內(nèi)燃機車技術(shù)及節(jié)能措施之研究

張文軍

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，內(nèi)燃機車將受到燃料電池機車類新能源軌道牽引動力挑戰(zhàn)，但是內(nèi)燃機車還是具有較多的優(yōu)點，可以在鐵路運輸中發(fā)揮一定的價值?；诖?，本文將詳細探究內(nèi)燃機車技術(shù)以及節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機車;技術(shù);節(jié)能;措施

中圖分類號：U262? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）02-0175-02

0? 引言

鐵路運營具有成本低、速度快、能耗低、占地面積相對較少以及通用性較強的特征，作為國內(nèi)常用交通運輸模式之一。雖然，目前我國在積極推廣運用燃料電池機車類新能源軌道牽引機車，但是有關(guān)人員也需要意識到內(nèi)燃機車的關(guān)鍵性，需要對內(nèi)燃機車技術(shù)進行探究，提出有關(guān)的節(jié)能措施，促使內(nèi)燃機車可以長足運行和發(fā)展下去，為我國鐵路行業(yè)打下基礎(chǔ)。

1? 內(nèi)燃機車技術(shù)的運用

新形勢下，我國鐵路飛速發(fā)展，為了保障內(nèi)燃機車工作質(zhì)量、效率以及節(jié)能性，需要依照氣候環(huán)境、地理環(huán)境等各種需求，為內(nèi)燃機車可持續(xù)發(fā)展做鋪墊。

1.1 對機車功率進行等級劃分

貨運類別的內(nèi)燃機車可以運用2210kW、2940kW以及3680～4660kW三個等級柴油機功率;調(diào)車的內(nèi)燃機車可以運用2210kW、1470kW以及1100kW柴油機等級;客運內(nèi)燃機車可以運用2940kW、3680～4660kW柴油機功率等級。針對運行速度沒有較高要求地域，可以運用貨運機車對旅客列車進行牽引。

1.2 軸式、軸數(shù)多樣化

傳統(tǒng)中，我國的內(nèi)燃機車大多數(shù)都運用三軸轉(zhuǎn)向架的CO—CO軸式，目前正在向兩軸轉(zhuǎn)向架系列機車轉(zhuǎn)變，例如，B0—B0、B0—B0—B0、B0—B0—B0—B0等軸式。從而，通過對機車曲線優(yōu)化，進一步優(yōu)化機車性能，降低踏面的磨耗，更適合山區(qū)鐵路的蜿蜒曲折性?，F(xiàn)階段，鐵路運輸狀況之下，貨運類內(nèi)燃機車中的黏著質(zhì)量和輪周功率比值需要控制在85～120kg/kW;客運類內(nèi)燃機車需要依照機車運行速度對合適比值進行控制;針對快速客運機車需要對質(zhì)量控制，保障質(zhì)量較輕。

1.3 運用不同類別軸重

現(xiàn)階段，所生產(chǎn)出的內(nèi)燃機車的軸重最大值在23t，需要依照運輸用途對軸重進行控制。例如，干線類重載的運輸貨運內(nèi)燃機車需要運用25t的軸重，而一般類別干線貨運的機車軸重需要控制在23t，客運的內(nèi)燃機車與支線使用內(nèi)燃機車的軸重需要降低到21t。

1.4 多樣化的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)形式

為了可以適應(yīng)運輸條件的不同，需要對轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)具有的形式進行適當?shù)淖兓?，促使形式具有較強的多樣化。例如，針對于大軸重的貨運機車，可以適當?shù)靥嵘啅?，加之，還可以運用全懸掛牽引的電動機。對于客運機車，能夠運用一系、二系懸掛模式，并選用全懸掛牽引電動機。

1.5 內(nèi)燃機車在高原領(lǐng)域的應(yīng)用

西部大開發(fā)與青藏鐵路施工與通車，為鐵路機車工業(yè)帶來挑戰(zhàn)與機遇。高原區(qū)域內(nèi)燃機車的生產(chǎn)和制作較為特殊。例如，西藏區(qū)域的鐵路處于高原位置，氣壓相對較低，特別是對唐古拉山地段來講，海拔近5km，柴油機在這樣低氣壓的條件之下，工作輸出的功率相對較低。柴油機若是想要在5km海拔條件之下開展工作，功率更會顯著降低。為了能夠保證柴油機可以依照預(yù)定功率安全、可靠的運行，需要對功率進行自動的調(diào)整改善。所以可以在柴油機設(shè)備上安裝大氣壓力的傳感電控裝置，促使傳感器可以對大氣壓力熟悉，自動地對柴油機功率進行調(diào)整，保障柴油機可以正常運轉(zhuǎn)。

2? 內(nèi)燃機車節(jié)能措施

目前，大半部分是運用柴油機當做是動力裝置。對此，需要探究柴油機節(jié)能措施。靈活運用各種技術(shù)，對廢氣排放進行有效控制。

2.1 高增壓技術(shù)

我國的市場中有一部分的增壓產(chǎn)品，并且這部分的增壓產(chǎn)品已經(jīng)做到了高壓比的階段，同時還在不斷地進行優(yōu)化和發(fā)展。運用此技術(shù)，是為了促進柴油機壓力的增強，同時在其他條件沒有發(fā)生大變化的情況下，基本上實現(xiàn)了很大程度上的節(jié)約能源的目標。與此同時，高增壓技術(shù)蘊含的方面還有很多，除了增加柴油機的高壓比，還可以通過其他方面進行技術(shù)的調(diào)整和柴油機的優(yōu)化設(shè)計。

2.2 電控高壓共軌噴油技術(shù)

此類技術(shù)的主要特別之處就是它是運用電力控制的一個技術(shù)，同時它也通過了一定的施壓過程，它加壓的是其燃料，此燃料是存在于高壓管中的，同時還有共軌管道的存在，此時就可以在此管道中蓄積燃料，然后借助一定的技術(shù)將此燃料進行燃燒。這種技術(shù)的優(yōu)越性就在于其雙軌設(shè)計，燃料的供應(yīng)和燃料的燃燒以及噴射可以同時進行，具有一定程度的相對獨立性。對于燃料的燃燒過程進行了極大程度地優(yōu)化，并且在之后的噴射過程中實現(xiàn)了精準化目標。這一整個過程相比于傳統(tǒng)的燃燒過程來說具有非常大的優(yōu)越性，過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)也開始明顯地減少。

2.3 燃氣燃燒技術(shù)

燃燒溫度和氣體之間存在著一定的不平衡的關(guān)系，氣體一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，此時的溫度無論如何變化，氣體依舊不穩(wěn)定，在一定程度上會出現(xiàn)爆炸的可能性。在溫度不夠的情況下，就會出現(xiàn)一些有害氣體，這些氣體隨之被釋放到空氣中，使得空氣污染加重。對于這類情況，可以選取一些燃料，并且這些燃料的質(zhì)量比較相似，密度也比較相似，將其進行燃燒，并借助一定的方式，如均質(zhì)物品預(yù)燃燒等。

2.4 處理和控制硫氧化合物

燃燒柴油時，其中擁有的物質(zhì)硫會發(fā)生一些變化，形成兩部分的有害物質(zhì)和有毒物質(zhì)，一部分是二氧化硫，另一部分是三氧化硫。其中，因為硫燃燒的緣故，其含量越多，產(chǎn)生的相關(guān)氧化物就會隨之增多，并且相關(guān)的排放量也在不斷地增多。所以說，想要防止和減少相關(guān)有害物質(zhì)的產(chǎn)生和排放，就要從根本上解決該問題，也就是選擇和使用一些在硫方面含量比較少的燃料，而這種特殊要求的燃料，目前有一些清潔能源比較適合，比如天然氣等。與此同時，如果不能從根本上解決，也可以從產(chǎn)生的相關(guān)氧化物方面進行解決，對其進行脫硫處理，具體使用一些干法的處理方式，也可以使用一些濕法的處理方式。除此之外，還需要根據(jù)具體的柴油機情況，具體分析其正確的處理方式，比如可以利用海水洗滌的方式，將排放出來的有害氣體，如二氧化硫等，進行有效吸收和凈化。

2.5 處理和控制顆粒物PM

柴油機在運行期間會產(chǎn)生一定含量的廢氣，而在這些廢氣中含有大量的顆粒物PM，這些顆粒物PM的有害性和有毒性是非常大的，如果人們接觸到了這些廢氣，對其自身的影響是非常大的。而如何有效控制和處理這種有害物，一般可以分為兩部分，一部分是通過機內(nèi)控制方式來解決，這種方式主要是借助高壓噴射，由此可以促進其中存在的油氣混合部分的品質(zhì)的增強。另一部分是通過機外凈化的方式來處理，借助這種方式的時候，其中蘊含的內(nèi)容就比較繁多，但是技術(shù)也都很先進，其中包括微粒捕捉器等，此機器的安裝位置最好是在其排氣口附近，同時再借助多種操作，如利用燃燒器對其進行凈化處理。

2.6 使用高質(zhì)量的燃油

柴油有其自身的燃燒性能，而主要的影響因素是十六烷值。如果不能有效控制這種因素，柴油的燃燒過程就會具有一定程度的不穩(wěn)定性。所以，從燃油方面入手，選擇和采用一些高質(zhì)量和高品質(zhì)的燃油，可以在一定程度上改變這種現(xiàn)狀，并且還能夠進一步加強對其中的十六烷值因素的管理和控制。十六烷值的增多可以通過多種方式，比如可以將柴油和亞硝酸鹽進行混合，以此達到增多的效果，還可以將柴油和硝酸鹽進行混合，也能達到增多的效果，而增多的同時又會產(chǎn)生其他影響，比如燃油的燃燒時間會相對提前。與此同時，使用低劣質(zhì)量的燃油，其燃燒性能就會極不穩(wěn)定，產(chǎn)生的影響是極其不利的，甚至?xí)乐匚廴酒洵h(huán)境。因此，想要真正達到節(jié)能減排的目的，就需要從多角度分析和考慮相關(guān)問題，比如，燃燒環(huán)境方面是否符合標準，燃燒性能是否穩(wěn)定等，總之要一切以十六烷值為中心，才能進行相關(guān)策略的使用。

2.7 改善進氣成分

經(jīng)過認真、仔細地觀察和分析后，不難發(fā)現(xiàn)，進氣現(xiàn)象會在燃燒的時候發(fā)生，而此時進氣的氣體有很多，如氧氣和氮氣等。一方面，氧氣是比較重要的一個因素，因為燃燒的一個必要條件就是氧氣，而且氧氣的多少和燃燒的速度之間也有很大的關(guān)系，并且呈正比，當氧氣含量增高，燃燒的速度也會加快。另一方面，氮氣也有其自身的獨特作用，它可以影響到氮氧氣體的含量問題。與此同時，如果要對進氣的成分進行管理和改善，可以借助富進氧的方式，這種方式可以在進氣的氣體中加入適量的氧氣。還可以使用加濕技術(shù)，這種技術(shù)是以汽化作為操作形式的，將氣和水進行充分的融合，產(chǎn)生的就是大量的水蒸氣。這些水蒸氣在進入工作缸內(nèi)的同時，可以促使其自身吸收大量的熱量，以此來促進缸內(nèi)的溫度的增加。除此之外，在進氣的時候還需要借助一種特別的技術(shù)，即EGR技術(shù)。這種技術(shù)的作用是將排放的氣體進行大面積地收集，并且能夠保證收集的速度和質(zhì)量，然后便可以將這些氣體帶到能夠釋放的地方進行科學(xué)、合理地釋放。

2.8 優(yōu)化燃油機

在對柴油機進行研究之后發(fā)現(xiàn)，對其結(jié)構(gòu)進行改善可以有效地控制采油機燃燒狀況。可以在其運行的過程中，適量的加入添加劑，以便于助燃，降低消耗。為了可以促使機車柴油機能夠向著長壽命、低油耗以及高壓化方向發(fā)展，需要保障柴油機內(nèi)燃油噴射裝置具有較強的噴射壓力，噴油持續(xù)期相對較短，可以精準的依照實際狀況對噴油量進行調(diào)節(jié)，從而保障其具有較高的可靠性。

3? 結(jié)束語

綜上，雖然以燃料電池作為代表性新能源的機車動力在不斷地深入發(fā)展，但是與目前鐵路運輸狀況綜合考慮之下，內(nèi)燃機車具有較優(yōu)的技術(shù)前景。有關(guān)技術(shù)工作人員需要重視對節(jié)能措施進行探究，升級內(nèi)燃機車，促使內(nèi)燃機車可以長足發(fā)展。

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