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刨根問底:混合動(dòng)力需要原地?zé)彳噯幔?/p>

刨根問底:混合動(dòng)力需要原地?zé)彳噯幔?/p>

轉(zhuǎn)眼又近深秋,加拿大漫長(zhǎng)的冬天即將到來。隨著國(guó)內(nèi)北方的氣溫開始下降,大家會(huì)發(fā)現(xiàn)普銳斯冷車啟動(dòng)后的表現(xiàn)也會(huì)與夏天有所不同,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)在啟動(dòng)后不久介入,并且工作時(shí)間變長(zhǎng),往往會(huì)連續(xù)工作兩到三分鐘才會(huì)熄火。去年差不多也是這個(gè)時(shí)候,新車評(píng)尊瑞長(zhǎng)測(cè)中,顏總也觀察到這個(gè)變化,不過長(zhǎng)測(cè)中只是描述了現(xiàn)象,并沒有深究原因。

因此很多人還會(huì)思考這個(gè)問題:需要原地?zé)彳囍敝涟l(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)退出嗎?簡(jiǎn)短的回答是:不需要,只需要輕踩油門慢慢行駛幾分鐘后,即可自動(dòng)完成熱車。但是要解釋清楚為什么可以不需要原地?zé)彳噭t比較麻煩,因?yàn)檫@需要是一篇很長(zhǎng),圖表很多,看上去似乎很復(fù)雜的文章來解釋。

圖1:混動(dòng)車需要原地?zé)彳囍敝涟l(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)退出嗎?簡(jiǎn)短的回答是:不需要。

詳解豐田混動(dòng)冷車啟動(dòng)后經(jīng)歷的六個(gè)階段

冷車啟動(dòng)到發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)退出這一過程一般只有短短的兩三分鐘,但是在這兩三分鐘里,普銳斯的混動(dòng)系統(tǒng)其實(shí)經(jīng)歷了六個(gè)階段,Priuschat有一篇文章很好的闡述過這六個(gè)階段(White_EPV原創(chuàng)/Ken翻譯),我根據(jù)我的觀察和理解以及

White_EPV原創(chuàng)文章,F(xiàn)rankTiger的實(shí)驗(yàn)結(jié)果(另一篇來自Priuschat上的文章),以普銳斯為例(同理可適用于所有豐田和雷克薩斯混動(dòng)車),現(xiàn)總結(jié)如下:

S0:?jiǎn)?dòng)檢查階段

這個(gè)階段從按下啟動(dòng)開關(guān)(Ready燈亮)開始,12秒后結(jié)束。

在這12秒鐘,普銳斯會(huì)檢查當(dāng)前水溫,鎳氫電池組電量和溫度,空調(diào)設(shè)定等傳感器返回的參數(shù)做出判斷。

圖2:當(dāng)Ready燈點(diǎn)亮后,車輛便進(jìn)入S0啟動(dòng)檢查階段,該階段持續(xù)12秒,做出是否進(jìn)入S1熱車階段的判斷。所以車主會(huì)發(fā)現(xiàn)有時(shí)啟動(dòng)車輛后,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)立即啟動(dòng),有時(shí)則不會(huì),其實(shí)這正是S0檢查階段做出的判斷。

1) 在S0檢查階段,如果水溫大于40度,電池組電量高,電池溫度,空調(diào)設(shè)定等判斷條件符合,則會(huì)跳過S1熱車階段。這也是大家在夏天經(jīng)常可能看到的情況。同時(shí)如果這些條件符合,也可以在S0這12秒時(shí)間間隔中,通過手動(dòng)按下EV模式按鈕,進(jìn)入純電動(dòng)模式。

2) 反之則會(huì)在12秒后,自動(dòng)進(jìn)入S1熱車階段。

S1a:熱車階段/快速熱車狀態(tài)

S1熱車階段其實(shí)分為兩種狀態(tài),S1a快速熱車和S1b正常熱車,兩者的區(qū)別在于點(diǎn)火正時(shí)的設(shè)定。

冬天冷車啟動(dòng)后的S1熱車階段,首先會(huì)進(jìn)行一段長(zhǎng)約50秒的S1a快速熱車狀態(tài)。冷車啟動(dòng)后,發(fā)動(dòng)機(jī)排放中的有害氣體濃度會(huì)高于達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的排放水平。為了快速令發(fā)動(dòng)機(jī)和三元催化器達(dá)到正常工作溫度,在總量上降低冷車啟動(dòng)后的排放。從90年代末開始,大部分電噴發(fā)動(dòng)機(jī)都會(huì)通過延遲點(diǎn)火正時(shí)來實(shí)現(xiàn)這一目的,即點(diǎn)火以后還沒有等到壓縮氣體完全燃燒則開始排氣,使得部分氣體在排氣歧管中繼續(xù)燃燒,從而達(dá)到增加排氣壓力和排氣溫度的目的。同時(shí),這也是為什么說電噴車型(不僅僅是混動(dòng)車)無需原地長(zhǎng)時(shí)間熱車的根本原因。

1) 執(zhí)行完S0檢查階段后,系統(tǒng)判斷進(jìn)入S1熱車階段

2)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng),開始執(zhí)行S1a快速熱車狀態(tài)

3)S1a期間,無法手動(dòng)選擇進(jìn)入EV模式

4)S1a期間,發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)延遲(5至-5),發(fā)動(dòng)機(jī)效率僅有10%-15%

5)S1a期間,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)保持在1280轉(zhuǎn)/分

6)S1a期間,發(fā)動(dòng)機(jī)仍然會(huì)帶動(dòng)MG1發(fā)電機(jī)發(fā)電,但是輸入電流較低(5-10A)

圖3:S1a期間,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)保持在1280轉(zhuǎn)/分,仍然會(huì)帶動(dòng)MG1發(fā)電機(jī)發(fā)電(如圖示),但是輸入電流較低(5-10A)

注:當(dāng)啟動(dòng)水溫低于60度時(shí),系統(tǒng)有很大可能性在S0檢查階段會(huì)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)不啟動(dòng),如果此時(shí)人為通過踩油門令發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)則會(huì)自動(dòng)進(jìn)入S1a狀態(tài),并保持S1a狀態(tài)運(yùn)行50秒進(jìn)入S1b狀態(tài),或水溫升高至65度,直接進(jìn)入S2狀態(tài)。

視頻:第三代普銳斯冷車啟動(dòng)S0和S1a工作狀態(tài)與噪音

(注:55秒和57秒處字幕中的S1a應(yīng)為S1)

S1b:熱車階段/正常熱車狀態(tài)

S1b正常熱車狀態(tài)是S1a狀態(tài)的后續(xù),此時(shí)點(diǎn)火正時(shí)已經(jīng)恢復(fù)正常(即點(diǎn)火提前+17),發(fā)動(dòng)機(jī)效率上升至27%以上,發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)MG1發(fā)電機(jī)發(fā)電,輸入電流提升至20A。仍然不可以手動(dòng)選擇進(jìn)入EV模式。

與S1a是固定50秒工作時(shí)間不同的是,S1b狀態(tài)的工作時(shí)間取決于水溫。因此春秋季時(shí)間較短,往往僅需1-2分鐘。冬季則時(shí)間較長(zhǎng),需要3-4分鐘,如果環(huán)境溫度極低,時(shí)間需要更長(zhǎng)。因此封閉進(jìn)氣格柵,避免室外停車和使用油底殼電熱器都可以顯著縮短冬天低溫啟動(dòng)后的熱車時(shí)間。S1b狀態(tài)的退出條件如下:

1) S1a狀態(tài)結(jié)束后,如果水溫仍然低于40度,進(jìn)入S1b正常熱車狀態(tài),直至水溫達(dá)到40度。

2) 如果水溫在40度-50度范圍內(nèi),仍然進(jìn)入S1b正常熱車狀態(tài),直至水溫達(dá)到50度。

3) 如果水溫在50度-60度范圍內(nèi),仍然進(jìn)入S1b正常熱車狀態(tài) ,直至水溫達(dá)到65度。

退出S1b狀態(tài)后,自動(dòng)進(jìn)入S2狀態(tài),并且關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。

圖4: 圖為非常典型的S1a和S1b完成后的油耗顯示,前1分鐘為S1a,后2分鐘為S1b。由于行駛車速低,前三分鐘的百公里油耗均在10升以上,第四分鐘水溫達(dá)到40度,進(jìn)入S2階段,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火退出。

S2:熱車完成階段

當(dāng)完成S1a和S1b熱車狀態(tài)后,車輛進(jìn)入S2熱車完成階段,此時(shí)可以手動(dòng)選擇進(jìn)入EV模式,純電動(dòng)行駛車速限制在17km/h。當(dāng)水溫升高至70度時(shí),車輛將進(jìn)入S3滑行檢查階段。

S3:滑行檢查階段

當(dāng)水溫升高至70度,車輛進(jìn)入S3滑行檢查階段,純電動(dòng)行駛車速提高至40km/h。當(dāng)滑行檢查通過后,則進(jìn)入S4正常工作階段,可以使用P&G方法中的電動(dòng)滑行。

S4:正常工作階段

S4正常工作階段,純電動(dòng)行駛車速提高至正常的56km/h,可以適時(shí)進(jìn)入電動(dòng)滑行狀態(tài)。S2-S4階段的時(shí)間間隔相對(duì)S1階段會(huì)縮短很多,因此大多數(shù)情況下,在完成S1熱車階段后很快就可以進(jìn)入S4正常工作階段。

小結(jié):冷車啟動(dòng)不同階段狀態(tài)一覽表

圖解各種環(huán)境溫度下的S1熱車階段

前面通過文字描述了普銳斯冷車啟動(dòng)后所經(jīng)歷的各個(gè)階段和混動(dòng)系統(tǒng)判斷是否進(jìn)入各個(gè)階段的條件,下面將通過引用PriusChat上FrankTiger使用OBDGauge記錄長(zhǎng)達(dá)一年多的數(shù)據(jù)來圖解,各種環(huán)境溫度下,普銳斯冷車啟動(dòng)后S1熱車階段的狀態(tài)。

S1a和S1b階段,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系

圖5:S1a和S1b階段,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與時(shí)間的關(guān)系

從圖表中可以看出,進(jìn)入S1a階段,發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸被作為起動(dòng)機(jī)的MG1電機(jī)快速拉高至1500轉(zhuǎn)/分以上后,點(diǎn)火啟動(dòng),隨即工作轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定在1280轉(zhuǎn)/分。當(dāng)環(huán)境溫度為39度時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)在S1a階段結(jié)束后(約50秒)自動(dòng)退出。隨著環(huán)境溫度的降低,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)在S1a階段后,進(jìn)入S1b正常熱車階段繼續(xù)保持工作狀態(tài),直至滿足進(jìn)入S2階段條件,發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)退出。

S1a和S1b階段,發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)與時(shí)間的關(guān)系

從這個(gè)圖表中可以明確的看出,S1a和S1b階段的區(qū)分點(diǎn)在于S0結(jié)束后50-55秒左右。S1a期間,發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)延遲(5至-5)。進(jìn)入S1b階段,點(diǎn)火正時(shí)回歸正常(+17)。

S1a和S1b階段,發(fā)動(dòng)機(jī)效率與時(shí)間的關(guān)系

圖7:S1a和S1b階段,發(fā)動(dòng)機(jī)效率與時(shí)間的關(guān)系

與上圖類似,S1a和S1b階段對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)效率的影響也有明顯區(qū)別,S1a快速熱車階段效率明顯低于S1b正常熱車階段。

總結(jié):混動(dòng)車不需要刻意原地?zé)彳?/p>

希望大家看到這里不要覺得腦袋陣陣發(fā)暈,以上文字與圖表的確是有點(diǎn)刨根問底,需要仔細(xì)閱讀和理解,下面總結(jié)幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),便于日常使用。

1) 豐田混動(dòng)車不需要刻意原地?zé)彳?,也不需要等待直到發(fā)動(dòng)機(jī)退出之后再起步,更不需要看水溫表是否達(dá)到所謂正常工作溫度再起步(原廠沒有提供水溫表也是基于這個(gè)考慮),因?yàn)檐囕v會(huì)自動(dòng)根據(jù)預(yù)設(shè)的程序,以及各個(gè)傳感器反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯判斷何時(shí)進(jìn)入何種狀態(tài),正如前面所說,何時(shí)進(jìn)入S1至S4的所有階段,做決定的不是人,而是車本身。

圖8:豐田混動(dòng)不需要刻意原地?zé)彳?,只需在前幾分鐘?nèi),輕踩油門,低速行駛。此時(shí)電機(jī)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速工作預(yù)熱,同時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,這也是我以前常說豐田混動(dòng)可以自動(dòng)熱車的原因。

2)最好的熱車方式是慢駛,因此正確的冷車啟動(dòng)后的駕駛原則是:在前幾分鐘內(nèi)(S1a和S1b階段),輕踩油門,低速行駛。常規(guī)動(dòng)力車也可以如此操作,而豐田混動(dòng)車還有一個(gè)潛在的好處,因?yàn)榧幢愦藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也是固定在1280轉(zhuǎn)/分,混動(dòng)系統(tǒng)處于串聯(lián)狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)MG1發(fā)電機(jī)發(fā)電,并不會(huì)直接驅(qū)動(dòng)車輪,因此此時(shí)低速行駛,其實(shí)是MG2電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛,而不是發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)并聯(lián)混合驅(qū)動(dòng),此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)熱車發(fā)電與電動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)低速行駛,兩者各司其職,互不干擾。

3)如果環(huán)境溫度極低,做好車輛保溫和預(yù)熱可以明顯縮短熱車時(shí)間,并且降低熱車階段所消耗的油耗。保溫措施可以是將車輛停放在地下車庫(kù),封閉進(jìn)氣格柵等等,預(yù)熱措施可以是加裝插電式油底殼加熱器,通過加熱油底殼預(yù)熱機(jī)油達(dá)到縮短熱車時(shí)間的效果。如下圖所示,環(huán)境溫度39度與1度,S1熱車階段,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間存在三倍的差異,油耗差異達(dá)到100毫升。

圖9:冬天封閉進(jìn)氣格柵可以增加電動(dòng)滑行時(shí)的時(shí)間,減少等紅燈時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)為給車廂供暖而不必要的啟動(dòng)次數(shù)。

原理和方法詳見:《雪中送炭:冬季行車如何降低油耗升幅?》

http://www.jqzws.com/Carbarn/Diary/8497.htm

圖10:環(huán)境溫度對(duì)于第三代普銳斯冷車啟動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間和燃油消耗量的關(guān)系:環(huán)境溫度39度與1度,S1熱車階段,發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)間存在三倍的差異,油耗差異達(dá)到100毫升。

4) 流動(dòng)性更好的0W20機(jī)油更有利于冬季的冷車啟動(dòng)。

圖11:這是一個(gè)老生常談的問題,如果還對(duì)說明書有疑問,不妨看看北美版普銳斯機(jī)油口上標(biāo)注的機(jī)油型號(hào),堅(jiān)定一下信心。

5) 徹底忘記所謂的怠速熱車吧!這是上世紀(jì)化油器時(shí)代的經(jīng)驗(yàn),早已不適用21世紀(jì)的汽車。

為了讓大家保持清醒的頭腦,最后送上普銳斯冰激凌蛋糕。。。。。。。

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2013-10-31

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