摘要：机械化已然成为加快我国经济建设的重要手段，柴油发电机组在我国各领域行业内均得到广泛、普及的应用。而在高海拔环境下，柴油发电机组的应用虽然为各个行业发展提供巨大帮助，但是仍尚存功率下降、启动故障等问题。为进一步发挥出柴油发电机组应有的性能与作用，需立足于高原环境适应的视角，进行柴油机的合理改造。基于此，本文以高原气候特点的分析入手，在此基础上探究在高原气候环境下增强小型柴油发电机组适应性的措施。
关键词：高原环境；功率；柴油发电机组；适应性
我国国土面积中，西部高原占据三分之一左右，且高原海拔平均在2000m以上，部分地区的海拔高度甚至在5000m之上。相较于平原地区而言，高原地区存在空气密度低、气温低、大气压力低以及沙尘较大等环境特点。目前我国众多领域行业发展中，柴油发电机组的应用十分常见，如在银行、军事等领域用作主、备用电源。而功率在30KW以下的发电机组，受到高原环境的影响，极易出现启动故障、功率性能下降等问题，对柴油发电机组作用的发挥产生严重限制。所以，需进行发电机组的改进与优化来提升自身适应性，避免高原环境对发电机组的稳定运行造成严重影响。
1 小型柴油发电机组受高原环境影响分析
1.1 输出功率的影响分析
相关公式证实，在转速、结构参数固定的前提下，柴油机气缸的热效率、进气密度、空气系数、充量系数等与功率之间存在直接联系。而在高原环境下，柴油机燃烧因空气中含氧量的降低导致空气消耗量不断下降，进而使得混合气的燃烧呈现出不完全的状态，致使柴油机热效率、过量空气系数不断降低，影响到柴油机的实际使用功率[1]。另外，相对于低海拔地区而言，高原地区的含尘量明显更高，导致柴油机运转期间极易发生过滤器堵塞的情况，致使柴油机因过滤效果下降而影响功率，并对柴油机零部件的运行产生影响，极易出现怠速不稳定的情况。
1.2 冷启动性能的影响分析
分析柴油机冷启动受到高原环境的影响，具体包括：（1）启动困难。因环境影响下，部分高原地区存在大气压力低、环境温度低等特点，致使柴油机内部气缸压力降低，在冷启动时，因进入空气的温度较低，使得柴油机的压缩终点温度始终无法达到预期的温度标准，致使柴油机发动困难。（2）启动阻力矩变大。因高原地区温度较低，使得润滑油粘度呈现出不断降低的装填，因流动性变化导致柴油机内部轴瓦等零部件之间的摩擦增大，使得柴油机启动时阻力矩变大。（3）蓄电池容量降低。柴油机的蓄电池容量与温度高低之间存在直接联系，若柴油机处于温度较低的环境下，极易导致蓄电池容量降低，相关研究表明，蓄电池在处于零下10℃环境中，蓄电池充电只能达到常规状态下的60%左右，进而对柴油机冷启动造成一定影响。
1.3 经济性能的影响分析
常规柴油机的供油量整定需要以标准大气压为标准，且运行期间供油量会依据负载变化来实现自动调整，以此确保柴油机的转速能够维持始终稳定的状态。而在高原环境下，因空气含氧量的下降使得负载发生较大变化，而柴油机为稳定在负载变化状态下的转速，会通过提升供油量来达到稳定转速的目的，意味着高原地区柴油机的耗油量增大。同时，因柴油机存在可燃混合气过浓的问题，致使柴油机在运行期间频繁冒黑烟，自身热效率会大打折扣，因耗油量的提升使得柴油发电机的经济效益降低。
1.4 交流同步发电机的影响分析
针对交流同步发电机的运行，受到高原气候影响的具体表现为：因空气密度随着高原海拔的升高而降低，使得发电机的绝缘性能因高原环境而不断降低，同时对转子等绕组的散热性能产生影响，致使发电机组在运行期间温度不断升高。相关研究证实，尽管海拔的提高会导致环境温度下降，但是若发电机组的升温与环境温度下降无法平衡，极易导致柴油机的绝缘寿命减少，无法为柴油机发电机组的运行提供绝缘保障。
2 高原环境下小型柴油发电机组改进措施
以TCY-787型号柴油发电机组为例，动力为四冲程柴油机，型号为1B40型单缸，该型号发电机组的设计采用了先进的自动稳压技术，并配置无刷同步发电机，相较于其它型号发电机的应用，此柴油发电机具备维修简便、外形美观等特点。
2.1 进行冷启动性能的改进
要想进一步提升柴油发电机组的适应性，进行冷启动性能的改进至关重要，依据对此型号柴油机特点、性能的分析，做出如下技术改进：（1）将预热装置按照技术标准安设于进气管内，以此用作提升进气温度。或者是在进气管内应用燃烧预热技术，运行期间进行少量燃油的燃烧，以此达到进气预热的目的。（2）将加热器安设于柴油机的冷却系统中，以此起到提高冷却热温度的目的。（3）将加热器安设于柴油机润滑系统中，避免润滑液过于粘稠。（4）依据柴油机性能、参数，选择相契合的大容量蓄电池，并安设功率较大的启动电机[2]。
此型号柴油机其散热方式为风冷，其预热丝零部件安设于进气道位置，启动前操作人员可以以控制面板为载体进行启动钥匙的控制，实现在启动前进行进气的预热。而针对润滑液的温度的提高，除了加装预热器之外，还可以将电阻式预热塞安设于柴油机油底壳位置，并通过启动钥匙进行控制，进一步提升柴油机组的冷启动性能。
2.2 柴油机高功率的改进措施
因高原气候环境因素的影响，致使柴油机的运行功率下降，对此，可以从增压器改进方面进行柴油机的优化。针对增压器改进，上文提及燃油机内燃功率与进气密度之间存在直接联系，所以可以通过改善进气密度来提升柴油机功率。具体改进技术为：利用增压技术来提升进气密度，在提高柴油机运行功率的同时，实现对柴油发电机启动性能与经济效益的改善。具体增压方法包括复合增压、废气涡轮增压、惯性增压、电动增压等。针对1B40型号而言，需在选择增压技术时充分考虑改装难度与效率等因素，建议选用电动、惯性增压技术。其中针对惯性增压的应用，仅需进行排气管尺寸的合理选择，无需对柴油机进行大幅度的结变动，通过组合排气歧管来发挥出气体的动力效应，进而提升柴油机功率；针对电动增压的应用，则是进行压气机的安设，采用发电机或蓄电池当作压气机的电源，在1B40柴油机中进行电机驱动压气机的安设，安装期间拆除原有空气过滤器，并进行柴油机进气口与增压机出风口的连接，以此达到提高柴油机运行效率的目的。
2.3 柴油机电气系统的改进措施
要想进一步提升柴油机的高原适应性，需通过合理布设电气系统空间来提高柴油机的通风散热性能，避免因电气间隙不合理而影响到柴油机的稳定运行。对此，在具体改进过程中，相关人员需尽可能选用契合高原环境的电气元件，如高额定电压的电气器件。同时，强调电气元件的绝缘强度，在改进柴油机过程中，要求人员以实际海拔高度为依据，进行绝缘系数的修正，适当提升电器元件的绝缘等级。此外，选用防腐蚀性、耐高温性较强的电器元件同样是提升柴油机电气性能的主要手段之一，应依据对当地实际温度、气候等环境特点的分析，在保证电器元件高强度的前提下，选用契合柴油机型号的耐高温、耐腐蚀、耐温差变化的电气元件。
3 结语
综上，为进一步提升小型柴油发电机组的高原适应性，需明确掌握高原环境下，柴油机功率所受到的具体影响，结合对上述改进措施的应用，提升柴油机冷启动性能，提高柴油机运行参数，避免因高原恶劣环境而影响到发电机组的稳定运行。
参考文献：
[1]潘小兵,严健.小型柴油发电机组高原环境适应性研究[J].移动电源与车辆,2014(1):10-14.
[2]周广猛,刘瑞林,董素荣,等.柴油机高原环境适应性研究综述[J].车用发动机,2013(04):15-19.