內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)與節(jié)能措施分析

吳嘉琪

摘要：隨著全球化體系的不斷發(fā)展和深入，將可持續(xù)發(fā)展作為整體發(fā)展目標(biāo)一直是我國的主要發(fā)展計劃，所以，我們國家有關(guān)能源的相關(guān)問題，一直都是我國在發(fā)展中非常關(guān)注的一個重要問題。我國大部分的能源主要還是來自于煤礦、石油等，這些能源在短時間之內(nèi)都是不可能再生的能源。其中利用化石能源最典型的就是在第二次的工業(yè)革命之后被發(fā)明出來的蒸汽機(jī)。人類的工業(yè)之所以可以發(fā)展到現(xiàn)在這一盛況，內(nèi)燃機(jī)有著非常重要的推動作用。本篇文章從內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)與節(jié)能措施分析入手，闡述了我國內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，分析了幾點內(nèi)燃機(jī)車節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)車;柴油機(jī);內(nèi)燃機(jī);節(jié)能措施;深入分析

中圖分類號：TQ1? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2020）24-0191-02

0? 引言

從現(xiàn)階段的發(fā)展情況來看，我國是屬于能源消耗方面的大國，不論是輕工業(yè)還是重工業(yè)，每天消耗的能源都是一筆非常巨大的天文數(shù)字，作為發(fā)展的主要組成部分——運(yùn)輸業(yè)，其每天消耗的能源更是非?？捎^的，這其中內(nèi)燃機(jī)車的實際燃料使用量更是非常的驚人，與西方一些發(fā)達(dá)國家相比較我國的內(nèi)燃機(jī)車在燃料使用上仍然是非常巨大的，由此帶來的能源方面危機(jī)也是我國現(xiàn)階段發(fā)展必須要考慮的問題之一。內(nèi)燃機(jī)車在我國一共可以分為兩種，即燃油內(nèi)燃機(jī)車和燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)車，而作為企業(yè)專用的一些內(nèi)燃機(jī)車的燃料則普遍都是以柴油為主。正是因為這樣，能源的節(jié)約就可以從這一方面入手，進(jìn)行有針對性的節(jié)能措施施展。

1? 我國內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

內(nèi)燃機(jī)車主要是指以內(nèi)燃機(jī)作為主要動力的機(jī)車，是各種機(jī)車中綜合效率非常高的一種[1]。其也因為整體整合和裝備的時間比較短，可以持續(xù)工作的時間比較長，非常適合用在長交路上;也因為其實際的用水量比較少，是非常適合一些比較缺水的地區(qū)使用的;但是其雖然在建設(shè)初期的資金投入雖然比較少，但是其對大氣環(huán)境和整體環(huán)境的污染確是非常嚴(yán)重的。

經(jīng)過較長時間的發(fā)展，我國在內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)發(fā)展上已經(jīng)較比之前有了較大程度的發(fā)展。直到20世紀(jì)初期，能夠代表我國內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)水準(zhǔn)的機(jī)車型號有DF11型的客運(yùn)機(jī)車、DF8B型的貨運(yùn)機(jī)車、DF4D型的貨運(yùn)及客運(yùn)的機(jī)車。這些機(jī)車所使用的傳動方式都是由交流向直流轉(zhuǎn)變的傳動方式，與現(xiàn)階段世界上的領(lǐng)先水平向比較，還是有一定的差距的。我國在內(nèi)燃機(jī)車方面的發(fā)展，實際上是面臨著以下幾點挑戰(zhàn)的：

首先，隨著我國飛速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，鐵路這一主要的經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)事業(yè)也在不斷加快其電氣化的速度，這就使得內(nèi)燃機(jī)車面臨了更加多樣化和復(fù)雜化的挑戰(zhàn)，也從另一方面促使內(nèi)燃機(jī)車要努力研發(fā)出更多更加有針對性和高效性的機(jī)車型號，才可以充分滿足現(xiàn)代化非電化的干線或者非干線的客運(yùn)及貨運(yùn)在運(yùn)輸方面的需求[2]。

其次，內(nèi)燃機(jī)車在實際研發(fā)中也要注意在性能上也要適應(yīng)現(xiàn)代化的高速運(yùn)輸和重載運(yùn)輸方面的需求?，F(xiàn)階段，我國實際運(yùn)行速度在兩百千米一小時以上的機(jī)車組基本上都是電動車組，而采用非電氣化的鐵路客運(yùn)在提速前提下最高速度也沒有超過兩百千米一小時，這就要求相關(guān)工作人員要研發(fā)出適用于高速運(yùn)輸?shù)目瓦\(yùn)用內(nèi)燃機(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車組。且我國的現(xiàn)實情況是，基本上能夠運(yùn)輸萬噸以上的重載列車都是運(yùn)煤所用的專項線路，且其使用的也都是電力牽引的方式。實際使用內(nèi)燃機(jī)為牽引的重載列車普遍情況下不會超過五千噸到六千噸，這就要求內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)在實際開發(fā)上也要考慮適合于貨運(yùn)的內(nèi)燃機(jī)車。

最后，內(nèi)燃機(jī)車的在實際技術(shù)的運(yùn)用方面也要加大使用交流傳動技術(shù)、微型電子技術(shù)、結(jié)構(gòu)技術(shù)、行走技術(shù)、列車供電技術(shù)等多方面技術(shù)，以使國內(nèi)的有關(guān)內(nèi)燃機(jī)車的技術(shù)可以達(dá)到國際上的領(lǐng)先水平，以此來滿足我國對于內(nèi)燃機(jī)車的實際使用需求，在提升機(jī)車的實際經(jīng)濟(jì)性和使用性的同時，提升機(jī)車的可靠性和耐久性。

2? 內(nèi)燃機(jī)車節(jié)能措施研究

我國現(xiàn)階段實際使用的列車基本上使用的都是柴油機(jī)，且也都將柴油機(jī)作為重要的動力裝置。因此，深入研究柴油機(jī)的節(jié)能措施，對于內(nèi)燃機(jī)車的節(jié)能來講有著非凡的意義[3]。柴油機(jī)更是一種在我國現(xiàn)階段多個領(lǐng)域中的通用動力裝置，其在多種類型的車輛上、船舶上級各種農(nóng)用設(shè)備中都使用的非常普遍，因此，深入研究柴油機(jī)的節(jié)能措施，是有著非常廣泛的內(nèi)涵的。柴油機(jī)在節(jié)能方向上的主要措施就是在其實際燃燒中找到最適合的節(jié)能方式，這樣的節(jié)能措施不僅可以提升柴油機(jī)的實際工作效率，也決定了柴油機(jī)在排放方面的能效。

柴油機(jī)這種動力裝置在我國的諸多領(lǐng)域中的使用都是非常廣泛的。究其原因，就是因為在眾多的動力設(shè)備中，柴油機(jī)的整體“性價比”是最高的，不僅適應(yīng)性強(qiáng)，還具有實際可以使用的范圍相較其他動力裝置也比較寬泛、實際動力也比較強(qiáng)勁等諸多的優(yōu)點，而在我國的工業(yè)發(fā)展中長盛不衰。也是因為其實際的適用范圍非常管廣泛、以柴油機(jī)為主的動力裝置在數(shù)量上和品種上也是多種多樣的。因此，柴油機(jī)的節(jié)能措施研究在我國現(xiàn)階段的關(guān)注程度也是非常高的。我國也針對這一現(xiàn)象研究出了種類繁多的節(jié)油裝置，這些裝置在相應(yīng)的領(lǐng)域中也發(fā)揮了非常大的作用。例如，一種使用磁化效應(yīng)的節(jié)油裝置，這種裝置實際上可以節(jié)省柴油機(jī)的油耗約大約5%到10%左右，降低機(jī)車的各類廢氣排放40%左右。尤其是對于運(yùn)行中的柴油機(jī)，使用此種節(jié)油裝置的節(jié)油效果更是非常顯著的，整體上可以節(jié)油6%左右。

還有一種現(xiàn)階段使用非常廣泛的節(jié)能措施就是，在柴油機(jī)的油料也就是柴油中添加一些化學(xué)添加劑，以從根本上提升柴油機(jī)的實際節(jié)油效率，并在有效改善此種工作狀態(tài)的同時，節(jié)省大量能源[4]?，F(xiàn)階段，根據(jù)這一理念開發(fā)并生產(chǎn)且在市場中銷售的添加劑是有著非常多品種的，每個品種也都有著其獨(dú)特的功效。

實際上柴油機(jī)的工作方式合格工作條件是非常復(fù)雜的，實際會涉及到柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)、制作工藝、運(yùn)行方式等多個方面的問題。而從柴油機(jī)的工作原理來看，針對柴油機(jī)的節(jié)油措施可以從以下幾個方面進(jìn)行節(jié)油措施的實施：一是有效增加柴油機(jī)在供氧方面的比例，讓柴油燃料和氧氣之間的比例呈最節(jié)油的方式，使得柴油燃料可以得到充分的燃燒;二是對柴油燃料的分子進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，以從本質(zhì)上提升內(nèi)燃機(jī)車在動力裝置上的工作效率;三是人為的控制柴油量的供給程度，讓內(nèi)燃機(jī)車時刻保持最佳的供油量，減少尾氣中污染物質(zhì)的排放量。以上這些節(jié)能措施的最終目的都是在提升柴油機(jī)的實際工作效率的同時，降低柴油機(jī)的實際耗油量，并減少尾氣中污染物排放的方式[5]。

現(xiàn)階段主要進(jìn)行深入研究的柴油機(jī)節(jié)油技術(shù)主要有以下幾個方面：直噴渦輪增壓技術(shù)、乳化技術(shù)、燃燒室的清潔技術(shù)、尾氣排放技術(shù)及有效降低實際排放的共軌技術(shù)等。一些傳統(tǒng)的柴油機(jī)在加入了全新的現(xiàn)代化技術(shù)之后，尤其是在內(nèi)燃機(jī)車的尾氣排放方面，整體技術(shù)有了非常大的提升，也有效解決了柴油機(jī)車在尾氣排放中出現(xiàn)黑煙的問題。

由于內(nèi)燃機(jī)車所使用的柴油機(jī)從實際使用頻率上來講是非常通用的產(chǎn)品，在我國的工業(yè)諸多領(lǐng)域中都是有所涉及的，由于其實際的工作情況和工作情況是不同的，其實際的節(jié)能方式也是不一樣的。其中比較大型的柴油機(jī)在最初的結(jié)構(gòu)設(shè)計上采用了全新的節(jié)油和節(jié)能技術(shù)，以從源頭上降低柴油機(jī)的實際能效標(biāo)準(zhǔn);小型的柴油機(jī)則在人為操作上注意相關(guān)節(jié)能措施的使用和研發(fā)。

我國從開始使用以柴油機(jī)為主要動力裝置的內(nèi)燃機(jī)車到現(xiàn)在，已經(jīng)經(jīng)歷了50多年的歷史，也從一開始的仿造，在外國柴油機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行改良，到現(xiàn)在進(jìn)行自主改革和自主創(chuàng)新，并自主研發(fā)和制造現(xiàn)階段鐵路運(yùn)輸在高速和載重等等方面實際需求的機(jī)車柴油機(jī)[6]。其實際主要是以提升使用柴油機(jī)為主要動力裝置的內(nèi)燃機(jī)車的動力及實際運(yùn)行中的“性價比”，從而達(dá)到有效延長內(nèi)燃機(jī)車的階段性修理時間的最終目的。一直到21世紀(jì)前后，使用柴油機(jī)的內(nèi)燃機(jī)車為了能夠滿足實際的鐵路運(yùn)輸在提速和重載方面的實際需求，才根據(jù)需求的變動研發(fā)出了多種使用需求的內(nèi)燃機(jī)車。

內(nèi)燃機(jī)車所使用的柴油機(jī)在鐵路運(yùn)輸上是非常耗油的，每年大約要使用柴油五百萬噸以上。正是因為這樣，鐵路的內(nèi)燃機(jī)車節(jié)能關(guān)注點主要在柴油機(jī)的節(jié)能上。從內(nèi)燃機(jī)車的使用和發(fā)展整體角度來看，應(yīng)該逐漸減少使用內(nèi)燃機(jī)車的油料牽引方式，并逐漸增加使用電力牽引的形式;而從柴油機(jī)的使用層面上來看，要從其建造結(jié)構(gòu)方面及實際操作方面來增加柴油燃料的燃燒效率，并在柴油機(jī)的燃料中介入適量的添加劑，以協(xié)助柴油燃燒從而降低實際耗油量[7]。

為了讓使用柴油機(jī)做動力的內(nèi)燃機(jī)車可以朝著高效率、低油耗和長使用壽命方面發(fā)展，相關(guān)研究人員可以考慮從柴油機(jī)自身的燃油噴嘴這一設(shè)備進(jìn)行改良，讓這一設(shè)備有高噴射壓力，并讓其和原有的噴油嘴相比擁有較短的噴油持續(xù)時間，也讓其可以跟隨內(nèi)燃機(jī)車柴油機(jī)的實際工作情況和工作環(huán)境做出噴油量的調(diào)整，以切實提升噴油嘴的實際可靠性。與此同時，也要配合柴油機(jī)的相關(guān)方面來改進(jìn)和優(yōu)化相關(guān)節(jié)能措施，以徹底改善內(nèi)燃機(jī)車的實際燃油和實際消耗。

在實際的內(nèi)燃機(jī)車的柴油機(jī)的運(yùn)行中，相關(guān)部門也要實際采用一些磁化的節(jié)油方式。也就是將柴油進(jìn)行磁化的處理，讓柴油的實際黏度可以得到降低，讓烴分子的自由基可以通過氧化還原的反應(yīng)變大，進(jìn)而使得燃油可以得到充分的燃燒，從而降低尾氣排放中污染物質(zhì)的實際含量[8]。也可以在燃油中添加一些合理的添加劑，在提升燃燒程度的同時，防止積碳的狀況出現(xiàn)，不僅可以改善環(huán)境，還可以節(jié)約實際的燃油消耗。

3? 結(jié)束語

綜上所述，有關(guān)節(jié)能方面的相關(guān)問題一直是我國相關(guān)環(huán)境保護(hù)部門和能源部門重點關(guān)注的問題，其本質(zhì)就是為了可以有效的減少能源的浪費(fèi)，進(jìn)而找到更加優(yōu)化的方法去使用現(xiàn)有的能源，且盡量減少對環(huán)境的污染程度。內(nèi)燃機(jī)車的實際燃料作為當(dāng)前能源消耗的一個主要方向，是不可以被忽視的，且其在我國的鐵路交通運(yùn)輸上也是不可以被取代的一個重要部分，所以在這一方面的節(jié)能措施需要多方面進(jìn)行鼎力配合。需要有效減少火車的實際運(yùn)輸和排放的廢氣，也需要對火車中的相關(guān)燃料做出科學(xué)且合理的處理，為我國的能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)貢獻(xiàn)屬于自己的力量。

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