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紅綠燈被運(yùn)用到發(fā)動(dòng)機(jī)上是什么樣的

傳感器技術(shù) ? 來(lái)源:傳感器技術(shù) ? 作者:傳感器技術(shù) ? 2020-10-14 15:21 ? 次閱讀

“紅燈停,綠燈行”是車輛和行人遵守的交通規(guī)則,現(xiàn)在也被運(yùn)用到發(fā)動(dòng)機(jī)上,發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)能讓發(fā)動(dòng)機(jī)在一定條件下也能做到“紅燈停,綠燈行”,這一技術(shù)是當(dāng)下汽車節(jié)能減排的新途徑。

如今稍微好的車都配有發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)技術(shù)。對(duì)于它,有些車主每天都在使用,認(rèn)為他它可以節(jié)能減排,能省下一大筆錢。而大多數(shù)的車都認(rèn)為這個(gè)功能太過(guò)雞肋,經(jīng)常啟停的體驗(yàn)非常不好,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)也有傷害,以至于一上車就把它給關(guān)了。

實(shí)際上,發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟,裝配此項(xiàng)功能的發(fā)動(dòng)機(jī)的耐受度也足夠高,大家可以放心使用。

如果你想對(duì)它有更多的了解,下面就跟著我們一起,深入發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停技術(shù)是應(yīng)城市交通擁堵的路況而產(chǎn)生的。市區(qū)行車,難免走走停停,車輛怠速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)運(yùn)行不僅會(huì)耗費(fèi)燃油,且產(chǎn)生的尾氣也不利于城市環(huán)境。通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停技術(shù),駕駛員只要踩住制動(dòng)踏板使車輛停住,自動(dòng)啟停系統(tǒng)便會(huì)控制發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火,在釋放制動(dòng)踏板后,腳踩油門,發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。

該功能的好處是,通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停,可以在不改變駕駛員駕駛習(xí)慣的前提下,既節(jié)省油耗,又減少車輛的尾氣排放。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的原理

自動(dòng)啟停系統(tǒng)是指車輛根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)關(guān)閉和重新啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以減少發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)時(shí)間,從而減少燃料消耗和排放的汽車節(jié)能系統(tǒng)。車輛臨時(shí)停車的時(shí)候,自動(dòng)熄火,當(dāng)需要繼續(xù)前進(jìn)的時(shí)候,系統(tǒng)自動(dòng)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)。這套系統(tǒng)特別適用于紅燈等候時(shí)間較長(zhǎng)及擁堵嚴(yán)重等用車環(huán)境。

自動(dòng)變速器的車輛,自動(dòng)啟停系統(tǒng)的工作原理是,當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板,車輛停止行進(jìn)。這時(shí)候,Start/Stop系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè):發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn);防鎖定系統(tǒng)的車輪轉(zhuǎn)速傳感器顯示為零;電子電池傳感器顯示有足夠的能量進(jìn)行下一次啟動(dòng)。滿足這三個(gè)條件后,發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火。當(dāng)車輛重新起步時(shí),只要駕駛員一松開(kāi)剎車,或者轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤,發(fā)動(dòng)機(jī)又會(huì)馬上自動(dòng)點(diǎn)火,進(jìn)入正常行駛狀態(tài)。

手動(dòng)變速器的車輛,自動(dòng)啟停系統(tǒng)的工作原理是:當(dāng)車輛停穩(wěn)后,掛空擋松離合器,車輛就會(huì)進(jìn)入熄火狀態(tài)。如果在這個(gè)過(guò)程中車輛發(fā)生移動(dòng),自動(dòng)啟停系統(tǒng)將不會(huì)工作。當(dāng)駕駛員踩下離合器并選擇一個(gè)檔位之后,汽車將重新啟動(dòng)。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的發(fā)展

1964年,豐田第一次在皇冠轎車上測(cè)試這類型設(shè)備,只要車輛停穩(wěn)后1.5秒,發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)自動(dòng)斷油熄火,而這也成為日后自動(dòng)啟停發(fā)展的理論及設(shè)計(jì)雛形。這臺(tái)皇冠在東京的城市交通中進(jìn)行了長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試,證明這一技術(shù)能帶來(lái)10%左右的節(jié)油效果。

但豐田卻不是最早將這一技術(shù)量產(chǎn)的品牌。菲亞特Regata和大眾POLO在上世紀(jì)80年代的時(shí)候率先將這一技術(shù)量產(chǎn)。大眾集團(tuán)在1994年和1999年又分別將這一技術(shù)運(yùn)用到高爾夫和路波3L車以及奧迪A2上面。

盡管這項(xiàng)技術(shù)在早期被消費(fèi)者認(rèn)為令人不安并且價(jià)格昂貴而未被廣泛采用,但當(dāng)年的路波3L車以及奧迪A2的確保持了多年的內(nèi)燃機(jī)節(jié)油世界紀(jì)錄。

目前市場(chǎng)上幾乎每一個(gè)主流品牌旗下都擁有配置自動(dòng)啟停系統(tǒng)的車型。甚至許多自主品牌也已經(jīng)開(kāi)始配備。這套系統(tǒng)不再像過(guò)去那樣令人高不可攀。盡管如此,每個(gè)廠家對(duì)于自動(dòng)啟停系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)校有較大差別,這也導(dǎo)致不同品牌的自動(dòng)啟停車型表現(xiàn)有很大不同。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的激活及操作方式

激活條件

車輛起步后,一旦車速大于3km/h(約2mph),并且時(shí)間持續(xù)約4秒鐘,發(fā)動(dòng)機(jī)啟停功能就會(huì)自動(dòng)激活。

操作方式

發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)既可以在手動(dòng)擋車型應(yīng)用,也可以在自動(dòng)擋車型上應(yīng)用,兩種車型的操作方式不同,具體如下:

手動(dòng)擋車型發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停系統(tǒng)操作方式

發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉過(guò)程

需要停車→掛至低速檔并踩住制動(dòng)將車停住→掛入空擋讓發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)后松開(kāi)離合器→自動(dòng)啟停功能將發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉,自動(dòng)啟停提示符號(hào)燈亮起。

發(fā)動(dòng)機(jī)重啟過(guò)程

需要啟動(dòng)→踩下離合器踏板→啟停功能使發(fā)動(dòng)機(jī)重啟,啟停提示符號(hào)燈熄滅,→掛檔后松開(kāi)離合器即可加速前進(jìn)。

自動(dòng)擋車型發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停功能操作方式

發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉過(guò)程

需要停車→持續(xù)踩住制動(dòng)踏板→啟停功能將發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉,啟停提示符號(hào)燈亮起。

發(fā)動(dòng)機(jī)重啟過(guò)程

需要啟動(dòng)→松開(kāi)制動(dòng)踏板→啟停功能使發(fā)動(dòng)機(jī)重啟,啟停提示符號(hào)燈熄滅→踩油門即可加速前進(jìn)

如果你不想使用此項(xiàng)功能,可通過(guò)圖示按鈕將其關(guān)閉,組合儀表盤屏幕上的狀態(tài)提示符也隨之消失。

發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)的種類

根據(jù)成本高低和功能的不同,發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)可大致分為三類:輕度自動(dòng)啟停、半自動(dòng)啟停和全自動(dòng)啟停。

輕度自動(dòng)啟停

輕度自動(dòng)啟停系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單,成本最低。與一般的動(dòng)力系統(tǒng)相比,帶輕度自動(dòng)啟停系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī),僅僅是起動(dòng)機(jī)的壽命較高、所使用的蓄電池的輸出功率更大。當(dāng)然,為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在駕駛員松開(kāi)剎車或離合器、踩下油門的瞬間就能夠立即啟動(dòng),ECU的控制程序也需要重新編寫,以確定新的點(diǎn)火時(shí)間、起動(dòng)機(jī)和變速箱的工作方式。

大部分輕度自動(dòng)啟停系統(tǒng)會(huì)設(shè)置一個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān),讓駕駛員可以自主選擇是否開(kāi)啟這項(xiàng)功能。為避免在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉或啟動(dòng)時(shí),出現(xiàn)車燈瞬間變暗或者空調(diào)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速降低的情況,有的輕度自動(dòng)啟停系統(tǒng)也會(huì)增加一塊輔助蓄電池。

由于輕度自動(dòng)啟停技術(shù)的功能過(guò)于簡(jiǎn)單,起動(dòng)機(jī)和蓄電池也無(wú)法給車輛提供助力或者動(dòng)力,所以不會(huì)在混合動(dòng)力車上使用。也由于系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)也足夠簡(jiǎn)單,所以成本也很低,價(jià)格大約在1800-2400元左右。當(dāng)然,起到的效果也比較低:燃油經(jīng)濟(jì)性的提升大概在3%-5%之間,如果車輛大部分時(shí)間都是在市內(nèi)行駛,且多為高峰期的話,這個(gè)數(shù)字會(huì)略有增加。

半自動(dòng)啟停

如同輕度自動(dòng)啟停系統(tǒng)一樣,半自動(dòng)啟停系統(tǒng)也僅僅是使用了壽命更長(zhǎng)的起動(dòng)機(jī)和功率更強(qiáng)的蓄電池,不過(guò)會(huì)標(biāo)配一塊輔助電池。在大部分半自動(dòng)啟停系統(tǒng)里,經(jīng)過(guò)加強(qiáng)的發(fā)電機(jī)能夠回收剎車時(shí)的再生能量并給輔助電池充電。

半自動(dòng)啟停系統(tǒng)的價(jià)格大多在3000-4200元左右,節(jié)油效果能夠提升7%-12%。同樣的,在市內(nèi)高峰期行駛時(shí),也會(huì)有額外的加成。

全自動(dòng)啟停

全自動(dòng)啟停系統(tǒng)有著最全的功能。在結(jié)構(gòu)上,是在半自動(dòng)啟停系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,將發(fā)動(dòng)機(jī)上的發(fā)電機(jī)用一個(gè)兼職的電動(dòng)機(jī)來(lái)取代。這個(gè)兼職的電動(dòng)機(jī)既能作為發(fā)電機(jī)使用,也可以作為起動(dòng)機(jī)使用。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能,給電池充電;當(dāng)需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),電動(dòng)機(jī)就成為起動(dòng)機(jī),將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能,帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。

在這個(gè)兼職的電動(dòng)機(jī)安置方式上,目前不同的制造商們選擇的方式也不盡相同。大部分的汽車制造商們是將其作為附件,放到了附件皮帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,一般稱為BAS。對(duì)于這種方式來(lái)說(shuō),由于對(duì)傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)改動(dòng)并沒(méi)有太大,只需要更換一個(gè)發(fā)電機(jī)即可,因此實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為容易。

當(dāng)然,也有廠家獨(dú)辟蹊徑,不僅僅是加上了一個(gè)具備兩種功能的電機(jī),還進(jìn)行了更多的設(shè)計(jì),像IMA技術(shù)是混合動(dòng)力技術(shù)的一種,1999年Insight車型上首度裝載。IMA上的兼職電動(dòng)機(jī)采用的是三相超薄型DC無(wú)刷電機(jī),安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間。

全自動(dòng)啟停系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)會(huì)比一般的起動(dòng)機(jī)要大,才能在帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)提供足夠的扭矩,讓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠更快地啟動(dòng)。

與輕度自動(dòng)啟停和半自動(dòng)啟停不同的是,全自動(dòng)啟停系統(tǒng)并非僅在市區(qū)工況中提升燃油效率。在高速工況下,通過(guò)在巡航和減速時(shí)切斷燃油供給,也能夠提高燃油經(jīng)濟(jì)性。有些全自動(dòng)啟停系統(tǒng)能夠在加速的時(shí)候提供電子輔助動(dòng)力,但并不是在所有的狀態(tài)下都會(huì)提供,這種全自動(dòng)啟停系統(tǒng),我們一般稱之為微混合動(dòng)力。

對(duì)于自動(dòng)擋汽車,全自動(dòng)啟停系統(tǒng)還需要額外增加一個(gè)輔助電動(dòng)泵。輔助電動(dòng)泵的作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí),繼續(xù)給自動(dòng)變速器的液力變矩器中的機(jī)油提供動(dòng)力,使其保持運(yùn)轉(zhuǎn),這樣,在重啟發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí),變速器也可以立即將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞到車輪上,讓車輛能夠馬上前進(jìn),而沒(méi)有延遲。

全自動(dòng)啟停系統(tǒng)功能最為復(fù)雜,也增加了一些部分,相對(duì)的,價(jià)格也就要更貴,一般在6000-12000元。不過(guò)一分錢一分貨,全自動(dòng)啟停系統(tǒng)對(duì)于燃油效率的提升也是最為顯著的,在15%-25%之間。

根據(jù)技術(shù)形式的不同,發(fā)動(dòng)機(jī)啟停技術(shù)還可分為以下幾種:

分離式起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)啟停系統(tǒng)

采用分離式起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的起停系統(tǒng)最常見(jiàn)。這種系統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)是獨(dú)立設(shè)計(jì)的,發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)所需的功率是由起動(dòng)機(jī)提供,而發(fā)電機(jī)則為起動(dòng)機(jī)提供電能。

這套系統(tǒng)包括高增強(qiáng)型起動(dòng)機(jī)、增強(qiáng)型電池(一般采用AGM電池)、可控發(fā)電機(jī)、集成起動(dòng)/停止協(xié)調(diào)程序的發(fā)動(dòng)機(jī)ECU,傳感器等。

這種啟停系統(tǒng)系統(tǒng)零件少,安裝方便,而且系統(tǒng)的部件與傳統(tǒng)部件尺寸保持一致,因此可直接配備至各種車輛上。

集成起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)啟停系統(tǒng)

集成起動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)是一個(gè)通過(guò)永磁體內(nèi)轉(zhuǎn)子和單齒定子來(lái)激勵(lì)的同步電機(jī),能將驅(qū)動(dòng)單元集成到混合動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中。

啟停系統(tǒng)的電控裝置集成在發(fā)電機(jī)內(nèi)部,在遇紅燈停車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),只要一掛檔或松開(kāi)制動(dòng)踏板汽車會(huì)立即自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。

SISS智能啟停系統(tǒng)

SISS(現(xiàn)在稱為i-stop技術(shù))智能啟停系統(tǒng),主要是通過(guò)在氣缸內(nèi)進(jìn)行燃油直噴,燃油燃燒產(chǎn)生的膨脹力來(lái)重啟發(fā)動(dòng)機(jī)的,發(fā)動(dòng)機(jī)上的傳統(tǒng)啟動(dòng)機(jī)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)起到輔助作用。

據(jù)官方數(shù)據(jù),使用SISS技術(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)在最短0.35s的時(shí)間內(nèi)就能啟動(dòng),比單純使用啟動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)要快一倍。且與前文介紹的兩種啟停系統(tǒng)是單純起動(dòng)機(jī)來(lái)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)不同,SISS智能啟停系統(tǒng)控制智能、效率高,無(wú)需起動(dòng)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)start-stop的功能。

滑行啟停系統(tǒng)

目前現(xiàn)有的啟停系統(tǒng)只能在車輛完全停下來(lái)時(shí)才關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī),而全新帶滑行功能的起動(dòng)-停止系統(tǒng)在車輛滑行時(shí)即可關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)(如高速下坡道)。同時(shí),在自動(dòng)擋車型中使用控制系統(tǒng)自動(dòng)控制離合器,將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)分離,以延長(zhǎng)滑行距離。當(dāng)滑行中駕駛員操作油門或剎車踏板時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)迅速啟動(dòng)。

具備滑行功能的起動(dòng)-停止系統(tǒng)最大的創(chuàng)新之處在于,僅通過(guò)軟件系統(tǒng)的提升和采用現(xiàn)有的傳感器數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)滑行功能。與此同時(shí),起動(dòng)-停止起動(dòng)機(jī)可承受更大的負(fù)荷并更快速地起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。另一方面,這個(gè)系統(tǒng)幾乎不需額外零部件,就可安裝在絕大部分車型上。

使用發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)必須注意的事項(xiàng)

坡道情況下避免使用啟停系統(tǒng)

在坡道上臨時(shí)停車,啟停系統(tǒng)還是盡量避免使用。啟停系統(tǒng)起動(dòng)較慢,容易在松開(kāi)剎車時(shí),發(fā)生車輛滑動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)不及著火制動(dòng)力助力不足,導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生。不過(guò)絕大多數(shù)車輛都會(huì)對(duì)坡道進(jìn)行偵測(cè),下坡坡度超過(guò)10%,上坡坡度超過(guò)12%,啟停系統(tǒng)不會(huì)啟用。

無(wú)規(guī)律走走停停關(guān)閉啟停系統(tǒng)

本來(lái)堵車就是件鬧心的事情,再加上走走停停的頓挫更加鬧心。關(guān)閉啟動(dòng)系統(tǒng)提升乘坐舒適性比降低那丁點(diǎn)油耗更為重要,同時(shí)停機(jī)再發(fā)動(dòng)起步,顯然起步速度差別人一節(jié),然后....又被人插位了。

開(kāi)空調(diào)時(shí)盡可能不啟用啟停系統(tǒng)

車輛上配備著空調(diào)增加乘坐舒適性,但大部分帶有啟停系統(tǒng)的車在發(fā)動(dòng)機(jī)熄滅時(shí),空調(diào)只會(huì)送風(fēng)并不會(huì)制冷(制暖采用車輛水箱溫度),大大影響乘坐舒適性。同時(shí)若檢測(cè)到車內(nèi)溫度與設(shè)定值相差太大,發(fā)動(dòng)機(jī)便會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。頻繁的啟動(dòng)震動(dòng)讓人乘坐舒適性再大大打折扣。

低速泊車時(shí)停用啟停系統(tǒng)

大多數(shù)車輛變速箱在倒檔位置時(shí)并不會(huì)讓啟停系統(tǒng)工作,但沒(méi)人能保證每次泊車都能一次搞掂,挪一兩次就是正常,若是新手便可能要前后來(lái)回好幾次才能停正車輛。本來(lái)停車并不是件愉快的事情,若還在向前挪車時(shí),踩深一點(diǎn)剎車就熄火,再啟動(dòng),必定讓心情更糟糕。同時(shí)不斷啟停讓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒更加不充分,積碳更加容易集聚,同時(shí)尾氣污染物增加對(duì)身體更加不好。

啟停系統(tǒng)熄火時(shí),不能添加燃油

很多車主在加油時(shí)并不會(huì)下車,直接打開(kāi)油箱蓋讓工作人員加油。此時(shí)車輛僅為啟停短時(shí)間熄火,并隨時(shí)啟動(dòng),若此時(shí)添加燃油將非常危險(xiǎn)。必須讓車輛完全熄火斷電后再進(jìn)行加油。

亮油燈時(shí)建議關(guān)閉啟停系統(tǒng)

無(wú)可否認(rèn)的是啟停系統(tǒng)的確可帶來(lái)優(yōu)秀的燃油經(jīng)濟(jì)性,但在亮油表報(bào)警燈時(shí)車輛不斷的啟停,只會(huì)讓你更加心慌。同時(shí)不斷啟停,燃油系統(tǒng)不斷重建供油壓力,增加燃油泵壓力,導(dǎo)致更快過(guò)熱燒毀。

涉水行駛時(shí),必須關(guān)閉啟停系統(tǒng)!必須關(guān)閉!必須關(guān)閉!重說(shuō)三!

通過(guò)積水路段時(shí),切記必須要關(guān)閉啟停系統(tǒng),萬(wàn)一需要在行駛中停下,發(fā)動(dòng)機(jī)熄火,此時(shí)排氣壓力突然減少。水很容易從排氣管倒流進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi),導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)法啟動(dòng)。

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原文標(biāo)題:發(fā)動(dòng)機(jī)界的紅綠燈——發(fā)動(dòng)機(jī)自啟停技術(shù)

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