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裝載機適應高原環(huán)境的技術(shù)對策
我國擁有世界上最遼闊的高原地域，面積約為270萬(wàn)km2，平均海拔2 000～4 500m。青藏高原是其中最具代表性的，平均海拔4 500m，其獨特的氣候特點(diǎn)：空氣稀薄、氣壓低、含氧量少、晝夜溫差大、低溫動(dòng)土、紫外線(xiàn)輻射強、風(fēng)沙塵大、降雨少、氣候干燥等。建設青藏鐵路不緊要解決高原凍土區的鐵路勘察、設計、工程建設問(wèn)題，也需要解決施工裝備在該地區的“高原病”。這些問(wèn)題在世界上毫無(wú)先例，需要我們基于當今的科學(xué)技術(shù)水平，解放思想，不斷創(chuàng )新，去攻克施工建設中的一道道技術(shù)難題。
常林股份有限公司針對青藏高原特殊的環(huán)境，在2000年就將高原型工程機械列為技術(shù)攻關(guān)項目(被國家經(jīng)貿委列為2000年度國家級技術(shù)創(chuàng )新項目)。經(jīng)過(guò)廣泛的調查研究、技術(shù)分析與設計開(kāi)發(fā)、高原實(shí)驗與改進(jìn)驗證，對裝載機的高原適應性技術(shù)進(jìn)行了一系列研究。
1動(dòng)力系統
1.1高原環(huán)境的影響
1)隨著(zhù)海拔升高、大氣壓降低、空氣密度減少，空氣中的氧分量也減少，這對以?xún)热紮C為的動(dòng)力的工程機械影響十分突出。實(shí)驗表明，對自然吸氣型內燃機，海拔每上升1 000m，其功率、扭矩下降8%～13%、油耗上升6%～9%、熱強度增加2%～5%;當海拔達到4 000m時(shí)其功率降低45%左右。這是由于缸內充氣量減小，散熱性能下降，熱負荷增加，燃燒不充分等原因所致，因此高原環(huán)境對發(fā)動(dòng)機動(dòng)力性能影響十分嚴重。
2)高原地區氣壓低、含氧量少、晝夜溫差大、寒冷季節長(cháng)，使內燃機的壓縮壓力和溫度隨海拔升高而降低。實(shí)驗結果表明，海拔每升高1 000m，內燃機壓縮壓力降低17%、溫度下降23%，原機最低極限啟動(dòng)溫度提高22℃左右，同時(shí)，輔助裝置在高原使用時(shí)凡涉及點(diǎn)火、燃燒、耗氧性能均表現出不同程度的不適應性，尤其在低壓缺氧條件下啟動(dòng)困難程度超過(guò)低海拔許多。
3)高原地區多沙塵，空氣中的含塵量是低海拔地區的5～15倍，它增加了進(jìn)氣阻力，使濾清效果下降，又由于空氣中含氧量少，使發(fā)動(dòng)機的燃燒性能迅速下降，不僅使功率下降，而且更加速了柴油機零部件的磨損，縮短了空濾器等部件的使用壽命。
1.2對策
1)為充分保證裝載機在高原環(huán)境下使用的可靠性和適應性，我們選擇了上柴引進(jìn)Cat3306B技術(shù)生產(chǎn)的C6121高原補償增壓發(fā)動(dòng)機，配用進(jìn)口增壓器，在高海拔地區柴油機的功率降小于3%、煙度低于3.0，從而克服了高原環(huán)境下功率下降造成動(dòng)力不足的問(wèn)題。
2)采用容量大、免維修的進(jìn)口沃鐵馬固體電平，可在-40～65℃內正常工作;在發(fā)動(dòng)機系統中增加一套乙醚助燃裝置或作為選購件的水套預熱裝置，使裝載機在高原地區-25℃正常啟動(dòng)。
3)采用低吸氣阻力的三級旋流大容量型空濾器，并在排氣消音器上安裝排氣引射管實(shí)現自動(dòng)排塵，解決了高原地區風(fēng)沙塵大、易使空濾器堵塞而影響發(fā)動(dòng)機動(dòng)力性能的問(wèn)題。
2散熱系統
2.1高原環(huán)境的影響
1)對發(fā)動(dòng)機而言，由于汽缸內空氣減少，過(guò)量空氣系數下降，燃燒狀況不良，后燃現象嚴重，使發(fā)動(dòng)機熱負荷增加;由于空氣重度降低，使冷卻風(fēng)扇質(zhì)量流量減少;由于海拔升高，冷卻水的沸點(diǎn)降低(青藏線(xiàn)水的沸點(diǎn)是78～85℃)，這些均導致熱散能力下降，熱負荷進(jìn)一步增強。
2)對于傳動(dòng)系統而言，由于匹配性能趨于惡化，除不能充分利用和發(fā)揮發(fā)動(dòng)機的最大功率外，還存在傳力不足和低效傳動(dòng)，使部分功率因內損而轉化為熱能，造成整機作業(yè)溫度超過(guò)規定值，影響正常工作。
2.2 對策
1)采用加大型風(fēng)扇并使風(fēng)扇的線(xiàn)速度在合理范圍內;采用加大散熱面積的增加型水箱，保證低氣壓下有足夠的散熱面積。
2)優(yōu)化傳動(dòng)系統的匹配和液壓管路系統布置，采用特殊的散熱系統，使裝載機具有適合的作業(yè)溫度。
3橡膠件與密封件
3.1高原環(huán)境的影響
高原地區日照時(shí)間長(cháng)、紫外線(xiàn)強烈、晝夜溫差變化大，青藏線(xiàn)地區年平均氣溫為-27～-45℃，日平均氣溫在0℃以下達235～330d，這些環(huán)境使液壓膠管加速龜裂，使橡膠件和封閉件加速老化。
3.2對策
轉向系統、工作液壓系統、制動(dòng)系統等膠管采用德國漢莎——福萊克斯公司生產(chǎn)的產(chǎn)品，可耐低溫-40℃，抗紫外線(xiàn)能力是一般膠管的8倍以上。油缸等關(guān)鍵部件的密封件采用進(jìn)口件，保證低溫環(huán)境使用的可靠性和耐用性。
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