汽車加熱器降低汽油機冷啟動排放污染的分析

付鐵爭

摘要：汽車加熱器是汽車的重要組成部分。本文將對汽車加熱器的相關內容以及其對汽車排放污染的作用進行分析，以供參考。

關鍵詞：汽車加熱器；原理；作用；應用

冬天車輛啟動是件很麻煩的事。點燃發動機幾分鐘后就匆匆上路，離發動機的正常工作溫度還相差很遠，此時發動機還未進入良好的工作狀態，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。

一、汽車加熱器的工作原理

因汽車加熱器一般會與發動機冷卻系統進行串聯安裝，所以加熱器在工作過程中，首先是通過遙控器或事先預設好，給ECU發出一個啟動信號，點火棒預加熱到900℃左右后，計量油泵會以脈沖的形式自車載油箱泵油，然后將燃油打到燃燒室中的金屬揮發氈上，由于點火棒與揮發氈的間距只有2～3毫米，所以燃油會在點火棒的高溫下點燃。燃油在燃燒的過程中，火焰探測傳感器探測到高溫后會斷掉點火棒電源，進入加熱器正常燃燒狀態。同時火焰會產生熱能，并將這個熱能傳遞到發動機的冷卻液中進行加熱。在加熱的過程中，如果加熱的溫度達到了預設的溫度，就可以促使空調鼓風機進行工作，將熱風吹到車內，冷卻液預熱之后就可以對發動機進行加熱。當發動機加熱到一定程度時，汽車就能夠順利啟動。

二、汽車加熱器的作用

加熱器對車輛及乘員的益處除了風擋玻璃除霜、加熱汽車內部外，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爐式加熱器。經過不斷的創新與發展，今天的加熱器已經涵蓋了所有車型體系，且體積已經越來越小，技術越來越先進。今天的加熱器還具有了遙控和預設功能，可以隨時遙控或提前設定自動暖車。無需啟動車輛發動機，加熱器的控制在遙控或提前設定下即可自行啟動專用加熱器，向車艙及發動機供暖。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、循環泵、計量油泵、進氣消音器、排氣消音器、定時器和遙控器。

三、加熱器降低起動排放作用及優點

（一）加熱器的低溫起動降低排放作用

發動機冷啟動需要更濃的混和氣，所以油耗更多。同時三元催化轉換器也需要加熱后才能發揮作用，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生在發動機啟動后的兩分種之內。試驗證明，使用駐車加熱器30min之后，能夠將發動機冷啟動產生的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物等排放降低67%。另外，由于發動機得到預熱，大大降低了磨損程度，據資料證明在40℃和80℃的情況下，發動機磨損前者為后者的5倍，可想而知在零下20℃啟動汽車對發動機的損害有多大。

（二）汽車加熱器的優點

加熱器除可改善發動機低溫冷啟動環境，降低發動機排放污染以及降低燃油消耗外。其中風暖系列加熱器在夏天也能帶來諸多好處：在夏季只要簡單設置一下遙控器或定時器，加熱器就變成夏季通風裝置，它可以使汽車鼓風機將外界空氣輸入到汽車內部，保持車內通風，從而有效地降低空調負荷。

四、汽車加熱器的應用

德國市場的一項調研顯示：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。汽車加熱器在國內也不是新事物，許多北方的公交車、大客車都已經安裝了加熱器，只是不為我們所注意。在轎車領域，隨著外國車型的引進（目前加熱器已經廣泛被歐洲汽車制造商選用），偉巴斯特生產的車用加熱器已經作為國產奧迪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品，價格還比較貴，根據不同配置價格在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。

五、低溫環境下汽車加熱器不易啟動的解決方案

針對加熱器的預熱塞功率比較低會導致加熱器不能正常啟動的現象，應該對預熱塞的結構和材料進行改造。電阻絲預熱塞的功率之所以比較低，是由于其本身的結構導致的。由于陶瓷結構預熱塞的功率非常穩定，并且沖擊電流比較小，整個電阻絲的結構和尺寸不會發生變化，并且功率可以提高到120W，因此可以采用陶瓷結構預熱塞來代替電阻絲結構預熱塞。陶瓷結構預熱塞在實際的工作過程中，表面溫度可以一直維持在1200℃左右，這樣就可以成功的應對助燃風溫度較低并且直接吹到預熱塞上，還可以避免表面的積碳生成。另外，陶瓷結構預熱塞是在24V的直流電壓下進行工作，不需要進行降壓，可以直接對其進行供電，使用壽命也能夠有效延長。針對低溫的助燃風會吹到預熱塞上的問題，可以在加熱器的進風口設置一個PTC（正溫度系數熱敏電阻）加熱裝置，這個加熱裝置主要是用來對低溫的助燃風進行加熱。PTC加熱裝置的運用非常靈活，還可以根據汽車的環境溫度來自動調節自身的溫度，從而達到恒溫的效果。PTC加熱裝置表面的絕緣性非常好，因此可以提高整個裝置的安全性。

六、結束語

總之，汽車加熱器的使用能夠解決汽車在低溫情況下的啟動問題，同時有效降低發動機污染排放，也促進了汽車行業的不斷發展。

參考文獻：

[1]申福林，郭金剛.汽車燃油空氣加熱器噪聲性能[J].交通運輸工程學報，2015，3（1）：54-57.