前段时间上映的电影《长津湖》中,面对-38.9℃到-40℃的极端低温,志愿军战士艰难地与敌人展开战斗。在伏击阵地上,志愿军3个连潜伏三天三夜,被成建制地冻僵,这就是可歌可泣的冰雕连。而面对这样极寒的天气,不止人扛不住,各种使用柴油机的装备,也要经受极大的考验。

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这是因为车用柴油在一定气温下,就会趋向于结蜡,也就是柴油在发动机和管路中越来越没办法流动了。再加上柴油发动机的点火方式与汽油发动机不同,它是依靠活塞一直向下压缩,把喷油嘴喷入的油压至燃点,才能点火,而流动性变差的柴油,在经过高压油泵和喷油器双重增压后,雾化的程度依然很难保证压燃所需。

面对这种情况,目前业界想出了很多解决办法,首先就是换低号柴油,比如5#车用柴油只能适用8℃以上的最低气温,0#车用柴油适用的最低气温必须在4℃以上,-10#车用柴油适用的最低气温必须在-5℃以上,那么就将它们换成能够适用-14℃以上的-20#车用柴油,或者能够适用-29℃以上的-35#车用柴油,甚至还可以选择适用最低气温-44℃以上的-50#车用柴油。

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另外,还可以给车辆和装备配备燃油加热装置,采用辅助启动、缸内预热或者进气预热的方式,以及使用特殊的冷却液来保证柴油发动机的正常运行。之前国内就实现过零下35℃无辅助装置启动试验,和零下43℃有辅助装置启动试验。不过,辅助启动装置遇到极寒天气,比如面对-45℃的极低温度,还不足以应对。

而安徽航瑞航空动力装备有限公司的40kW级柴电高密度动力GV2发动机,前不久就成功完成了-45℃的低温冷启动。值得注意的是,它是在无任何外接辅助启动措施的情况下,成功实现冷启动的。

这种低温冷启动的方法,做的是内功。因为柴油机需要压燃,所以它的压缩比很高,气密性也要求高,所有机件的间隙也相当小,然而冬天温度低,缸套活塞等受热胀冷缩的影响,使得配合间隙过大,气缸压力变低,活塞运动阻力更大,这时候需要曲轴达到足够的转速,活塞才会把燃油压燃至燃点。

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另一方面,极冷的时候是因为电瓶在低温容量不足,可以适当加大原车电瓶容量,匹配高转速电机。至于起动机功率过低,发动机启动转速过低,不能有效压燃燃油的问题,解决办法简单粗暴,那就是提高功率,比如航瑞动力的航空发动机,功重比可做到1.0到1.2,也就是100多公斤的动力系统,功率可以达到100到120kW。

当然,作为车用发动机,柴电高密动力GV2发动机功重比不可能去追求1.0到1.2的极端指标,但按照官宣中96.6kg和60kW的参数,0.6的功重比相较于行业现有传统动力的0.3-0.4,依然有了很大提升。

目前,航瑞动力的柴电高密动力GV2发动机,已有40kW、60kW、100kW、300kW、600kW共五款产品在匹配总体进行应用中,具有功率密度高、转速高、全电控、柴油/航煤均适用的特点,匹配高转速电机,实现柴电一体化,可以高效支撑更大吨位的作战车辆、无人车辆的远程启动、远程侦察和远程打击功能。

未来,不排除在极端低温条件下进行持续作战,而现在不是长津湖战役时期,各种作战车辆、无人车辆和带柴油发动机的装备越来越多,如何在-45℃,甚至更极端的低温条件下,保障装备的连续正常使用?科技已经为我们找到了答案。