装载机适应高原环境的技术对策(通用版)
高原地区对施工机械设备的影响及措施
2020.02Doors&Windows
摘
随着我国经济的高速发展
要了解高原地区对机械设备的影响
3
（
（
4
（
”，
（
）；
5
（
（”，
6
高原地区交通落后
”，”，
4~5天的时间，并且只能选择汽运。
所以配件供应不及时成为
分析研究与探讨
207
Doors&Windows
等资源的分布以及当地工料机市场供应情况等进行调研（强专业人员的培养
（
参考文献
[3]万山.施工企业二次经营集中管理研究[J].建筑经济,2019.
（
7
高原地区环境条件差
（后等因素
影响工程机械的另一个共性问题就是操作手文化水平偏俗话说的好：“”。
以上就是结合自己的实际工作经验
（上接第206页）
分析研究与探讨208
2020.02。
高原施工对机械的影响与改进措施--葛现明
高原施工对机械的影响与改进措施摘要：随着西部资源开发力度的不断加大，西部高原地区的施工项目日益增多，西部逐渐转变为施工企业的新战场，但西部恶劣的自然环境令许多企业望而生畏，无法扎根高原。
此文的背景主要依托青海省茶格二标，施工环境在海拔3500米以上，全线路基土石方大约6400万方，由于工期紧环境条件恶劣，应尽量减少人工开挖作业，绝大部分土石方由各类工程机械去完成，因此，机械在京藏高速建设中发挥着非常重要的作用。
然而，由于高原环境对工程机械的影响，投入京藏线的机械设备如不进行针对性的改进，势必影响机械性能的发挥，更重要的是间接影响工期和施工企业的效益。
关键词：高原机械措施1．高原气候的特点1.1低温寒冷。
年平均气温-10~-2度，最低气温-15~-20度。
1.2大气压力低。
我项目部区域海拔高度3500米，年平均气压0.5个大气压，水的沸点约为85度。
1.3空气稀薄。
含氧量低，我项目部区域平均氧气含量约为平原地区35%.1.4日照时间长。
强紫外线，昼夜温差大。
2.高原对施工机械的影响使用条件和环境的变化，原设计在平原地区使用的工程机械在高原环境下使用，其技术性能和可靠性指标使用寿命都将发生很大的改变，机械发动机的功率下降。
以普通内燃机为例，海拔每升高1千米，发动机功率下降5%~9%，油耗增加7%~12%。
由于高原特有的地理环境和气候条件，对施工设备的影响主要体现在动力性能，散热及冷却系统，低温启动困难。
2.1青海海西地区年平均气温-10~-2度，极端最低气温-20~-30度。
在此环境下，发动机气缸难以正常做工，运转。
低海拔环境下柴油机在压缩终点时气缸内气体的压力达4~6兆帕，温度约720~900k，这个温度和压力下，喷入雾化柴油能够正常做工。
而在高原环境下由于大气压力低，压缩终点压力，温度均低于正常值，刚开始启动时曲线速度慢，气缸爆发，做工就更加困难。
2.2在海拔3500米时，水的沸点为90度，冷却系统防冻液的沸点随海拔升也相应下降，而发动机正常工作时的温度在95度左右，这样冷却系统就不能正常工作。
工程机械在高原低温环境下运行的问题与对策
、 、
。
还可
以使 用 特种耐低 温 液压 油 润 滑 油 润 滑 脂等 确保
，
整机 在高 原 低 温 环 境 下 正 常工 作
，
。
在选 用橡胶软管
，
时 要 对 压 力 软 管 的耐 压 安 全 系 数 进 行 适 当 的 提 高
使 最 高 工 作 压 力 为 系 统 工 作压 力 的两 倍 软 管 的使 用 寿 命
，
青藏 高原 作 为 我 国最 具 代 表 性 的高 原 的升 高 大 气 压 力 下 降 空 气 密度 减 少
，
，
未饱 和 烃
、
具 有 独 特 的气 候 特 点 ， 表 现 在 ： 随 着 海 拔
，
增
。
( 6 ) 燃 烧 室 内积 碳 严 重 柴 油 机 早 期
，
、
磨损 加剧 增压 器 出现 超 速 低 速 振 喘
施
高 原 恢 复 型 增压 来适 应 高 海 拔 高 寒 缺氧 的要 求
， ，
情况
，
柴 油 机 动 力性 能 和 经 济 性 能 均 有
满足 高 海 拔 条件 下 汽 缸 空
，
气 密度 提 高 过 量 空 气 系数 达 到 缸 内燃 油 的充分 燃 烧
，
恢 复 平 均 有效压 力及 功
，
率
。
如 国 产 的 Z L G5 0 装 载 机 它 采 用 功
，
率 恢 复 型 增 压 技 术 的高 原 型 柴 油 机 在
海 拔 4 0 0 0 m 作 业 功 率 下 降不 大 于 标 准
，
环 境 的 3茗
4 000m
～
，
保 证 了发 动机 在 海 拔
装载机适应高原环境的技术对策
装载机适应高原环境的技术对策背景介绍装载机是一种作业效率高、能适应多种工况、多种载物、多种地形环境的工程机械。
然而，由于高原环境的特殊性，装载机在高原地区的使用存在一些问题。
常见的高原问题包括氧气含量低、大气压力低、空气稀薄、温差大等。
这些问题都会影响装载机的使用效果和安全性。
因此，如何使装载机适应高原环境，成为当前研究的重点。
氧气供给方案由于高原环境中氧气含量低，装载机所采用的燃油需要在低氧、高辐射、高温等条件下燃烧，因此需要在设计上做出针对性的调整。
一方面，可以增加空气滤芯的面积和滤芯材质的选择，以减少氧气的排放量和输入空气的杂质物；另一方面，可以增加燃油的燃烧面积，以提高燃油的利用率，使其能够更好地适应高原环境。
高原应对措施由于高原地带气压低，导致氧气含量相对较少，因此适应高原环境的装载机需要考虑高原的应对措施。
一方面可以适当调整装载机的发动机技术参数，提高压缩比，增加点火高度，加大火花塞电极间距，并改变进气道的形状，以适应高原地带；另一方面，可以采用恒定气流调节系统来自动调节发动机的性能，在高原地带时能够自动适应气压的变化，保证发动机在最佳状态下运转，从而实现更稳定和高效的工作状态。
空气滤芯故障检测方法高原环境中，大气辐射强，尘埃、雪花等杂质较多，极易使空气滤芯产生故障。
如何快速发现故障，进行修复，是保障机器正常使用的重要技术对策之一。
可以采用智能芯片监测和计算机信息处理技术，通过实时监测和计算滤芯材质的压差，在滤芯出现故障时，系统自动发出警示信号，以及时掌控设备的故障情况。
喷气式发动机的高原应对技术措施喷气式发动机是一种适应高原环境的高效、环保型发动机，采用喷射燃烧技术，通过高速压缩气体和燃料时形成高温高压气体，使燃料能够更好的燃烧。
由于气压较低的条件下，氢气和氧气的燃烧速度较慢，因此需要进行气体增压动作，来增强混合气体的燃烧能力，从而达到更好地适应高原环境的目的。
总结高原环境的特殊性对装载机的使用有较大影响，因此必须采取相应措施，以适应高原环境。
高原地区装载机应用
加大风扇，加大、加压水箱，双管路机油散热器
加大空滤器 瑞典傲铁马电瓶，满足-40℃作业环境要求,带冷起动装置 合理使用适应于高原环境下的油品 采用德国STAFF或PARK进口油缸密封件
全液压制动，保证低温下制动可靠
德国汉莎公司的胶管，耐低温-40℃，抗紫外线能力是一般胶管的8倍 驾驶室玻璃采用韩国绿彩玻，防紫外线 驾驶室内配氧气瓶4升，带氧气面罩
豪华全密封的驾驶室内配置冷暖空调和增氧设备,
防紫外线的“韩国绿”彩玻
PY190C-3G、PY165C-3G在青藏高原
YZ18J-3G
该机型获得 国家高原机械研究所 推荐
YZ18J-3G特点
上柴D6114ZG2B高原型发动机
低温冷起动辅助装置，即使在-25℃也能正常起动
空气滤芯加大流量、可带防尘帽 大容量进口免维护蓄电池 制动系统安装了干燥器，确保低温下的制动可靠性
ZLM厅 鉴定
ZLM50E-3G检测结论
ZLM50E-3G主要性能参数
• 发动机功率:154kW • 整机操作重量：16300kg • 最大掘起力：160kN • 最小转弯半径：5970mm
• 三项动作和：11.8S
• 最大卸载高度:3050mm
冷温空调、玻璃除霜、供氧装置
• •
美国独资天津泊姆克振动齿轮马达、泵 配备冷暖空调
•
• •
振动轴承采用中美合资NJ324型
驱动桥、分动箱均为常林公司自制 辅助冷启动采用定量乙醚喷射装置
•
水、油管保证-40oC正常作业
ZLM50E-3G小时作业率测试
PY190C-3G PY165C-3G
该机型获 国家高原机械研究所 推荐
高原气候环境对装备影响及适应性措施
引 言 环境适 应性 是装备 的重 要质量 特性 ，直接关 系到装 备 在作 战环境 条件下 的生存能 力 ，装备 的环境 适应性 是 制约装备性能发挥 的重要 因素之一 。 我 国是世 界上 高原海 拔最 高 ，分布 最广 的 国家 。高 原地 区因地势 高而使 其 自然气 候极 为特殊 复杂 ，骤 变的 气候 环境易使 装备 出现 “水 土不服 ” 的现 象 ，因此 高原 环境对 装备环 境适应 性提 出了更 高要求 。开展装备 高原 环境适 应性研 究 ，对 于有效 实施高 原环境下 装备质 量考 核具有重要意义 。 世 界上大量 国土处 于海 拔 ３０００ｍ 以上 的 国家很 少 ，
１我国高原分布及其气候特点 １ １ 我 国 高 原 基 本 分 布 我国地势为西 高东低分布 ，按 照从 高到低顺序可 以 分成 三级阶梯 ：最高一级 阶梯 为著名的世界屋脊青藏 高 原 ，平 均海 拔在 ３０００ｍ 以上 ；第 二 级阶 梯为 西北 高原 和 云 贵川 等 高 原 ，高 度 在 ｌＯ００ｍ至 ３０００ｍ；第 三 阶梯 为 ｌＯ００ｍ 以下 的丘 陵和平原地带 。根据上述地势 ，我 国 高原可 分为 四种类型 ：一 是内蒙古高原 ，海拔 为 ｌＯ００ｍ 左右 ，主要分 布在 内蒙古地 区 ；二是 黄土高原 ，海拔为 １５００ｍ左 右 ，主要分 布在 陕北 、宁夏和甘肃 ；三是云贵 高原 ，海拔多 为 １５００ｍ～２０００ｍ，主要分布在云南 、贵州； 四是世界上海拔最高 的青藏高原 ，海拔多为 ４０００ｍ以上 ， 位于我 国西南部 和西部 ，包括西藏 、青海 以及四川 、甘 肃 和新疆等省边沿 的－ｉＩ，部分 。由于 以西藏 为主体的青 藏 高原是我 国乃至世 界上 最具代表性 的高原 ，独 特的气 候环 境对装备 的高原适应 性影响最具代表性 和概 括性 ， 我们 在这 里分析的高原环境 主要指指海拔多为 ４０００ｍ以 上 的青藏 高原 。 １．２ 高原 气候 特点 高原 因地势高 而使 其 自然气候极 为特殊复杂 ，其气 候特点 可总结为 ：大气压力下 降、空气 密度减少 、含 氧 量降低 ；平 均气温低 、昼夜温差大 、年低温期长 ；气候 干燥 、降水量低 、蒸发量高 、日照辐射强 、风 沙大等。 高原典 型大气参数 变化规律可概括 为 ：海拔每升 高 ｌＯ００ｍ，大 气 压力 则 下 降 ９％，空气 密度 下 降 为 ６％ ～ １０％，含氧 量下 降 １０％ ，大气温 度下 降 ６．５℃，太 阳直 接辐射强 度增加约 ５４ｗ／ｍ ，风压 下降 ９％，沙尘量 大 ；
高原环境如何提高工程机械的利用率
高原环境如何提高工程机械的利用率提纲：一、高原环境的特点及对工程机械的影响二、提高工程机械在高原环境下的利用率的技术手段三、高原环境对工程机械的保养与维护四、评价高原环境下工程机械的利用率五、未来高原环境下工程机械利用率的发展趋势首先，高原环境的特点是指其海拔高度、气候、地形等方面的特殊性质，这些特点对工程机械的使用产生了许多不利的影响。
海拔高度的升高会使空气稀薄，氧气浓度降低，从而造成工程机械输出功率降低、燃油消耗增加、散热变差等问题。
加上高原环境干燥、温差大、日晒强等气候条件，在使用过程中还会出现如皮带、轮胎等易老化、发硬的现象。
而且，高原地势相对平坦程度较低，针对一些地貌隆起的区域，也需要采用专门的车辆才能完成高度差较大的施工任务。
针对高原环境的特点，目前已经产生了许多技术手段来提高工程机械在此环境下的利用率。
首先，为保障机器的正常运作，需要在高原行驶时，对机器进行技术调整以提高输出功率和燃油消耗。
例如，可以增加机器的进气量，调整燃油喷嘴以增加燃料的喷射量等方式。
其次，在车辆的研发过程中，也需要针对高原环境的应用情况进行特殊设计，例如对发动机进行增强等。
另外，对于工程机械的使用，还需要考虑地形的影响，例如选择合适的车型、大力维护机组的轮胎等。
由于高原环境对工程机械的影响较大，需要对其进行保护和维护以保证其长期使用。
首先，需要定期更换机器的易损部件。
例如轮胎、空调滤芯等易受高温、干燥、日照等因素影响的部件。
其次，必须保证机器的防部风险规范，如机器液压部位的密封、刹车片使用寿命、制动器性能测试等。
最后，针对机器密集使用时，也要对机器的密封性等作适当的检查及调整。
评价高原环境下工程机械的利用率可以通过工程机械日常应用中的使用效率、应用性能以及在特定环境下的适应能力。
例如，在施工过程中，机器在特定时间内能够完成的任务量，故障率，及工程机械在高原环境下的燃油消耗情况等方面都是衡量机器利用率与否的重要因素。
高原地区施工机械设备的使用管理方案
高原地区施工机械设备的使用管理方案1.发动机启动本标段所处地区属高寒地带，如何解决低温环境下发动机启动困难的问题，将是保证施工生产正常进行的重要条件。
在高原高寒地区施工时，发动机不能正常启动主要有以下几方面原因：由于空气和发动机缸体温度过低，致使空气经活塞压缩后，温度达不到燃油的燃点，因此发动机不能正常点火运转。
另外由于高原空气密度较低，正常压缩后温度上升不能达到燃油燃点，此项原因也致使高原上发动机难以启动；正常情况下，海拔高度对蓄电池放电性能基本上没有影响，但蓄电池在低温条件下容量及放电启动性能有所下降，有时不能正常带动启动马达运转；机油温度过低导致粘度增加，对发动机不能正常润滑，导致启动阻力增加，使发动机不能正常启动。
解决办法：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；对于行驶车辆、工程车辆原则上要建车库，采用暖气加热保温。
如果没有条件建立车库，那么在停车场附近设立蒸汽锅炉，在启动之前用蒸汽对发动机加热，暖机后再启动；对于不具备上述停机条件的设备，采用火焰加热进气口空气，并向气缸内喷射低燃点的启动液，使发动机通过低燃点燃料启动后，再迅速带动活塞造成燃料油的燃烧，达到低温启动的目的。
此种方法简单可靠，可以在海拔3800m、-40℃时成功启动发动机。
但这种方法的不足之处是发动机属于冷车启动，因而将加大对发动机的磨损，产生极为不利的影响，尤其是活塞环与缸套之间的摩擦非常剧烈，导致发动机寿命大为缩短，甚至出现拉缸现象损坏发动机。
因此在-20℃以下的低温状态下，一定要坚持先加热发动机，然后进行热启动，非到不得已的前提下不能采用冷启动；在低温状态下蓄电池的放电能力降低，因此对上场的机械设备要采用低温性能较好的铅蓄电池，或用两块蓄电池并联的方式提高放电启动能力。
2.高原机械设备防尘针对高原施工风沙较大的气候条件，机械设备采用如下的防尘措施。
发动机的空气滤芯采用低阻力、大风量、高效滤清器，尽可能选用进口的旋风式纸质滤清器。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
装载机适应高原环境的技术对
策(通用版)
Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management.
( 安全管理 )
单位：______________________
姓名：______________________
日期：______________________
编号：AQ-SN-0383
装载机适应高原环境的技术对策(通用版)
我国拥有世界上最辽阔的高原地域，面积约为270万km2,平均海拔2000～4500m。
青藏高原是其中最具代表性的，平均海拔4500m，其独特的气候特点：空气稀薄、气压低、含氧量少、昼夜温差大、低温动土、紫外线辐射强、风沙尘大、降雨少、气候干燥等。
建设青藏铁路不紧要解决高原冻土区的铁路勘察、设计、工程建设问题，也需要解决施工装备在该地区的“高原病”。
这些问题在世界上毫无先例，需要我们基于当今的科学技术水平，解放思想，不断创新，去攻克施工建设中的一道道技术难题。
常林股份有限公司针对青藏高原特殊的环境，在2000年就将高原型工程机械列为技术攻关项目（被国家经贸委列为2000年度国家级技术创新项目）。
经过广泛的调查研究、技术分析与设计开发、高原实验与改进验证，对装载机的高原适应性技术进行了一系列研究。
1动力系统
1.1高原环境的影响
1)随着海拔升高、大气压降低、空气密度减少，空气中的氧分量也减少，这对以内燃机为的动力的工程机械影响十分突出。
实验表明，对自然吸气型内燃机，海拔每上升1000m，其功率、扭矩下降8％～13％、油耗上升6％～9％、热强度增加2％～5％；当海拔达到4000m时其功率降低45％左右。
这是由于缸内充气量减小，散热性能下降，热负荷增加，燃烧不充分等原因所致，因此高原环境对发动机动力性能影响十分严重。
2)高原地区气压低、含氧量少、昼夜温差大、寒冷季节长，使内燃机的压缩压力和温度随海拔升高而降低。
实验结果表明，海拔每升高1000m，内燃机压缩压力降低17％、温度下降23％，原机最低极限启动温度提高22℃左右，同时，辅助装置在高原使用时凡涉及点火、燃烧、耗氧性能均表现出不同程度的不适应性，尤其在低压缺氧条件下启动困难程度超过低海拔许多。
3)高原地区多沙尘，空气中的含尘量是低海拔地区的5～15倍，
它增加了进气阻力，使滤清效果下降，又由于空气中含氧量少，使发动机的燃烧性能迅速下降，不仅使功率下降，而且更加速了柴油机零部件的磨损，缩短了空滤器等部件的使用寿命。
1.2对策
1)为充分保证装载机在高原环境下使用的可靠性和适应性，我们选择了上柴引进Cat3306B技术生产的C6121高原补偿增压发动机，配用进口增压器，在高海拔地区柴油机的功率降小于3％、烟度低于3.0，从而克服了高原环境下功率下降造成动力不足的问题。
2)采用容量大、免维修的进口沃铁马固体电平，可在－40～65℃内正常工作；在发动机系统中增加一套乙醚助燃装置或作为选购件的水套预热装置，使装载机在高原地区－25℃正常启动。
3)采用低吸气阻力的三级旋流大容量型空滤器，并在排气消音器上安装排气引射管实现自动排尘，解决了高原地区风沙尘大、易使空滤器堵塞而影响发动机动力性能的问题。
2散热系统
2.1高原环境的影响
1)对发动机而言，由于汽缸内空气减少，过量空气系数下降，燃烧状况不良，后燃现象严重，使发动机热负荷增加；由于空气重度降低，使冷却风扇质量流量减少；由于海拔升高，冷却水的沸点降低（青藏线水的沸点是78～85℃），这些均导致热散能力下降，热负荷进一步增强。
2)对于传动系统而言，由于匹配性能趋于恶化，除不能充分利用和发挥发动机的最大功率外，还存在传力不足和低效传动，使部分功率因内损而转化为热能，造成整机作业温度超过规定值，影响正常工作。
2.2对策
1)采用加大型风扇并使风扇的线速度在合理范围内；采用加大散热面积的增加型水箱，保证低气压下有足够的散热面积。
2)优化传动系统的匹配和液压管路系统布置，采用特殊的散热系统，使装载机具有适合的作业温度。
3橡胶件与密封件
3.1高原环境的影响
高原地区日照时间长、紫外线强烈、昼夜温差变化大，青藏线地区年平均气温为－27～－45℃，日平均气温在0℃以下达235～330d，这些环境使液压胶管加速龟裂，使橡胶件和封闭件加速老化。
3.2对策
转向系统、工作液压系统、制动系统等胶管采用德国汉莎——福莱克斯公司生产的产品，可耐低温－40℃，抗紫外线能力是一般胶管的8倍以上。
油缸等关键部件的密封件采用进口件，保证低温环境使用的可靠性和耐用性。
4驾驶室与人机工程
高原地区缺养环境使驾驶员所能承受的最大劳动强度仅为平原地区的40%~60%，工作的持续性和耐久性更差，因为工作条件和健康安全措施显得更加重要，这主要体现在驾驶室的设计上。
我们采用了密封性能良好、带冷暖空调具有防紫外线辐射功能的彩色玻璃，可滤去70%左右的紫外线，同时配置了吸氧装置，可保证在2L/min 流量下持续吸氧4h，有效的保障了驾驶员的体力和安全。
5其它
1)高原环境气温变化大，为防止低温水汽结冻而影响制动系统的可靠性，在保证整机具有良好性能价格比的前提下采取液顶液钳盘制动的行车制动系统，关键部件采用进口件，保证低温下的制动性能。
2)普通低压电气元件不能有效地适应高原低温环境，因此采用能满足－40℃低温工作要求的开关、接插件、电线保护套等元件，并对电机和电气元件适当加大容量。
3)合理选用适应于高原环境下的油料，它们具有闪点高、凝点低、粘温性能变化小，抗氧、抗腐、防锈、抗泡的特点，保证了在低温条件下具有良好的润滑性能和高温条件下具有较高的油膜强度；高原增压柴油机的润滑机油应兼有良好的低温分散性能。
常林股份有限公司的ZLM50E——3G高原型装载机经国家高原工程机械权威检测机构——机械工业高原工程机械产品质量监督检测中心在青海公路海拔4200m的西大滩和大坂山试验点进行了型式试验，检验结论：动力性、经济性、热平衡性能、排放性能、启动性能等各项性能指标达到了设计标准，满足海拔4000~5000m高原地区
的使用要求。
作为首创填补了国内外高原装载机产品的空白，将为青藏铁和西部大开发的建设作出贡献。
XXX图文设计
本文档文字均可以自由修改。