高原地区行驶的车辆应改用高原型柴油车

熊云

摘 要 本文从分析引起高原地区车辆技术性能严重下降以及油耗较高的主要原因出发,提出为充分发挥车辆的技术性能,降低油耗,在高原地区行驶的车辆应改用高原型柴油车。

关键词 高原;柴油车;高原型柴油车;节油
中图分类号:U46 文献标识码:A

高原地区海拔高、空气稀薄、含氧量低,燃料燃烧不完全且燃烧速度慢,发动机功率下降、油耗急剧增加,严重影响车辆技术性能的发挥。以海拔高度3000m为例,其大气压力为内地的70%,空气密度为内地的74%,发动机不作调整,其动力性将下降30%以上,燃料消耗增加30%左右。车辆改用高原型柴油车,不仅可增强发动机动力,充分车辆的技术性能,而且还可节约燃料,减少对环境的污染,具有重大的经济效益和社会效益。

1 高原地区车辆行驶油耗高的主要原因

1.1 海拔高是造成车辆油耗高的主要原因

西藏地区地处青藏高原,负责运送进藏物资的两条主要运输线(青藏线和川藏线)平均海拔在3500 m以上。由于海拔高,空气稀薄,发动机充气系数下降,从而导致混合气混合不均,加上含氧量低(以拉萨市例,其含氧量为内地的60%左右),燃料燃烧不完全且燃烧速度慢,发动机的热效率下降、功率减少,油耗增加,对川藏线来说,由于坡陡弯急,发动机在低档位的使用比例高,其油耗增加幅度更大。海拔高度与大气压力及发动机功率的关系如表1所示。

表1 发动机功率与海拔高度的关系

海拔高度 m

0

1000

2000

3000

4000

5000

大气压力 KPa

101

90

80

70

62

54

密度比

1

0.91

0.82

0.74

0.67

0.60

发动机功率 %

100

88.6

78.1

68.5

59.8

51.7

由于单位燃料发出的有效功率下降,发动机的燃料消耗量必然增加。当发动机的结构参数不作调整时,海拔高度每增加1000m,发动机的动力性将下降12%,燃料消耗增加6-11%。

1.2 汽油车会导致车辆油耗进一步增大

目前在川藏线执行运输任务的主要车型是EQ140载重卡车,该车是汽油发动机,压缩比较低,加上高原恶劣的自然环境和低等级道路条件的影响,汽车的动力性明显下降,低排挡使用时间长,因而燃料消耗明显上升,EQ140 载重卡车在个别路段每公里的燃料消耗可高达1.0~1.3升。同时,车辆的使用寿命明显下降, 这充分说明汽油机不适宜在高原地区上使用。

2 降低高原车辆油耗的主要途径

2.1 用柴油车代替汽油车

柴油机压缩比高(柴油机压缩比为14~20,而汽油机为6~10),因而柴油机的功率大,燃料消耗比汽油机少25~40%,与汽油机相比,柴油机还具有良好的加速性能,起动后便可迅速地转变到全负荷,柴油机的持久性和可靠性也比汽油机好。由于川藏线坡陡弯急,有坡道的道路占63%,弯道超过一万个,有320处泥石流、地震等自然灾害路段, 道路高低起伏,落差很大,相对高差达1000~2000m,地势极为险峻,加上路面多为碎石路面,路面质量差,对发动机的动力性要求高,因而柴油车更适宜在川藏线作为运输车辆使用。

2.2 最好改用高原型柴油车

随着海拔高度的增加,发动机的充气量减少,在柴油喷入气缸时,气缸内的温度、压力较低,柴油要自燃所需时间延长,从而导致柴油机工作粗暴,发动机功率下降,燃料消耗增加,加上缸内缺氧,混合气过浓,燃料消耗还要增加,因而,随着海拔高度的增加,无论是汽油机还是柴油机,都不可避免地会出现功率下降,燃料消耗增加,据测试,海拔高度每增加1000m,柴油机的动力性将下降8%,燃料消耗增加5%,与汽油机相比,柴油机的下降幅度要小一些,这说明柴油机在高原使用中的适应性较汽油机好。

为了克服柴油机在高原使用功率下降、燃料消耗增加的不足,可使用采用了涡轮增压技术的高原型柴油机,由于高原型柴油机对进气进行了增压,使得发动机的充气量系数大幅度增加,混合气趋于正常比例,因而燃烧状况大为改善,发动机功率增大15-25%,扭矩提高20-30%,燃料消耗下降5-10%。整车对比道路试验证明,高原型柴油车在加速、爬坡和克服行驶阻力时,都有了较强的适应能力。高原型柴油车比普通柴油车最大车速提高5-8%,加速性能提高15-25%,最大爬坡度增加7-10%,在行驶过程中,高原型柴油车的低挡位使用次数减少,高速挡使用次数增多,总的行车时间缩短。此外,在青藏线、川藏线行驶的车辆经常往返于平原和高原之间,而高原型柴油车可通过开启或关闭增压器而适应高原和平原的不同要求。因此,高原型柴油车不仅改善了发动机全负荷运转工况,减少了机械磨损,而且还节约燃料,提高了运输效率。为此,强烈建议在高原地区行驶的车辆应尽快改用高原型柴油车,这样既可节约燃料,提高运输效率,延长车辆的使用寿命,保护环境,具有重大的经济效益和社会效益。

参 考 文 献

1 沈颖则. 大气压力对涡轮增压柴油机燃烧过程影响的试验研究. 内燃机,2002(3)
2 张朝刚. 谈柴油车的节油技术. 节能技术,2002(1)
3 李春成. 山区驾驶节油技术. 商用汽车, 2002 (1)
4李春泉. 高原山区采用汽车节油改造措施的商榷. 云南交通科技,1998(1)

熊 云(副教授)
E-mail: xy0001@vip.sina.com
2002年12月

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