1內燃機車能耗分析

內燃機車對能源資源的消耗主要體現(xiàn)在燃油消耗上,一般來講,常作為核算運輸成本重要指標的機車單位油耗量是最能客觀反映機車燃油消耗情況的,它是以機車牽引每萬噸公里為單位來核算燃油消耗量的,是鐵路機務專屬經(jīng)濟指標。就當前鐵路運輸所承擔的業(yè)務量情況來看,貨物運輸量占總運量的比重很大,因此對于不產(chǎn)生萬噸公里燃油消耗量的運輸工種,尤其是單機運行、調車操作和有動力?？康缺灰暈檩o助作業(yè)的工種,在對機車能源消耗進行綜合考核評價時是另外計算的。機車單位油耗計算公式如下:

式中,E為總油耗量(kg):Ey為機車牽引運行時的油耗量(kg):Eo為機車處于惰行、站停狀態(tài)以及完成空氣制動做功所消耗燃油的總量(kg):Ed為機車進行電阻制動做功所消耗的燃油量(kg):Et為機車進行出入段以及單機作業(yè)和途中調車過程中所耗燃油的總量(kg):ey為機車牽引運行過程中(柴油機局部荷載)單位時間內的油耗量(kg/min):eo為機車處于惰行、站停(柴油機空轉)情況下單位時間內的油耗量(kg/min):ed為機車完成電阻制動做功單位時間內所用的燃油量(kg/min):t為各工況總運行時間(min):G為機車牽引總重(t):L為機車牽引路程(km)。

2影響機車能耗的主要因素

2.1機車牽引重量

機車牽引重車列車運行情況下,當時速固定不變,其承受基本阻力也趨于穩(wěn)定時,相比之下,牽引總重大的,用到的牽引手柄級位更高,機車自重與列車總重比值更小,機車的油耗就更低。即當列車運行時速固定不變時,機車單位油耗會隨著牽引總重的增大而減小。

2.2柴油機燃油消耗率

在牽引總重、區(qū)段、機車操縱和各停時一定的情況下,柴油機燃油消耗率對機車單位油耗有著最直接的影響,柴油機燃油消耗率越高,機車單位油耗量越大。

2.3運行速度

以列車運行時所受的基本阻力來推算,柴油機低轉速運轉時其輸出功率較小的情況下,機車的牽引力也小,此時列車運行處于較慢狀態(tài),承受的阻力因而更小一些,這樣牽引運行同樣長度的路段為克服基本阻力的做功就會越少,機車能耗也顯然更低。表l為DF8Bl型機車牽引4000t重貨列車勻速運行時各項數(shù)據(jù)統(tǒng)計表。

根據(jù)表1數(shù)據(jù)可以大體得出以下結論:

(1)機車運行速度相同的情況下,機車單位油耗隨著坡度的上升而增加:

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

(3)機車運行在下坡坡道時,機車油耗量是同運行速度一同上升的,反過來說,在此條件下,牽引手柄的級位和機車運行速度低的狀態(tài)更節(jié)省油耗。

2.4運輸效率

運輸效率指標包括日車公里、中停時、本站停留時間、外站停留時間、單機走行公里、機外停車次數(shù)、欠重列車、平牽、特殊前行次數(shù)等方面應達到的合理量值。越好地執(zhí)行和遵守這些運行組織上的效率指標,機車單位能耗越低。雖然在鐵路運輸過程中,停站、出入段作業(yè)、途中調車等一般被視為輔助性作業(yè),并不會產(chǎn)生萬噸公里的油耗,但這部分的運行效率也與內燃機車整體油耗有著莫大關系,優(yōu)化組織,合理調整這些作業(yè)的方式和時間是降低檢修成本、降低燃油消耗的重要因素。因此,運輸?shù)慕M織管理水平直接關系到機車的效能發(fā)揮,也直接影響著機車的能耗水平。

3降低機車能耗的措施

為盡可能降低機車能耗支出,減輕鐵路企業(yè)成本壓力,應當在保證運輸服務功能和質量的前提下,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)能管理及獎懲制度,建議采取按月單耗包保的方式,按相應管理的機車交路、牽引機型以及牽引定數(shù)的規(guī)律性變化,合理制定各路段機車的單耗考核指標,以此形成明確的獎懲措施,并采取有效的監(jiān)督方式確保制度落實。

(2)合理規(guī)劃車型及線路,充分考慮機車的各方面性能,根據(jù)線路和貨流情況,在相同條件下優(yōu)選經(jīng)濟性能好的機車類型,確保"車、線"組合的最佳搭配。同時優(yōu)化機車的運行組織,盡量避免單機出車,禁止機外停車,以提高直達列車的運行效率,盡量減少機車隨列車長時間等線的情況,進而減少無效運輸,杜絕能耗的隱性浪費。

(3)發(fā)展電氣化鐵路,在有條件的區(qū)段大力推進電力牽引代替內燃機牽引的鐵路運輸模式,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,提升鐵路運輸?shù)默F(xiàn)代化水平,同時達到節(jié)能降耗的目的。

3.2在推進節(jié)能技術方面

(1)加裝改良的管控設備,可加裝智能電表和油耗儀器等,科學管控和指導工作人員的相關操作,并對能耗指標做出準確的數(shù)據(jù)統(tǒng)計,為準確分析和評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降低柴油凝點,以利用其化學反應原理降低油耗。

4結語

鐵路運輸作為國民經(jīng)濟的大動脈,是我國能源資源消耗的行業(yè)大戶,內燃機車作為其最核心的功能供給部分,也是其能源消耗的主導方面,因此在保證其功能的前提下,努力降低內燃機車油耗,對于節(jié)約運輸成本,促進鐵路運輸?shù)目沙掷m(xù)發(fā)展具有重要意義。