【摘要】中國在山區或高原地區的公路約占總數的40%。汽車在這種公路條件下使用時,空氣參數和道路狀況對汽車使用性能有特殊的影響。文章通過了解山區高原環境對汽車使用性能的影響并采取一定措施,對提高駕駛安全性具有重要意義。
【關鍵詞】汽車;山區高原;環境;使用
一、山區或高原環境對汽車使用的影響
(一)發動機動力性下降
隨著海拔升高,氣壓降低,空氣密度減小,實際充氣量也會減少。因此,發動機功率和扭矩下降。海拔高度每升高1000米,功率下降10%左右。
(二)制動性能降低
在山區行駛的汽車,由于地形復雜,經常會遇到上坡、下坡、路窄、彎多等情況。影響山區行駛安全的主要問題是汽車的制動性能。
在山區行駛,汽車需要經常制動減速,摩擦片和制動鼓經常處于發熱狀態,特別是下長坡時,經常需要較長時間連續制動,使制動器溫度經常達到300℃以上,甚至高達600~700℃。制動器溫度在一般情況下不應超過200℃,溫度過高時,制動器摩擦片的摩擦因數將明顯下降,導致汽車制動性能衰退。此外,由于摩擦片連續高溫,導致磨損加劇并常有碎裂現象。
二、在山區高原環境使用汽車的措施
(一)提高發動機的動力性與經濟性的措施
一是提高發動機的壓縮比。提高壓縮比不僅可以提高壓縮終止時氣缸內的溫度與壓力,加快燃燒速率,改善燃燒過程,減少熱損失,而且可采用較稀的混合氣,從而提高發動機的動力性和燃油經濟性。
發動機壓縮比的選定與汽油的辛烷值有直接關系。汽油的辛烷值越高,爆燃傾向越小,壓縮比就可以相應地選大些。隨著海拔的增加,發動機的充氣量下降,壓縮終止的氣缸壓力及溫度相應降低,因此爆燃傾向減小,從而為提高壓縮比創造了有利條件。
二是調整配氣相位。將氣門間隙調大,縮短氣門開啟時間,使配氣相位變窄,有利于提高充氣量,從而提高汽車的低速動力性。合理選擇配氣相位可以提高發動機的充氣系數,改善發動機的動力性和燃油經濟性。配氣相位應與發動機的實際轉速范圍相適應。發動機的轉速不同,進、排氣門開、閉角對氣流慣性的影響也不同,因而進、排氣門開閉的最有利的角度應隨之變化。在進、排氣門開閉的四個時期中,進氣遲后角和排氣提前角影響最大。凸輪軸的設計(凸輪線型和各凸輪間的夾角等)應與發動機常用轉速工況相適應,以提高充氣量,改善汽車在高原地區的使用性能。
三是調整點火系統和供油系統。隨著海拔升高,發動機壓縮終點的壓力降低,火焰傳播速度減慢。而空氣稀薄使真空提前裝置受到影響,所以將點火提前角提前1至2度可以適當調整火花塞和斷電器觸點間隙,以使火花塞產生較強的火花。適當減小汽油比例使燃燒比較完全,熱效率較高,發動機的經濟性得到了提高。
四是采用含氧燃料。含氧燃料就是在汽油中摻入乙醇、丙酮及其他含氧化合物。摻人的這些成分中都含有氧,在燃燒過程中,理論上必要的空氣量減少,能補償充氣量不足的問題。試驗表明,采用含氧較高的燃料,其作用隨海拔的上升而增強。
(二)山區高原安全行車的措施
一是利用發動機制動。汽車在下長坡時,需長時間連續制動,使得制動器溫度升高,甚至高達300℃以上,從而影響制動器的制動效果。為此可利用發動機制動協助汽車制動,發動機的轉速越高,變速器擋位越低,則產生的制動力越大。一般下長坡利用發動機制動時,將變速器掛入上坡時所用的擋位較為合適,禁止熄火空擋滑行。
二是采用輔助制動器。輔助制動有電渦流、液體渦流和發動機排氣制動等幾種。前兩種輔助制動器由于體積較大,結構復雜,多用于山區或礦用的重型汽車上,這種輔助制動器又稱電力或液力下坡緩行器。發動機排氣制動是一種簡便而有效的措施,實際上是在發動機排氣管內裝一個片狀閥門,在汽車使用發動機制動的同時將閥門關閉,以增大發動機的排氣阻力。排氣制動可保證各輪制動均勻,制動功率可達發動機有效功率的80%~90%。
三是采用礦物油型制動液。液壓制動的汽車多使用醇型制動液,極易揮發,在高原使用時,因制動頻繁,溫度較高,制動管路容易發生氣阻現象,致使制動失靈,引發安全事故。采用礦物油型制動液具有制動壓力傳遞迅速、制動效果好、不易揮發等特點,不易產生氣阻現象,適合于高原及山區使用。但使用礦物油型制動液必須換用耐礦物油的橡膠密封件,以免腐蝕而造成泄漏。
四是制動鼓采用淋水降溫裝置。在高原山區下長坡時,為了防止制動鼓過熱,保持良好的制動效能,可采用制動鼓淋水降溫裝置以降低制動鼓的溫度。在下坡之前,駕駛人提前把制動淋水開關打開,對制動鼓外圓淋水,進行冷卻,防止摩擦片燒蝕。采用這種方法降溫,雖然效果良好,但是需要有充足的水源,同時要根據行車實際情況恰當運用,否則會帶來不良后果。
五是改善燈光條件。由于高原山區路窄、彎多且急,在夜間行車時,應加寬汽車前照燈的照射范圍,便于駕駛人看清前方路況,前照燈最好采用能隨轉向傳動機構及車架載荷變化而做相應轉動的裝置,即采用“智能車燈”。
參考文獻
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作者簡介:魏岸若(1988.12—),男,漢族,重慶涪陵人,碩士,講師,研究方向:電氣工程與汽車檢測技術。