高原环境下工程机械使用技术

　　随着国家实施西部大开发政策,青藏高原的公路建设迎来飞速发展的机遇。机械化施工中对施工机械的要求也越来越高,基本型工程机械来到高原这个陌生的环境,如何保持工程机械良好的技术性能并发挥其最大的效率,是提高工程质量和加快公路工程建设速度的重要课题。

　　1青藏高原环境特点

　　青藏高原素有“世界屋脊”之称,以其巍峨挺拔、地域辽阔、秀美壮丽的雄姿傲然屹立于地球之巅。被各国地理学家和探险家称为地球的“第三极”。平均海拔在4 500 m以上,与其他地区自然环境相比差别很大。高原典型大气参数变化规律如下[1, 2]:

　　(1)大气压力、空气密度与含氧量。海拔每升高1 000 m,大气压力下降9%,空气密度下降梯度为6% ~10%,含氧量下降10%,唐古拉山哑口(海拔5 231 m)空气含氧量约为平原的42%。

　　(2)大气温度。海拔每升高1 000 m,平均气温下降5℃~7℃。年低温期长,昼夜温差大。海拔4 000 m以上为固定冷区,年平均气温0~8℃,冷期大于5个月,最高气温25℃,极端最低气温-34~-42℃。

　　(3)太阳辐射强烈,强紫外线,日照时间长,昼夜温差大。

　　2高原环境对工程机械运行及可靠性的影响

　　2·1高原环境对发动机的影响

　　(1)气缸充气量减少,可燃混合气过浓,燃烧情况恶化,后燃现象严重。柴油机动力性能和经济性能变差,热负荷增加。

　　(2)冷却风密度下降,空气流量减少,冷却水沸点降低,导致散热能力下降,热负荷进一步增加。

　　(3)压缩终了时气体压缩压力与温度下降,机油粘度增大,启动阻力矩增加,蓄电池容量降低,致使内燃机低温启动困难。

　　(4)空气滤清器滤清效率下降,进气阻力上升快,除尘能力降低,滤芯使用寿命缩短。

　　(5)废气中碳烟、未燃烃(HC)、CO、醛类等有害物排放量大大增加,NOX含量略有下降,排气烟度增大。

　　(6)燃烧室积炭严重,发动机早期磨损,可靠性和寿命降低。

　　(7)增压柴油机增压与内燃机匹配运行线发生变化,压气机效率降低,增压机出现超速,低速喘震的趋势增加,扭矩特性变差[3]。

　　2·2高原环境对液压系统和传动系统的影响

　　在标准负荷下,液压系统和传动系统对发动机产生的负荷是一个定值,不会因海拔高度的增加而发生很大变化,由于高原环境对发动机性能的影响,从而使液压和传动系统与发动机的匹配性能发生变化,将发动机工作点压向低速大扭矩方向。受发动机外特性下降和匹配失准的双重影响,机械的牵引性能和速度下降,表现为无力、动作迟缓、发热、油量消耗增大、排放恶化,造成了整机动力性、速度性、经济性及生产效率的严重下降。