汽车加热器降低汽油机冷启动排放污染的分析

付铁争

摘要：汽车加热器是汽车的重要组成部分。本文将对汽车加热器的相关内容以及其对汽车排放污染的作用进行分析，以供参考。

关键词：汽车加热器；原理；作用；应用

冬天车辆启动是件很麻烦的事。点燃发动机几分钟后就匆匆上路，离发动机的正常工作温度还相差很远，此时发动机还未进入良好的工作状态，其排放的尾气严重超标。这些都是北方地方在冬季用车时面临的诸多问题。

一、汽车加热器的工作原理

因汽车加热器一般会与发动机冷却系统进行串联安装，所以加热器在工作过程中，首先是通过遥控器或事先预设好，给ECU发出一个启动信号，点火棒预加热到900℃左右后，计量油泵会以脉冲的形式自车载油箱泵油，然后将燃油打到燃烧室中的金属挥发毡上，由于点火棒与挥发毡的间距只有2～3毫米，所以燃油会在点火棒的高温下点燃。燃油在燃烧的过程中，火焰探测传感器探测到高温后会断掉点火棒电源，进入加热器正常燃烧状态。同时火焰会产生热能，并将这个热能传递到发动机的冷却液中进行加热。在加热的过程中，如果加热的温度达到了预设的温度，就可以促使空调鼓风机进行工作，将热风吹到车内，冷却液预热之后就可以对发动机进行加热。当发动机加热到一定程度时，汽车就能够顺利启动。

二、汽车加热器的作用

加热器对车辆及乘员的益处除了风挡玻璃除霜、加热汽车内部外，还能有效改善汽车冷启动性能，改善涼车的不良排放。车辆加热器在20世纪50年代就出现了。那时为了提升大巴车的舒适性，德国的伟巴斯特公司研制了一款为巴士匹配的独立转炉式加热器。经过不断的创新与发展，今天的加热器已经涵盖了所有车型体系，且体积已经越来越小，技术越来越先进。今天的加热器还具有了遥控和预设功能，可以随时遥控或提前设定自动暖车。无需启动车辆发动机，加热器的控制在遥控或提前设定下即可自行启动专用加热器，向车舱及发动机供暖。待你打开车门，舒适、温馨的暖流即刻迎面而来。驻车加热器的主要部件可分为加热器本体、循环泵、计量油泵、进气消音器、排气消音器、定时器和遥控器。

三、加热器降低起动排放作用及优点

（一）加热器的低温起动降低排放作用

发动机冷启动需要更浓的混和气，所以油耗更多。同时三元催化转换器也需要加热后才能发挥作用，也要求更热的废气排放，才能达到工作所需的温度。所以多达80%的碳氢化合物排放都发生在发动机启动后的两分种之内。试验证明，使用驻车加热器30min之后，能够将发动机冷启动产生的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等排放降低67%。另外，由于发动机得到预热，大大降低了磨损程度，据资料证明在40℃和80℃的情况下，发动机磨损前者为后者的5倍，可想而知在零下20℃启动汽车对发动机的损害有多大。

（二）汽车加热器的优点

加热器除可改善发动机低温冷启动环境，降低发动机排放污染以及降低燃油消耗外。其中风暖系列加热器在夏天也能带来诸多好处：在夏季只要简单设置一下遥控器或定时器，加热器就变成夏季通风装置，它可以使汽车鼓风机将外界空气输入到汽车内部，保持车内通风，从而有效地降低空调负荷。

四、汽车加热器的应用

德国市场的一项调研显示：76%的消费者愿意从汽车厂直接购买带加热器的汽车，33%的消费者很自然地认为驻车加热器是改善冬季舒适性的有效手段，有15%的人愿意在今后的几年中安装驻车加热器。看来加热器在北欧市场得到了广泛认可。汽车加热器在国内也不是新事物，许多北方的公交车、大客车都已经安装了加热器，只是不为我们所注意。在轿车领域，随着外国车型的引进（目前加热器已经广泛被欧洲汽车制造商选用），伟巴斯特生产的车用加热器已经作为国产奥迪A6和A4的出厂选装配置，而作为出厂选装配置的车型也在不断增加，如奔驰E级、宝马5系、宝马3系等，不过还是主要应用在中高档轿车。由于目前轿车市场上的加热器基本都是进口产品，价格还比较贵，根据不同配置价格在8000～12000元左右。相信随着使用者的增多，它也会降低价格以向中低端轿车靠拢。

五、低温环境下汽车加热器不易启动的解决方案

针对加热器的预热塞功率比较低会导致加热器不能正常启动的现象，应该对预热塞的结构和材料进行改造。电阻丝预热塞的功率之所以比较低，是由于其本身的结构导致的。由于陶瓷结构预热塞的功率非常稳定，并且冲击电流比较小，整个电阻丝的结构和尺寸不会发生变化，并且功率可以提高到120W，因此可以采用陶瓷结构预热塞来代替电阻丝结构预热塞。陶瓷结构预热塞在实际的工作过程中，表面温度可以一直维持在1200℃左右，这样就可以成功的应对助燃风温度较低并且直接吹到预热塞上，还可以避免表面的积碳生成。另外，陶瓷结构预热塞是在24V的直流电压下进行工作，不需要进行降压，可以直接对其进行供电，使用寿命也能够有效延长。针对低温的助燃风会吹到预热塞上的问题，可以在加热器的进风口设置一个PTC（正温度系数热敏电阻）加热装置，这个加热装置主要是用来对低温的助燃风进行加热。PTC加热装置的运用非常靈活，还可以根据汽车的环境温度来自动调节自身的温度，从而达到恒温的效果。PTC加热装置表面的绝缘性非常好，因此可以提高整个装置的安全性。

六、结束语

总之，汽车加热器的使用能够解决汽车在低温情况下的启动问题，同时有效降低发动机污染排放，也促进了汽车行业的不断发展。

参考文献：

[1]申福林，郭金刚.汽车燃油空气加热器噪声性能[J].交通运输工程学报，2015，3（1）：54-57.