内燃机车节油降耗技术探讨

邴建京



内燃机车节油降耗技术探讨

邴建京

永煤集团铁运处机务段

摘 要：内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点着称于世。现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的的最重要的热能机械。然而内燃机的噪声和废气中有害成分对环境的污染尤其突出，所以在世界范围燃油短缺价格飞涨的今天，节油降耗工作具有重大的现实意义和战略意义，同时也是对环境保护工作的最大支持。

关键词：内燃机；燃油消耗率；燃烧热力状态；节能降耗

前言

一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰。目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其它的热力发动机，在国民经济中占有相当重要的地位。当然内燃机同样也存在着不少的缺点，主要是：对燃料的要求高，不能直接燃用劣质燃料和固体燃料；由于间歇换气以及制造的困难，单机功率的提高受到限制，现代内燃机的最大功率一般小于4万千瓦，而蒸汽机的单机功率可以高达数十万千瓦；内燃机不能反转；内燃机的噪声和废气中有害成分对环境的污染尤其突出，所以在世界范围燃油短缺价格飞涨的今天，节油降耗工作具有重大的现实意义和战略意义。

1 影响内燃机车燃油消耗率的因素

影响内燃机车燃油消耗率的因素：①燃料的质量；②机车驾驶员的操纵水平；③润滑油的选用。④内燃机车各系统运行情况。下面就以上几个方面做具体的分析。

1.1 燃料的质量对内燃机油耗的影响

燃料的质量是影响内燃机动力性和经济性的关键因素，因此国家标准对不同标号的燃料都规定了严格的质量指标，其中燃料的粘度、低温流动性、蒸发性能和洁净性直接影响着燃料的燃烧性能。

1.2 机车驾驶员的操纵水平

机车驾驶员操纵水平对燃油消耗影响是不容忽视的。同一列车，会因驾驶员的不同的操纵方法而消耗燃油不同，熟悉线路纵断面、准确掌握列车运行速度及区间运行时分、操纵平稳、制动时机恰当的驾驶员的操纵，燃油消耗就少。反之，燃油消耗就会增加，单耗上升。据测定，操纵技术娴熟的机车司机比操纵技术一般的平均节约燃油8%-10%。

1.3 润滑油的选用对内燃机油耗的影响

研究实践表明，燃料消耗水平和润滑材料有关，我国产值与能耗之比高出工业发达国家2～3倍，机械摩擦导致能量损失是一个非常重要的因素，提高柴油机燃料经济性的途径可通过适当降低润滑油粘度，以减少机件之间的摩擦损耗来实现，国内外实践经验证明，在流体润滑范围内，润滑油在使用条件下粘度每差1mm2/s，能耗大约相差0.5%～1%，粘度相差一个级号，则能耗大约相差1%～5%，我国润滑油粘度一般比国外高出一档，仅此要多耗燃料2%～5%。现在国外大多选用低粘度、高粘度指数、含有磨擦缓和剂（减摩剂）的节能型润滑油，取得了显著的节能效果。

1.4内燃机各系统的良好运转情况，是内燃机节油降耗的关键因素

2 节油降耗的途径

2.1 选用合格的燃料

粘度是燃料的主要技术指标之一，它可决定燃料在燃料机内雾化及燃烧的情况。为此要求燃料有适合的粘度，标准规定燃料的运动粘度在3～8mm2/s。燃料的低温流动性能是确保燃料在低温使用时正常流动、顺利输送的能力。选用标号根据气温一般要求燃料的凝固点应低于最低气温7℃以下标号的燃料。燃料蒸发性是燃料重要性质之一，油品的馏程是评价油品蒸发性能的重要指标（燃料的馏程为200℃～365℃），为了保证燃料机良好的低温启动和正常工作，燃料应具有良好的蒸发性。燃料发火性和抗爆性是评价燃料机燃烧性的一个重要指标，通常要求燃料的十六烷值在45～60之间就基本上能满足中、高速燃料机的工作要求。燃料的洁净性是表示燃料中的含水量和灰尘和机械杂质，燃料的洁净性对燃料的实用性能具有很大的影响。使用高清净，含水极低的燃料可增加燃料油效率3% ～6%。因此，水分和颗粒污染随着燃料机性能不断完善，越来越引起重视并加以控制。

2.2 确保机车良好的燃烧热力状态

采取必要措施对增压器、中冷器、空气滤清器及喷油器加强检修和监测，确保机车处于良好的燃烧热力状态。

2.3 提高机车驾驶员的操纵水平

（1）机车驾驶员要熟悉并充分利用线路纵断面的特点，科学、合理地操纵机车，增长列车惰行的走行距离。

（2）长大上坡道，要采用正确的操作，上坡前提前加速，充分利用列车动能。

（3）注意倾听无线列车调度电话，及时了解前方列车的运行速度，尽量避免机外停车，减少站停次数。发挥车机联控的预报作用，减少不必要的速度浪费。

（4）正确使用制动机调整列车运行速度或停车，做到一次停稳。

（5）建立合理的奖惩机制，促进驾驶员自觉苦练操纵水平，树立“点滴节约、积少成多”的思想，以降低机车燃料消耗。

2.4 定期清除积炭

积炭是未燃烧掉的燃油受热裂解变成炭，沉积在燃烧室、活塞顶、排气处。积炭形成后会造成燃烧恶化、排气不畅、活塞环卡死等，导致功率不足、油耗增大。造成积炭的原因主要是配用的机油牌号不对、混合油配比不对、化油器雾化不良、混合气太浓等。

2.5保持良好的供油系统的运行

（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。

2.6柴油机冷却系统良好运行

（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。

2.7柴油机增压系统的良好运行

（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。

2.8开发新技术

通过开发利用新产品、新技术，降低运输成本。例如采用轨面摩擦优化剂减少机车的能量消耗、弯道作用力以及轮轨磨耗，从而可明显地节约燃油；采用优质滚动轴承减少滚动阻力等。

结论：通过以上对影响内燃机车燃油消耗率的因素分析及应采取的措施的讨论，我们可以清楚地看到，内燃机车节油降耗工作不是一个或几个部门的事情，要靠多方的合作才能逐步接近这个目标。随着技术的进步，这项工作具有长期性，需要我们共同的努力。

参考文献：

［1］ 李浩勤，陈博. 机车操纵对能耗的影响及对策［J］.电力机车与城轨车辆.2011（06）

［2］ 邓霄鹏. 浅谈降低内燃机车燃油消耗的若干措施［J］.科技信息（科学教研）.2007（26）

［3］ 姚海滨，徐志富，臧权同. 气缸套与活塞环匹配技术分析［J］.内燃机与配件.2016（02）