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　　西寧高原工程機械研究所副所長馮輝生

　　適應高原環境的工程機械

　　(1)功率恢復型的增壓技術

　　普通型的增壓柴油機在高原地區使用，功率和經濟性指

　　標仍然會下降，并產生增壓器轉速升高、匹配喘振線右移、

　　阻塞區左移、流量范圍變窄、壓氣機工作范圍縮小等問題。

　　大量的試驗證明：熱負荷的急劇增加和增壓器的嚴重超速是

　　影響增壓柴油機可靠性的最重要的因素。

　　高原功率恢復型增壓，主要是對非增壓柴油機在高原功

　　率下降的情況下采取增壓措施，在某一設定的海拔高度內，

　　使柴油機功率及經濟指標、熱負荷指標恢復到原機低海拔標

　　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，達到缸內燃油充分燃燒，恢復平均有效壓力及恢

　　復功率的目的。除在匹配時給予共同工作點以最高效率與額

　　定轉速的足夠余量外，對增壓器性能及結構也有相應的要

　　求。降低柴油機熱負荷為主的輔佐手段。

　　(2)中冷器及其應用

　　空氣被壓縮以后，溫度與壓力將同時提高，增壓壓比>2

　　時，充氣溫度將達到120℃以上，使柴油機熱負荷大為上升。

　　將增壓后的空氣在進入氣缸前進行冷卻的裝置稱為中冷器。

　　增壓柴油機采取中冷后，充氣溫度降低、密度增加，可大幅

　　度地提高柴油機的功率并改善經濟性和熱負荷，最高燃燒溫

　　度、循環平均溫度、排氣溫度、缸蓋溫度都會顯著下降。因

　　此，中冷技術是提高柴油機功率，降低燃油消耗，改善熱負

　　荷的有效而且經濟的措施之一。

　　(3)熱平衡技術

　　解決液力系統高原冷卻問題，要與柴油機恢復功率一起

　　綜合考慮。既要控制柴油機因增壓產生的熱負荷升高，又要

　　控制傳動散熱系統因高原散熱能力下降引起的溫升，在進行

　　系統熱平衡計算時，一般重點考慮以下要素：即冷卻風量、

　　空氣重度(海拔高度)、環境溫度、散熱器的散熱能力、風

　　扇轉速、風扇幾何參數、換熱介質平均溫差、與材料有關的

　　傳熱系數等。

　　液壓傳動系統的熱平衡及散熱根據機種不同給予分別考

　　慮。

　　(4)高原低溫啟動

　　由于高原對低溫啟動三個方面的影響(實際上是四種因

　　素的影響，即氣壓、氣溫、蓄電池的能力、啟動負荷)，及

　　高原增壓柴油機增壓器對發動機啟動進氣的阻滯作用，高原

　　增壓型工程機械低溫啟動條件比較嚴酷。目前，低溫措施有

　　許多種，但是真正在高原地區使用效果非常好的還不多見，

　　因此解決工程機械裝備高原低溫啟動性能的問題仍需作出更

　　多努力。

　　(5)空氣濾清

　　表征空濾器的三個特性是相互影響的，當某項指標得以

　　提高時，其他指標將受到約束，因此，設計高原環境適用的

　　空濾器特殊系列產品，使之同時具有效率高、阻力小、流量

　　大、壽命長、體積小、重量輕、成本低、保養易等各種優良

　　性能兼備是困難的。設計和研究中只能照顧主要方面，以求

　　得相對的高性能。

　　(6)高原工程建設機械材料及其選用

　　針對嚴寒地區使用的工程機械，在設計中合理地選擇耐

　　低溫材料，采取正確的結構形式及其焊接、熱處理工藝等，

　　對于消除結構件內應力，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。

　　對于工程機械的工作臂、斗桿及鏟斗、斗齒、車架等結

　　構件，所用金屬材料，除應滿足強度要求外，需考慮低溫下

　　沖擊韌性和脆性破面率兩項指標。

　　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。

　　另外高原環境下油品的合理使用，是解決機械性能的主

　　要環節。一般要求：①傳動油料要閃點高，凝點低，粘溫性

　　能變化小，抗氧、抗腐、防銹、抗泡;②潤滑機油粘溫性能

　　穩定，以保證低溫條件下良好的潤滑性能和高溫條件下較高

　　的油膜強度;③對于高壓增壓型工程機械，由于柴油機熱負

　　荷高，機械負荷大，工作條件苛刻，因此要求所用潤滑機油

　　除具有上述特點外，還應有良好的低溫分散性能。

　　沙漠環境對工程建設機械

　　及工程車輛的特殊要求

　　沙漠環境對工程機械的要求有以下幾個方面：

　　(1)沙漠工程機械應具有功率大、轉彎靈活、爬坡性能

　　好等特點。車架應具有懸架浮動性能，機械還應具有涉水和

　　超越沼澤地的行駛能力。

　　(2)松軟的沙漠地表，要求工程機械車輛的行走裝置有

　　足夠的附著力。先進的技術采用無內胎復合型子午線輪胎，

　　并配裝自動充放氣裝置，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，駕駛人員通過儀表監控胎內氣

　　壓。

　　(3)多風沙的沙漠環境，常常堵塞發動機的空氣濾清

　　器，極易造成發動機缸體磨損及拉缸，也是影響發動機壽命

　　的主要因素，因此，必須考慮采用多級濾清及新的結構方

　　式。

　　(4)必須保證發動機有性能可靠的冷卻系統，以克服離

　　地表1米處60℃以上的輻射高溫。為節約用水，必須采用封閉

　　式循環冷卻系統，并且提高其散熱能力達到適當的水平。

　　(5)裝備性能可靠的無線電通訊系統是必不可少的重要

　　安全措施，以便在不測風暴中被沙漠淹沒時有所救助。要求

　　通訊設備的功率及天線應能滿足與基地聯絡距離的要求。

　　(6)安裝液壓絞盤，其拖曳力應符合機械本身或載貨后

　　總重在沙丘地勢拖曳的要求，以便在陷入不測環境時車輛之

　　間進行互救或自救。

　　(7)沙漠中作業車輛流動性極強，持續數月的沙漠嚴

　　冬，要求工程機械具有優良的低溫啟動性能，一般要求應具

　　有-40℃條件下可靠啟動的能力。

　　(8)要求冬夏溫差極大的作業條件下，駕駛室必須安裝

　　空調和保持良好的密封性能，駕駛室內安裝必要的生活設

　　備，如：雙層睡鋪、工作臺、收錄機及能儲存一周飲食的水

　　與食品儲藏柜。

　　(9)履帶式工程機械必須設置全密封潤滑履帶和高架驅

　　動輪，在地表溫度70℃左右條件下，黃油嘴加注方式不能保

　　證潤滑條件。高架驅動輪可以在機械因故障不能行走需要拖

　　曳時就地采取措施，使履帶不致于被傳動系卡死。

　　(10)在沙漠中機械一旦出現故障，代價是相當昂貴

　　的，甚至造成機毀人亡。必須盡可能提高機器零部件、電器

　　線路和設備的可靠性，選擇可靠性指標高的工程機械整機進

　　行沙漠適應性改造，把機械故障率降到最低。