车用柴油机高原环境适应性评价研究
柴油发动机高原性能实验研究
车辆工程技术54车辆技术0 引言 当前我国国土面积中有近1/3的区域为高原地带，而这些地带普遍的特性便是空气稀薄、海拔偏高等，同时随着近些年来我国西部大开发的进程逐步加快，我国中西部地区在开发的过程中，需要装备大量的大功率柴油货运汽车及工程机械来进行开发。
但是由于我国的中西部地区高原地带气压普遍偏低，同时空气密度较低，这样就会导致大功率柴油机在高原地区运行过程中，常常会由于气缸内部给气量不足，这样就导致对柴油的燃烧空燃比降低，使柴油发动机的有功效率降低，同时还会导致柴油发动机油耗升高。
如果柴油发动机长期在这种环境的使用中，便会导致柴油发动机的使用性能进一步降低，同时根据有关调查数据显示与平原地区相比，在海拔达到3000~3500米时，柴油发动机的有功功率动力和相应的燃油经济性能平均下降3.8%和4.7%，同时柴油发动机在高原海拔地区压气机效率也平均下降5%~6%。
因此现阶段对柴油发动机在高于海拔地区运行的性能以及试验性进行研究，对提升柴油发动机的性能具有重要性的意义。
目前对柴油发动机在高原特性进行研究的过程中，主要是通过建立相应的高原模拟舱环境，来模拟柴油发动机在低气压环境下的实验场所，通过这样的实验场所，可以对柴油发动机在有关功率下的动力性能、经济性能、高原热平衡状态、排放状态等相关特性进行实验研究。
但是目前我们国内在真实的高原地区开展柴油发动机有功功率实验的研究还较少，这主要是源于在高原地区不同海拔进行柴油发动机的有功功率实验需要耗费大量的人力物力，同时试验结果也受到相关不可控因素的影响。
本次开展的柴油发动机的性能实验，通过昆明当地1900米实验台架的进排气海拔模拟设备对柴油发动机进排气进行加压以及抽负压从而模拟平原及高原环境进行柴油发动机性能测试，因而本次实验分别模拟海拔0米、当地海拔1900米和海拔3500米这三个高度进行柴油发动机的性能实验。
在实验过程中通过对柴油发动机的动力性能、经济性能、增压器效率性能等相关性的进行，便可以更好的总结出柴油发动机在高原环境下，随着海拔高度的变化柴油发动机的性能会发生如何的变化趋势。
特种车辆柴油机在不同海拔高度的性能预测与分析
Ｐｒ ｄ ｃｉ ｎ ｎｄ Ａｎａｙｓｓ０ ｒ ０ ｍ ａ ｃ ｆＳ ｃ ａ ｈｉｌ ｅ ｅ ｅ ｉ ｔｏ ａ ｌ ｉ ｆＰｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｐｅ ｉｌＶｅ ｃｅ Ｄｉｓ ｌ Ｅｎ ｉ ｓａ ｆｅ ｅ ｔｔ ｄｅ ｇ ｎｅ ｔＤｉｆ ｒ ｎｔＡｌｉｕ ｓ
１２ － １０ ． Ｏ８ ．
间步长 决定 的 。在 燃油 喷射 期 内 ，每一 个计 算 的时 间步长 就会 给计算 提供 一个 新 的初 始值
２２２１ 喷雾模 型关 键参 数 的计 算公 式 ． ． ．
Ｏ６ ．
燃 油喷雾 沿径 向和轴 向划分成 许 多微小 同心锥
１ ８ １ ２
而 高原 环境 试验 室又 耗 资巨大 ． 技术 规 范苛刻 ． 同时 存 在 以下 问题 ： 只模 拟柴 油机 进排气 压力 和温 度 ， 一
般 不考 虑冷 却 和 曲轴 箱通 风等 其它 影 响因素 ．导 致
模 拟精 度不 高 ： 对大 功 率发 动机 ． 针 目前鲜 有 能 在 ４ ｋ 以上海 拔稳 定工 作 的试验 设 备 ．且 海 拔高 度 ２５ ｍ ． ｋ 以上较 少 有排放 研究 用 的测试 手段 翻 鉴 于此 ． ｍ 本
表 １ 柴 油机 基 本 参 数
＝ １ ｐ－ ． ７ １。 一 ） ｅ ［ ８ ￣ ０ Ｕ １２ ｘ ８５ ］
喷雾 锥 角 ０ ：
０ ０ ５Ｐ ｐ ０ ＝ ． （ ｄ似２ ０ ２ ）
（） ２
（） ３
柴 油 机 型 式
增压 方式
缸 数
缸 径 ／ ｍ ａ ｒ
Ｖ型 、 水冷 四 冲程 、 喷 直
由于高 原实 地试 验现 实性 、 操作 性 和通用 性差 。
大气 压力 和 大气 温度 逐渐 降低 ． 空气 密 度逐 渐减 小 ．
高原型工程养路机械装备的环境适应性研究
高原型工程养路机械装备的环境适应性研究高原地区是指相对海平面高度较高的地方，海拔一般在3000米以上，氧气稀薄、气温低、风力强等自然环境特点使得工程养路机械装备在高原地区的运行面临一系列特殊的环境适应性问题。
为了提高机械装备在高原地区的运行效率和可靠性，深入研究高原型工程养路机械装备的环境适应性势所必行。
首先，高原地区的氧气稀薄特点对机械装备的发动机性能造成直接影响。
氧气稀薄会导致发动机燃烧气体混合不均匀，燃烧效率低下，从而降低了机械装备的动力输出。
此外，氧气稀薄还会使得机械装备的涡轮增压系统失效，进一步减少了发动机的可用动力。
因此，在高原地区使用的机械装备需要经过合理的发动机调校和增压系统改进，以提高发动机的性能和适应性。
其次，高原地区的低温环境对机械装备的润滑、密封和冷启动等方面带来了挑战。
低温会导致机械装备的润滑油黏度增加，降低了润滑效果，增加了机械磨损和能耗。
此外，低温还会引起机械装备的密封失效，导致润滑油泄漏，进一步加剧了机械磨损和故障。
因此，高原地区使用的机械装备需要选择适合低温环境的润滑油，并加强密封系统的设计，以确保机械装备在极端低温环境下的正常运行和可靠性。
此外，高原地区的风力强劲也是机械装备需要应对的一个环境问题。
强风会导致机械装备在作业中受到较大的风载荷，增加了机械结构的受力和疲劳损伤。
为了适应高原地区的强风环境，机械装备需要进行结构优化和风洞试验，提高其抗风能力和结构强度，确保在强风环境下的稳定运行。
最后，高原地区的气候条件多变，炎热的白天和寒冷的夜晚之间温差大，这对机械装备的耐候性和热释放造成了影响。
长时间的暴晒和热释放会导致机械装备的外观老化和内部部件的损坏，降低了机械装备的寿命和可靠性。
因此，高原地区使用的机械装备需要采用耐候性能好的材料，并做好热释放控制，保证机械装备在恶劣气候条件下的长期使用。
综上所述，高原型工程养路机械装备的环境适应性研究是非常必要的。
研究和改进机械装备的发动机适应性、润滑密封性、抗风能力以及耐候性等方面，将有助于提高机械装备在高原地区的运行效率和可靠性，为高原地区的养路工作提供更为可靠稳定的支持。
青藏高原环境对车辆装备技术性能的影响
冷 启 动 困难 青藏 高原 地 区大 气压 力低 、 空 气
动 力 性 能 下降 装 用 柴 油 发 动机 的车 辆 装 备
在青 藏 高原 地 区使 用 时 ， 由于大 气压 力 和 空 气 密度
低、 进 气量 减 少 等 因 素 ， 导 致 柴 油 发 动 机 空 燃 比变 小、 混合 气变 浓 、 燃烧始点相对滞后 、 燃 烧 恶化 ， 使 柴 油发 动机 的功 率和 扭 矩下 降。此 外 ， 装 用 柴 油发 动机 的车辆 装 备在 青 藏 高原 山 区行 驶 时 ， 由于坡 度 陡 而长 、 弯道 急而 多， 经 常采 用低 速 挡 行驶 ， 柴 油发 动机 长 时间满 负 荷工 作 ， 使 柴 油发 动机 工作 温度 偏
前， 空 气流 量 与温 度 同时 下 降 ， 导致 缸 内混 合 气 及 燃 烧条 件 很难 达 到柴 油 压燃 和 续燃 要 求 ； 到 达青 藏
非增 压 型 柴油 发 动机 的额 定 功 率下 降十分 明显 ， 油
耗 率显 著增加 。 例如， 解放 Ｃ Ａ１ １ ２ １型运 输 车在 海拔 ４ ０ ０ ０米左 右地 区行驶 时 ， 最高 车速 只 有 ７ ５千 米／ 小
高， 导致 动 力性 与经济 性都 下 降。海拔 每 升高 １ ０ ０ ０ 米， 大 气 压 力约 下降 ｌ １ ． ５ ％， 空气密度减小约 ９ ％，
中的含 氧 量 少 、 昼 夜 温差 大 ， 对装用柴油发动机 的 车辆装 备 的冷 启 动性 能影 响较 大 。在 海拔 ４ ５ ０ ０米 的 羊八 井地 区 ， 所有 的东 风 Ｅ Ｑ ２ １ ０ ２ Ｎ型 、 Ｅ Ｑ ２ １ ０ ２ 型 牵引车 和猛 士 Ｅ Ｑ ２ ０ ５ ０型越 野指挥 车全 部 表现 为
车辆动力系统的高海拔适应性
车辆动力系统的高海拔适应性随着现代交通工具的普及和交通网络的扩展，车辆在高海拔地区的运行需求也越来越多。
然而，高海拔地区的特殊环境和气候条件对车辆的动力系统提出了更高的要求。
本文将探讨车辆动力系统在高海拔地区的适应性，并介绍相关技术和解决方案。
1. 高海拔地区的特殊环境特征高海拔地区通常指海拔2000米以上的地区，这些地区的气压较低，气温较低，氧气含量较少，空气稀薄等。
这些特征对车辆动力系统的性能产生直接影响，包括动力输出、燃烧效率、散热能力和排放控制等方面。
2. 高海拔适应性技术挑战2.1 动力输出由于空气稀薄，高海拔地区的发动机容易失去一部分动力输出，降低了车辆加速和爬坡能力。
因此，提高动力输出成为解决高海拔适应性的关键。
可通过调整发动机控制系统的参数来增加燃油供给，提高动力输出。
2.2 燃烧效率空气稀薄会导致燃烧过程的不完全，影响燃烧效率。
特别是在高负载工况下，发动机的燃烧不充分会导致动力系统的性能下降。
可采用直喷技术和提高燃油喷射压力等措施，改善燃烧过程，提高燃烧效率。
2.3 散热能力气温较低会影响车辆散热系统的工作效果。
在高海拔地区，发动机由于工作负载较大，产生的热量也较高，而周围的温度低，不利于热量的散发。
因此，车辆动力系统需要提供更好的散热能力，如增加散热器面积、增加风扇的转速等。
2.4 排放控制由于空气稀薄，高海拔地区的车辆排放控制面临着更大的挑战。
车辆动力系统需要通过调整排放控制装置的参数，确保在不同工况下达到相关的排放标准。
3. 高海拔适应性解决方案3.1 发动机调校针对高海拔地区的特殊气候和环境条件，发动机需要进行特殊的调校。
包括调整进气系统、燃油供给系统、燃烧控制系统等参数，以提高动力输出和燃烧效率。
3.2 散热系统升级为了提供更好的散热能力，车辆动力系统的散热系统需要进行升级。
可以增加散热器的面积，增加风扇的转速以提高散热效果。
3.3 排放控制技术改进针对高海拔地区的排放控制问题，需要改进和优化排放控制技术。
柴油发动机高原地区冷启动方案研究
柴油发动机高原地区冷启动方案研究摘要：高原环境空气稀薄、温度低是影响发动机启动过程的主要因素。
气温低导致蓄电池能力下降、启动阻力增加，发动机启动转速降低。
启动转速低、空气稀薄以及气温低，使得混合气体压缩时间长，发动机机体散热增多，导致压缩终了混合气体压力和温度降低，达不到燃油的着火点，影响柴油机正常启动。
因此，本文对柴油发动机高原地区冷启动方案进行研究，高原低温环境应尽可能不采用电加热方案，减少蓄电池消耗。
一般情况下，使用燃油加热器预热系统、耐低温型蓄电池及蓄电池保温箱，即可满足-35℃发动机正常启动要求。
关键词：柴油发动机；高原地区；冷启动方案引言柴油发动机在高原高海拔地区使用，面临每天初次启动困难的问题。
针对于此，本文对柴油发动机高原地区冷启动方案进行研究，在实现柴油发动机高海拔低温冷启动功能的同时，各自存在优缺利弊，不同应用场景、不同柴油发动机可根据实际情况，选用不同辅助启动方式。
随着科学技术的不断进步，基础工业水平的不断增强，未来将会有更多可靠和性价比高的的辅助启动方式出现。
1高原地区对柴油发动机冷启动过程的影响1.1启动阻力增大启动时的阻力主要包括各部件运动时的摩擦力，使运动件由静止状态加速到某一转速时的惯性力，驱动机油泵、水泵、燃油油泵等附件所需要的力，以及压缩气缸内气体的力。
这些阻力中摩擦阻力的影响最大，而摩擦阻力随润滑油的粘度增大而增大，因此温度低会增大启动阻力。
环境温度直接影响发动机的启动性能。
1.2蓄电池能力降低随着环境温度的下降，蓄电池的内电阻增大，放电能力下降，有效点火次数减少。
在低温大电流放电的情况下，容量及端电压急剧下降，输出功率随之下降，导致启动马达达不到所需要的输入功率，启动转速降低，启动性能下降。
另外，温度过低，蓄电池充电困难，容易造成充电不足，导致蓄电池长期处于不饱和状态。
1.3较难达到着火温度高原空气稀薄，在低温条件下柴油雾化效果差，发动机缸体内散热快，气缸的密封性较差。
高原环境对柴油车型技术的影响
高原环境对柴油车型技术的影响西藏等高原地区的环境主要以山地为主，具有高寒、缺氧、道路差、昼夜温差大等特点，部队车辆除完成正常的公路运输任务外，大多数情况下在无路或路况条件差的情况下使用。
藏北是高寒地区，气候干燥，长年气温较低，沼泽地较多，即使干燥的草地，其土质也较疏松；藏南山高坡陡，公路基本沿着河流修筑，雨季易塌方造成公路中断。
以上这些方面都直接影响了车辆的快速机动能力。
以往以化油器式汽油发动机为动力的车辆在这种环境下运行时，不仅动力不足，而且易出现“开锅”、“气阻”等现象。
柴油车在高原行驶能力方面有了很大的改善，其运行中的故障相对就少了很多。
外界环境对车身的影响锈蚀脱焊是车身损坏的主要问题。
西藏地区道路条件差，而军车执行的又不是单纯的公路运输任务，全年中至少有1万公里的行驶里程是在沙石路、石头路、涉水或丛林中穿行，颠簸、振动、飞起的石子撞击、树枝的刮划等，使车辆的外表、大梁、挡泥板等处伤痕累累；加上泥水的腐蚀，在外执行任务的车辆得不到及时的清洗或保养，更加速了车辆表面漆膜的脱落和车身的锈蚀。
昼夜温差的剧烈变化又造成车辆外表漆褪色；高原夏季阳光照射强烈，紫外线辐射能力强，气温高，篷布易于老化，加速了车辆表面脱漆部位金属件的锈蚀，严重影响了车辆外观，降低了车辆的使用寿命。
对起动机、蓄电池的影响采用柴油发动机的车辆在高原地区使用，虽然故障少了，功率提高了，各方面性能都得到改善，但在寒冷的冬季或藏北地区夏季的早晨，柴油发动机的启动依然不如汽油机快捷。
即使有预热装置，也很难在冬季或气温较低的情况下一次性启动成功，有的要启动3 一4 次，甚至不采取其它措施根本“打不着火”。
这样，起动机和蓄电池的使用寿命都受到了很大的影响，特别是蓄电池在几次连续大电流放电的情况下会出现匾电、极板硫化等现象。
对传动系的影响在西藏地区行驶的车辆，其上下坡频率普遍较高，从而造成换挡频繁，导致齿轮冲击加剧，加之在特殊的路况下行驶时离合器、轮胎打滑等现象，如此，就更加重了齿轮机构、离合器、传动轴等部件的负荷，使磨损加剧，传动系过早损坏，严重的会导致离合器烧蚀和齿轮断裂。
改善高原地区X195型柴油机燃烧状况的试验研究
２ １ 年 １ 月 ０ ０ １
内燃 机
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李 建军 。冯海 云 一 溪 。汪
一
（． １ 云南农业大学 工程 技术学院 ，云南 昆明 ６ ０ ０ ；２云南省 临沧 市农业机械技术推广站 ， ５２ １ ． 云南 临沧 ６ ７０ ） ７０ ０
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选定Ｘ１Ｍｂ ９ 型柴 油机 为试验 对象 ，调定 发动机 的瞬 时转速 分别 为５ ０ ０ ，１ ０ ，２０ ０ ／ ｉ。 ８ ，１ ０ ０ ０ ｒ ｎ ０ ６ ａ ｒ
由 于 进气 管 的 形 状 包 括 长 度 、直 径 和 曲率 三个 方 面 ，之 后 已经确定 长度 为０ ． ｍ为最好 ，而 曲率 的变 ９ 化对 高原 地 区小型 内燃 机充气 效率 的影 响不 大 ，所
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车用柴油机高原环境适应性评价研究
随着近年来中国内陆地区经济的快速发展，车用柴油机在高原地区的使用需求日益增长。
但高原环境的气压、温度、湿度、空气密度等特殊的自然条件，对车用柴油机的性能、耗油率、排放等方面产生了巨大的影响，因此对车用柴油机的高原环境适应性进行评价显得尤为重要。
一、高原环境对车用柴油机性能的影响
1.氧气含量减少导致燃烧不充分，动力输出下降
2.空气密度减小使得进气量减少，燃油的供应不足，降低油耗率
3.气温下降导致燃油的喷出效果变差，使得燃烧时间延长，功率不足
4.湿度低下使得柴油机内部的摩擦系数增大，摩擦阻力增加
二、高原环境对车用柴油机排放的影响
1.氧气含量减少，氮氧化物的生成减少，但是氧气不足导致污染物粒子增多
2.因为空气密度的减小，汽车排放的氧气比例也会减少，如果此时发动机的燃烧不充分，就会产生较多的CO和HC等挥发性有机物
3.气温下降使得尿素液体更难挥发，从而导致SCR催化剂的效率降低，对氮氧化物的去除率减小
三、高原环境适应性评价的研究
针对高原环境对柴油机的影响，目前的评价方法主要有以下几种：
1.道路试验法：通过对在高原环境中行驶的车辆进行采集并分析相应的数据，来评价车用柴油机的性能以及排放情况，并对车用柴油机进行适应性的评价。
2.实验室试验法：通过将车用柴油机在高原环境下的性能和排放情况与低海拔地区进行比较，从而评价其高原适应性。
3.数值模拟方法：基于氧气含量、空气密度、湿度和气温等因素对车用柴油机的影响，采用数学模型对高原环境下的性能和排放进行预测和评价。
四、提高车用柴油机的高原适应性
为了在高原地区获得更好的行驶体验并有效改善车用柴油机的性能和排放，需要考虑以下措施：
1.优化燃烧道路设计：通过改善燃油喷射装置、增加压缩比和改善气道等方式优化燃烧道路。
2.调整燃烧控制参数：调整燃油质量和供氧量等参数，以确保
燃烧效果良好。
3.使用高品质燃油：选择符合高原环境特点的高品质的柴油来
改善发动机的燃烧和排放质量。
总之，车用柴油机的高原环境适应性评价研究是目前汽车工业的热点问题，通过科学的评价和适当的改进，可以最大程度地提高车辆在高原环境中的性能和排放效率，为中国内陆地区的经济发展提供更好的支持。
四、提高车用柴油机的高原适应性（续）
4.采用新技术：采用SCR技术、EGR和DPF等新技术来改善
车用柴油机的排放质量，在高原环境下可以更好地控制柴油机的排放。
5.散热系统升级：加强车用柴油机的散热系统，使发动机保持
合适的工作温度，以确保发动机的寿命和性能。
6.优化车辆结构：改进车辆的载重结构，采用高强度轻质材料，减轻车辆自重，以提高车辆在高原地区的运行能力。
7.定期维护：在高原环境条件下，车用柴油机更易受损，因此
要定期进行保养维护，定期更换机油、空气滤清器、燃油滤清器等。
五、结论
在高原地区，车用柴油机的性能和排放受到极大影响，因此需要对其高原适应性进行科学的评价和改进。
评价的方法有多种，包括道路试验法、实验室试验法和数值模拟方法等。
为了提高车用柴油机的高原适应性，应该采用多种措施，包括优化燃烧道路设计、调整燃烧控制参数、采用高品质燃油、采用新技术、升级散热系统、优化车辆结构和定期维护等。
这些措施将有助于车用柴油机的性能和排放在高原环境下得到改善，更好地满足中国内陆地区经济的需求。
六、未来展望
车用柴油机的高原适应性一直是工业界和学术界关注的焦点，随着社会的发展，技术不断创新，科学家们正在不断研究如何进一步提高车用柴油机的高原适应性。
未来，预计将有以下几个方向的发展：
1. 发动机技术的进一步提升：应用更加先进的柴油机燃烧技术和控制技术，能够更好地适应高原环境。
例如，采用直喷、高压共轨、增压中冷等技术，改善柴油机工作效率和排放性能，进一步提升高原适应性。
2. 应用新型燃料: 开发新型燃料，如生物燃料、合成燃料等，
通过改变燃料成分，优化燃烧条件，减少污染物的排放，提高高原适应性。
3. 智能化技术的应用：利用智能化技术，如预测模型等，对车用柴油机的工作状态进行监控与管理，实时调整柴油机的工作参数，以更好地适应高原环境，提高高原适应性。
总之，车用柴油机的高原适应性一直是我们关注的焦点，也是工业界和学术界关注的重点。
未来，随着技术的不断创新，相信我们能够应用更多的新技术、新材料和新燃料，不断提高车用柴油机在高原环境下的适应能力，推动中国内陆地区经济的发展。