摘要：介绍青海湖海北高海拔环境条件，包括气压、气温等，同时分析高原环境条件对康明斯发动机的影响：1、低气压对康明斯发动机的影响，2、低气温对康明斯发动机的影响，3、专用机油存在不足及解决方案。
主题词：高原气候；发动机；专用润滑油
一、 前言
我单位承建的青藏铁路“西宁至格尔木段增建第二线工程第XGZHH1标段”中的托勒（不含）～天棚（含）段，工程范围为里程K130+300～K280+560段。地处青海省海北州和海西州，海拔在3300米至3500米左右，属于典型的青藏高原高海拔地区。本人在进行设备转移之前，做了一些了解功课，有一些准备，但是在施工期仍然遇到问题。经过近三年的机械设备维护管理，特别是对我部铁路施工车辆的使用，积累了一些经验。在此谈谈高原气候对康明斯发动机影响的一点拙见，仅供参考。
二、高原环境的特点及有关气候参数
我部施工托勒（不含）～天棚（含）段所处地区属青藏高原大陆性气候，区内高寒干燥，大风频繁，昼夜温差极大，呈典型的大陆性气候特点。年平均气温－1.4℃～6℃，极端最高气温33.5℃，极端最低气温－37.2℃，海拔3300米大气压只有0.68巴（0.68个大气压）。
三、高原低气压对康明斯发动机的影响
3.1 低气压的影响：进气不足、功率显著下降，油耗增加。
高原地区由于海拔高，空气稀薄，大气压力低，虽然采用废气涡轮增压器，进入气缸的燃油得不到充分燃烧，导致功率下降，经济指标变坏。
3.2低气压使冷却系统工作条件恶化
在本地区域内发动机冷却水经常“开锅” 。内燃机由于高原燃烧不良， 排温升高，零件热负荷增加， 其最大功率受热负荷的限制，热负荷过高， 甚至会产生拉缸现象。
四、高原低气温对康明斯发动机的影响
4.1低气温的影响主要存在以下几个方面：
A、影响电机的起动性能，
B、影响蓄电池的工作性能，
C、影响润滑油、脂的润滑性能，
D对燃油要求更高，以上因素均会导致发动机冷起动困难。
低气温是高原气候的一个特点，随着海拔升高，气温呈线性下降。
低气温使硫酸电解液粘度增大，影响电解液在极板内的扩散速度，使铅蓄电池基本电化学反应在缺乏电解液的情况下，只能在极板的表面不完全地进行。我部选择蓄电池电解液比重1.28。
低气温对电机的散热有利，但对小型电机的起动有一定的影响。由于气温低使润滑脂稠度增大或凝固冻结，引起静态阻力矩增加，使起动变得困难。当润滑脂低温冻结后，丧失润滑能力。
4.2低气温对燃油品种更换的影响
众所周知，GB/T 19147－2003《车用柴油》轻型柴油规格型号有几种，由于高原气候变化快，反常，气温变化对柴油更换时间要求更高。为防止硫含量下降带来柴油润滑性能的下降，车用柴油又增加了柴油抗磨性能的指标。在此区域最佳更换使用时间见下表，防止出现燃油析腊堵塞燃油管路和喷油嘴等不良现象。
注明：“5.16-9.15”为5月16日至9月15日，其他类同。
4.3高原低气温与发动机润滑油
正确选择发动机润滑油，是保障发动机工作可靠性和运转经济性的主要条件。低温性不好的内燃机油，会导致发动机低温起动困难；而粘度过大的内燃机油不仅会导致发动机工作阻力增大、燃料消耗增加，而且还会使发动机低温起动困难；粘度过小的内燃机油也会引起发动机磨损增加、功率下降、燃料和润滑油消耗增加或其他润滑故障。内燃机油粘度的选用主要是根据车辆使用地区的环境温度，寒冷地区冬季选用粘度小、倾点低的单级或多级内燃机油，一般在寒区或严寒地区为保证冬季顺利启动，应选用多级油。多级油适用于较宽的温度变化范围，可以四季通用。多级油拥有更好的粘度保持性，在低温下粘度不大，启动阻力小，可保证发动机的正常启动；在高温下，粘度较高，减少了机油窜入燃烧室中的几率，使机油消耗下降，更加节能环保。
五、 厂家专用润滑油存在的不足以及解决方案
某康明斯发动机厂家推荐的专用机油使用广泛，其采用国际通用标准15W/40CD级,引用的标准是API分类的CD级润滑油标准，是多粘度等级的柴油机油，中国石化CD级系列油品暂定技术条件为GB7607-87车用柴油机油换油指标，该机油可在-15℃以上地区冬夏季通用。该机油低温动力粘度mPa.S不大于3500（-15℃），边界泵送温度不高于-20℃，倾点不高于-23℃。其在技术要求3.2款注明：“在-20℃”以下气温时，未采用机油加热装置的情况下应使用5W/30CD级柴油机油。在青海省西宁市润滑油市场上并不能很顺利买到5W/30CD级柴油机油。鉴于某康明斯发动机推荐的机油是添加了特殊添加剂调制的原因，不能随便采购其他品牌机油使用。我部接触网作业车停车在钢轨上，但过夜是在野外，车辆受大风吹的影响，发动机机体温度更低。厂家推荐的15W/40CD级在零下20多度时基本上没有流动性，接近其倾点。另一个某汽车康明斯厂家生产提供的CF-4级的柴油机油，是符合SAE（美国汽车工程学会）粘度分类的15W/40CD，也鲜有10W/30CD级，市场上更少见5W/30CD级机油。在xx年我部要求某康明斯厂家提供的专用润滑油是40kg/桶的15W/40CD级， xx年格尔木某康明斯特约维护点在处理发动机气门挺杆弯曲故障后，提供的机油也是15W/40CD级。西北某润滑油厂家能提供10W/30CD级，能适用于-25℃气温条件，但是尚不能完全彻底的符合高原气候条件要求。
六、 机油问题的解决方案
鉴于高原气候高寒缺氧条件对发动机润滑油的影响以及国内润滑油厂家生产情况限制，我们采取保温措施与夜间定时暖机的方式应对。每2小时进行一次或每3-4小时一次，都不利于司乘人员休息。我们的施工车辆是车站室外露天停放过夜，司乘人员实行的是两定三包制度，与铁路运输局机车实行的折返段值勤制不同。鉴于15W/40CD级或10W/30CD级机油在西格二线区域冬季使用情况，我认为应该加装机油预热加热装置，解决机油流动性差的情况。通过加热润滑油方式进行暖机，根除夜间定时暖机现象，减少司乘人员夜间作业时间，更好的保障正常休息。对此我进行了一些尝试，消除专用康明斯机油流动性差对发动机启动困难的影响，取得了一些经验。
七、 结束语
我国高海拔地区面积宽广，为进一步开发大西北，促进经济发展，必将在高原地区更多普遍使用施工机械；研究高原气候环境对发动机的影响，促使改善发动机具有更好的适应性能，有着重要意义。
参考文献：
［1］高原环境条件及其对机电产品的影响 刘奎芳 广州电器科学研究所
［2］高原性气候对施工机械设备的影响及措施浅谈．沈涛 武警水电九支队、周祥志 四川省水利水电勘测设计院
论文作者:刘小强
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/25
标签：机油论文; 发动机论文; 高原论文; 气温论文; 粘度论文; 润滑油论文; 康明斯论文; 《基层建设》2019年第7期论文;