内容摘要：本文分析了影响机车燃油消耗的几大因素以及相应的对策,在具体的工作中对提高机车燃油利用率,降低燃油消耗,节约生产成本有着现实的指导意义。
一、内燃机车简介
内燃机车是以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车所用内燃机的种类，可分为柴油机车和燃气轮机车。在中国，内燃机车由于使用柴油机，所以在介绍内燃机车时一般都是指柴油机车
当柴油机的燃料在汽缸内燃烧时，所产生的高压高温气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，并通过曲轴将往复运动变为旋转运动，这样燃料的热能就转化为机械功。柴油机发出的动力传输给传动装置，通过对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应机车运行工况的输出转速和转矩再送到每个车轴齿轮箱驱动机车动轮，使机车运行，动轮产生的轮周牵引力传送到车架，由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。
从内燃机车工作原理可以看出，内燃机车的基本构造是由柴油机、传动装置、车体走行部、辅助装置、制动设备、控制设备等部分组成的。
柴油机是内燃机车的动力装置，现代内燃机车一般采用四冲程高速或中速柴油机。为满足各种功率的需要，在制造柴油机时，便生产相同汽缸直径和活塞冲程，不同汽缸数的系列产品。小功率的多为直列型，大功率的一般都是V型等。所谓直列型是指柴油机的汽缸垂直排列，而V型的汽缸成V型排列。各种柴油机都用一定的型号来表示，如16V240ZL型柴油机，表示16个汽缸V型排列，缸径240mm，设有涡轮增压器和中间冷却器。
内燃机车的传动装置有电传动和液力传动两种，二者在结构原理和运用维修上都有较大的区别。
内燃机车的走行部采用构架式转向架的形式。转向架主要承受机车上部重量，传递牵引力和制动力，以及缓和、吸收来自线路的各种冲击和振动，保证机车安全平稳地运行。
辅助装置的作用是保证柴油机、传动装置和走行部的正常工作和可靠运行。主要包括：燃油系统、冷却系统、机油管路系统、空气滤清器、压缩空气系统、辅助电气设备等。
制动设备包括一套空气制动机和手制动机。电传动机车增设电阻制动装置，液力传动机车装有液力制动装置。
控制设备主要有机车速度控制器、换向控制器、自动控制阀和辅助制动阀。为了保证安全，还装有机车信号和自动停车装置。
内燃机车有较明显的优点，如，机车效率较高、机车整备时间短，持续工作时间长，用水量少，适用于缺水地区。初期投资比电力机车少，机车乘务员劳动条件好，还便于多机牵引。但内燃机车机车最大的缺点是对大气和环境有污染。
内燃机车柴油机用的燃油，为国家标准GB 251—81所规定的“0、-10、-20、-35牌号的轻柴油”，其主要指标见表3—2—4。具体应用须根据不同地区，随季节和气候的变化作适当的选择。一轻柴油牌号中的数字表示轻柴油的凝固点，一般在夏季或温暖地区可用0号，在冬季或严寒地区可用-15号轻柴油。
轻柴油的主要技术要求（表一）
燃油牌号 | 0号 | 10号 | 20号 | 35号 |
十六烷值不小于 | 50 | 50 | 45 | 43 |
运动粘度mm/s | ～ | ～ | ～ | ～ |
灰分不大于（%） | ||||
机械杂质（%） | 无 | 无 | 无 | 无 |
水分不大于（%） | 痕迹 | 痕迹 | 痕迹 | 痕迹 |
闪点不低于（℃） | 60 | 60 | 50 | 60 |
酸度不大于（mgKOH/100mL） | 10 | 10 | 10 | 10 |
凝点不高于（℃） | 0 | 10 | 20 | 35 |
二、问题的提出
内燃机车节油工作是铁路运输企业成本节支最重要的工作。油脂费用的支出占机务段总成本的90 %左右。也占到铁路运输企业日常材料成本的70%以上,内燃机车节油工作是机务部门成本节支降耗最重要的工作之一。我公司机务处目前拥有 DF4D型客运内燃机车41台,DF4B型客运机车5台,DF5型调车机车6台。机车燃油消耗成本占总材料成本的70%左右,成为我公司机务处相当大的材料成本投入,有效降低燃油消耗就成为降低材料成本的重点工作。
三、影响机车燃油消耗率的因素分析与对策
1.机车运行编排方面的影响
中铁三局集团运输公司工程分公司准格尔铁路运输段，担负着整个公司客运列车牵引和部分货运列车的牵引、调车任务。由东至西铁路总里程油耗低的车约1000公里,其中配备机务运用车间和检修车间,还有中修车间。机车交路长,折返停留时间不均匀，到了冬季停留机车需起机打温，燃油的无功消耗占总消耗量的比重大。显然,不合理的机车运用方式是燃油无功消耗的根源。
对策:(1)加强行车调度与计划调度的密切联系,妥善安排列车运行图，实现按运行图行车。(2)增强调度员的业务能力,完善行车组织方式,合理调配和使用机车,减少列车待发时间和单机走行时间,提高机车利
用率,减少无功消耗。(3)减少机车库内待班及装车站等装的有火停留时间。入段机车一律停机待班,等装机车预计停留超过半小时以上的必须停机。
2.机车自身质量完好状态的影响与节油对策
机车质量对燃油消耗也非常大,运行状态良好的机车是降低机车燃油单耗的基础。影响机车油耗的因素中,机车供油系统、进气系统、冷却系统、燃油喷射控制系统、柴油机增压系统、柴油机运转工况等都会对机车输出功率和油耗产生直接的影响。下面将对这些因素进行分析。
(1)供油系统的影响与节油对策
燃油供应系统中,喷油泵及喷油器的质量,直接决定柴油机燃烧状态。喷油泵流量不符合规定、喷油器雾化不良,是造成燃烧不良的主要原因。
喷油泵压力不够,喷油器检修不好或检修不及时会造成柴油雾化不良,燃烧不干净,将产生大量的燃油滴漏浪费。这些滴漏的燃油不但造成浪费,而且还会在柴油机燃烧部位产生大量的积碳,影响柴油机和增压器工作的效率,进一步降低了柴油机的输出功率,增加了燃油的消耗。可见对喷油器检修的及时性对节约燃油有重要的意义。
对策:①经常对喷油泵、喷油器实施状态检测,利用压力波检测仪等先进仪器,每运行5000 km左右进行
一次检测,及时发现运行状态不好的喷油泵、喷油器,及时检修。②对喷油器针阀偶件、弹簧、支座板等实行寿命管理,中修或30万 km予以更新。③尽可能使用长效喷油器。
(2)柴油机冷却系统的影响
柴油机冷却系统对于机车节油显得更为间接,更不容易引起检修部门的重视。有关试验表明,增压空气温度每降低10℃,柴油机功率可提高 2 %-3 %;如果柴油机功率不变,可使燃油消耗率降低 %。冷却系统中中冷器堵塞、叶片倾倒等因素会导致空气的流通阻力加大,柴油机空气进气量不足,冷却效果等主要指标降低,影响柴油机正常燃烧,造成柴油机冒黑烟、功率下降、排气总管红等一系列问题。这些问题发生的同时,都会使柴油机功率下降,机车寿命缩短,燃油消耗增大。
节油对策:①利用增压器中冷器检测仪,对中冷器的进气压力、温度,出口压力、温度、中冷水温等项指标进行适时检测,当水温高于规定值时,对散热系统进行检查修理,对中冷器的性能进行评价,发现不良及时进行检修和更换。②制定低温水温度控制标准。对车上散热单节进行透光检查,发现不透光现象及时检修或更换。
(3)柴油机增压系统的影响与节油对策
柴油机增压系统是提高柴油机功率、改善柴油机经济性的有效途径。增压器工作状态的好坏,对柴油
机的工作质量影响很大。增压器增压压力能否保证在科学合理的压力水平,保障柴油机处于良好的工作状态,对于柴油机的油耗影响较大。
建议:①装备增压压力表,持续监测增压压力,发现压力不良时应该及时拆下更换。②采用增压器检测仪,对增压器进行适时检测,检测不良时及时拆下检修或者更换。
(4)柴油机进气系统
柴油机进气系统对于油耗的降低也非常关键。增加进气量能够促进柴油更加充分的燃烧,增加柴油机的工作效率和燃烧效率,从而达到节油的效果。空气滤清器堵塞,会大大减少空气进气量,也会产生燃油的浪费。现场检查发现,很多机车空滤器堵塞严重,尤其是 6-7月份,杨树絮容易吸入空滤器,与油、灰尘混合在一起,严重影响空气的进气量,会使燃油消耗量大幅度增加。
节油对策:①根据季节制定不同的空气滤清器的清洗周期,7月份要全面彻底吹洗一次空气滤清器,保证滤清器内的杨树絮及时被清除。②定期检查空气滤清器,根据状态及时更换滤清器,确保进气的通畅与足量。
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