高原环境下的特种车辆发动机改进研究.pdf

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1、4内燃机与配件2015年第8期高原环境下的特种车辆发动机改进研究StudyontheImprovementofSpecialVehicleEngineinPlateauEnvironment刘轶浩吕建新张冕(武警后勤学院)[摘要]总结了高原地区环境特点，全面深入分析了高原环境对特种车辆发动机的影响。通过对发动机高原适应性的分析，得出燃油经济性、动力性等变化规律，并提出了提高特种车辆高原适应性的改进对策。(关键词]发动机高原特种车辆Abstract：Theenvironmentalcharacteristicsofpl

2、ateauareaweresummarizedandtheinfluenceofplateauenvironmentonengineofvehiclewasanalyzed．Itwasfoundthatthechangeregularoffuelecono—myandpowerisobtainedrestrictingtheenvironmentalworthinessofvehicleinplateauenvironment．Theimprovingmeasuresforimprovingtheadaptabili

3、tyofthespecialvehiclesareputforward．Keywords：engine；plateauenvironment；specialvehicle在高原地区，由于使用条件和环境状况相对于平原地区有很大差异，特种车辆的动力性、经济性以及可靠性都会产生较大的变化。为了适应高海拔环境，必须有针对性地对特种车辆发动机进行改进，以满足高原车辆对动力性、经济性的要求。为此在进行新型特种车辆的研制开发过程中，必须同时开展高原环境适应性研究。1典型高原地区环境我国的高原地域广阔，云贵、青藏、内蒙古高原面积总计

4、达到2．7×106，平均海拔达3000—4500m，2000m以上的高原地域约占国土面积的1／3。高原地区地势复杂，气候多变，具体表现为气压降低、空气稀薄、氧含量不足、平均气温低和风沙尘土大等，这种气候条件对特种车辆是个严峻的考验，要求特种车辆必须具有适应高原环境的特殊使用性能。高原典型大气参数变化规律可简单概括为：海拔每升高1000m，大气压力下降9％，空气密度下降梯度为10％～6％，含氧量下降10％；海拔每升高1000m，年平均气温下降5～7℃，年低温期长，昼夜温差大；海拔4000m以上为固定冷区，年平均气温一4

5、℃以下，冷期大于5个月，最高气温25℃，极端最低气温一40℃；海拔每升高1000m，风压下降9％；沙尘量大于低海拔多尘空气密度的5倍以上。2高原环境对特种车辆的影响分析2．1海拔高度对燃油经济性的影响随着海拔高度的增加，大气压力逐渐降低，进入发动机气缸内的空气量相应减少，导致缸内燃烧恶化，从而使功率下降，燃油消耗率升高。国内外资料表明，海拔高度每升高1000m，汽油发动机的功率约下降8％～13％，燃油消耗率约上升6％～9％；高原柴油发动机功率下降约1％～8％，油耗增加1％～6％，其中增压中冷柴油机功率下降约l％一4％

6、，油耗增加1％～5％。此外，海拔高度对排气污染物的生成也有影响。如上所述，海拔高度影响发动机的空燃比，空燃比的变化又导致排气成分浓度的改变，从而影响有害物质的排放量。CO、HC的排放浓度都随海拔升高而增大，而NO，的浓度则有所下降。2．2海拔高度对发动机动力性的影响当大气压力下降时，若进气温度和进气系统的阻力不变，进气终了的压力与进气压力的比值基本刘轶浩吕建新张冕：高原环境下的特种车辆发动机改进研究5不变，相对于进气状态而言，充气系数变化不大。但是，随着海拔升高，气压逐渐降低，空气密度减小，致使发动机的进气量减少，平

7、均指示压力下降。对于四冲程发动机而言，平均指示压力与发动机功率成正比关系：Ni=(Plvhh／120)X10。(kw)。式中，Ni为发动机指示功率，kw；v。为发动机总工作容积，L；Pi为平均指示压力，kpa；n为曲轴转速，r／mino对于一定型号的发动机在转速不变的情况下，平均指示压力直接影响着发动机功率，即发动机功率随着海拔升高而下降。在高原使用条件下，按照海拔高度适当调整空燃比与点火提前角可使发动机性能有所改善，随着大气压力的下降，空气变得稀薄，混合气变浓，严重时会由于混合气过浓而运转不稳定或产生喘振现象。此外

8、，随着海拔高度的增加，大气压力降低，进气管真空度下降，在原怠速节气门开度下进气量不足，使发动机的转速下降。同时，由于混合气过浓，发动机怠速稳定性差。海拔每增高1000m，怠速转速降低50r／min。2．3高原环境对发动机冷启动的影响高原环境条件下的柴油机冷启动与低海拔高寒地区不同，不仅由于进气温度低，各旋转部润滑油流动性差，阻力加大，柴油机燃烧