特殊环境条件沙漠机械第1部分：干热沙漠内燃动力机械

特殊环境条件沙漠机械第1部分：干热沙漠内燃动力机械

国家标准 GB/T21156.1一2007 特殊环境条件沙漠机械 第1部分:干热沙漠内燃动力机械 Speeialenviromentalcondition一Maehineryfordesert一 Part1:Internalcombustionenginesondryheat-desertcondition 2007-11-01发布 2008-01-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准
GB/T21156.1一2007 前 言 GB/T21156《特殊环境条件沙漠机械》分为两个部分 -第1部分干热沙漠内燃动力机械; 第2部分;干热沙漠工程机械 本部分为GB/T21156的第1部分 本部分的附录A、附录B和附录C为规范性附录,附录D和附录E为资料性附录 本部分由机械工业联合会提出 本部分由机械工业联合会归口 本部分负责起草单位;天津工程机械研究院 本部分参加起草单位:机械工业北京电工技术经济研究所 本部分主要起草人;尚海波、吴润才、冯辉生、郭丽萍 本标准为首次制定
GB/T21156.1一2007 引 言 GB/T21156.1一2007《特殊环境条件沙漠机械第1部分;干热沙漠内燃动力机械》是在国家科 技部社会公益研究专项“干热沙漠机电环境技术标准及测试方法研究"支持下研究制定的 干热沙漠环境是我国西部地区主要的自然地理特征之一,高温干热、强烈的太阳辐射、沙尘是沙漠 环境的最主要特征 恶劣的地理气候环境条件,对机电设备产生较大影响 因此要求在干热沙漠特殊 环境条件下使用的机电产品必须具有良好的环境适应性 本部分的制定,目的在于增强内燃动力机械在干热沙漠环境下的适应能力,提高工作效率和可靠性 水平,规范沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械生产,配套和使用 本部分所针对的干热沙漠环境条件参数以塔克拉玛干沙漠为样本,其他沙漠与之有一定差别,但就 其特殊环境的典型性、代表性而言,极端和严酷程度超过其他沙漠 我国的干热沙诙主要处于海拔 500me 2000m地域 塔克拉玛干沙漠位于塔里木盆地的中央,平均海拔高度为1000m~1400m 因此,选择塔克拉玛干沙漠环境条件作为沙漠型工程机械和沙漠专用型工程机械技术发展的基本依据 符合我国实际 本部分所针对的干热沙漠气候条件严酷等级为4K4s(见附录c),海拔高度<2000m. 本部分是针对工程机械用柴油机在干热沙漠特殊环境条件下的共性和基础性技术而制定的基础性 标准,为有别于柴油机产品标准,术语采用“内燃动力机械”,并予以定义 本部分为简化表述,统一将干热沙漠型内燃动力机械简称为沙漠型内燃动力机械 “干热沙漠机电环境技术标准及测试方法研究”项目,通过对沙漠、干热沙漠特殊环境因素,主要工 它们是 程基础材料、机电设备的研究,制定了若干项国家标准 (1《干热沙漠环境条件电工电子设备通用技术要求》 第1部分干热沙谈内燃动力机械》 《特殊环境条件 2 沙漠机械 (3)《特殊环境条件沙漠机械第2部分干热沙漠工程机械》 (4)《特殊环境条件干热沙漠对内燃机电站系统的技术要求及试验方法》 除了上述标准外,我国已发布或正在报批的,与沙漠、干热沙漠机电设备环境适应性相关的标准 还有 1)GB/T19607一2004特殊环境条件防护类型及代号 (2)GB/T19608.1200！特殊环境条件分级第1部分;干热 (3)GB/T19608.22004特殊环境条件分级第2部分;干热沙漠 4)GB/T20625一2006特殊环境条件术语 (5)GB/T20643.12006特殊环境条件环境试验方法第1部分:总则 (6)GB/T20643.3一2006特殊环境条件环境试验方法第3部分;人工模拟试验方法及导则 高分子材料 7)GB/T20644.1一2006特殊环境条件选用导则第1部分;金属表面防护 (8)GB/T20644. -2006特殊环境条件选用导则第2部分:高分子材料 2 (9)《特殊环境条件环境试验方法第2部分:人工模拟试验方法及导则电工电子产品含通信 产品
GB/T21156.1一2007 特殊环境条件沙漠机械 第1部分:干热沙漠内燃动力机械 范围 GB/T21156的本部分规定了干热沙漠地区使用的沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基 本型内燃动力机械的术语和定义、环境条件,要求、试验方法、标识包装,运输和贮存 本部分适用于干热沙漠型工程机械配套用的内燃动力机械 以内燃机为配套动力的其他专用机械可以参照使用 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本部分的引用而成为本部分的条款 凡是注日期的引用文件,其随后所有 的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分,然而,鼓励根据本部分达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本 凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本部分 GB252轻柴油 (GB/T1883.I往复式内燃机词汇第1部分;发动机设计和运行术语(GB/T1883.12005、 ISo2710-1;2000,IDT) (GB/T1883.2往复式内燃机词汇第2部分:发动机维修术语(GB/T1883.2一2005 Is2710-2:1999,IDT) GB/T6072.1一2000往复式内燃机性能第1部分;标准基准状况,功率、燃料消耗和机油消 耗的标定及试验方法(idtIso3046-1;1995) GB/T7631.3内燃机油分类(GB/T7631.3一1995,neqSAEJ183;1991 GB/T8190.4往复式内燃机排放测量第4部分:不同用途发动机的试验循环(GB/T8190.4 1999,idtIso8178-4;1996) GB9486柴油机稳态排气烟度及测定方法(GB94861988,negqroCT19025;1973 GB/T11804 电工电子产品环境条件术语 GB/T13306标牌 GB14097中小功率柴油机噪声限值 JB/T4198.1一2001工程机械用柴油机技术条件 JB/T4198.2一1999工程机械用柴油机性能试验方法 JB8891中小功率柴油机排气污染物排放限值 JB/T50188工程机械用柴油机可靠性、耐久性试验方法 术语和定义 GB/T1883.1、GB/T1883.2、GB/T1l804、JB/T4198.2一1999中确立的以及下列术语和定义适 用于本部分 标准环境条件standardenvirnmentalconditiom 标准环境条件应符合GB/T6072.1一2000中第6章或JB/T4198.2一1999中3.1的规定,其主要 内容为
GB/T21156.1一2007 大气压力户=100kPa 空气温度T,=298K(4,=25C); 相对湿度克=30% 内燃动力机械 internalcombustioenginesS 往复、压燃式四冲程内燃机 3.3 基本型内燃动力机械basic-typeinternalcombustionengines 符合GB/T6072.1一2000或JB/T4198.1一2001、JB/T4198.2一1999规定的自然吸气型或普通 增压型内燃动力机械 3 ralturb0cha internalcombustion 普通增压型内燃动力机械gener arge-type engines 以标准环境条件为依据,在自然吸气型内燃动力机械的基础上采取涡轮增压措施,以强化功率为目 的,设计制造的内燃动力机械 3.5 沙漠型内燃动力机械dryheatdeserttypeinternnlcombustionengines 在基本型内燃动力机械的基础上,针对干热沙漠环境条件,对标准环境条件下的设计和结构进行调 整和改进,使之达到本部分规定的内燃动力机械 干热沙漠环境条件参数 干热沙漠环境气候条件 大气压力:92kPa一85kPa; 极端最高气温:50; 极端日温差:40C; 冬季最低气温;-30C; 最低相对湿度;5% 地表最高温度:75C; 最大风速;30m/s; 最大沙尘浓度;4000mg/m; -最大飘尘浓度;20mg/m 4.2干热沙漠环境条件特征分布 -环境条件特征代号见附录A; -干热沙漠环境海拔高度条件等级见附录B; -干热沙漠环境气候条件严醋等级见附录C; 沙漠沙粒粒径的分布参见附录D; 风尘条件等级参见附录E 要求 5.1基本要求 5.1.1产品基本要求 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械应符合GB/T6072.1一2000或 JB/T4198.1一2001及本部分的规定
GB/T21156.1一2007 5.1.2型号、标称能力和工作状态 同类型沙漠型内燃动力机械在干热沙漠自然环境条件下和基本型内燃动力机械在标准环境条件下 的型号(干热沙漠适应类型标识除外、标称能力和工作状态应保持一致 5.1.3产品图样、技术文件和制造标准 沙漠型内燃动力机械及其零部件产品图样,技术文件和制造标准应符合JB/T4198.1一2001中 3.1的规定 5.1.4互换性 沙漠型内燃动力机械与同型的基本型内燃动力机械,除针对干热沙漠使用要求所进行的特殊设计 的零部件及装置外,其他零部件或总成的互换性应符合JB/T4198.1一2001中3.2的规定 5.1.5标定功率的允差 应符合GB/T6072.1一2000或JB/T4198.1一2001的规定 5.1.6海拔适应类型 不同海拔的干热沙渎地区内燃动力机械适应性如下 自然吸气型:0m1000m; 普通增压型:0m2000m 5.2工作能力和状态的要求 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,在不同海拔的干热沙漠环境条 件下,与标准环境条件相比,标定功率、燃油消耗率,排气温度、增压器转速等参数的变化应满足表1 表2的规定 表1自然吸气型内燃动力机械参数海拔0m~1000m变化的要求 海拔高度 标定功率 燃油消耗率 机油温度 排温许用值/ m 下降 上升 1000 <4% 2% 80~120 <600 注:以上各项指标的上升或下降是针对标准环境条件检验值而言 表2普通增压型内燃动力机械参数海拔0m~2000m变化的要求 燃油消耗率 涡前排温许用值 增压器转速 海拔高度 标定功率 机油温度 上升 下降 上升 mm 650 l000 80120 2000 6% 3% <680 5% 注:以上各项指标的上升或下降是针对标准环境条件检验值而言 5.3起动性能 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,不同措施起动要求见表3 表3不同起动措施下起动性能的基本要求 要求达到的环境温度 预热时间 起动时间(电机拖动时间) 施 min 无措施起动 15 起动液喷注 15 进气预热 机油预热 s一20
GB/T21156.1一2007 表3(续 要求达到的环境温度 预热时间 起动时间(电机拖动时间) 措 施 mln 液循环加热 -30 25 25 PTC进气预热 20 注:PTC为positivetemperaturecoeffieient的缩写,指正温系数(陶瓷材料 5.4发电机与电器 根据沙漠机械配套需求,应考虑适当增加发电机的功率,并适当提高电子电器容量等级 5.5冷却系统 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,冷却系统的冷却能力应大于基 本型在标准环境条件下配置的1.3倍以上,应配置水、油温度自动控制和其他调节装置 5.6水冷却系统预压力 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,水冷却系统的预压力应选择 0.05MPa 外接启动预热装置的接口 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,应设置有方便于外接启动预热 装置的备用接口 5.8气缸进气温度 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,对于中、高增压、稳定高负荷运 行的内燃动力机械可考虑采用中冷等技术措施,其中间冷却能力在干热沙漠环境条件下,应能使气缸进 气温度控制在90C以下 5.9防沙尘性能 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,所有管路接口,运动部件轴端油 封,加油口,透气孔均应设置防尘罩和具有密封助钞尘措施;进油管处应加设谜油装置 空气滤清器 5.10 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,应配置具有离心旋流功能、较强 滤清能力、二级以上过滤结构的空气滤清器 滤清器应符合如下要求 -空气滤清器的过滤效率应达到99% 干式滤清器的一次使用寿命(保养周期)应>400h; 油浴式滤清器一次使用寿命(保养周期)应>50h,总使用寿命>1500h; -沙漠用空气滤清器在严酷等级处于4K4S条件下工作,应具有连续8h以上不需保养的最小 使用周期 5.11密封性 应符合JB/T4198.12001中3.24的规定,所有加油口,通气孔都应有强化的防沙尘措施和两级 以上滤清装置 12燃油 5. 燃油的选择按GB252规定,冬季宜采用一20号或一35号,夏季宜采用一10号 5.13润滑油 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,选择润滑油类别按照 GB/T7631.3的规定 冬、夏季定期更换的润滑油,应满足冬季一30C0C,夏季一10C50C的正常使用要求
GB/T21156.1一2007 冬、夏季使用同一种油料时,应满足-30C一50C的正常使用要求 根据配套机型的不同,推荐使用CD级及以上级别的油品 5.14材料和结构 各类非金属材料及管路在材料选用及结构的设计和选用上应考虑采取紫外线防护、耐沙尘磨蚀、耐 高温和耐寒的措施,应满足一30C~150C的工作温度下正常使用的要求 5.15涂装 涂装应符合JB/T4198.1一2001中3,25的规定 5.16可靠性 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械可靠性应符合下列要求 -有效度不低于95%; -平均无故障工作时间不少于基本型相应产品标准规定的95%; 在JB/T4198.1一2001、JB/T4198.2一1999规定的可靠性试验期内,机体,缸盖、曲轴,连杆 活塞、机油泵、高压油泵、传动齿轮等主要零部件不应出现致命缺陷 第一次大修间隔期 5.17 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙祺地区的基本型内燃动力机械第一次大修间隔期应不低于 JB/T4198.12001规定的90% 排气烟度 5.18 应符合GB948G的规定 气态和微粒污染物排放限值 5.19 应符合B8891的规定 5.20噪声 应符合GB14097的规定 5.21产品使用说明书 应在基本型产品使用说明书的基础上增加补充沙漠型内燃动力机械的机型配置、性能、使用、维护 注意事项等内容 试验方法 6.1检测仪器设备的要求 6.1.1仪器设备的精度 仪器仪表、量具、传感器等及其组成的系统在干热沙漠自然环境下的(高温、高沙尘、强静电条件下 测量精度应满足相应产品试验标准的规定 6 1. 2 仪器设备的防护要求 检测仪器设备及其组成系统应满足干热沙漠自然环境条件的正常检测运行,并具有防高温、防振 动,防沙尘,防静电、耐低温等防护措施 6. 2 性能试验 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械性能试验方法按JB/T4198.2 1999的规定在标准环境条件下进行,其防尘、防沙,热平衡性能可在试验室以人工模拟的方式进行 也 可以在上述基础上,在完全配置的状态下在干热沙漠环境自然条件下进行内燃动力机械的台架试验 6. 3 污染物排放测定 按GB/T8190.4的规定 6 可靠性和耐久性试验 沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械,可靠性和耐久性试验按 JB/T50188的规定在标准环境条件下进行 其防尘、防沙,热平衡性能可采用试验室人工模拟的方式
GB/T21156.1一2007 也可以在干热沙漠环境自然条件下随配套主机在整机工作状态下进行试验 6.4.2试验中有效度应符合5.16的规定;试验考核时间应>1000h,其中满负荷工况>70% 6.4.3在干热沙漠环境自然条件下随配套主机在整机工作状态下,试验过程气候条件严酷等级处于 4K4S的时间应不少于20% 6.4.4沙漠型内燃动力机械和用于干热沙漠地区的基本型内燃动力机械可靠性和耐久性试验结果的 量化评定指标应达到基本型相应产品标准规定的95%以上 标识包装,运输与贮存 7.1标识 7.1.1标识 沙漠型内燃动力机械应予以标识,满足本部分规定的沙诙型内燃动力机械,应在产品型号之后加注 代码“M” 7.1.2标牌 标牌应符合GB/T13306规定,并包含以下内容 型号(沙漠型含标识代码M); a b) 标定功率、标定转速; 净质量" c d 制造商名称 e)出厂编号和日期; f 产品执行标准编号 7.2包装、运输与贮存 按JB/T4198.1一2001中6.2一6.11的规定
GB/T21156.1一2007 附 录A 规范性附录 环境条件特征代号 环境条件特征代号由使用场所、环境条件类型、严酷等级和使用地区四部分组成 代号用数字和英 文字母排列表示 第1位用数字表示使用场所 -运输; -有气候防护场所固定使用; 4无气候防护场所固定使用 第2位用字母表示环境条件类型: 气候条件; K 特殊气候条件(ZA 热辐射,Za周围空气运动，Zw -除雨外的其他水源); B 生物条件(Bt 沙漠生物条件). 化学活性物质条件; s 机械活性物质条件; M 机械条件 第3位用数字表示环境条件的严酷等级,数字越大,条件越严酷 第4位用丁或S表示,分别代表沙漠边缘地区或腹地 示例3K6T -表示在沙漠边缘地区有气候防护场所固定使用的气候条件 B 附 录 规范性附录 干热沙漠海拔高度等级 表B.1海拔高度等级 环境参数 H H2 海拔高度/m s1000 2000
GB/T21156.1一2007 c 附 录 规范性附录 干热沙漠气候条件严酷等级 表c.1气候条件严酷等级 环境参数 3K2 3K6T 3K6S K4T 4K4S 低温/C 15 -30 -30 -30 30 50 50 50 极端最高 30 50 45 高温/C 年最高" 25 45 45 45 25 40 最热月平均最高 40 40 40 15 12 平均温度/c 20 15 1 最大日温差/C 40 1o 30 35 40 温度变化率 0.5% 0.5% 0.5% 0.5% 低相对湿度 15% 15% l0% 5% 5% 平均相对湿度 50% 50% 0% 50% 30% 低绝对湿度/g/mi) 0.4 0.4 0.3 0,l1 85 85 85 85 85 低气压/kPa 92 92 92 92 92 高气压/kP 700 700 700 120 1120 太阳辐射/(w/m 30 风速/(m/s 5.0 5.o 5.0 30 有 有 有 有 凝露 无 有 无 有 降水包括雨雪雹等 无 无 75 80 地表最高沙土温度/C 40 30 40 15 -25 -25 -35 35 地表最低沙土温度/c 极端最高温度是指十儿或儿十年出现一次的最高空气温度,持续约10nmin. 年最高温度是指每年出现的最高温度的多年平均值,平均持续约1 l0min 最热月平均最高温度是指夏季最热月中每天出现的最高温度的平均值 表c.2各环境代号所示的条件及场所 环境代号 设备工作场所 气候条件 3K2 沙漠地区有空调的户内条件 有空调的生活区 3K6T 沙淡边缘地区户内条件 无空调的室内生活区 3K6s 沙诙腹地的户内条件 无空调的室内生活区 4K4T 沙漠边缘地区户外条件 沙漠边缘野外地区 沙漠腹地的户外条件 沙漠腹地野外地区 4K4S
GB/T21156.1一2007 D 附 录 资料性附录 沙漠沙粒粒径的分布 表D.1沙漠沙粒粒径的分布 粒径数学平均值 0.190.180.170.16 0.150.14 0.130.12 0.110.1ol0.090.080.07 0.06 mm 颗粒含量百分比 1.6 3.2 3.2 8.1 8.1 14.522.512.9 4.9 E 录 资料性附录 风尘条件等级 表E.1风尘条件等级 等 级 离地高度 环境参数 41S3T 4S4S m 风速 /s时 最大值 风迷" 最大值 30m/ 30m/s时 53 1000 212 4000 22 615 89 2460 空气中含沙尘量 48 12 475 1900 mg/m') 410 28 l640 10 15 370 1480 降尘量 1000 2000 [mg/m'd)] 尘飘浮/ 15 20 mg/m' 注:最大值是指瞬时出现的极端最高值