內(nèi)燃機(jī)車(chē)打溫用油的節(jié)約新途徑

劉玉江

（哈爾濱機(jī)務(wù)段，哈爾濱 150086）

1 現(xiàn)狀

目前，全路各機(jī)務(wù)段冬季普遍采用柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)打溫。這種打溫方式不但會(huì)消耗大量的燃油，還會(huì)造成柴油機(jī)非工作性磨損，致使柴油機(jī)燃燒不良，造成對(duì)環(huán)境的污染。為了降低打溫用油消耗，減少經(jīng)常非工作性磨耗，提高機(jī)車(chē)的可靠性和使用壽命，經(jīng)原鐵道部有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)批示立項(xiàng)，由大連鐵道學(xué)院科技開(kāi)發(fā)公司研制了內(nèi)燃機(jī)車(chē)高效節(jié)能打溫裝置。

2 打溫技術(shù)國(guó)外發(fā)展近況

由美國(guó)KIM HOSTART公司新開(kāi)發(fā)的機(jī)車(chē)保溫系統(tǒng)，采用地面電源為能源，雖可大量節(jié)省燃油消耗，減少?gòu)U氣排放和噪聲污染，降低柴油機(jī)因空轉(zhuǎn)造成的機(jī)車(chē)零部件磨耗，但是因該系統(tǒng)的能源采用地面電源，且系統(tǒng)的能耗較大，這對(duì)于電力供應(yīng)緊張、庫(kù)停機(jī)車(chē)倒調(diào)作業(yè)頻繁的我國(guó)機(jī)務(wù)段是不適應(yīng)的。

捷克生產(chǎn)的機(jī)車(chē)采用主發(fā)電機(jī)供電，電爐加熱冷卻水方式的冬季打溫方案。它工作時(shí)，柴油機(jī)散發(fā)的熱能實(shí)際具有加熱自身和機(jī)械間的效應(yīng)，因此，可以視為有效功，至于主發(fā)電機(jī)獲得的有效功，又可以較快的加熱冷卻水，故熱效率高、打溫快，且具有體積小、裝置可靠性高、維修簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，比較適合我國(guó)的實(shí)際情況。

3 本裝置工作原理

在借鑒捷克先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合各機(jī)務(wù)段和機(jī)車(chē)的現(xiàn)狀，我們研制了內(nèi)燃機(jī)車(chē)打溫裝置。其工作原理如下：

采用周期性加溫和自然冷卻，使柴油機(jī)處于給定溫度范圍內(nèi)的打溫方式。機(jī)車(chē)的打溫過(guò)程分成兩個(gè)依次相繼的循環(huán)——加熱循環(huán)和冷卻循環(huán)。在加熱循環(huán)中，采用柴油機(jī)和電爐（40w）加熱冷卻水的復(fù)合加熱方式，電爐由輔助發(fā)電機(jī)供電。這樣可以縮短柴油機(jī)在加熱循環(huán)中工作的相對(duì)持續(xù)時(shí)間，減少用于柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)打溫時(shí)非生產(chǎn)性燃油消耗。同時(shí)，由于提高了柴油機(jī)的部分負(fù)荷，可以降低柴油機(jī)缸內(nèi)的積碳，減少零部件的磨損。采用輔助發(fā)電機(jī)供電，可以避免主發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁系統(tǒng)及控制系統(tǒng)在機(jī)車(chē)停留時(shí)工作，這對(duì)延長(zhǎng)機(jī)車(chē)壽命非常有幫助。輔助發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速在1100r/m in（相應(yīng)的柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為430r/m in）時(shí)，其連續(xù)運(yùn)用功率為45kw，由此可見(jiàn)，輔助發(fā)電機(jī)的功率能夠滿(mǎn)足要求。

為了保證蓄電池充分充電，柴油機(jī)每次加熱工作的時(shí)間不得少于30m in。為此，可將機(jī)車(chē)溫度范圍確定在25℃～70℃，以保證有較長(zhǎng)的加熱和冷卻時(shí)間，這樣既可以保證蓄電池的浮充電時(shí)間，也可避免柴油機(jī)頻繁啟動(dòng)。當(dāng)柴油機(jī)的冷卻水溫度達(dá)到規(guī)定上限時(shí)，柴油機(jī)停止工作，進(jìn)入冷卻水循環(huán)。在冷卻過(guò)程中，采取自然冷卻方式，以節(jié)省蓄電池的能耗。

打溫裝置與機(jī)車(chē)柴油機(jī)冷卻水系統(tǒng)的連接。為了充分利用機(jī)車(chē)現(xiàn)有的管路系統(tǒng)，使機(jī)車(chē)的改裝工作量降低至最小，即將原預(yù)熱爐及其泵、風(fēng)機(jī)等附件折下后，在裝預(yù)熱爐的支架上裝該裝置的電加熱器罐，原出入口對(duì)調(diào)安裝，電氣接線仍用控制柜的引線，加熱的電源接于QD輸出端。

4 裝車(chē)運(yùn)用試驗(yàn)

該裝置首先在蘇家屯機(jī)務(wù)段1677號(hào)機(jī)車(chē)上進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1。

表1 機(jī)車(chē)打溫油、水溫度上升速率

上述試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：

第一，采用周期性打溫比采用柴油機(jī)連續(xù)惰轉(zhuǎn)打溫可大大減少油耗。如在-5℃的室外溫度下，將冷卻水由25℃升溫到70℃，打溫僅用40m in，油耗燃油40L，可保溫11h。而柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)打溫時(shí)，耗油達(dá)216L，增了5倍多。

第二，在室外溫度和打溫轉(zhuǎn)速為680r/m in的條件下，使用打溫裝置的升溫速度約為1℃/m in。而柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)打溫升溫速度為0.64℃/m in，而且當(dāng)水溫超過(guò)55℃時(shí)，升溫極慢。

第三，當(dāng)打溫轉(zhuǎn)速為430r/m in時(shí)，使用打溫裝置的升溫速度為柴油機(jī)惰轉(zhuǎn)打溫的1.6倍。

第四，采用40kw加熱器對(duì)QD的影響不大，其溫度僅為5℃。

該裝置又在牡丹江機(jī)務(wù)段0095號(hào)機(jī)車(chē)上進(jìn)行打溫、保溫試驗(yàn)，其結(jié)果如表2。

表2 機(jī)車(chē)打溫時(shí)油、水溫度上升速率

上述試驗(yàn)表明：

第一，打溫裝置參與工作時(shí)較啟機(jī)打溫的升溫速率均高，即：升溫快、打溫時(shí)間短。

第二，在試驗(yàn)打溫裝置的性能時(shí)，我們將另外一臺(tái)停留機(jī)車(chē)0082號(hào)做油耗對(duì)比試驗(yàn)。

0095機(jī)車(chē)試驗(yàn)共16.5h，油耗85L，換算為66kg,其單耗為4kg/h，而另一臺(tái)0082號(hào)機(jī)車(chē)也同時(shí)試驗(yàn)16.5h,耗油512L，換算為435kg，其單耗為26.4kg/h。對(duì)比之下，可以看出打溫裝置工作使打溫油耗降低了85%，考慮到機(jī)車(chē)狀態(tài)不同，其油耗也可降低60%以上。

5 結(jié)論

經(jīng)過(guò)對(duì)兩個(gè)機(jī)務(wù)段配屬內(nèi)燃機(jī)車(chē)的打溫試驗(yàn)，及該裝置的運(yùn)用效果可得出以下結(jié)論：

第一，該裝置由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在原預(yù)熱爐的接口上裝接，使安裝調(diào)試達(dá)到了最簡(jiǎn)單的程度，便于機(jī)務(wù)段接受。

第二，該裝置有快捷高效的打溫效果，具有保證柴油機(jī)工作功能的功效。

第三，該裝置有明顯的打溫節(jié)能效益，是改善機(jī)車(chē)打溫現(xiàn)狀，最大節(jié)約打溫能源的有效措施。