內(nèi)燃機(jī)車(chē)能耗影響因素研究

1內(nèi)燃機(jī)車(chē)能耗分析

內(nèi)燃機(jī)車(chē)對(duì)能源資源的消耗主要體現(xiàn)在燃油消耗上,一般來(lái)講,常作為核算運(yùn)輸成本重要指標(biāo)的機(jī)車(chē)單位油耗量是最能客觀(guān)反映機(jī)車(chē)燃油消耗情況的,它是以機(jī)車(chē)牽引每萬(wàn)噸公里為單位來(lái)核算燃油消耗量的,是鐵路機(jī)務(wù)專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。就當(dāng)前鐵路運(yùn)輸所承擔(dān)的業(yè)務(wù)量情況來(lái)看,貨物運(yùn)輸量占總運(yùn)量的比重很大,因此對(duì)于不產(chǎn)生萬(wàn)噸公里燃油消耗量的運(yùn)輸工種,尤其是單機(jī)運(yùn)行、調(diào)車(chē)操作和有動(dòng)力?？康缺灰暈檩o助作業(yè)的工種,在對(duì)機(jī)車(chē)能源消耗進(jìn)行綜合考核評(píng)價(jià)時(shí)是另外計(jì)算的。機(jī)車(chē)單位油耗計(jì)算公式如下:

式中,E為總油耗量(kg):Ey為機(jī)車(chē)牽引運(yùn)行時(shí)的油耗量(kg):Eo為機(jī)車(chē)處于惰行、站停狀態(tài)以及完成空氣制動(dòng)做功所消耗燃油的總量(kg):Ed為機(jī)車(chē)進(jìn)行電阻制動(dòng)做功所消耗的燃油量(kg):Et為機(jī)車(chē)進(jìn)行出入段以及單機(jī)作業(yè)和途中調(diào)車(chē)過(guò)程中所耗燃油的總量(kg):ey為機(jī)車(chē)牽引運(yùn)行過(guò)程中(柴油機(jī)局部荷載)單位時(shí)間內(nèi)的油耗量(kg/min):eo為機(jī)車(chē)處于惰行、站停(柴油機(jī)空轉(zhuǎn))情況下單位時(shí)間內(nèi)的油耗量(kg/min):ed為機(jī)車(chē)完成電阻制動(dòng)做功單位時(shí)間內(nèi)所用的燃油量(kg/min):t為各工況總運(yùn)行時(shí)間(min):G為機(jī)車(chē)牽引總重(t):L為機(jī)車(chē)牽引路程(km)。

2影響機(jī)車(chē)能耗的主要因素

2.1機(jī)車(chē)牽引重量

機(jī)車(chē)牽引重車(chē)列車(chē)運(yùn)行情況下,當(dāng)時(shí)速固定不變,其承受基本阻力也趨于穩(wěn)定時(shí),相比之下,牽引總重大的,用到的牽引手柄級(jí)位更高,機(jī)車(chē)自重與列車(chē)總重比值更小,機(jī)車(chē)的油耗就更低。即當(dāng)列車(chē)運(yùn)行時(shí)速固定不變時(shí),機(jī)車(chē)單位油耗會(huì)隨著牽引總重的增大而減小。

2.2柴油機(jī)燃油消耗率

在牽引總重、區(qū)段、機(jī)車(chē)操縱和各停時(shí)一定的情況下,柴油機(jī)燃油消耗率對(duì)機(jī)車(chē)單位油耗有著最直接的影響,柴油機(jī)燃油消耗率越高,機(jī)車(chē)單位油耗量越大。

2.3運(yùn)行速度

以列車(chē)運(yùn)行時(shí)所受的基本阻力來(lái)推算,柴油機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其輸出功率較小的情況下,機(jī)車(chē)的牽引力也小,此時(shí)列車(chē)運(yùn)行處于較慢狀態(tài),承受的阻力因而更小一些,這樣牽引運(yùn)行同樣長(zhǎng)度的路段為克服基本阻力的做功就會(huì)越少,機(jī)車(chē)能耗也顯然更低。表l為DF8Bl型機(jī)車(chē)牽引4000t重貨列車(chē)勻速運(yùn)行時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)可以大體得出以下結(jié)論:

(1)機(jī)車(chē)運(yùn)行速度相同的情況下,機(jī)車(chē)單位油耗隨著坡度的上升而增加:

(2)機(jī)車(chē)運(yùn)行在上坡坡道時(shí),機(jī)車(chē)油耗量先是隨著運(yùn)行提速而迅速下降,后轉(zhuǎn)為緩慢增加,并且坡度越大這種規(guī)律越明顯,在這一過(guò)程中,列車(chē)油耗的最低值出現(xiàn)在運(yùn)行時(shí)速為30~45km/h的某一時(shí)刻,并且所處坡度越大,這一數(shù)值越低:

(3)機(jī)車(chē)運(yùn)行在下坡坡道時(shí),機(jī)車(chē)油耗量是同運(yùn)行速度一同上升的,反過(guò)來(lái)說(shuō),在此條件下,牽引手柄的級(jí)位和機(jī)車(chē)運(yùn)行速度低的狀態(tài)更節(jié)省油耗。

2.4運(yùn)輸效率

運(yùn)輸效率指標(biāo)包括日車(chē)公里、中停時(shí)、本站停留時(shí)間、外站停留時(shí)間、單機(jī)走行公里、機(jī)外停車(chē)次數(shù)、欠重列車(chē)、平牽、特殊前行次數(shù)等方面應(yīng)達(dá)到的合理量值。越好地執(zhí)行和遵守這些運(yùn)行組織上的效率指標(biāo),機(jī)車(chē)單位能耗越低。雖然在鐵路運(yùn)輸過(guò)程中,停站、出入段作業(yè)、途中調(diào)車(chē)等一般被視為輔助性作業(yè),并不會(huì)產(chǎn)生萬(wàn)噸公里的油耗,但這部分的運(yùn)行效率也與內(nèi)燃機(jī)車(chē)整體油耗有著莫大關(guān)系,優(yōu)化組織,合理調(diào)整這些作業(yè)的方式和時(shí)間是降低檢修成本、降低燃油消耗的重要因素。因此,運(yùn)輸?shù)慕M織管理水平直接關(guān)系到機(jī)車(chē)的效能發(fā)揮,也直接影響著機(jī)車(chē)的能耗水平。

3降低機(jī)車(chē)能耗的措施

為盡可能降低機(jī)車(chē)能耗支出,減輕鐵路企業(yè)成本壓力,應(yīng)當(dāng)在保證運(yùn)輸服務(wù)功能和質(zhì)量的前提下,做好以下幾方面的節(jié)能工作:

3.1在管理體制和方法方面

(1)制定完善的節(jié)能管理及獎(jiǎng)懲制度,建議采取按月單耗包保的方式,按相應(yīng)管理的機(jī)車(chē)交路、牽引機(jī)型以及牽引定數(shù)的規(guī)律性變化,合理制定各路段機(jī)車(chē)的單耗考核指標(biāo),以此形成明確的獎(jiǎng)懲措施,并采取有效的監(jiān)督方式確保制度落實(shí)。

(2)合理規(guī)劃車(chē)型及線(xiàn)路,充分考慮機(jī)車(chē)的各方面性能,根據(jù)線(xiàn)路和貨流情況,在相同條件下優(yōu)選經(jīng)濟(jì)性能好的機(jī)車(chē)類(lèi)型,確保"車(chē)、線(xiàn)"組合的最佳搭配。同時(shí)優(yōu)化機(jī)車(chē)的運(yùn)行組織,盡量避免單機(jī)出車(chē),禁止機(jī)外停車(chē),以提高直達(dá)列車(chē)的運(yùn)行效率,盡量減少機(jī)車(chē)隨列車(chē)長(zhǎng)時(shí)間等線(xiàn)的情況,進(jìn)而減少無(wú)效運(yùn)輸,杜絕能耗的隱性浪費(fèi)。

(3)發(fā)展電氣化鐵路,在有條件的區(qū)段大力推進(jìn)電力牽引代替內(nèi)燃機(jī)牽引的鐵路運(yùn)輸模式,利用電力牽引特有的功率大、速度快、能耗低、效率高且更環(huán)保的優(yōu)點(diǎn),提升鐵路運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代化水平,同時(shí)達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.2在推進(jìn)節(jié)能技術(shù)方面

(1)加裝改良的管控設(shè)備,可加裝智能電表和油耗儀器等,科學(xué)管控和指導(dǎo)工作人員的相關(guān)操作,并對(duì)能耗指標(biāo)做出準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),為準(zhǔn)確分析和評(píng)估能耗提供可靠依據(jù)。

(2)使用柴油降凝劑,冬季可采用在柴油中加入適量降凝劑的方法來(lái)降低柴油凝點(diǎn),以利用其化學(xué)反應(yīng)原理降低油耗。

4結(jié)語(yǔ)

鐵路運(yùn)輸作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈,是我國(guó)能源資源消耗的行業(yè)大戶(hù),內(nèi)燃機(jī)車(chē)作為其最核心的功能供給部分,也是其能源消耗的主導(dǎo)方面,因此在保證其功能的前提下,努力降低內(nèi)燃機(jī)車(chē)油耗,對(duì)于節(jié)約運(yùn)輸成本,促進(jìn)鐵路運(yùn)輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展具有重要意義。