鐵路內燃機車的選型探討

劉文海 吳振禹

（神華新朔鐵路有限責任公司，內蒙古 鄂爾多斯 010300）

引言：社會經濟發展中，鐵路運輸產業逐漸邁入現代化階段，鐵路內燃機作為鐵路運輸中的重要設備，科學篩選鐵路內燃機車，對控制鐵路運輸中設備能耗，維護鐵路內燃機車運行安全性意義重大。因此，文章對鐵路內燃機車的選型方案進行討論，希望給予相關從業者建議與參考。

一、內燃機車相關概念

內燃機車是將“內燃機”作為源動力，使用傳動設備驅動機車車輪。目前，各領域所應用的機車共包括燃氣輪機車、柴油機車兩種，其中燃氣輪汽車具有噪音大、耐高溫成本高等特點，整體發展速度交換，且技術成熟程度明顯弱于柴油機車。在應用內燃機車時，不同依據可將其劃分為不同類型，按照用途分類時，內燃機車可分為調車內燃機車、貨運內燃機車、客運內燃機車、工礦內燃機車等，而根據傳動方式劃分內燃機車時，可將其分為電傳動、機械傳動、液力傳動等[1]。對于鐵路內燃機車，在對其實施分類時，可按照鐵路軌距，將其分為窄軌內燃機車、寬軌內燃機車、標準軌內燃機車，多數鐵路寬軌距為1520mm、1676mm、1600mm、1665mm，窄軌距為600mm、1000mm、762mm等。

二、鐵路內燃機車選型流程

首先，鐵路內燃機選型時，相關公司會聯合內燃機車制造、機務管理專家，在周邊各地考察可應用在鐵路上的內燃機車。隨后在調研鐵路沿線工程所使用的機械設備、動力機械，評估不同工況下鐵路內燃機選型需求，確定各項選型數據后，對比各鐵路內燃機最大功率、生產情況，總結各鐵路內燃機運用時應采用的基本模式。其次，分析不同鐵路內燃機技術優勢后，評估不同型號、類型內燃機的安全性，擬定選購方案，反復對比后完成鐵路內燃機選型任務。某公司在鐵路內燃機選型時，與國外某公司采用競爭性談判情況，分別在電噴7FDL柴油機、710型兩沖程柴油機等鐵路內燃機、NJ2型交流傳動內燃機車[2]。最終篩選出以交流傳動為原理的鐵路內燃機車。

三、鐵路內燃機車的選型方案

鐵路內燃機車選型過程中，可通過分析各類型號、類型的內燃機車特點及優勢，完成對應的鐵路內燃機選型方案，以下為鐵路建設常用的內燃機車：

（一）交直傳動內燃機車-DF8CJ

DF8CJ型內燃機車，其本質為交直傳動式的內燃機車，其在早期制造時屬于重載貨運機車，但隨著鐵路建設工作不斷推進，相關企業已經開發出新型鐵路內燃機車。該機車運行期間，額定功率為4200kw，內燃機車輪徑1000mm左右，最高運行速度110～120km/h，機車軸式為COCO，軸重25t。DF8CJ內燃機車使用過程中，恒功率速度為270～120km/h，最小曲線半徑為135m，其在結構設計中通常會安裝R16V280ZJ型柴油機，該設備最大功率大于4000kw[3]。不僅如此，DF8CJ型內燃機車可調控的軸重為25t、23t，可滿足不同路段的鐵路建設要求。據了解，DF8CJ型內燃機車作為交流傳動內燃機車，單機牽引量為5000噸，載重基礎上最高時速為100km，輕載時運行時速為120km/h，可靈活根據鐵路貨運要求，調整運行速度。相較于其他類型的內燃機車，DF8CJ型內燃機車具有速度快、故障率低、功率大、牽引力大、粘著利用率高、恒功速度范圍寬等技術特點，內部結構中所設有的承載式燃油箱、干式冷卻系統、交流異步牽引電動機、牽引變流器、交流輔機電傳動系統等，均能夠進一步完善內燃機車整體功能，使其保持在最佳運行狀態中。

（二）油電混合內燃機車-GK1E型機車

GK1E型機車屬于油電混合內燃機車，是相關企業在液力傳動內燃機車基礎上所開發的新型內燃機車產品，可應用在各類大型企業的鐵路專線上，或作為鐵路終端、小路段運轉時的交通設備。GK1E型內燃機車在結構設計中，柴油機為12V240ZJ6型，整體結構的可靠性程度較高，且后期維護、保養較為便利，經濟性能突出。在此期間，GK1E型內燃機車的技術參數為軸式為B0-B0、軸重23t，最大功率為1000kw，最小曲線半徑為55～60m。而在用EQ6240ZJ型柴油機時，GK1E型油電混合內燃機車功率為110kw[4]。除此之外，GK1E型機車結構設計中，其動力設備均采用拉桿式調速控制裝置、無極調速裝置，可維護鐵路運輸期間內燃機車的可靠性、平穩性。某公司在鐵路內燃機車選型過程中，分析GK1E型機車內部結構時，發現某工廠在生產該設備時，應用“封閉循環圓”，將其作為機車液力換向設備，使該內燃機車具有操作靈活方便、結構設計可靠性強等優勢。同時在應對不同工況時，GK1E型機車可自動控制閘瓦間隙調整器，操控機車制動設備，從而適應不同路段的運輸環境，加大鐵路運輸的可靠性。

（三）NJ2型內燃機車

NJ2型內燃機車在應用時，通常會設置3臺機車，作為鐵路運輸階段的重聯牽引裝置，以此保障牽引可靠性。具體來說，NJ2型內燃機車運行期間，某臺機車故障后，其他機車功率可持續完成牽引工作，使列車全線運行，按照原有鐵路運輸計劃抵達歸屬地[5]。但是在為長途鐵路進行內燃機車選型時，NJ2型內燃機車只有通過技術參數的優化，維持鐵路內燃機車運行期間的安全性，合理調控列車負荷，減少列車故障，具體參數設計。

表1 NJ2型內燃機車的技術參數

NJ2型內燃機車應用在鐵路建設時，其本質為交流傳動內燃機車，機型設計為“客+貨融合”的方式，其額定功率為3000kw，內燃機車輪徑為1050mm，其他技術參數如表1所示。其中NJ2型內燃機車的最大運行速度是以AAR標準狀態為依據進行評估[6]。除此之外，NJ2型內燃機車中設有網絡控制裝置，且采用中心銷牽引方法，可適應多種特殊路段的鐵路運輸需求。例如某地區氣候地理條件較為特殊，在內燃機選型時應確保該設備可適應寒冷、暴風雪、風沙等特殊環境，NJ2型內燃機車可憑借自身的特殊技術結構，綜合設置防雷電、防雨雪、防風沙的設備，同時通過設計“微機網塔控制系統”、“交直交電”傳動系統的方式，自動在運行中修正動力設備的運行參數。在此基礎上，應用電子噴射系統、供氧裝置，針對性完善內燃機功能模塊，使其能夠在鐵路建設中起到不可忽視的作用。

通過對交直傳動內燃機車-DF8CJ、油電混合內燃機車-GK1E型機車、NJ2型內燃機車等機車技術優勢的分析可知。相較于其他內燃機車，NJ2型內燃機車的技術優勢更為明顯，但相關鐵路公司可按照鐵路路線內實際情況，科學選擇適用性更強的內燃機車，從而通過NJ2型內燃機車、直傳動內燃機車-DF8CJ等內燃機車的靈活運用，改進現代鐵路運輸體系，維護鐵路交通可靠性，為我國交通事業的可持續發展奠定基礎[7]。

結語

綜上所述，鐵路內燃機是我國交通體系中列車運行的重要工具，科學的對鐵路內燃機選型是減少鐵路機車故障，維護交通安全的基礎條件。但隨著我國環境建設中，節能降耗的大趨勢，在未來鐵路內燃機的選型、開發制造中，需重視內燃機能源損耗的分析與研究，積極落實鐵路內燃機車的運營與維護工作，從而增強鐵路內燃機車運行的可靠性，助力我國鐵路建設事業的健康發展。