对内燃机车用高强化柴油机的发展前景探讨-...有强大能量,可加强气势,带给人积极旺盛的企心、冲劲、胆识,...
王豪
[摘 要]自内燃机车问世以来，一直面临着重载货物的运输力提升以及客运列车速度的加快等问题，在此种背景下，需要对柴油机的功率等级进行提高。本文根据以往工作经验，对内燃机车用高强化柴油机存在的问题进行总结，并从燃油消耗量的降低、高强化柴油机使用寿命的延长、高强化柴油机有害物质排放量的降低、关键部件的消化吸收四方面，论述了内燃机车用高强化柴油机的发展前景。
[关键词]内燃机车；高强化柴油机；有害物质的排放
中图分类号：U231.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0274-01
前言：
随着科技的不断发展，新的机车技术改革也越来越深入，内燃机以高效性、清洁性等特点，逐渐取代了蒸汽机车，成为了20世纪的铁路运输新载体。内燃机车主要以内燃机为机车原动力，并利用传动装置驱动机车车轮。目前，柴油内燃机是我国铁路运输的主要动力来源，可直接将热能转化成机械能，并根据机车的牵引特性，对机械能进行选择性转化。
1. 内燃机车用高强化柴油机存在的问题
在内燃机车中加入高强化柴油机的优势十分明显，这也代表着机车装载能力能够得到进一步提升，在运行速度上也能得到有效改善，并带动人类整体的动力革命更进一步。但在实际研究和使用过程中，柴油机本身还存在很多结构问题急需解决。在实践过程中，高强化柴油机的应用依然与中速柴油机存在很大区别，致使全世界主流的生产厂家仍然以中速柴油机的生产为主。高强度柴油机在运转速度上得到了明显提升，促使活塞的平均运行速度加快，这也使得机油的消耗量大大增加，不仅缩短了高强化柴油机的使用寿命，在运行成本上也需要进行更多投入。站在另一个角度来说，高强化柴油机在结构组成上也存在很多问题，一旦这些问题得到解决，高强化柴油机的自身负担又会进一步加大。最后，由于高强化柴油机自身结构十分复杂，制造功率也很大，在曲轴、主轴瓦等重要部件的制作上也需要花费更多精力。由于上述问题的存在，影响了高强化柴油机在实际生产过程中的应用。
2.内燃机车用高强化柴油机的发展前景
从2004年开始，我国启动了《中长期铁路网规划》，在2008年对该项规划又进行了进一步调整，这对于我国铁路行业的发展具有十分重要的意义。为了响应国家铁路网的进一步扩增，我国铁道部通过先进技术的引进和联合设计生产，为高强化柴油机的发展制定了总体方针。
2.1燃油消耗量的降低
总的来看，我国目前所使用的内燃机车用柴油机的平均油耗大于208g/kW·h，与国际上公布的高强化先进水准仍存在很大差距，这也要求我国在高强化柴油机技术研发上做进一步创新。相关学术界一直有这样一个设想，对高强化柴油机燃烧室中的空气进行扰流，并对燃烧室的形状进行更改，从而实现燃烧室空气冲量的有效优化；在供气参数调整过程中，可将最大循环压力进行调整，以180Pa为标准进行提升。在供油参数和供气参数的选择上，可将控制研究作为研究基础，以此来提升参数选择的科学性和合理性。另外，在混合气体形成过程之中，可对部分活塞形成进行加大，这也是实现燃油消耗量降低的有效方式之一[1]。
2.2高强化柴油机使用寿命的延长
目前，我国已经基本实现了诊断设备的制造和引进，帮助研究人员将计划修转变成实际的状态修，将高强化柴油机的使用寿命进行不断延长，从而实现运营费用的有效降低。另外，在机油的选择上，可以对新型机油进行研究和使用，在实际操作过程中需要确保新型机油具有较强的清洁特性，并加装滤清器，保证机油在使用之前得到充分过滤。另外，在新型材料的使用和选择过程中，设计人员需要保证主轴以及连杆轴承等承载力获得提升，这对于高强化柴油机使用寿命的延长具有很强的帮助作用。例如，研究人员可将高强化柴油机与普通柴油机之间的联系进行总结，在使用时，普通柴油机不能在起到之后便立即进入全负荷工作状态，也不能在全负荷工作之后立即停机，容易导致柴油机中的温度无法散失出去。在高强化柴油机使用时也应该注意这一点，避免使用寿命受到影响。
2.3高强化柴油机有害物质排放量的降低
不可否认的是，我国在内燃机车用柴油机排放问题认识上存在明显不足，与很多欧洲国家相比依然存在很大差距。在最近几年的发展过程中，我国在节能减排方面出台了很多新的规定，并取得了很大成效。根据我国现行的《内燃机车用柴油机技术》标准，在冷却水等方面的排放指标要求已经和发达国家近乎持平。另外，在氮氧化物和微粒等污染物的排放上，我国柴油机的机内净化和机外净化能力也得到了不断提升，并对国际新技术发展和标准提升了关注程度，并依据我国实际国情对技术进行合理改造，做到将高强化柴油机全面应用在内燃机车运输工作当中，为我国整体经济发展提供基础条件[2]。
2.4关键部件的消化吸收
在高强化柴油机使用过程中，对可靠性和可维修程度的要求较高，这也会促使机车柴油机朝着模块化生产和设计方向发展。尤其是在新技術实现应用时，便会在相关企业之中迅速流行起来。例如，在高强化柴油机涡轮增压器设计过程中，将无水冷出气壳应用其中，这也导致ABB、TPL等增压器设计均出现了无水冷涡轮出气壳。这种涡轮出气壳等整体改进，不但有利于提升涡轮的工作效率，还会降低涡轮出气壳整体的铸造成本。另外，随着全寿命周期成本概念的提出，高强化柴油机在设计阶段的可靠性和可维修性也会得到相应提升。与此同时，还可以对预测设计等先进技术进行应用，缩短研究周期和费用。
总结：综上所述，在未来高强化柴油机的设计要求需要以转速、发动机负荷以及柴油机各项系统的优化为主题，对其核心系统进行现代化建设。与此同时，在研究过程中，设计人员还要注重数据的平衡和整理，利用先进技术的有效使用，实现我国高强化柴油机在内燃机车中的全面应用，从而带动我国经济实现可持续发展。
参考文献
[1] 李向荣，周海琴，万远亮.柴油机双卷流燃烧室内外室燃油匹配分析[J].农业工程学报，2016，32（20）：70-76.
[2] 谷芳，吴华杰，崔国起.发动机缸盖凹面结构对过冷沸腾影响的可视化实验研究[J].汽车工程，2015，37（11）：1246-1252.
