在讲解动力电池组均衡充电和插混汽车行驶充电SOC设定的文章里,简单提到了燃油车的带挡滑行;主要讲解的是发动机制动过程中必然耗油,而电混汽车的动能回收不仅不会耗电还会给电池组充电,也就是能发电。
发电的原理很简单,车辆滑行中的惯性力会推动车轮转动;此时将车轮通过减速器和驱动电机耦合,惯性力即可反向拉动驱动电机运转;这里的反向指动力传输方向,并不是指正转或反转;驱动电机可以用于发电,被动运转的时候当然就是发电机喽。
在发电的过程中通过电机运转的阻力与滑行惯性力相互作用也可以起到减速的效果,这就是所谓的动能回收。
驱动电机也属于发动机,燃油车所使用的发动机严格来说应当是内燃式热机;燃油车的发动机也可以实现“发动机制动”,制动就是减速,但是客观事实是发动机制动必然会耗油,而且耗油量并不低。
为何会有这样的反差呢?
这就要讲一讲发动机制动的原理,简而言之,实现发动机制动也需要车轮、半轴通过变速箱和发电机耦合;但是燃油车是通过发动机的转速来限制车轮的转速以实现“限速”,而不是持续的减速刹车,这是关键知识点。
在长下坡时假设没有“限速设定”,结果只会有一个,那就是惯性和重力的双重作用让车辆持续的加速。
车速越来越高,车轮的转速当然也会越来越快。
此时发动机是被车轮被动拉动运转,那么车轮转速的升高会不会将发动机的转速拉高呢?
答案是肯定的。
如果没有任何限制的话,那结果就会是随着下坡时间的延长,车轮的转速和发动机的转速都要持续升高!发动机很有可能超过极限转速——此时就谈不到发动机制动了。状态只是发动机被动运转,此时可以不耗油。
究竟如何实现发动机制动呢?
前提条件:
使用低速挡限制低速挡燃油车有变速箱,变速箱的前进挡是数字越小、放大扭矩的能力越大,数字越大、放大车速的能力越强;所以1/2/3挡普遍被视为低速挡,4挡以上被视为中高速挡。
在低速挡里,发动机驱动的变速箱齿轮是小齿轮,与小齿轮结合的从动齿轮是大齿轮;状态是小齿轮转很多圈、大齿轮才能转一圈,这就能放大转矩,加速的爆发力才能足够强。
在高速挡里,发动机驱动的变速箱齿轮是大齿轮,与大齿轮结合的从动齿轮是小齿轮;于是状态就变成大齿轮转一圈、小齿轮转很多圈,车速就是这么被放大的。
前进挡随着数字的加大,发动机驱动的主动齿轮越来越大、从动齿轮越来越小。
参考下图,这是低速挡和高速挡的概念动态模拟。
反之,在发动机制动时是车轮拉动发动机运转,此时如果用低速挡的话,那结果就是从动齿轮变成主动齿轮、主动齿轮变成从动齿轮——小齿轮和大齿轮组合的低速挡变成大齿轮和小齿轮组合的高速挡,那么此时挂低速挡就能在以不高的车轮转速实现足够高的发动机转速。
现在要讲原理:
发动机制动有一个极限转速限制,假设为3500转;当发动机的转速被车轮被动的拉升到3500转的时候,控制单元就不再允许发动机升高转速!发动机此时必须按照最高3500转的转速去运转,其转速对应的输出功率会和车轮的惯性力相互作用,这是实现减速的原理。
也就是说发动机制动是让发动机以一个恒定的输出功率来抵消部分惯性力,惯性作用力减弱则车速减慢;或者输出功率更强,汽车就只能按照输出功率对应的车速行驶,用低速挡自然是低车速。发动机制动状态下是在主动做功并输出动力的, 此时怎么可能不耗油呢?以高转速运转不仅耗油而且耗油量不低!
同时想要实现不同程度的减速不能依靠发动机,因其最高限制转速是固定的,依靠的是变速箱不同的前进挡!3挡减速效果差、2挡减速效果居中,1挡减速效果最好,不同前进挡对应的是不同的车速,所以称之为发动机制动不如称之为“发动机限速挡”。
加速滑行的过程中可以不烧油,这是正确的答案,但也需要正确的匹配前进挡。
在加速滑行过程中同样是惯性力拉动发动机运转,想要让电喷系统不喷油,前提是发动机的转速高于最低限速、低于最高限速;比如范围是1000-3000转,减速滑行过程中想要不喷油的话,转速就必须在这个范围里。所以在减速过程中需要依据车速的降低而同步降低前进挡,以6AT为例,减速过程中就要以6/5/4/3/2/1的顺序逐级降挡,但好在自动挡会自动降挡与匹配,只有手动挡会麻烦一点。
所以不能把发动机制动和滑行减速混淆,两者概念并不一样。
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