内燃机车能耗影响因素研究

1内燃机车能耗分析

内燃机车对能源资源的消耗主要体现在燃油消耗上,一般来讲,常作为核算运输成本重要指标的机车单位油耗量是最能客观反映机车燃油消耗情况的,它是以机车牵引每万吨公里为单位来核算燃油消耗量的,是铁路机务专属经济指标。就当前铁路运输所承担的业务量情况来看,货物运输量占总运量的比重很大,因此对于不产生万吨公里燃油消耗量的运输工种,尤其是单机运行、调车操作和有动力停靠等被视为辅助作业的工种,在对机车能源消耗进行综合考核评价时是另外计算的。机车单位油耗计算公式如下:

式中,E为总油耗量(kg):Ey为机车牵引运行时的油耗量(kg):Eo为机车处于惰行、站停状态以及完成空气制动做功所消耗燃油的总量(kg):Ed为机车进行电阻制动做功所消耗的燃油量(kg):Et为机车进行出入段以及单机作业和途中调车过程中所耗燃油的总量(kg):ey为机车牵引运行过程中(柴油机局部荷载)单位时间内的油耗量(kg/min):eo为机车处于惰行、站停(柴油机空转)情况下单位时间内的油耗量(kg/min):ed为机车完成电阻制动做功单位时间内所用的燃油量(kg/min):t为各工况总运行时间(min):G为机车牵引总重(t):L为机车牵引路程(km)。

2影响机车能耗的主要因素

2.1机车牵引重量

机车牵引重车列车运行情况下,当时速固定不变,其承受基本阻力也趋于稳定时,相比之下,牵引总重大的,用到的牵引手柄级位更高,机车自重与列车总重比值更小,机车的油耗就更低。即当列车运行时速固定不变时,机车单位油耗会随着牵引总重的增大而减小。

2.2柴油机燃油消耗率

在牵引总重、区段、机车操纵和各停时一定的情况下,柴油机燃油消耗率对机车单位油耗有着最直接的影响,柴油机燃油消耗率越高,机车单位油耗量越大。

2.3运行速度

以列车运行时所受的基本阻力来推算,柴油机低转速运转时其输出功率较小的情况下,机车的牵引力也小,此时列车运行处于较慢状态,承受的阻力因而更小一些,这样牵引运行同样长度的路段为克服基本阻力的做功就会越少,机车能耗也显然更低。表l为DF8Bl型机车牵引4000t重货列车匀速运行时各项数据统计表。

根据表1数据可以大体得出以下结论:

(1)机车运行速度相同的情况下,机车单位油耗随着坡度的上升而增加:

(2)机车运行在上坡坡道时,机车油耗量先是随着运行提速而迅速下降,后转为缓慢增加,并且坡度越大这种规律越明显,在这一过程中,列车油耗的最低值出现在运行时速为30~45km/h的某一时刻,并且所处坡度越大,这一数值越低:

(3)机车运行在下坡坡道时,机车油耗量是同运行速度一同上升的,反过来说,在此条件下,牵引手柄的级位和机车运行速度低的状态更节省油耗。

2.4运输效率

运输效率指标包括日车公里、中停时、本站停留时间、外站停留时间、单机走行公里、机外停车次数、欠重列车、平牵、特殊前行次数等方面应达到的合理量值。越好地执行和遵守这些运行组织上的效率指标,机车单位能耗越低。虽然在铁路运输过程中,停站、出入段作业、途中调车等一般被视为辅助性作业,并不会产生万吨公里的油耗,但这部分的运行效率也与内燃机车整体油耗有着莫大关系,优化组织,合理调整这些作业的方式和时间是降低检修成本、降低燃油消耗的重要因素。因此,运输的组织管理水平直接关系到机车的效能发挥,也直接影响着机车的能耗水平。

3降低机车能耗的措施

为尽可能降低机车能耗支出,减轻铁路企业成本压力,应当在保证运输服务功能和质量的前提下,做好以下几方面的节能工作:

3.1在管理体制和方法方面

(1)制定完善的节能管理及奖惩制度,建议采取按月单耗包保的方式,按相应管理的机车交路、牵引机型以及牵引定数的规律性变化,合理制定各路段机车的单耗考核指标,以此形成明确的奖惩措施,并采取有效的监督方式确保制度落实。

(2)合理规划车型及线路,充分考虑机车的各方面性能,根据线路和货流情况,在相同条件下优选经济性能好的机车类型,确保"车、线"组合的最佳搭配。同时优化机车的运行组织,尽量避免单机出车,禁止机外停车,以提高直达列车的运行效率,尽量减少机车随列车长时间等线的情况,进而减少无效运输,杜绝能耗的隐性浪费。

(3)发展电气化铁路,在有条件的区段大力推进电力牵引代替内燃机牵引的铁路运输模式,利用电力牵引特有的功率大、速度快、能耗低、效率高且更环保的优点,提升铁路运输的现代化水平,同时达到节能降耗的目的。

3.2在推进节能技术方面

(1)加装改良的管控设备,可加装智能电表和油耗仪器等,科学管控和指导工作人员的相关操作,并对能耗指标做出准确的数据统计,为准确分析和评估能耗提供可靠依据。

(2)使用柴油降凝剂,冬季可采用在柴油中加入适量降凝剂的方法来降低柴油凝点,以利用其化学反应原理降低油耗。

4结语

铁路运输作为国民经济的大动脉,是我国能源资源消耗的行业大户,内燃机车作为其最核心的功能供给部分,也是其能源消耗的主导方面,因此在保证其功能的前提下,努力降低内燃机车油耗,对于节约运输成本,促进铁路运输的可持续发展具有重要意义。