马自达的istop自动启停系统原理与其他车型自启停系统完全不同。马自达的工程师的思路用“标新立异”来形容一点不为过、业界只有马自达标新立异的搞出了一套自启停系统,与其他品牌自启停系统完全不一样。

其他品牌自起停系统都属于电动机直接拖曳发动机启动的直起系统。也就是说车辆自动熄火后,当松开刹车踏板时启动机会立刻启动发电机,与我们手动启动车辆是一个原理。

部分车型带有bsg启动/发电一体电机,只有冷启动采用传统的启动机。而启停触发后则采用bsg电机来启动发动机,转速高、振动小,启动过程平稳,也是典型的直起。

而马自达自启停系统的思路与上面直起不一样,巧妙的利用了活塞做功辅助发动机启动。

当然,活塞做功并不能顺利启动发动机,毕竟能量有限、转速低。但是活塞做功可以降低启动压力,相当于上坡时有人帮忙推车一样。因此起动机输出功率大大降低,启动电流也会降低、电瓶放电电流也会降低。

看到这里可能有朋友会反驳,马自达的istop系统是不需要起动机介入的!

其实马自达官方(马自达中国)对istop系统的解释也是相当模糊的:

官方关于istop智能启停系统的解释就是利用活塞推力来启动发动机的,并没有提到起动机是否介入。

因此很多人看到官宣资料后也就以为二次启停并没有使用起动机,而是由活塞做功启动的。为此我找到了马自达国外宣传视频,截图如下:

行驶中如果子启停条件满足的情况下,松开油门踏板踩下刹车踏板时发电机会介入,用发电机来控制活塞停留位置。发电机此时相当于一个负载,根据曲轴位置传感器回传信号来确定活塞位置,避免活塞停留在上止点或者下止点的位置上。

发电机具体如何让活塞停下来的呢?视频并没有进一步说明,但是可以猜出来。发电机虽然不能驱动曲轴旋转,但是他可以拖着曲轴运动,增加曲轴负载迫使曲轴停止运转。

怎么拖呢?那就是发出更多的电量来消耗更多的能量,可以为电瓶充电,甚至可以接入假负载来消耗电量。

因发电机输出更的大电流则需要消耗更多的能量,因此曲轴的负载就会增加。当发动机熄火后失去动力来源时曲轴还尚存少部分动能,活塞还可以运行一段距离,这时候就可以通过消耗曲轴剩余能量来模糊控制活塞位置、只要活塞没有停留在上下止点就可以了。发电机拖曲轴的时候,节气门也会打开(停止喷油),让外界空气进入气缸内。

当松开刹车踏板,或者其他条件触发了启动阈值后,电脑会像气缸内喷射燃油,同时火花塞点火,混合气爆燃做功推动活塞下行,活塞做功推动曲轴运转。

如果活塞停在上止点或者下止点位置上,爆燃做功也无法推动曲轴旋转。即使有很小的夹脚,其产生的力矩也不足以推动曲轴,无法使之大幅度运转。

具体启动过程我们继续看动图:

上图(左)就是发动机启动瞬间工作状态图。喷嘴喷射燃油,火花塞点火混合气燃烧做功、推动活塞下行运动推动曲轴旋转。

但这种方式点火后曲轴旋转速度低,气缸内压力也相对低,发动机难以顺利启动。所以在关键时刻,起动机介入(右图),起动机介入后瞬间拉高转速,提高缸内压力后发动机会在很短的时间内完成启动过程。官宣启动时间是0.3s,这个启动时间要比其他自启停系统快一倍左右。起动机在这里的角色就相当于东风,加快野火燃烧速度。

这就是马自达工程师的脑洞,也是马自达执着倔强的表现,走自己的路让别人去说(玩转子发动机)。这种启动方式充分发掘了发动机潜力,启动时发动机自己“推”一下、起动机只是关键时刻辅助发动机启动而已。因此整个启动过程耗电小、起动机负载低,电池放电电流小。启动机与电瓶寿命都得以延长,启动时间也得以缩短。

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