1.冷起动加浓

试验结果表明，在低温情况下，增加供油量，可以在一定程度上缓解甲醇燃料的冷起动困难。长安大学刘生全教授经相关研究发现，一般燃用M85时，气温低于10℃就需要进行冷起动加浓，可以有效缓解起动困难；但经多次试验，这种方法在气温低于-10℃左右后，对冷起动的帮助不明显。但这种方法相对于其他冷起动方法有明显优势，即改装简单，成本低，易于推广。目前，大部分冬季温度不是很低的地区改装车辆多采用这种方案。

2.EGR

20世纪90年代，Nexum研究公司的曾提出催化点燃废气再循环对进气进行加热，国内也有类似的方法，这种方法的装置见图10-18。原理是将起动初期没燃烧或燃烧不完全的燃油在排气管中催化点燃，再将废气部分引入进气管，而达到既加热进气又降低排放的目的。在进排气管之间连接一个废气再循环管，在废气再循环管靠近进气管的一侧装有催化点火器，气缸排出的废气通过EGR阀部分流向进气管，并经过催化点火器催化点着燃油蒸气，从而加热了进气，且使以后的工作循环燃烧变好。这种方法不用像电火焰加热器那样耗费额外的燃油，但是需要对车辆进排气系统进行改装。通过改变进气阀和EGR阀的开度，可以控制燃烧的废气进入进气管的量，进而控制进气充量的温度。

3.高能点火

一般认为，初级储能接近100MJ的点火系统即为高能点火系统。高能点火的火花塞间隙内的电离区域及能量密度会远大于普通火花塞，因此可以扩宽混合气着火的浓度极限，适用于发动机混合气稀薄时着火。对于由醇类燃料在低温不易挥发，混合气浓度过稀而引起的起动困难，高能点火在有效的混合气浓度范围内还是有一定作用的。

图10-19为Enerpulse公司开发的脉冲火花塞，其在火花塞内部安置了一个脉冲电路，可以有效提高点火能量，峰值能量可以达到5.2MW，此火花塞可对冷起动顺利着火有明显的帮助。

图10-18 废气催化点燃再循环

图10-19 Enerpulse脉冲火花塞

4.进气加热

通过提高进气充量的初始温度也是一种提高发动机低温起动性能有效的方法。按照加热进气的来源不同，可分为电热进气预热和火焰进气预热两大类。

（1）电加热

电热预热方法是在进气管内安装电热塞或加热器，直接加热进气，它不消耗空气中的氧气，也不污染进气，但是它对蓄电池的电能消耗量较大，因此对于甲醇燃料汽车需要增大电池容量或附带专用的冷起动加热电池（图10-20、图10-21）。

长安大学吴克刚教授对电热塞进气预热效能进行了模拟计算，考虑加热歧管内空气会与环境温度进行自由流动换热的话，可得式（10-10）

m·C·Δt=（P-α·F·Δt）·τ （10-10）

0式中 m——空气质量，设为7.188×10^-3kg；

C——空气比热，为1.005kJ/kg·K；

P——电热塞功率，设定是设计在进气歧管中安装4个电热塞，总功率为0.312kW；

α——换热系数，为1.34（Δt/D）^1/4；

F——进气歧管表面积，设为0.3m²；

τ——加热时间，定为30s。

带入可得，Δt=105℃，即按照以上设定，电热塞在进气系统中加热30s后，可将5L的空气温度提升105℃。

图10-20 进气预热器

图10-21 电热塞(www.daowen.com)

在进气系统内安装电加热装置，在低温条件下，对进气进行预热；温度较高的空气可以促进甲醇的蒸发，提高冷起动成功的概率。这种方法的特点是：

1）所需要的预热塞功率很大，需要一定的暖机时间。

2）预热塞寿命短、可靠性不好，发生故障时车辆无法起动，不能正常出车。

（2）火焰预热

采用电火焰加热器是利用火焰加热进气的方法之一，它是利用电热塞将燃油点燃进而加热进气管内的充量，它消耗的电能相对少，加热的温度高，但由于它消耗一部分氧气而且有部分废气产生和功率损失，因此需要对燃烧器的供油量进行较精确地控制和调节，避免耗氧量过多和废气过多。起动时，当燃烧器所消耗的空气量为发动机进气量的15%～20%时，低温起动的效果相对最好。1989年保时捷公司研发中心开发的另外一种甲醇汽车专用的火焰预热装置，可以在低温条件下，一个专用的燃烧室内将部分燃料甲醇点燃，利用其产生的热量对进气系统进行预热，这样可以避免燃烧消耗进气系统内的氧气而对发动机做功及排放产生不利的影响。

图10-22 大众Polo E-Flex

5.燃料加热

另外一种醇类冷起动的措施是提高燃油温度，这种方法显然可以提高甲醇燃料的蒸发量。2009年大众公司已于巴西推出的一款醇类专用轿车Polo E-Flex（图10-22），即采用对燃料加热的方法解决车辆使用醇类燃料时冷起动困难的问题。Polo E-Flex可以对油轨中的燃油温度进行监控，并且在低温时对其进行加热，以提高燃料的蒸发性，使起动更加顺利。而且为了减少驾驶人的等待时间，当驾驶人打开车门时，此系统便开始工作。

为了保证对燃料加热的安全性，一般的燃油加热装置都是采用间接加热的方法，即在输油管外包裹可控温的加热装置。按照包裹的形状，可以分为管式和板式两种，如图10-23所示。

图10-23 管式及板式燃油加热器

对燃油进行加热的方案耗电量小，装置安装相对简便；但其需要精确的温度控制及很高的燃油加热系统安全性设计，这无疑也增加了生产成本。

6.机体预热

采用进气加热或者燃料加热的方法属于快速的，局部增温的方法；发动机作为一个整体，其机体也参与热交换作用，局部增温，如加热后的空气或甲醇燃料在接触到低温机体后，会迅速降温，难以保证甲醇燃料的蒸发性。另外，在低温环境中，发动机整个机体的温度、冷却液的温度、润滑油的温度都很低，这就造成了气体在压缩的过程中向四壁的散热量多，且各摩擦副表面的摩擦力很大，进而使发动机起动困难。因此某些大型车辆可以尝试在低温启动前，对发动机整体进行预热。

目前，从加热方式上分，机体加热器有两种。一种是直接燃烧液体燃料，将其放出的热量传递给被加热的介质—冷却液（或空气）的装置，再通过被加热的冷却液（或空气）来加热整机及蓄电池和机油，其结构如图10-24所示。目前，这种方案已经在一些低温地区的大型公交客车上推广使用，这些地区采用了在发动机起动前用柴油锅炉加热发动机冷却液，将发动机整体预热，达到成功起动的目的。此种方案有一定的局限：

1）只能在发动机后置的大型客车上实现。

图10-24 机体燃烧加热器

2）车辆预留柴油锅炉安装位置。

3）配套柴油存储系统。

4）使用柴油成本高。

因此，在前置客车及其他改装车辆如货车、

另一种是储热加热器，国外已研制出这种储热器，其结构见图10-25，储热器中包含一种储热物质Ba（OH）2·8H₂O，它的熔点为78℃，热容量大，利用它将发动机在工作时产生的废热量吸收并储存在储热介质中。低温起动时，冷却液进入储热器后，储热器以较高的初能量再将热量释放给冷却液，以使预热、暖机。它的传热效率高，节省燃料，使用成本低，起动时时放性能好。采用机体加热器不仅可以使发动机在很低的温度下顺利起动，还可以减少机件的磨损，避免零件损坏，节约热量，减少排气污染。

图10-25 储热器内部结构