裝載機適應(yīng)高原環(huán)境的技術(shù)對策

1、裝載機適應(yīng)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km2,平均海拔20004500m。青藏高原是其中最具代表性的，平均海拔4500m，其獨特的氣候特點：空氣稀薄、氣壓低、含氧量少、晝夜溫差大、低溫動土、紫外線輻射強、風(fēng)沙塵大、降雨少、氣候干燥等。建設(shè)青藏鐵路不緊要解決高原凍土區(qū)的鐵路勘察、設(shè)計、工程建設(shè)問題，也需要解決施工裝備在該地區(qū)的“高原病”。這些問題在世界上毫無先例，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(shè)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(mào)委列為200

2、0年度國家級技術(shù)創(chuàng)新項目）。經(jīng)過廣泛的調(diào)查研究、技術(shù)分析與設(shè)計開發(fā)、高原實驗與改進驗證，對裝載機的高原適應(yīng)性技術(shù)進行了一系列研究。1動力系統(tǒng)1.1高原環(huán)境的影響1)隨著海拔升高、大氣壓降低、空氣密度減少，空氣中的氧分量也減少，這對以內(nèi)燃機為的動力的工程機械影響十分突出。實驗表明，對自然吸氣型內(nèi)燃機，海拔每上升1000m，其功率、扭矩下降813、油耗上升69、熱強度增加25；當海拔達到4000m時其功率降低45左右。這是由于缸內(nèi)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)動機動力性能影響十分嚴重。2)高原地區(qū)氣壓低、含氧量少、晝夜溫差大、寒冷季節(jié)長，使內(nèi)燃機的壓縮

3、壓力和溫度隨海拔升高而降低。實驗結(jié)果表明，海拔每升高1000m，內(nèi)燃機壓縮壓力降低17、溫度下降23，原機最低極限啟動溫度提高22左右，同時，輔助裝置在高原使用時凡涉及點火、燃燒、耗氧性能均表現(xiàn)出不同程度的不適應(yīng)性，尤其在低壓缺氧條件下啟動困難程度超過低海拔許多。3)高原地區(qū)多沙塵，空氣中的含塵量是低海拔地區(qū)的515倍，它增加了進氣阻力，使濾清效果下降，又由于空氣中含氧量少，使發(fā)動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(yīng)性，我們選擇了上柴引進cat3306b技術(shù)生產(chǎn)的c612

4、1高原補償增壓發(fā)動機，配用進口增壓器，在高海拔地區(qū)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力不足的問題。2)采用容量大、免維修的進口沃鐵馬固體電平，可在4065內(nèi)正常工作；在發(fā)動機系統(tǒng)中增加一套乙醚助燃裝置或作為選購件的水套預(yù)熱裝置，使裝載機在高原地區(qū)25正常啟動。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現(xiàn)自動排塵，解決了高原地區(qū)風(fēng)沙塵大、易使空濾器堵塞而影響發(fā)動機動力性能的問題。2散熱系統(tǒng)2.1高原環(huán)境的影響1)對發(fā)動機而言，由于汽缸內(nèi)空氣減少，過量空氣系數(shù)下降，燃燒狀況不良，后燃現(xiàn)象嚴重，使發(fā)動機熱負荷增加；由于空氣重度降

5、低，使冷卻風(fēng)扇質(zhì)量流量減少；由于海拔升高，冷卻水的沸點降低（青藏線水的沸點是7885），這些均導(dǎo)致熱散能力下降，熱負荷進一步增強。2)對于傳動系統(tǒng)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)動機的最大功率外，還存在傳力不足和低效傳動，使部分功率因內(nèi)損而轉(zhuǎn)化為熱能，造成整機作業(yè)溫度超過規(guī)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)扇的線速度在合理范圍內(nèi)；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)化傳動系統(tǒng)的匹配和液壓管路系統(tǒng)布置，采用特殊的散熱系統(tǒng)，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(qū)日照時間長、紫外線強烈、晝夜溫差變化

6、大，青藏線地區(qū)年平均氣溫為2745，日平均氣溫在0以下達235330d，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(zhuǎn)向系統(tǒng)、工作液壓系統(tǒng)、制動系統(tǒng)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口件，保證低溫環(huán)境使用的可靠性和耐用性。4駕駛室與人機工程高原地區(qū)缺養(yǎng)環(huán)境使駕駛員所能承受的最大勞動強度僅為平原地區(qū)的40%60%，工作的持續(xù)性和耐久性更差，因為工作條件和健康安全措施顯得更加重要，這主要體現(xiàn)在駕駛室的設(shè)計上。我們采用了密封性能良好、帶冷暖空調(diào)具有防紫外線輻射功能的彩色玻璃，可濾去70%左右的紫外

7、線，同時配置了吸氧裝置，可保證在2l/min流量下持續(xù)吸氧4h，有效的保障了駕駛員的體力和安全。5其它1)高原環(huán)境氣溫變化大，為防止低溫水汽結(jié)凍而影響制動系統(tǒng)的可靠性，在保證整機具有良好性能價格比的前提下采取液頂液鉗盤制動的行車制動系統(tǒng)，關(guān)鍵部件采用進口件，保證低溫下的制動性能。2)普通低壓電氣元件不能有效地適應(yīng)高原低溫環(huán)境，因此采用能滿足40低溫工作要求的開關(guān)、接插件、電線保護套等元件，并對電機和電氣元件適當加大容量。3)合理選用適應(yīng)于高原環(huán)境下的油料，它們具有閃點高、凝點低、粘溫性能變化小，抗氧、抗腐、防銹、抗泡的特點，保證了在低溫條件下具有良好的潤滑性能和高溫條件下具有較高的油膜強度；高原增壓柴油機的潤滑機油應(yīng)兼有良好的低溫分散性能。常林股份有限公司的zlm50e3g高原型裝載機經(jīng)國家高原工程機械權(quán)威檢測機構(gòu)機械工業(yè)高原工程機械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心在青海公路海拔4200m的西大灘和大坂山試驗