汽車加熱器降低汽油機(jī)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(guān)內(nèi)容以及其對汽車排放污染的作用進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：汽車加熱器；原理；作用；應(yīng)用

冬天車輛啟動是件很麻煩的事。點(diǎn)燃發(fā)動機(jī)幾分鐘后就匆匆上路，離發(fā)動機(jī)的正常工作溫度還相差很遠(yuǎn)，此時發(fā)動機(jī)還未進(jìn)入良好的工作狀態(tài)，其排放的尾氣嚴(yán)重超標(biāo)。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(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)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(yù)設(shè)好，給ECU發(fā)出一個啟動信號，點(diǎn)火棒預(yù)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(fā)氈上，由于點(diǎn)火棒與揮發(fā)氈的間距只有2～3毫米，所以燃油會在點(diǎn)火棒的高溫下點(diǎn)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(diǎn)火棒電源，進(jìn)入加熱器正常燃燒狀態(tài)。同時火焰會產(chǎn)生熱能，并將這個熱能傳遞到發(fā)動機(jī)的冷卻液中進(jìn)行加熱。在加熱的過程中，如果加熱的溫度達(dá)到了預(yù)設(shè)的溫度，就可以促使空調(diào)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行工作，將熱風(fēng)吹到車內(nèi)，冷卻液預(yù)熱之后就可以對發(fā)動機(jī)進(jìn)行加熱。當(dāng)發(fā)動機(jī)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(fēng)擋玻璃除霜、加熱汽車內(nèi)部外，還能有效改善汽車?yán)鋯有阅?，改善涼車的不良排放。車輛加熱器在20世紀(jì)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(dú)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(jìn)。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(jī)，加熱器的控制在遙控或提前設(shè)定下即可自行啟動專用加熱器，向車艙及發(fā)動機(jī)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(jìn)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(yōu)點(diǎn)

（一）加熱器的低溫起動降低排放作用

發(fā)動機(jī)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(dá)到工作所需的溫度。所以多達(dá)80%的碳?xì)浠衔锱欧哦及l(fā)生在發(fā)動機(jī)啟動后的兩分種之內(nèi)。試驗(yàn)證明，使用駐車加熱器30min之后，能夠?qū)l(fā)動機(jī)冷啟動產(chǎn)生的一氧化碳、碳?xì)浠衔铩⒌趸衔锏扰欧沤档?7%。另外，由于發(fā)動機(jī)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(jī)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(jī)的損害有多大。

（二）汽車加熱器的優(yōu)點(diǎn)

加熱器除可改善發(fā)動機(jī)低溫冷啟動環(huán)境，降低發(fā)動機(jī)排放污染以及降低燃油消耗外。其中風(fēng)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(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(jī)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(fù)荷。

四、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(fèi)者愿意從汽車廠直接購買帶加熱器的汽車，33%的消費(fèi)者很自然地認(rèn)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(rèn)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(jìn)（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(jìn)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。

五、低溫環(huán)境下汽車加熱器不易啟動的解決方案

針對加熱器的預(yù)熱塞功率比較低會導(dǎo)致加熱器不能正常啟動的現(xiàn)象，應(yīng)該對預(yù)熱塞的結(jié)構(gòu)和材料進(jìn)行改造。電阻絲預(yù)熱塞的功率之所以比較低，是由于其本身的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的。由于陶瓷結(jié)構(gòu)預(yù)熱塞的功率非常穩(wěn)定，并且沖擊電流比較小，整個電阻絲的結(jié)構(gòu)和尺寸不會發(fā)生變化，并且功率可以提高到120W，因此可以采用陶瓷結(jié)構(gòu)預(yù)熱塞來代替電阻絲結(jié)構(gòu)預(yù)熱塞。陶瓷結(jié)構(gòu)預(yù)熱塞在實(shí)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(yīng)對助燃風(fēng)溫度較低并且直接吹到預(yù)熱塞上，還可以避免表面的積碳生成。另外，陶瓷結(jié)構(gòu)預(yù)熱塞是在24V的直流電壓下進(jìn)行工作，不需要進(jìn)行降壓，可以直接對其進(jìn)行供電，使用壽命也能夠有效延長。針對低溫的助燃風(fēng)會吹到預(yù)熱塞上的問題，可以在加熱器的進(jìn)風(fēng)口設(shè)置一個PTC（正溫度系數(shù)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(fēng)進(jìn)行加熱。PTC加熱裝置的運(yùn)用非常靈活，還可以根據(jù)汽車的環(huán)境溫度來自動調(diào)節(jié)自身的溫度，從而達(dá)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(jié)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(fā)動機(jī)污染排放，也促進(jìn)了汽車行業(yè)的不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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