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　　西寧高原工程機(jī)械研究所副所長(zhǎng)馮輝生

　　適應(yīng)高原環(huán)境的工程機(jī)械

　　(1)功率恢復(fù)型的增壓技術(shù)

　　普通型的增壓柴油機(jī)在高原地區(qū)使用，功率和經(jīng)濟(jì)性指

　　標(biāo)仍然會(huì)下降，并產(chǎn)生增壓器轉(zhuǎn)速升高、匹配喘振線右移、

　　阻塞區(qū)左移、流量范圍變窄、壓氣機(jī)工作范圍縮小等問題。

　　大量的試驗(yàn)證明：熱負(fù)荷的急劇增加和增壓器的嚴(yán)重超速是

　　影響增壓柴油機(jī)可靠性的最重要的因素。

　　高原功率恢復(fù)型增壓，主要是對(duì)非增壓柴油機(jī)在高原功

　　率下降的情況下采取增壓措施，在某一設(shè)定的海拔高度內(nèi)，

　　使柴油機(jī)功率及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、熱負(fù)荷指標(biāo)恢復(fù)到原機(jī)低海拔標(biāo)

　　定水平。它通過增壓供氣，增加氣缸充氣密度，以提高過量

　　空氣系數(shù)，達(dá)到缸內(nèi)燃油充分燃燒，恢復(fù)平均有效壓力及恢

　　復(fù)功率的目的。除在匹配時(shí)給予共同工作點(diǎn)以最高效率與額

　　定轉(zhuǎn)速的足夠余量外，對(duì)增壓器性能及結(jié)構(gòu)也有相應(yīng)的要

　　求。降低柴油機(jī)熱負(fù)荷為主的輔佐手段。

　　(2)中冷器及其應(yīng)用

　　空氣被壓縮以后，溫度與壓力將同時(shí)提高，增壓壓比>2

　　時(shí)，充氣溫度將達(dá)到120℃以上，使柴油機(jī)熱負(fù)荷大為上升。

　　將增壓后的空氣在進(jìn)入氣缸前進(jìn)行冷卻的裝置稱為中冷器。

　　增壓柴油機(jī)采取中冷后，充氣溫度降低、密度增加，可大幅

　　度地提高柴油機(jī)的功率并改善經(jīng)濟(jì)性和熱負(fù)荷，最高燃燒溫

　　度、循環(huán)平均溫度、排氣溫度、缸蓋溫度都會(huì)顯著下降。因

　　此，中冷技術(shù)是提高柴油機(jī)功率，降低燃油消耗，改善熱負(fù)

　　荷的有效而且經(jīng)濟(jì)的措施之一。

　　(3)熱平衡技術(shù)

　　解決液力系統(tǒng)高原冷卻問題，要與柴油機(jī)恢復(fù)功率一起

　　綜合考慮。既要控制柴油機(jī)因增壓產(chǎn)生的熱負(fù)荷升高，又要

　　控制傳動(dòng)散熱系統(tǒng)因高原散熱能力下降引起的溫升，在進(jìn)行

　　系統(tǒng)熱平衡計(jì)算時(shí)，一般重點(diǎn)考慮以下要素：即冷卻風(fēng)量、

　　空氣重度(海拔高度)、環(huán)境溫度、散熱器的散熱能力、風(fēng)

　　扇轉(zhuǎn)速、風(fēng)扇幾何參數(shù)、換熱介質(zhì)平均溫差、與材料有關(guān)的

　　傳熱系數(shù)等。

　　液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的熱平衡及散熱根據(jù)機(jī)種不同給予分別考

　　慮。

　　(4)高原低溫啟動(dòng)

　　由于高原對(duì)低溫啟動(dòng)三個(gè)方面的影響(實(shí)際上是四種因

　　素的影響，即氣壓、氣溫、蓄電池的能力、啟動(dòng)負(fù)荷)，及

　　高原增壓柴油機(jī)增壓器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)進(jìn)氣的阻滯作用，高原

　　增壓型工程機(jī)械低溫啟動(dòng)條件比較嚴(yán)酷。目前，低溫措施有

　　許多種，但是真正在高原地區(qū)使用效果非常好的還不多見，

　　因此解決工程機(jī)械裝備高原低溫啟動(dòng)性能的問題仍需作出更

　　多努力。

　　(5)空氣濾清

　　表征空濾器的三個(gè)特性是相互影響的，當(dāng)某項(xiàng)指標(biāo)得以

　　提高時(shí)，其他指標(biāo)將受到約束，因此，設(shè)計(jì)高原環(huán)境適用的

　　空濾器特殊系列產(chǎn)品，使之同時(shí)具有效率高、阻力小、流量

　　大、壽命長(zhǎng)、體積小、重量輕、成本低、保養(yǎng)易等各種優(yōu)良

　　性能兼?zhèn)涫抢щy的。設(shè)計(jì)和研究中只能照顧主要方面，以求

　　得相對(duì)的高性能。

　　(6)高原工程建設(shè)機(jī)械材料及其選用

　　針對(duì)嚴(yán)寒地區(qū)使用的工程機(jī)械，在設(shè)計(jì)中合理地選擇耐

　　低溫材料，采取正確的結(jié)構(gòu)形式及其焊接、熱處理工藝等，

　　對(duì)于消除結(jié)構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力，使金屬組織均勻，提高金屬材料的

　　沖擊韌性，降低材料的冷脆性是重要的。

　　對(duì)于工程機(jī)械的工作臂、斗桿及鏟斗、斗齒、車架等結(jié)

　　構(gòu)件，所用金屬材料，除應(yīng)滿足強(qiáng)度要求外，需考慮低溫下

　　沖擊韌性和脆性破面率兩項(xiàng)指標(biāo)。

　　密封件遇低溫易老化;橡膠管件在高原紫外線照射下易

　　龜裂老化;高原低氣壓條件下的疲勞、易爆裂問題。所以要

　　考慮它的耐久性。

　　另外高原環(huán)境下油品的合理使用，是解決機(jī)械性能的主

　　要環(huán)節(jié)。一般要求：①傳動(dòng)油料要閃點(diǎn)高，凝點(diǎn)低，粘溫性

　　能變化小，抗氧、抗腐、防銹、抗泡;②潤(rùn)滑機(jī)油粘溫性能

　　穩(wěn)定，以保證低溫條件下良好的潤(rùn)滑性能和高溫條件下較高

　　的油膜強(qiáng)度;③對(duì)于高壓增壓型工程機(jī)械，由于柴油機(jī)熱負(fù)

　　荷高，機(jī)械負(fù)荷大，工作條件苛刻，因此要求所用潤(rùn)滑機(jī)油

　　除具有上述特點(diǎn)外，還應(yīng)有良好的低溫分散性能。

　　沙漠環(huán)境對(duì)工程建設(shè)機(jī)械

　　及工程車輛的特殊要求

　　沙漠環(huán)境對(duì)工程機(jī)械的要求有以下幾個(gè)方面：

　　(1)沙漠工程機(jī)械應(yīng)具有功率大、轉(zhuǎn)彎靈活、爬坡性能

　　好等特點(diǎn)。車架應(yīng)具有懸架浮動(dòng)性能，機(jī)械還應(yīng)具有涉水和

　　超越沼澤地的行駛能力。

　　(2)松軟的沙漠地表，要求工程機(jī)械車輛的行走裝置有

　　足夠的附著力。先進(jìn)的技術(shù)采用無內(nèi)胎復(fù)合型子午線輪胎，

　　并配裝自動(dòng)充放氣裝置，通過傳感器控制充放氣，輪胎接地

　　比壓將隨路面行駛阻力變化，駕駛?cè)藛T通過儀表監(jiān)控胎內(nèi)氣

　　壓。

　　(3)多風(fēng)沙的沙漠環(huán)境，常常堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣濾清

　　器，極易造成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體磨損及拉缸，也是影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命

　　的主要因素，因此，必須考慮采用多級(jí)濾清及新的結(jié)構(gòu)方

　　式。

　　(4)必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)有性能可靠的冷卻系統(tǒng)，以克服離

　　地表1米處60℃以上的輻射高溫。為節(jié)約用水，必須采用封閉

　　式循環(huán)冷卻系統(tǒng)，并且提高其散熱能力達(dá)到適當(dāng)?shù)乃健?/P>

　　(5)裝備性能可靠的無線電通訊系統(tǒng)是必不可少的重要

　　安全措施，以便在不測(cè)風(fēng)暴中被沙漠淹沒時(shí)有所救助。要求

　　通訊設(shè)備的功率及天線應(yīng)能滿足與基地聯(lián)絡(luò)距離的要求。

　　(6)安裝液壓絞盤，其拖曳力應(yīng)符合機(jī)械本身或載貨后

　　總重在沙丘地勢(shì)拖曳的要求，以便在陷入不測(cè)環(huán)境時(shí)車輛之

　　間進(jìn)行互救或自救。

　　(7)沙漠中作業(yè)車輛流動(dòng)性極強(qiáng)，持續(xù)數(shù)月的沙漠嚴(yán)

　　冬，要求工程機(jī)械具有優(yōu)良的低溫啟動(dòng)性能，一般要求應(yīng)具

　　有-40℃條件下可靠啟動(dòng)的能力。

　　(8)要求冬夏溫差極大的作業(yè)條件下，駕駛室必須安裝

　　空調(diào)和保持良好的密封性能，駕駛室內(nèi)安裝必要的生活設(shè)

　　備，如：雙層睡鋪、工作臺(tái)、收錄機(jī)及能儲(chǔ)存一周飲食的水

　　與食品儲(chǔ)藏柜。

　　(9)履帶式工程機(jī)械必須設(shè)置全密封潤(rùn)滑履帶和高架驅(qū)

　　動(dòng)輪，在地表溫度70℃左右條件下，黃油嘴加注方式不能保

　　證潤(rùn)滑條件。高架驅(qū)動(dòng)輪可以在機(jī)械因故障不能行走需要拖

　　曳時(shí)就地采取措施，使履帶不致于被傳動(dòng)系卡死。

　　(10)在沙漠中機(jī)械一旦出現(xiàn)故障，代價(jià)是相當(dāng)昂貴

　　的，甚至造成機(jī)毀人亡。必須盡可能提高機(jī)器零部件、電器

　　線路和設(shè)備的可靠性，選擇可靠性指標(biāo)高的工程機(jī)械整機(jī)進(jìn)

　　行沙漠適應(yīng)性改造，把機(jī)械故障率降到最低。