目前，环境污染和能源紧张问题日益严重，冷启动燃油消耗和排放控制也成为了发动机的主要研究内容之一。冷启动阶段发动机机体温度较低，整体运行工况恶劣都会导致燃油消耗和排放的增加。本文主要从发动机冷却液温度出发，通过计算机建模仿真研究发动机冷启动时冷却液温度对燃油消耗及HC排放的影响。根据某公司提供的相关车型数据，将实际的发动机及发动机冷却系统拆分为各个便于处理的子系统，利用GT-SUIT中的GT-POWER和GT-COOL软件所提供的模块建立相应的物理模型。根据热力学、传热传质、流体力学理论，将简化的物理模型进行定量的数学描述，再将收集的数据输入到相应的模块中去，即建立数学模型，并对该模型进行相关验证。利用GT-POWER，根据发动机参数建立了一个直列四缸发动机模型，并通过该发动机的外特性测试数据验证模型计算精度。利用该模型计算出发动机的燃油消耗及HC排放特性数据，并将该数据用于由GT-COOL建立的一个完整的发动机冷却系统模型中，进行数据联合仿真。在该模型中利用十五工况的前两个循环模拟发动机冷启动工况，仿真结果表明，冷启动阶段发动机冷却液温度对发动机燃油消耗及排放有直接影响。为了满足在不降低发动机动力性能的前提下减少冷启动阶段的燃油消耗及HC排放量。提出了在冷却循环中加入一热源，在冷启动前对发动机冷却液预热的方法，并对热源功率进行相关计算和模型验证。根据仿真结果，该方法在390s的冷启动阶段内可有效降低发动机燃油消耗量和HC排放量。为优化改进该车型冷启动阶段的排放及燃油消耗提供一定参考依据。