內(nèi)燃機車打溫用油的節(jié)約新途徑

劉玉江

（哈爾濱機務(wù)段，哈爾濱 150086）

1 現(xiàn)狀

目前，全路各機務(wù)段冬季普遍采用柴油機惰轉(zhuǎn)打溫。這種打溫方式不但會消耗大量的燃油，還會造成柴油機非工作性磨損，致使柴油機燃燒不良，造成對環(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，提高機車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，由大連鐵道學(xué)院科技開發(fā)公司研制了內(nèi)燃機車高效節(jié)能打溫裝置。

2 打溫技術(shù)國外發(fā)展近況

由美國KIM HOSTART公司新開發(fā)的機車保溫系統(tǒng)，采用地面電源為能源，雖可大量節(jié)省燃油消耗，減少廢氣排放和噪聲污染，降低柴油機因空轉(zhuǎn)造成的機車零部件磨耗，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，這對于電力供應(yīng)緊張、庫停機車倒調(diào)作業(yè)頻繁的我國機務(wù)段是不適應(yīng)的。

捷克生產(chǎn)的機車采用主發(fā)電機供電，電爐加熱冷卻水方式的冬季打溫方案。它工作時，柴油機散發(fā)的熱能實際具有加熱自身和機械間的效應(yīng)，因此，可以視為有效功，至于主發(fā)電機獲得的有效功，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、維修簡單等優(yōu)點，比較適合我國的實際情況。

3 本裝置工作原理

在借鑒捷克先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合各機務(wù)段和機車的現(xiàn)狀，我們研制了內(nèi)燃機車打溫裝置。其工作原理如下：

采用周期性加溫和自然冷卻，使柴油機處于給定溫度范圍內(nèi)的打溫方式。機車的打溫過程分成兩個依次相繼的循環(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)電機供電。這樣可以縮短柴油機在加熱循環(huán)中工作的相對持續(xù)時間，減少用于柴油機惰轉(zhuǎn)打溫時非生產(chǎn)性燃油消耗。同時，由于提高了柴油機的部分負(fù)荷，可以降低柴油機缸內(nèi)的積碳，減少零部件的磨損。采用輔助發(fā)電機供電，可以避免主發(fā)電機、勵磁系統(tǒng)及控制系統(tǒng)在機車停留時工作，這對延長機車壽命非常有幫助。輔助發(fā)電機的轉(zhuǎn)速在1100r/m in（相應(yīng)的柴油機轉(zhuǎn)速為430r/m in）時，其連續(xù)運用功率為45kw，由此可見，輔助發(fā)電機的功率能夠滿足要求。

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

打溫裝置與機車柴油機冷卻水系統(tǒng)的連接。為了充分利用機車現(xiàn)有的管路系統(tǒng)，使機車的改裝工作量降低至最小，即將原預(yù)熱爐及其泵、風(fēng)機等附件折下后，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 裝車運用試驗

該裝置首先在蘇家屯機務(wù)段1677號機車上進行了試驗，試驗結(jié)果如表1。

表1 機車打溫油、水溫度上升速率

上述試驗結(jié)果說明：

第一，采用周期性打溫比采用柴油機連續(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。而柴油機惰轉(zhuǎn)打溫時，耗油達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。而柴油機惰轉(zhuǎn)打溫升溫速度為0.64℃/m in，而且當(dāng)水溫超過55℃時，升溫極慢。

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

第四，采用40kw加熱器對QD的影響不大，其溫度僅為5℃。

該裝置又在牡丹江機務(wù)段0095號機車上進行打溫、保溫試驗，其結(jié)果如表2。

表2 機車打溫時油、水溫度上升速率

上述試驗表明：

第一，打溫裝置參與工作時較啟機打溫的升溫速率均高，即：升溫快、打溫時間短。

第二，在試驗打溫裝置的性能時，我們將另外一臺停留機車0082號做油耗對比試驗。

0095機車試驗共16.5h，油耗85L，換算為66kg,其單耗為4kg/h，而另一臺0082號機車也同時試驗16.5h,耗油512L，換算為435kg，其單耗為26.4kg/h。對比之下，可以看出打溫裝置工作使打溫油耗降低了85%，考慮到機車狀態(tài)不同，其油耗也可降低60%以上。

5 結(jié)論

經(jīng)過對兩個機務(wù)段配屬內(nèi)燃機車的打溫試驗，及該裝置的運用效果可得出以下結(jié)論：

第一，該裝置由于結(jié)構(gòu)簡單，在原預(yù)熱爐的接口上裝接，使安裝調(diào)試達到了最簡單的程度，便于機務(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，是改善機車打溫現(xiàn)狀，最大節(jié)約打溫能源的有效措施。