高原特殊的气候和地理环境，造成加油装备性能下降。本文以飞机加油车为例，从装备整机、动力系统、作业系统、辅助动力、电气设备、辅助器材、安全防护、人机工程等8个方面，剖析了高原环境影响加油装备性能的机理，并研究探讨了相应的解决措施，以期提升高原环境下加油装备加油效能。

加油装备高原环境适应性对策

01、整机性能高原适应性研究

由于高原环境导致的发动机功率下降可以通过发动机高原适应性改造，恢复发动机损失功率而满足要求；轮胎因大气压力低造成的承载能力差，可以按照GB/T20969.2-2007 《特殊环境条件 高原机械第 2 部分：高原对工程机械的要求》第4.7条款规定：轮胎气压出厂时，根据使用区域海拔的不同，应按规定范围的下限标定，或按小于上限规定值的0.03～0.05MPa的压力标定。

02、动力系统性能高原适应性研究

1）发动机功率恢复

目前，由于高原环境导致的发动机功率下降，可以采用涡轮增压技术和富氧助燃技术对发动机进行功率恢复。采用涡轮增压技术时，需对发动机的燃油系统、燃烧室等进行优化改造，进行大量的试验验证，增加了涡轮增压器的选型难度;富氧助燃技术采用的富氧助燃装置独立于发动机工作，富氧助燃装置选型简单，只要知道发动机的进气量、进气压力就可以确定选型参数。因此，发动机功率恢复可采用富氧助燃技术实现：通过对富氧膜的筛选、富氧助燃装置的设计及效果评价，研制适合加油装备使用的小型富氧助燃装置，增加发动机进气系统中氧气的浓度，可使高原地区的氧气含量提高至平原水平，促进发动机中燃料完全燃烧，有效降低油耗。

2）热负荷平衡

加油装备运行时发动机产生较大热量，风冷发动机热平衡问题较严重，高原用加油装备应选用水冷发动机。高原环境气压较低，海拔4000 m左右时，使用防冻液可满足发动机的最佳工作温度时不发生沸腾现象，冷却效果较好。基于高原低气压等环境特点，酒精的蒸发损失大，不宜使用乙醇－水型防冻液，丙醇-水型防冻液则价格相对较贵，建议选用合适的乙二醇-水型防冻液。目前，解决热平衡方法通常有：改变风扇叶面几何参数，增加风扇转速；采用密闭加压散热器提高冷却液的沸点，增加散热器面积；改善散热介质和材料。通过对发动机的散热能力评估后，并结合布置空间综合考虑是否采用上述一项或者几项技术。如果采用富氧助燃发生装置以提高发动机的功率时，由于发动机进气总量较少，热负荷相对较低。

3）低温启动

高原环境下发动机低温启动受气压、气温、蓄电池性能、启动负荷等制约，加上涡轮增压器或者富氧助燃装置对发动机启动进气的阻滞作用，低温启动比较苛刻。可通过改善可燃混合气形成的条件和增强蓄电池的输出功率来解决高原发动机低温启动的问题。采取“进气火焰预热装置＋较大的起动马达”，并对发动机的传动油料和润滑油料做认真的选择，使其满足高原寒冷环境的要求。

03、加油系统性能高原适应性研究

1）自吸离心油泵高原适应性研究

提高泵自吸能力是提高加油性能的关键手段。针对高原环境对泵影响机理，可从两方面展开分析研究：一是改用自吸能力强、气蚀性能好的其它类型泵；二是对自吸离心泵进行高原适应性改造。

（1）以容积泵替换自吸式离心油泵

由于容积泵的自吸能力好、抗汽蚀能力相对较强，因此可以在一些场合使用容积泵替换自吸式离心油泵，以改善泵的自吸性能和抗气蚀能力。但容积式泵的流量不能采用出口调节阀来调节，常采用旁路调节、转速调节和行程调节的方法调节流量，且必须加装安全阀保证压力超高时的安全。这就要求在泵安装位置和尺寸要求较严、压力安全要求高、泵后需安装在线压力流量控制器的场合谨慎使用。

（2）对自吸离心油泵进行高原适应性改造

在泵进口加装诱导轮是提高泵抗汽蚀性能的主要方法之一。为实现高原型自吸离心油泵的抗气蚀性能和自吸性能的双重提高，我们分析了两种情况：一是采用“机械型式抽真空装置＋安装有诱导轮的离心油泵”方式，利用真空泵/滑片泵对泵的进口管路造成较强的抽吸真空，提高离心泵的自吸效果，但是这存在泵送介质受到一定限制（不能输送汽油等，因为是机械型式抽真空装置，有一定的安全隐患）造价高、泵组体积大、机械损失多、磨损严重、可靠性降低、噪声大等问题；二是新研高原自吸离心油泵，采用集自动复位防漏空气引射系统和安装有诱导轮的离心油泵于一体的方式，利用自动复位防漏空气引射系统对泵的进口管路造成较强的抽吸真空，实现普通离心泵的自吸启动。泵正常工作后，自动复位防漏空气引射系统上的阀自动(触点开关加电磁阀)或者手动关闭，系统停止工作。该方案抽吸速度快、泵组体积较小、可靠性好，缺点是需要稳定气源。

综合考虑上述情况，结合高原环境下飞机加油装备/设备用泵的应用范围，可采用新研高原自吸离心油泵的方法，适当提高泵的自吸性能，以适应无气源环境的应用；加装诱导轮以提高泵的气蚀性能；加装自动复位防漏空气引射系统，有效缩短泵自吸时间。

2）加油胶管高原适应性研究

飞机导静电加油胶管在高原环境下，主要受到紫外线的光老化作用而力学性能和表观性能降低。参考GB/T37997-2019 《输送烃类、溶剂和化学品用多层热塑性塑料（非硫化）软管及软管组合件 规范》，可从内胶材料、外胶材料、骨架材料等几方面研究，选择具有抗紫外线、导静电、轻便，抗老化能力强，耐油无污染等特性的复合软管，以适应高原环境油料输送要求。

3）压力控制高原适应性研究

按照平原地区加油装备的状态对飞机进行油料加注时，飞机受油口背压相对要高得多，这就要求泵所提供的加油压力要更高，这就对压力控制要求更高，并可能出现超压情况。因此可通过选用或者新研具有压差控制或者稳压控制的压力控制阀。

04、辅助动力系统高原适应性研究

加油装备的液压系统和气动系统负荷较低，经过发动机功率恢复后，液压系统和气动系统的工况得到了改善，基本能达到预期使用要求，只需对选用的一些零部件选型时加以注意就可。选用耐低压、低温老化的橡胶密封件，并对其进行防紫外线措施保护；采取防尘设置，防止风沙灰尘进入气动控制管路中。

05、电气系统高原适应性研究

在高原环境下，电气元件应具有耐受高海拔地区低温的能力。按照GB/T 20626-2006《高原电工电子产品》及其它相关标准选用电气元配件：密封性元件要适当调整密封体内的压力并通过低压试验检测是否开裂变形泄漏;电气系统采用软胶电线和防尘插接件，线束采用具有防紫外线功能的软胶电线，避免普通电线在低温条件下的硬、脆、老化等缺陷;对普通液晶显示屏进行保温和加热处理等。

06、辅助器材的高原适应性研究

针对高原环境气候特点，橡胶件、密封件采用抗紫外线、低温、耐油型产品。涂层则建议选用抗紫外线能力、防辐射能力较高的产品，以适合高原环境使用，据调研，市场上有类似产品，进行过探索试验，具有比较好的适应性。

07、安全防护措施适应性研究

静电安全防护措施可以采取静电消除和静电接地报警等措施。在选用静电接地报警时由于高原地区的土壤电阻率一般大于100Ω·m，应考虑调整报警设定值。同时，在与大气环境接触的开口增添防护措施，比如呼吸阀、加油接嘴、开路取样器出口等。

08、人机工程适应性研究

加油车驾驶室要针对高原地区特殊环境下使用需要，具备密封、空气更换、采暖、保温、除雪除霜、防紫外线辐射等功能。

引用本文：

岳彬，李涛，汪潇雨. 飞机加油装备高原环境适应性研究[J].环境技术，2020，(S1):61-65.

专家简介：岳彬，男，硕士，工程师，主要研究方向：油库储运自动化和油库安全。