汽车在山区或高原的使用技巧

1.汽车在山区或高原条件下使用的特征

在我国，山区和高原公路约占全国总公路的40%。汽车在高原地区行驶，由于海拔高、气压低、空气稀薄，发动机充气量下降，混合气变浓，导致发动机动力性和燃料经济性下降。

海拔每上升1000m，发动机功率和转矩分别下降12%和11%左右。汽车发动机功率、转矩与海拔的关系，如图3-4所示。

图3-4 汽车发动机功率、转矩与海拔的关系

随着海拔的上升，大气压力降低，进气歧管真空度下降，在原节气门开度下则进气量不足，使发动机的转速下降。同时，由于混合气过浓，发动机怠速稳定性差，如图3-5所示，海拔每上升1000m，怠速转速降低50r/min。

在高原行驶的汽车，由于空气密度下降，充气量将明显降低。随着海拔的上升，空燃比变小，混合气变浓，如不能进行修正，会使发动机油耗增大。电子控制燃油喷射发动机的ECU可对空气状况（大气压力）进行修正。海拔对排气污染物的生成也有影响。海拔影响发动机的空燃比，空燃比的变化又导致排气成分浓度的改变，从而影响有害物质的排放量。海拔与发动机排气中的CO、HC和NO_x的关系如图3-6所示，CO和HC排放浓度随海拔升高而增大，而NO_x的排放浓度则有所下降。

另外，由于山区地形复杂，经常会遇到上坡、下坡、路窄、弯多等问题，所以影响山区行驶安全的主要问题是汽车制动性能。在山区行驶，汽车需要经常制动减速，因此制动系统的使用特点是制动频繁，致使摩擦衬片和制动鼓（盘）经常处于发热状态。下长坡时，制动蹄摩擦衬片温度可达400℃左右。在这种情况下，摩擦衬片的摩擦因数急剧下降，严重时可能出现制动失效。此外，由于摩擦衬片连续高温，磨损加剧并常有碎裂现象。

图3-5 海拔与发动机怠速的关系

2.汽车在山区或高原条件下使用的措施

针对以上这些情况应采取以下措施：

1）提高发动机的压缩比：提高发动机的压缩比可以提高它的热效率，以增加功率，降低油耗，但压缩比的提高受到爆燃的限制。为此可采用改进燃烧室形状、火花塞位置等措施，以减少爆燃倾向。提高压缩比，不仅可以提高压缩终了气缸内的温度与压力，加快燃烧速率，改善燃烧过程，减少热损失，而且可采用较稀的混合气，从而提高了发动机的动力性和燃料经济性。(www.xing528.com)

图3-6 海拔与发动机排气中的CO、HC和NO_x的关系

2）合理选择配气相位可以提高发动机的充气系数，改善发动机的动力性和燃油经济性。配气相位的确定，应与发动机的实际转速范围相适应。发动机的转速不同，进、排气门开闭角对气流惯性的影响也不同，因而进、排气门开闭的最有利的角度应随之变化。在进、排气门开闭的4个时期中，进气迟闭角和排气提前角影响最大。进气迟闭角是利用气流惯性提高充气系数，在一定的气流惯性下，对应着一个最佳迟闭角。进气迟闭角减少能提高低转速下的充气系数，改善发动机低速范围的动力性与燃油经济性；反之，进气迟闭角增大，对经常处于高速运转的发动机有利。

3）采用增压装置：柴油机不会发生爆燃限制，可使用增压装置以提高充气量，改善发动机的动力性和燃料经济性。汽油机采用增压装置虽然受到一定限制，但在高原地区使用时，也可提高功率，降低油耗。

4）采用含氧燃料：所谓含氧燃料就是在汽油中掺入乙醇、丙酮及其他含氧化合物。掺入的这些含氧燃料的分子中都含有氧，在燃烧过程中，理论上必要的空气量减少，从而补偿了因气压低而产生的充气量不足的问题。试验表明：采用含氧较高的燃料其相对效能随海拔的上升而提高。

5）随着海拔升高，发动机压缩终了的压力降低，火焰的传播速度减慢，而空气稀薄又使分电器的真空提前装置受到影响。为此，可将点火提前角略微提前1°～2°，还可以适当地调整火花塞和断电器触点的间隙，以使火花塞产生较强的火花。

6）现代汽车发动机ECU会根据高原地区空气稀薄的状况，对空燃比大小进行自我修正，保持最佳的空燃比，满足高原条件下正常运行。

7）在山区行驶的汽车制动安全性主要存在两个方面的问题，即前轮失去转向能力和后轮侧滑。前者容易发生在坡道、湿路面和超载的情况下；后者容易发生在平路，干路面和空载的情况下。这两个问题造成了汽车前后制动力分配比例上的突出矛盾：第一种情况须防止前轮制动抱死；而第二种情况须防止后轮抱死或提前抱死（后轮比前轮提前抱死超过一定时间间隔）。此外，路面附着特性的变化（山区公路常见现象）、道路曲率的变化等也会对汽车制动稳定性产生较大的影响。气压制动在山区使用时，特别是高原山区，因空气稀薄，空气压缩机的生产率下降，供气压力不足，再加上制动次数多，耗气量大，往往不能保证汽车，特别是汽车列车的可靠制动。

在高原山区行驶的汽车，使用制动频繁，制动器因摩擦而生热，使制动系统温度升高。如使用沸点低的制动液，还会在高温时由于制动液的蒸发而产生气阻，引起制动失灵。

从总体上来说，采用ABS可以提高车辆制动的操纵稳定性，提高汽车在山区的行驶安全性。此外，汽车在山区使用条件下，解决制动问题的途径如下：

1）采用辅助制动器。辅助制动器主要有电涡流、液体涡流和发动机排气制动器。前两种辅助制动器由于体积较大、结构复杂，多用于山区或矿用的重型汽车上，又称电力或液力下坡缓行器。发动机排气制动是一种有效而简便的措施。它是在一般发动机制动的基础上，再在发动机排气歧管上装一个排气节流阀，当使用排气制动时，切断发动机的燃料供给，关闭排气节流阀，达到降低车速制动汽车的目的。排气制动也属于缓行制动装置，多用在重型汽车上。排气制动可保证各车轮制动均匀，制动功率可达发动机有效功率的80%～90%。

2）采用大范围可调制动比例阀。现有的比例阀主要用于防止后轮制动抱死，不能解决前轮制动抱死问题，而一些进口矿用车的前轮制动减压阀，又只能用于防止前轮抱死，而且以上两类阀一般都是固定比例的，不适用于制动工况变化很大的山区情况，因此有必要采用一种从前轮制动减压到后轮制动减压的大范围可调制动比例阀。