(nèi)保持氣溫調(diào)節(jié)效果。