王喜飞 张宁 时磊

摘要：随着我国对大功率用高原用柴油机组的需求日益增长，对大功率柴油机的设计从没有间断，而对大功率柴油机试验由于试验条件的限制，必须到野外条件进行试验。本文从影响大功率试验的技术保障和人员保障两方面进行探讨。

Abstract： With the increasing demand for large-power plateau diesel gen-sets in China.The design of large power diesel engine has never been interrupted， but the test of large power diesel engine is limited by the test conditions，it must be tested in field conditions.This paper discusses the technical support and personnel support which influence the high power test.

關键词：大功率柴油机;保障;试验场地;低温;高原

Key words： high-power diesel engine;guarantees;test site;low temperature;plateaus

中图分类号：U464.172                                  文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2021）16-0020-02

0  引言

我国幅员辽阔，整个陆地板块东低西高，陆地面积海拔1000米以上约占58%，随着我国电力、电信、移动、网通的加大建设与投入需要，对大功率用高原用柴油机组的需求日益增长，因而对发电机组进行高原性适应性设计并对发电机组的设计需要进行试验验证。目前国内针对小功率用高原发电机组用柴油机的试验多数通过模拟高原环境试验室进行，目前已知的环境模拟实验室的试验能力最大只能做到800kW，针对1000kW以上大功率柴油机器由于试验场地条件的限制，并未有专门的试验室进行试验，为验证大功率高原柴油机组用柴油机，必须到野外环境中进行试验。

由于高原野外环境的恶劣，大功率柴油机试验前，需要考虑影响试验进行的环境条件因素，采取一定的措施，来保障试验顺利进行。高原环境条件[1-3]如表1所示。

从表1可以看出，在高原环境条件，随着海拔高度越高，大气压力、空气密度、空气含氧量、水沸点等呈现下降趋势。

本文从影响试验进行的因素和保障两个方面进行讨论。

1  影响试验主要因素[4-5]

1.1 试验场地

由于高原环境条件下，并没有大功率柴油机试验室对柴油机进行性能试验，因此在露天的野外进行试验，因此需选择满足试验条件合适的场地。试验场地的选择需要考虑附近有无人员居住，是否具备柴油机运行的油水电等基础设施，需要考虑雨雪、风沙等环境以及是否具备起吊和运输等因素。一般试验场地比较空旷，如图1所示。

1.2 低温

随着环境温度的降低，有以下几个方面影响柴油机的运行：①柴油机机油粘度增加，流动性变差，从而柴油机启动阻力矩增大;②气缸内压缩空气温度达不到点燃温度，且气缸内压缩空气的压力也明显低于正常启动时所要求的压力;③随着温度的降低，蓄电池输出能力降低，但是启动柴油机时蓄电池的放电电流很大，从而使蓄电池的端电压及容量下降很快，导致起动电机无力拖动柴油机旋转或不能达到最低启动转速，使柴油机难以着火运转;④冷却水随着温度的降低会导致结冰，无法正常流动，影响柴油机的散热;⑤燃油雾化不良。气温低时，柴油的黏度增加，造成燃油雾化不良，喷入燃烧室的柴油不能很好地与空气混合，不能充分燃烧，而以白烟的形式排出机外。

1.3 低大气压、低空气密度

随着大气压力的降低，有以下几个方面影响柴油机的运行：①柴油机冷却水的沸点降低，最后柴油机的开展时柴油机的到满负荷运行，柴油机冷却水系统容易产生“开锅”现象，从而导致冷却系统的散热，使柴油机的散热器效果变差。②由于低气压、低空气密度的产生，试验人员可能会伴随高原反应的产生，从而导致人员无法操作试验设备。③柴油机空气稀薄，无法充分与燃油进行充分混合燃烧，会出现冒黑烟。

1.4 试验人员

多数试验人员由于长期生活在平原地区，因此到高原上面的容易出现高原反应，如会出现缺氧胸闷气短、食欲不振、腹涨、腹泻或便秘、上腹疼痛，并且人员的血压和脉搏会比平原地区高，会出现大脑缺氧，出现情绪紧张、易激动、继而出现头痛、头晕失眠、健忘等症状。因而试验人员的选择也是非常重要的，患有心脏病、血液病和脑血管病的;患有各类的呼吸系统疾病的;曾有过高原病症的，如高原水肿、高原脑水肿、高原心脏病等;患有严重感冒、发烧或者呼吸道感染的;如多具有上述症状的是不可以去高原的。

总而言之，为保障试验的进行，试验人员的健康也是影响试验进展的关键因素。

2  保障

2.1 技术保障

2.1.1 试验台架

由于适合大功率柴油机的试验场地附件，一般附件无人员居住，并且不具备柴油机运行的油水电等基础设施，因此需要将建造试验台架，需考虑试验并未长久进行，建造大功率柴油机用水利测功器的试验台架系统，成本高，因此建造可移动简易试验台架，是最优办法。简易试验台位设计从如下几个方面考虑：

①大功率柴油机必须成套为发电机组，并用干式负载消耗所产生的电力。

②大功率柴油机用冷却需用电动散热器进行冷却，冷却系统设计需要防止低气压下“开锅现象”产生。

③由于大功率柴油机的试验需要用电，必须考虑所有用电设备负荷，准备一台满足负荷使用发电机组为电设备提供电力。

④大功率柴油机用起动用蓄电池需选择耐低温蓄电池，防止起动用电不足。

⑤油箱的容量设计需要考虑柴油机的燃油消耗量，容量必须保证试验的正常进行。

⑥由于试验人员在高原中无法进行重体力劳动，所有设备之间连接简单容易。

综上所述，试验台架是一个考虑油水电的等设备的综合装置，是保障试验进行的必要条件。简单的试验系统的连接示意图如图2所示。

2.1.2 试验设备的运输

由于适合大功率柴油机的试验场地附近，一般不具备移动式大重量的起吊设备，因此所有参试设备需要在车辆中进行，因而运输车辆的选择比较重要。车辆的选择或者改造需要从如下几个方面考虑：

①从工厂到试验场地的运输路途中的超重、超宽限制等因素。

②柴油机运行过程的振动较大，需要考虑柴车辆底盘的承受能力。

③需要考虑试验场地的下雨和下雪天气，在运输车辆中进行防止雨雪设计。

2.1.3 燃油、冷却水、机油

试验场地的环境温度，影响柴油机用燃油、冷却液、机油的选用，因此在考虑试验时的环境温度，通过选择适合环境温度的燃油、冷却液、机油，来满足柴油机的正常运行。

2.2 人员保障

由于试验场地多数在附近并无人居住，为防止有人員在出现高原反应，影响试验的进行，必须从试验人员准备和物资保障两方面进行考虑。

试验人员的准备：

①出发前需要禁止喝酒和参加必要的体育锻炼。

②出发前使用一些预防高原反应药物。

③初到高原时，防止感冒和重体力劳动。

④在高原时，多吃蔬菜和水果、多喝水。

⑤需准备后备试验人员。

由于试验人员对试验地区不熟悉，为保证人员的吃饭和睡觉以及人员安全问题，必需寻找当地人员做为后勤保证。

3  结论

针对高原用大功率柴油机，不仅需要考虑高原环境对柴油机柴油机的影响，进行柴油机高原适用性设计，还需要考虑大功率柴油机试验验证时高原环境条件。

大功率柴油机高原试验验证时一般从低气压、低温、低含氧量、试验场地、车辆运输等对试验人员及对参试设备的方面考虑，通过技术保障和人员保障两个方面来确保高原试验的顺利进行。

参考文献：

[1]GB/T 20969.4，高原试验环境导则-内燃机动力机械[S].

[2]GB/T 21426-2008，特殊环境条件  高原对内燃机电站的要求[S].

[3]GB/T19608.3，特殊环境条件分级   第三部分  高原[S].

[4]胡玉贵，栗彦辉.柴油机低温启动的影响因素和改善措施[S].移动电源车辆，2004（1）：29-32.

[5]季维生.浅析高原环境中柴油机的低温启动柜与功率补偿[S].西部探索工程，2006增刊：329-330.