１　前言
　　以内燃机为动力的推土机，在高原地区工作时，由于空气稀薄、气压低，发动机进气量不足，使得气缸内进气压缩终了时的压力和温度达不到应有的水平，其结果是发动机燃烧压力降低，燃烧不完全，启动困难，输出功率达不到平原出厂时的标定功率，由此造成与动力有关的各种性能发生变化，甚至恶化，影响了推土机的正常工作。
　　随着海拔高度的增加，柴油机性能参数变化很大，因而推土机在高原地区使用，尤其是在海拔２ ０００ｍ以上的高原地区作业时，如果原来采用的是非增压柴油机，功率匹配余量较小的，可以加装增压器以恢复功率、改善性能。为了保证可靠性和经济性，原则上在海拔３ ０００ｍ以上地区必须采用增压措施，以实现功率补偿和性能恢复。本文在上海彭浦机器厂ＰＤ１６５ＹＧ推土机所配Ｇ６１３５ＺＧ４柴油机的高原实地台架和整机高原型式试验的基础上，对液力传动式推土机的高原动力性能进行了匹配分析和试验研究。
２　柴油机的高原运行性能
　　根据我们多次高原实地试验，结合国内外中小缸径柴油机的高原性能试验研究结果，可以归纳出：在２ ０００ｍ以内，一般增压柴油机的输出功率几乎不变，只是排温、增压器转速有所上升；当海拔高度每增加１ ０００ｍ时，按等油量法试验的增压柴油机的性能变化趋势是：柴油机功率下降２％，燃油消耗率上升３％，涡前排温升高５％，增压器转速上升６％，速度系数减小５％。
　
　　图１和图２是上柴Ｇ６１３５Ｚ柴油机在平原至３ ８００ｍ不同海拔高度进行的台架试验结果。从图中可以看出：随着海拔升高，发动机的燃油消耗率、排气烟度、增压器转速和涡前排温指标呈同步上升趋势，实测的输出功率Ｐ几乎成线性下降，而按照ＧＢ１１０５《内燃机台架试验方法》的等油量修正法，输出功率应为Ｐ。由曲线Ｐ可见，在接近标准环境状态下（功率修正系数为１?郾０），海拔３ ０００ｍ以下柴油机的输出功率几乎不受影响。
　
　　值得注意的是，柴油机最大扭矩转速向高速区移动，造成速度系数（额定功率与最大扭矩点转速之比）降低，这将影响发动机与液力变矩器的共同输入特性，从而影响变矩器的输出特性，最终将会造成推土机的动力不足，工作不稳定或容易冒黑烟。
３　柴油机与变矩器共同特性的变化
　　ＰＤ１６５ＹＧ型履带式推土机采用的是单相三元件正透性变矩器，它能在保持一定的变矩系数情况下，大幅度提高其能容，具有结构简单、效率高的特点。
　　液力变矩器与发动机的一般匹配原则如图３所示。为了使车辆起步加速性好，尽量利用发动机的最大扭矩，变矩器的零速泵轮扭矩曲线应通过发动机的最大扭矩区；为了使推土机有最大的输出功率，变矩器的最高效率泵轮扭矩曲线应通过动力机的最大功率扭矩点；为了使机器的燃油经济性好，变矩器的最高效率泵轮扭矩曲线应通过发动机的最低比油耗区。
　
　　履带式推土机作业所需要的液压系统动力较小，而且在长距离的推土作业中只有在短时间调整推土板位置时使用，因此应充分利用发动机动力，并考虑推土机在克服外界最大阻力时不至于使发动机熄火，变矩器与发动机的匹配点取ｎ＝０.８ｎ，ｎ＝０.９ｎ。
式中：ｎ——变矩器零速时发动机的转速，对应变矩器传动比ｉ＝０；
　　　ｎ——发动机的标定转速
　　　ｎ——变矩器最高效率工况，泵轮扭矩抛物线与发动机净外力矩曲线的交点转速，对应变矩器传动比ｉ＝ｉ（ｉ为变矩器最高效率时的传动比）
　　推土机在海拔３ ０００ｍ以上高原地区作业时，由于柴油机的实际输出功率下降，由图３可见，外特性曲线从Ｍ变化为Ｍ′，最大扭矩转速也从ｎ变为ｎ′，这将对整车的动力性能产生以下影响：
　　（１）由于发动机的额定功率下降，使得变矩器的吸收功率减少，从而影响其输出特性，表现在输出驱动力矩不足，行驶速度下降，牵引力和作业效率降低；
　　（２）由于发动机的最大扭矩点向高速段漂移，速度系数减小，造成变矩器的失速点可能落在最大扭矩点的后面，即ｎ＜ｎ′，导致推土机在最大牵引作业工况时柴油机转速急剧下降甚至熄火，这是动力匹配中必须避免的；
　　（３）系统平衡温度向高温段移动。造成热平衡温度变化的原因：一是高原地区空气重力风速降低，散热器冷却效率降低，热平衡温度提高；二是由于柴油机在相同的供油条件下，发动机的热效率降低造成散热量增加。
４　高原推土机动力匹配改进
　　要改善高原作业推土机的工作特性，一是改变变矩器的输入特性，使其与发动机的扭矩特性相匹配；二是调整柴油机的外特性，使其与变矩器原有的特性相符。实践证明，以调整柴油机的外特性来得简便易行，适应性强。
４.１　高原增压的目的
　　与平原增压柴油机提高输出功率不同，高原增压柴油机是为了恢复其在平原地区的输出功率和保持原有的特性。因此高原增压发动机应具有较宽的流量范围和有较强的适应变工况能力，增压比高，增压器转速和涡轮进口温度允许值应有一定储备，转动惯量小，使得发动机在高原条件下保持适当的空燃比和相近的燃烧放热规律。在动力匹配时，应该注意柴油机在所设计的使用海拔条件下的运行稳定性，保证增压器在低速时不喘振，在高速时不超过许用转速。
　　上柴Ｇ６１３５ＺＧ４型增压柴油机是模拟海拔４ ０００ｍ的大气环境进行功率标定的，通过增压器、进气系统和燃油系统的重新优化匹配，使其外特性曲线接近平原出厂状态。
４.２　高原推土机低速性能的改进
　　由于作业特性的要求，推土机选用的发动机，其扭矩储备系数一般都在２０％以上，速度系数一般为１?郾４～１?郾６，这是靠柴油机喷油泵的扭矩校正器获得的，即在外特性上当外界负荷进一步增加时，随着发动机的转速下降，扭矩校正器自动增加供油量，提高输出动力，直至最大扭矩工况。