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[摘要]高原地区由于其特殊的气候条件，对牵张设备施工提出了更高的要求，在高原架线施工过程中，要对牵张设备零部件，尤其是发动机的性能进行改进。针对高原气候特点，采用发动机增压、低温启动系统以及对发动机的进排气系统、供油系统、冷却系统的优化，对高原的特殊气候进行适应，通过实际工程应用过程中未出现功率明显下降的现象，说明牵张设备的改进符合高原气候特点，适用于高原电力建设。
[关键词]牵张设备；发动机；高原气候
一、概述
为加快西藏的建设和发展，党中央、国务院提出青藏联网工程的建设，把西北（青海）电网调节性好的丰富电力资源送入藏中地区，结束西藏电网孤网运行的历史，彻底解决藏中电网缺电问题，特别是消除冬季枯水期出现用电高峰的电力供需矛盾，优化西藏电力结构；而在夏季丰水期由西藏向青海倒送电，对开发西藏丰富的水能资源，建设水电外送通道，促进能源等特色优势产业建设，都具有十分重要的意义。青海——西藏750千伏/±400千伏交直流联网工程是迄今为止在“世界屋脊”上建设的规模最大的输电工程，将挑战沿线海拔最高、施工冻土区最长“两个世界之最”，并面临攻克高原生理健康保障困难、高原生态环境极其脆弱、高海拔过电压与绝缘配合难度大、设备研制与运输困难“四大工程难题”。青藏高原高海拔形成了独特的气候特点：①高海拔，低气压；②低气温；③大风沙；④强太阳光辐射。我公司为适应青藏联网工程的顺利施工，针对高原特有的气候特点，设计了适用于高原施工用牵张设备
二、高原环境对牵张设备各项性能的影响
青藏高原特殊的氣候特点对于机械施工造成了重重困难。对于牵张设备使用过程中工作零部件的性能和特点来说，高原气候对牵张设备的正常使用可能造成的影响有：
1、空气稀薄使进气量减少，空燃比降低，燃烧不好，造成积碳严重，机油失效快，润滑恶化，零部件磨损加剧，排温升高，故障率增高。并且，空气密度下降使增压器匹配点发生变化，发动机起动和低速加速困难，增压器超速出现故障；低气压使冷却液沸点降低和管道结垢严重，冷却性能变差，零部件穴蚀和管路堵塞加剧。
2、低气温使机油粘度变大，流动性变差，摩擦阻力变大，发动机启动困难，部分负荷时燃油耗增加；零度以下的气温使以水为介质的冷却液结冰，损坏冷却系统的零件；低温使得蓄电池充电和放电时的化学反应变慢，从而使充电困难，放电的容量变小。
3、风沙使空气滤清器很快堵塞，导致进气不足，发动机功率下降，冒黑烟；使外露的零部件磨损加快，并且沙尘容易使散热器的散热片间隙堵塞加快。
4、强太阳辐射使皮带、软管等橡胶件老化加快，较快出现断裂、龟裂失效现象。
三、高原环境下施工牵张设备所进行的改进
我公司针对高原特有的气候特点，重点对牵张设备发动机进行选型和改进，保障了工期的顺利完成。该牵张设备的技术特点如下：
1.发动机供油系统
调整供油系统的油量和供油提前角。减少油量，使过量空气系数相应增大，柴油燃烧更充分，从而减少黑烟和积碳的产生；缩小供油提前角，使供油相对滞后，保证发动机工作平稳。使发动机供油更好，进气量更大，排气更彻底。
2.发动机增压与进排气系统
调整增压器的工作参数或者改装新的增压器，使之与发动机新的工作状态相匹配，增加进气密度，提高发动机的功率。并且对增压后的空气在进入气缸前用水冷却，同样能够增加进气密度，提高发动机的功率。针对大风沙，增加空气预过滤功能，把大部分沙尘通过空气预滤器过滤掉，空气滤清器及消音器的进排气通道大于发动机推荐值，并且加大涡轮增压器，从而增大进排气量，使发动机的功率不受影响。
3.发动机冷却系统热平衡技术
由于高原空气稀薄，气压低，冷却液的沸点急剧降低，导致冷却液低温沸腾，失去散热能力，改装高原专用的散热器水箱压力盖，提高水箱压力，避免防冻液提前开锅。可通过对风扇转速、散热面积、几何参数、材料等的改变来改善散热条件，降低热负荷，提高冷却系统的散热能力，使发动机的性能在高原得到充分的发挥。
4.发动机低温启动系统
由于高原冬季温度低、空气稀薄，寒冷时发动机启动非常困难，我公司牵张设备增加了发动机低温启动预热装置，根据发动机的不同主要采用进气预热和冷却水预热两种方式，进气预热主要通过电热器或燃油喷火对进气加热，冷却水预热主要通过燃油锅炉对冷却水加热，预热机体，解决发动机低温不能启动问题。为保证低温启动系统的正常工作，还配备有大容量蓄电池及蓄电池防寒系统；配备缸体、油底壳加热装置；冷启动辅助装置——喷射乙醚助燃；给散热器加装百叶窗隔板。
5.材料及其选择
选择耐老化、抗紫外线、耐低温的密封件；结构件除满足强度要求外在低温下需要有良好的冲击韧性和脆性；传动油料要求闪点高、凝点低，润滑油要求低温粘温性稳定及良好的低温分散性；电气控制系统及相应元器件要有良好的低温工作性能。
四、结论
改进后的牵张设备，经过多次试验后，用于青海——西藏750千伏/±400千伏交直流联网工程的建设，在唐古拉山最高海拔5300米电力施工过程中表现出优良的性能，功率损失小于10%，满足高原环境下发动机正常工作的标准，保证了施工进度和施工质量，为工程的顺利完工提供了有力支持。随着电力建设向高原、山区等地区的发展，我们将继续致力于牵张设备的设计研发工作，针对不同的环境条件研发适应性更强的牵张设备，为国家电网建设做贡献。
参考文献
[1]吴建华.汽车发动机原理.机械工业，2005.
[2]周龙保.内燃机学.机械工业出版社，2005.
[3]成大先.机械设计手册.化学工业出版社，2002年.
[4]输电线路施工机具设计、实验基本要求，DL/T 875-2004.
[关键词]牵张设备；发动机；高原气候
一、概述
为加快西藏的建设和发展，党中央、国务院提出青藏联网工程的建设，把西北（青海）电网调节性好的丰富电力资源送入藏中地区，结束西藏电网孤网运行的历史，彻底解决藏中电网缺电问题，特别是消除冬季枯水期出现用电高峰的电力供需矛盾，优化西藏电力结构；而在夏季丰水期由西藏向青海倒送电，对开发西藏丰富的水能资源，建设水电外送通道，促进能源等特色优势产业建设，都具有十分重要的意义。青海——西藏750千伏/±400千伏交直流联网工程是迄今为止在“世界屋脊”上建设的规模最大的输电工程，将挑战沿线海拔最高、施工冻土区最长“两个世界之最”，并面临攻克高原生理健康保障困难、高原生态环境极其脆弱、高海拔过电压与绝缘配合难度大、设备研制与运输困难“四大工程难题”。青藏高原高海拔形成了独特的气候特点：①高海拔，低气压；②低气温；③大风沙；④强太阳光辐射。我公司为适应青藏联网工程的顺利施工，针对高原特有的气候特点，设计了适用于高原施工用牵张设备
二、高原环境对牵张设备各项性能的影响
青藏高原特殊的氣候特点对于机械施工造成了重重困难。对于牵张设备使用过程中工作零部件的性能和特点来说，高原气候对牵张设备的正常使用可能造成的影响有：
1、空气稀薄使进气量减少，空燃比降低，燃烧不好，造成积碳严重，机油失效快，润滑恶化，零部件磨损加剧，排温升高，故障率增高。并且，空气密度下降使增压器匹配点发生变化，发动机起动和低速加速困难，增压器超速出现故障；低气压使冷却液沸点降低和管道结垢严重，冷却性能变差，零部件穴蚀和管路堵塞加剧。
2、低气温使机油粘度变大，流动性变差，摩擦阻力变大，发动机启动困难，部分负荷时燃油耗增加；零度以下的气温使以水为介质的冷却液结冰，损坏冷却系统的零件；低温使得蓄电池充电和放电时的化学反应变慢，从而使充电困难，放电的容量变小。
3、风沙使空气滤清器很快堵塞，导致进气不足，发动机功率下降，冒黑烟；使外露的零部件磨损加快，并且沙尘容易使散热器的散热片间隙堵塞加快。
4、强太阳辐射使皮带、软管等橡胶件老化加快，较快出现断裂、龟裂失效现象。
三、高原环境下施工牵张设备所进行的改进
我公司针对高原特有的气候特点，重点对牵张设备发动机进行选型和改进，保障了工期的顺利完成。该牵张设备的技术特点如下：
1.发动机供油系统
调整供油系统的油量和供油提前角。减少油量，使过量空气系数相应增大，柴油燃烧更充分，从而减少黑烟和积碳的产生；缩小供油提前角，使供油相对滞后，保证发动机工作平稳。使发动机供油更好，进气量更大，排气更彻底。
2.发动机增压与进排气系统
调整增压器的工作参数或者改装新的增压器，使之与发动机新的工作状态相匹配，增加进气密度，提高发动机的功率。并且对增压后的空气在进入气缸前用水冷却，同样能够增加进气密度，提高发动机的功率。针对大风沙，增加空气预过滤功能，把大部分沙尘通过空气预滤器过滤掉，空气滤清器及消音器的进排气通道大于发动机推荐值，并且加大涡轮增压器，从而增大进排气量，使发动机的功率不受影响。
3.发动机冷却系统热平衡技术
由于高原空气稀薄，气压低，冷却液的沸点急剧降低，导致冷却液低温沸腾，失去散热能力，改装高原专用的散热器水箱压力盖，提高水箱压力，避免防冻液提前开锅。可通过对风扇转速、散热面积、几何参数、材料等的改变来改善散热条件，降低热负荷，提高冷却系统的散热能力，使发动机的性能在高原得到充分的发挥。
4.发动机低温启动系统
由于高原冬季温度低、空气稀薄，寒冷时发动机启动非常困难，我公司牵张设备增加了发动机低温启动预热装置，根据发动机的不同主要采用进气预热和冷却水预热两种方式，进气预热主要通过电热器或燃油喷火对进气加热，冷却水预热主要通过燃油锅炉对冷却水加热，预热机体，解决发动机低温不能启动问题。为保证低温启动系统的正常工作，还配备有大容量蓄电池及蓄电池防寒系统；配备缸体、油底壳加热装置；冷启动辅助装置——喷射乙醚助燃；给散热器加装百叶窗隔板。
5.材料及其选择
选择耐老化、抗紫外线、耐低温的密封件；结构件除满足强度要求外在低温下需要有良好的冲击韧性和脆性；传动油料要求闪点高、凝点低，润滑油要求低温粘温性稳定及良好的低温分散性；电气控制系统及相应元器件要有良好的低温工作性能。
四、结论
改进后的牵张设备，经过多次试验后，用于青海——西藏750千伏/±400千伏交直流联网工程的建设，在唐古拉山最高海拔5300米电力施工过程中表现出优良的性能，功率损失小于10%，满足高原环境下发动机正常工作的标准，保证了施工进度和施工质量，为工程的顺利完工提供了有力支持。随着电力建设向高原、山区等地区的发展，我们将继续致力于牵张设备的设计研发工作，针对不同的环境条件研发适应性更强的牵张设备，为国家电网建设做贡献。
参考文献
[1]吴建华.汽车发动机原理.机械工业，2005.
[2]周龙保.内燃机学.机械工业出版社，2005.
[3]成大先.机械设计手册.化学工业出版社，2002年.
[4]输电线路施工机具设计、实验基本要求，DL/T 875-2004.