徐 磊

（吉林科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 長春130000）

1 研究背景

東北地區(qū)是我國緯度位置最高的區(qū)域，冬季寒冷，黑龍江局部地區(qū)冬季低溫可達零下40℃以下，冬天車輛啟動是件很麻煩的事。點燃發(fā)動機幾分鐘后就匆匆上路，離發(fā)動機的正常工作溫度還相差很遠，此時發(fā)動機還未進入良好的工作狀態(tài)，其排放的尾氣嚴重超標。這些都是北方地方在冬季用車時面臨的諸多問題。

歐洲Ⅲ/歐洲Ⅳ法規(guī)增加了對輕型汽油車的低溫冷啟動過程的HC和CO排放測試，該測試也稱為Ⅵ型試驗。已報道的試驗結(jié)果表明：在-7℃環(huán)境溫度下，按歐Ⅲ標準排放檢測循環(huán)試驗的汽油機在冷啟動過程前195s采樣時間內(nèi)的THC比常溫下的測試結(jié)果高了15倍左右。為滿足歐Ⅲ排放法規(guī)的要求，本文提出通過利用汽車加熱器在冷啟動前提升汽油機的體溫的方案，重點解決我國北方地區(qū)冬季低溫環(huán)境溫度下的冷啟動排放問題。

2 汽車加熱器的作用和原理

（1）汽車加熱器的作用。加熱器對車輛及乘員的益處除了風(fēng)擋玻璃除霜、加熱汽車內(nèi)部外，還能有效改善汽車冷啟動性能，改善涼車的不良排放。車輛加熱器在20世紀50年代就出現(xiàn)了。那時為了提升大巴車的舒適性，德國的偉巴斯特公司研制了一款為巴士匹配的獨立轉(zhuǎn)爐式加熱器。經(jīng)過不斷的創(chuàng)新與發(fā)展，今天的加熱器已經(jīng)涵蓋了所有車型體系，且體積已經(jīng)越來越小，技術(shù)越來越先進。今天的加熱器還具有了遙控和預(yù)設(shè)功能，可以隨時遙控或提前設(shè)定自動暖車。無需啟動車輛發(fā)動機，加熱器的電腦即可自行發(fā)動專用暖爐，向車艙及發(fā)動機供暖。待你打開車門，舒適、溫馨的暖流即刻迎面而來。駐車加熱器的主要部件可分為加熱器本體、循環(huán)泵、計量油泵、進氣消音器、排氣消音器、定時器和遙控器。

（2）汽車加熱器的原理。加熱器的安裝是通過與發(fā)動機冷卻循環(huán)串聯(lián)。首先由遙控器或定時器給ECU一個啟動信號，計量油泵從油箱泵油并以脈沖形式將燃油打到燃燒室前的金屬氈上，筆狀點火器加熱到900℃左右，將噴濺的細小油滴氣化并點燃，火焰將熱能傳遞給發(fā)動機冷卻液。當(dāng)達到預(yù)先設(shè)定的啟動溫度時，空調(diào)鼓風(fēng)機開始運轉(zhuǎn)，向車內(nèi)吹入熱風(fēng)。同時發(fā)動機被加熱過的冷卻液預(yù)熱。加熱器通過消耗燃料產(chǎn)生熱量，同時還要消耗部分電瓶電能。目前的偉巴斯特TT系列加熱器根據(jù)水溫上升下降情況可在三種工作功率下自動調(diào)節(jié)，通常啟動一次20min，耗油量在0.2升左右，這個油耗比發(fā)動機啟動怠速狀態(tài)熱車要省油得多。

3 加熱器降低起動排放作用及優(yōu)點

（1）加熱器的低溫起動降低排放作用。發(fā)動機冷啟動需要更濃的混和氣，所以油耗更多。同時三元催化轉(zhuǎn)換器也需要加熱后才能發(fā)揮作用，也要求更熱的廢氣排放，才能達到工作所需的溫度。所以多達80%的碳氫化合物排放都發(fā)生在發(fā)動機啟動后的兩分種之內(nèi)。試驗證明，使用駐車加熱器30min之后，能夠?qū)l(fā)動機冷啟動產(chǎn)生的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物等排放降低67%。另外，由于發(fā)動機得到預(yù)熱，大大降低了磨損程度，據(jù)資料證明在40℃和80℃的情況下，發(fā)動機磨損前者為后者的5倍，可想而知在零下20℃啟動汽車對發(fā)動機的損害有多大。

（2）汽車加熱器的優(yōu)點。加熱器除可改善發(fā)動機低溫冷啟動環(huán)境，降低發(fā)動機排放污染以及降低燃油消耗外，在夏天也能帶來諸多好處:在夏季只要簡單設(shè)置一下遙控器或定時器，加熱器就變成夏季通風(fēng)裝置，它可以使汽車鼓風(fēng)機將外界空氣輸入到汽車內(nèi)部，保持車內(nèi)通風(fēng)，從而有效地降低空調(diào)負荷。

4 汽車加熱器的應(yīng)用

德國市場的一項調(diào)研顯示：76%的消費者愿意從汽車廠直接購買帶加熱器的汽車，33%的消費者很自然地認為駐車加熱器是改善冬季舒適性的有效手段，有15%的人愿意在今后的幾年中安裝駐車加熱器。看來加熱器在北歐市場得到了廣泛認可。

汽車加熱器在國內(nèi)也不是新事物，許多北方的公交車、大客車都已經(jīng)安裝了加熱器，只是不為我們所注意。在轎車領(lǐng)域，隨著外國車型的引進（目前加熱器已經(jīng)廣泛被歐洲汽車制造商選用），偉巴斯特生產(chǎn)的車用加熱器已經(jīng)作為國產(chǎn)奧迪A6和A4的出廠選裝配置，而作為出廠選裝配置的車型也在不斷增加，如奔馳E級、寶馬5系、寶馬3系等，不過還是主要應(yīng)用在中高檔轎車。由于目前轎車市場上的加熱器基本都是進口產(chǎn)品，價格還比較貴，根據(jù)不同配置價格在8000～12000元左右。相信隨著使用者的增多，它也會降低價格以向中低端轎車靠攏。