理论教育 多年冻土区公路施工设备适应高海拔低气压环境的研究成果

多年冻土区公路施工设备适应高海拔低气压环境的研究成果

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:1)高海拔、低气压环境对施工设备的影响对以内燃机为动力的机械的影响高海拔严寒条件对以内燃机为动力工程机械的影响主要有以下几个方面:功率下降,油耗上升;热负荷增加,排放恶化;故障增多,使用寿命缩短;性能改变;低温启动困难。柴油使用性能包括燃烧性、低温流动性、黏度等,其中低温流动性用来判断柴油在什么样的环境温度下使用,用其凝点高低来表示。

多年冻土区公路施工设备适应高海拔低气压环境的研究成果

1)高海拔、低气压环境对施工设备的影响

(1)对以内燃机为动力的机械的影响

高海拔严寒条件对以内燃机为动力工程机械的影响主要有以下几个方面:功率下降,油耗上升;热负荷增加,排放恶化;故障增多,使用寿命缩短;性能改变;低温启动困难。

(2)增压型柴油机工作特性的变化

一般来讲,当增压型柴油机在不同海拔高度保持平原地区功率时(即等功率),平均海拔每上升1 000 m,排温上升4%~6%(风冷柴油机上升约8%),增压器转速上升5%~8%。柴油机能否在不同海拔高度保持功率不变,主要受增压器转速、排温及构成燃烧室各零件的热负荷的限制:当增压型柴油机在不同海拔高度保持排温相同时(即等排温),平均海拔每上升1 000 m,功率下降7%~9%,增压器转速上升1%左右;当增压器在不同海拔高度保持转速不变时(即等转速),平均海拔每上升1 000 m,功率下降7%~9%。

(3)对工程机械整机性能的影响

高原环境对工程机械整体性能的影响主要表现在:牵引功率下降,整机出力不足;牵引比油耗上升,经济性变差;行驶速度下降;加速过程延长,加速性能变差,直接影响到整机的作业循环时间及生产率;系统温度超过允许范围,热负荷增加,严重影响整机工作可靠性;启动性能变差,冬季整机启动十分困难;工作装置动作迟缓无力。

2)工程机械高原适应性对策

(1)柴油机功率恢复型增压技术

高原功率恢复型增压,主要是针对自然吸气型和强化型增压柴油机在高原地区功率下降的问题,采取增压技术或重新进行合理的匹配,在设定的海拔高度范围内,使其各项性能指标恢复到原机出厂水平。

(2)降低柴油机热负荷的主要措施(www.daowen.com)

降低柴油机热负荷的主要措施有:适当增大进、排气门叠开角;增大叠开期内的进、排气管压力差,合理选择进、排气歧管;增大进、排气门的时间和截面;采用中冷及热平衡技术。

(3)匹配的空气滤清系统

由于高原作业环境大气粉尘比平原大,进气阻力上升快,一方面增加了发动机的充气阻力,使发动机的功率进一步降低;另一方面也增加了保养频度和难度,缩短了空滤器使用保养寿命。滤清效率的降低导致发动机的早期磨损和大修期缩短,因此选用合适的空气滤清系统十分重要。

(4)高原施工中工程机械油料的选用

在高原施工中,由于气候条件恶劣,工程机械在高原作业时会出现启动困难或零部件磨损加快等现象,各种油料黏度增大导致发动机启动阻力增加,液力系统散热性能下降,究其原因与油品有很大关系。

柴油使用性能包括燃烧性、低温流动性、黏度等,其中低温流动性用来判断柴油在什么样的环境温度下使用,用其凝点高低来表示。在高寒地区选择柴油低温流动性(凝点)是最重要的指标。

工程机械设备高原所需油品必须满足两点要求:润滑机油黏温性能稳定和优良的低温分散性能。

(5)柴油发动机低温启动措施

高原地区解决发动机低温下不能正常启动的具体解决办法是:对于固定式机械设备(如发电机、固定式内燃压风机等设备)要建机房,机房内采用暖气、电热炉或火墙来保温加热,安装火焰预热装置等措施保证发动机高原低温启动;对于小型车辆,通过建车库保暖、冷却液加热启动等措施保证设备的低温正常启动。

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