发动机冷起动暖机过程改善措施的试验研究

刘震涛，韩 松，尹 旭，黄 瑞，孙 正，俞小莉

(浙江大学能源工程学系，动力机械及车辆工程研究所，杭州 310027)

前言

为实现节能减排的目的，从发动机起动等变工况入手研究汽车节能及环保技术已经成为一个重要的途径。发动机起动暖机过程指的是发动机点火成功后，机内冷却水和机油从较低温度上升至正常温度的过程，该过程主要包括拖动、起动、后起动和暖机4个阶段。该过程历时较长，直接影响发动机各总成的磨损和整机的排放［1－2］。在工况法试验中，1998年6月欧盟提出了欧Ⅲ、欧Ⅳ标准，和欧Ⅰ、欧Ⅱ标准相比除在排放限值上约降低40%外，还改变了排放测试循环，即取消了发动机起动后的怠速40s暖机时间，并于2002年要求初始的测试温度达到－7℃［3－4］，发动机冷起动初期产生的 THC 和 CO 排放会比常温起动增加很多［5］。研究表明起动阶段的最初300s的CO和THC的排放占整个排放测试阶段中的60% ～80%［6－7］，由此可见研究降低冷起动和暖机过程的排放显得尤为重要。此外，发动机的可靠性和使用寿命主要取决于气缸壁与曲轴颈的磨损程度。发动机起动阶段，特别是低温冷起动阶段，由于其水温和润滑油温度低，使发动机的磨损严重，影响发动机的可靠性和使用寿命［8］。

鉴于冷起动和暖机过程给发动机带来的各种危害，尤其是对排放的影响，国内外对此做了大量研究。研究工作涉及缸内燃烧组织，排气后处理等［9－11］。此外，也有以冷却水为研究对象，从智能热管理角度，通过采用加热器和储热器等调节冷却水的热状态，通过可调水泵等调节冷却水的流动状态等方法改善起动排放［12－14］。……