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怠速熄火系统

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怠速熄火系统(英语:start-stop system)是一种控制汽车摩托车废气排放的装置,目的乃在减少车辆怠速静止时浪费燃油及降低空气污染。而怠速熄火(idling stop)是指汽车速度为零或接近零、刹车踩住等暂时停车时,发动机进行熄火以节省燃料。当驾驶人放开刹车并踩下油门起步时,发动机重新启动,而一般重新发动发动机的方法是采用启动马达英语Starter (engine)(starter motor)来达成。

发展历程

根据日本财团法人能源节省中心的测试显示,一辆发动机排气量2.0L的汽车在不开启空调、打到空档的状态下怠速运转10分钟,大约消耗140c.c.左右的燃油。如果打到D档、开启空调的话,汽油消耗量更达260c.c.。若以每天怠速10分钟计算,一年大约可节省51至95的汽油及减少120至220公斤二氧化碳排放[1]。因此怠速熄火系统的概念发想便是让发动机在怠速运转时自动熄火,节省油耗也减少排放废气。

早在1970年代中叶,日本丰田汽车便尝试在一辆丰田皇冠上安装一种电子装置,可在汽车静止1.5秒后关闭发动机。试验结果发现在东京繁忙的交通里,这种新技术可让油耗效率提升10%[2]。1980年代起这项科技开始装置于量产市售车上,意大利飞雅特汽车飞雅特Regata英语Fiat Regata[3]德国福斯集团第二代福斯Polo皆可见到。1994年第三代福斯Golf福斯Lupo日语Volkswagen Lupo(3L车型),以及1999年奥迪A2英语Audi A2(3L车型)皆配置了怠速熄火装置,纵然这些车款因售价高昂而卖相不佳。

2006年法国标致雪铁龙集团麾下的雪铁龙汽车发表了一套名为“Stop and Start”怠速熄火系统,搭载于雪铁龙C2英语Citroën C2雪铁龙C3英语Citroën C3上。这套系统结合了该公司研发之“SensoDrive”自动变速箱与电子控制之ISG可逆发电机(integrated starter-generator之缩写)[4]。ISG结合了启动马达英语Starter (engine)发电机,乃由法商法雷奥与日商电装共同研发而成。相同的“Stop and Start”怠速熄火装置也搭载于2011年小改款的标致3008 e-HDi车型,配合1.6L柴油发动机及刹车动能回收系统,可节省燃油损耗达15%的效果[5]

德国BMW则将怠速熄火系统应用旗下“高效动力”(Efficient Dynamics)车款多年,包括2008年以后的迷你车系。BMW一直致力于减少发动机动力的损耗,他们改用德商博世公司发展的加强型启动马达,在频繁关闭、启动的环境下比一般启动马达承受更多的启动次数。BMW使用的启动马达大部分的时间并未被启动,这意味着该项电子元件通常由电瓶供电。当电瓶需要充电、或者减速制动时,该启动马达便开始替电瓶充电(意即再生制动),故后者为特制之阀控密封铅酸蓄电池英语VRLA battery(valve-regulated lead–acid battery)。因为使用再生制动且ISG可辅助发动机,某些人将这种方式称为“微型混合动力”(micro hybrid)。

在日系车厂方面,马自达汽车也开发出i-Stop系统,在静止怠速的状态下重新启动时会决定首先运作的汽缸,该汽缸的活塞会停在适当位置且汽缸内完成扫气行程。等系统判断将重新启动时,就喷射燃料快速点火燃烧,同时驱动启动马达。启动过程耗时约0.35秒,而且相当平顺[6]。此外,本田汽车于1999年推出油电混合车第一代本田Insight,也在日规车型上搭载了名为“automatic idle stop”的怠速熄火装置[7]

2008年末意大利飞雅特汽车于旗下第二代飞雅特500安装了怠速熄火装置,乃由博世公司供应[8]爱快罗密欧在同年推出的MiTo亦搭载了相同的系统[9]印度车厂马恒达英语Mahindra & Mahindra(Mahindra & Mahindra Limited)于2011年11月24日发表上市的运动型多用途车XUV 500,领先该地市场搭载怠速熄火系统[10]。这套系统完全本土研发,非但涉及了霍尔效应感知器(Hall effect sensor)与离合器踏板感知器,也跟燃油喷射系统与高压共轨缸内直喷技术(common rail direct-injection,与德国博世公司合资开发而成)有关。此外,另一车厂塔塔汽车也在旗下轻型货车Ace LCV车型上搭载怠速熄火系统[11]

韩国起亚汽车在2011年纽约汽车展时宣布,2012年款的起亚Rio英语Kia Rio及五门掀背车Rio5搭载名为“Idle Stop & Go”的怠速熄火系统[12]。该公司表示这套系统搭配缸内直喷技术后,最佳油耗表现可达市区30mpg、高速公路40mpg。日本轻型车霸主铃木公司在同年9月发表一套新开发的怠速熄火系统,当驾驶人踩下刹车使时速降至13km/hr以下时,发动机会自动停止运转以节省燃油。此套系统除搭载于自家之铃木Wagon R车款外,亦配置于OEM车款马自达Flair。另一日系轻型车制造商大发工业亦在2012年11月3日发表“eco IDLE”怠速熄火系统,以JC08C规范测试,油耗表现最高可达到26.0km/L[13]

质疑与隐忧

2001年2月美国国家公路交通安全管理局曾针对非油电混合车款的第一代本田Insight附有“Idle Stop”装置的自动变速箱提出质疑[14],因为该自排变速箱会在发动机自动重启时突然发生蹒跚前进或后退的暴冲[15]。一般混合动力车辆从静止状态重新启动时,动力输出几乎没有延迟,这是电动马达的作用所致。但另一方面,汽油发动机车与微型混合动力车则会发生约数秒的延迟。某些人认为怠速熄火系统应配备启动马达组件,但事实并非如此[16]。马自达的i-Stop怠速熄火系统借由感测汽缸内活塞的位置而重启发动机,他们宣称能在0.35秒内更快、更安静地重启[17]。再者,目前量产车大部分的怠速熄火系统,皆无法在怠速熄火时提供冷气,因此车上乘员必须忍受车内升高之温度,直至发动机重新启动、空调系统再度运转为止。

摩托车的应用

2011年4月中华民国行政院环境保护署考虑六期机车废气排放标准要强制所有新车安装怠速熄火装置,于是光阳机车率先推出具备该装置的V2 125 Idle Stop车款。这部搭载124.6c.c.四行程单缸强制空冷发动机的摩托车,在钥匙孔上方配置一个怠速熄火装置的黄色启动开关,仪表板也有一颗小灯,亮起时代表开启怠速熄火装置。该装置由光阳称作“SiT智慧驱动喷射系统”主导,打开开关遇红灯停下机车时,系统自动研判发动机运转温度电压是否足以再度启动。若所有条件成立则机车静止3秒后就会自动熄火,而静止时大灯、尾灯依然维持运作。遇绿灯准备起步,只要转动油门,启动马达就会点火再度发动机车[18]

内部链接

参考资料

  1. ^ 请见汽车线上:从MAZDA Axela i-Stop谈怠速熄火系统,第五段。
  2. ^ 请见(英文)Automatic on/off switch gives 10-percent gas saving,鲍伯·敦翰(Bob Dunham)著,页170。
  3. ^ 请看(英文)Italiaspeed.com: 18.02.2009 Fiat Regata Sedan Boasted 'Stop-Start' Technology More Than Two Decades Ago
  4. ^ 请见(英文)PSA Peugeot Citroën: Stop & Start 互联网档案馆存档,存档日期2011-12-17.的动画介绍。
  5. ^ 参看U-Car车坛新闻:环保再进化, Peugeot 3008 & 5008加入e-HDi低排污科技 互联网档案馆存档,存档日期2011-11-29.。
  6. ^ 参见(英文)TopGear: Mazda 3 i-stop,第二段。
  7. ^ 请见{[en))Honda Introduces the "INSIGHT", a Hybrid Car that Offers the World's Lowest Fuel Consumption for a Mass-Produced Gasoline-Powered Vehicle 互联网档案馆存档,存档日期2012-10-12.。
  8. ^ 请见(英文)Italiaspeed: New 500 Start&Stop Gets Started In The UK
  9. ^ 请参考(英文)autoevolution: Alfa MiTo to Get MultiAir Engines, Start-Stop System
  10. ^ 请参考(英文)IIFL: Mahindra & Mahindra’s XUV 500内文。
  11. ^ 参考(英文)Wheels Unplugged: Tata Motors rolls out micro-hybrid version of Ace LCV 互联网档案馆存档,存档日期2009-09-07.。
  12. ^ 请看(英文)autoblog: New York 2011: Kia debuts all-new 2012 Rio with start-stop, good for 40 MPG
  13. ^ 请见AutoNet: 新eco IDLE技术导入,DAIHATSU Mira Cocoa/Move Conte小改节能登场
  14. ^ (英文)Auto Central: NHTSA puts brakes on Honda's 'Idle Stop' transmission technology 互联网档案馆存档,存档日期2011-09-04.。
  15. ^ 请阅览(英文)Federal Motor Vehicle Safety Standards; Transmission Shift Lever Sequence, Starter Interlock, and Transmission Braking Effect内文。
  16. ^ 参考(英文)Discovery: Does stop-start technology wear engines down? 互联网档案馆存档,存档日期2011-07-20.。
  17. ^ 请看(日文)【MAZDA】i-stop:いつもどおりの运転で、知らないあいだにエコドライブ 互联网档案馆存档,存档日期2011-12-04.,第一段。
  18. ^ 请看苹果日报:加装怠速熄火系统,光阳V2 125 Idle Stop抢先体验 页面存档备份,存于互联网档案馆内容。

外部链接

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