內(nèi)燃機(jī)車(chē)的新供油系統(tǒng)分析

劉芳

摘要：供油系統(tǒng)在內(nèi)燃機(jī)車(chē)占據(jù)著舉足輕重的地位，發(fā)揮著不可替代的作用。本文簡(jiǎn)單介紹了輸油泵的類(lèi)型，并對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行分析。在此基礎(chǔ)上，以供內(nèi)燃機(jī)車(chē)用的油箱加壓式供油系統(tǒng)為例，結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)，探究了此內(nèi)燃機(jī)車(chē)的新供油系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其有眾多優(yōu)勢(shì)，提出了一系列觀點(diǎn)，如此新供油系統(tǒng)能夠有效提高內(nèi)燃機(jī)車(chē)經(jīng)濟(jì)性，不用設(shè)置低壓油泵，表現(xiàn)了先進(jìn)性特征，具有良好性能，因此可對(duì)其進(jìn)行廣泛使用，為關(guān)注此類(lèi)話題的人們提供參考。

Abstract： Fuel supply system occupies a pivotal position in diesel locomotives and plays an irreplaceable role. This article briefly introduces the types of oil pumps and analyzes their characteristics. On this basis， taking the fuel tank pressurized fuel supply system for diesel locomotives as an example， combined with related experiments， explored the advantages of the new fuel supply system of this diesel locomotive， found that it has many advantages， and put forward a series of views. This new fuel supply system can effectively improve the economy of diesel locomotives. It does not need to be equipped with a low-pressure oil pump. It shows advanced features and has good performance. Therefore， it can be widely used to provide references for people who are concerned about such topics.

關(guān)鍵詞：內(nèi)燃機(jī)車(chē);輸油泵;新供油系統(tǒng);供油特性;低壓油泵

Key words： diesel locomotive;fuel transfer pump;new fuel supply system;fuel supply characteristics;low pressure fuel pump

中圖分類(lèi)號(hào)：TK403? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）01-0037-02

0? 引言

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)蒸蒸日上，內(nèi)燃機(jī)車(chē)作用日益凸顯。在內(nèi)燃機(jī)使用中，供油系統(tǒng)是其重要的支撐，系統(tǒng)性能是否完善直接關(guān)系著內(nèi)燃機(jī)車(chē)運(yùn)行水平。在此背景下，加強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)供油系統(tǒng)的研究顯得尤為重要，是新時(shí)代發(fā)展的需求。因此，在新形勢(shì)下，積極探索內(nèi)燃機(jī)車(chē)的新供油系統(tǒng)具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義，值得深思和探討。

1? 輸油泵的類(lèi)型分析

在內(nèi)燃機(jī)車(chē)運(yùn)行中，較為常見(jiàn)的輸油泵有兩種，一種為齒輪泵，另一種為由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的齒輪泵。前者在使用時(shí)，直接裝在柴油機(jī)上即可，其旋轉(zhuǎn)需要以曲軸為支撐[1]。后者需要發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的作用，其需要安裝在柴油機(jī)外部的共用底架上。其中電動(dòng)機(jī)型號(hào)為11的電動(dòng)機(jī)使用頻率是較高的，其電壓、功率和轉(zhuǎn)速分別為75V和110V、0.2-0.7kW、1350-2800r/min。

2? 內(nèi)燃機(jī)車(chē)的新供油系統(tǒng)探究

通過(guò)對(duì)上述兩種輸油泵的分析可知，第一種輸油泵的共油特性受到柴油機(jī)的影響，具體來(lái)說(shuō)是和曲軸的轉(zhuǎn)速息息相關(guān)，二者成正比，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)速較低時(shí)，共油特性下降[2]。而第二種輸油泵和第一種輸油泵有大的不同，其不會(huì)受柴油機(jī)的制約，所以呈現(xiàn)了固定性的特征，供油量不會(huì)受曲軸的變化而改變。相對(duì)來(lái)說(shuō)，獨(dú)立驅(qū)動(dòng)式輸油泵更具優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)其產(chǎn)生的壓力分析可知，最高達(dá)到了245-294kPa[3]。與此同時(shí)，在柴油機(jī)空轉(zhuǎn)工況的條件下，還有助于促進(jìn)燃油經(jīng)過(guò)高壓油泵集流而循環(huán)，能夠減少不必要的浪費(fèi)。

從供油系統(tǒng)的設(shè)備來(lái)看，調(diào)車(chē)內(nèi)燃機(jī)車(chē)、大功率干線內(nèi)燃機(jī)車(chē)二者之間并不存在較大的差異性。因此，在技術(shù)文獻(xiàn)中，綜合圖是該系統(tǒng)最主要的示意圖[4]。不管是工礦內(nèi)燃機(jī)車(chē)，還是調(diào)車(chē)內(nèi)燃機(jī)車(chē)，應(yīng)用的小功率采油機(jī)上采用的是比較特殊的供油系統(tǒng)，被稱(chēng)為堵頭式的系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅沒(méi)有進(jìn)行回流閥的設(shè)置，而且燃油回油箱的管路也有自己的方式，主要為從高壓油泵的低壓集流管返回。

通常情況下，被稱(chēng)為堵頭式的供油系統(tǒng)的油箱有兩個(gè)，其特點(diǎn)不同，所發(fā)揮的作用也具有差異性。其分別為儲(chǔ)備油箱和給油箱，前者主要是在整備作業(yè)時(shí)注滿(mǎn)油，后者直接連接柴油機(jī)。和給油箱相比，儲(chǔ)備油箱的容量是比較大的。在供油系統(tǒng)中，儲(chǔ)備油箱和給油箱的連接需要依托輔助輸油泵來(lái)實(shí)現(xiàn)，所以有必要對(duì)該輸油泵加以重視。小功率內(nèi)燃機(jī)溢油容器作用為收納從噴油器來(lái)的臟污燃油，同時(shí)高壓油泵來(lái)的臟污燃油也可以進(jìn)入其中。

當(dāng)油泵出現(xiàn)故障時(shí)，也不會(huì)立刻阻止柴油機(jī)運(yùn)行，主要是因?yàn)槠淠軌蛟凇拔搿钡墓r下開(kāi)展相關(guān)工作。一般來(lái)說(shuō)，在出油閥關(guān)閉的情況下，且高壓油泵的柱塞向下運(yùn)動(dòng)的條件下，會(huì)使得真空形成于柱塞的上部腔室內(nèi)，為抽油工作進(jìn)行奠定了良好基礎(chǔ)[5]。如，在停止供油孔打開(kāi)時(shí)就可實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。但是，要想對(duì)柱塞上部腔室完全充油是無(wú)法做到的。從中可見(jiàn)，無(wú)論是柴油機(jī)功率還是循環(huán)供油量都會(huì)受到限制，所以若是出現(xiàn)上述情況，最好不要進(jìn)行柴油機(jī)的使用。

在眾多系統(tǒng)中，還存在能夠用壓縮空氣從油箱中壓油的系統(tǒng)，其多數(shù)都會(huì)運(yùn)用在航空工業(yè)。很多相關(guān)研究者將該種供油的形式叫做燃料加壓法，此種方法有著自身的特性，在很多領(lǐng)域都得到了運(yùn)用，并取得了較為理想的應(yīng)用成果。例如，在飛機(jī)上，運(yùn)用這種方式，以懸掛油箱為主，科學(xué)合理的向主給油箱中進(jìn)行壓油。

針對(duì)于L21A型雙缸柴油機(jī)，有做相關(guān)的試驗(yàn)。如，在莫斯科鐵道學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中就進(jìn)行了相關(guān)研究。在該過(guò)程中，分別設(shè)計(jì)了試驗(yàn)型供油系統(tǒng)示意圖和批量生產(chǎn)型供油系統(tǒng)示意圖，密封油箱和氣動(dòng)系統(tǒng)相連接。在該系統(tǒng)中，空氣壓力在某種條件下是可調(diào)節(jié)的，其中可調(diào)節(jié)的范圍是0-382kPa。在相應(yīng)精濾器和粗濾器的支撐下，會(huì)促使燃油從密封油箱被壓向分配式型高壓油泵。在此基礎(chǔ)上，會(huì)對(duì)燃油產(chǎn)生影響，將其送往噴油嘴。另外，會(huì)存在部分滲漏的燃油，其進(jìn)入到相應(yīng)的開(kāi)式容器中，并且其所融入的容器會(huì)與相應(yīng)的密封油箱相連接。

通過(guò)和基本系統(tǒng)對(duì)比和分析，能夠探尋到二者的不同之處。此處會(huì)存在不工作的輸油泵。其帶偏心輪，呈現(xiàn)了活塞式的特征。燃油密度、泵軸轉(zhuǎn)速、背壓分別為0.83t/m3、800r/min、147kPa。壓力表在壓縮空氣的壓力控制中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，可對(duì)其進(jìn)行有效的控制，進(jìn)而減少柴油機(jī)在注油口關(guān)閉不嚴(yán)實(shí)問(wèn)題發(fā)生的可能性，并且也可避免主油箱中存有壓縮空氣，但有閥打不開(kāi)現(xiàn)象的出現(xiàn)[6]。

壓集流管、全密封式油箱、濾清器、供油管路等是供內(nèi)燃機(jī)車(chē)用的燃油箱加壓的燃油系統(tǒng)重要的構(gòu)成部分。在低壓集流管中，會(huì)有燃油流出，其借助高壓流泵流出，最終到達(dá)噴油嘴。在噴油嘴中會(huì)存在燃油滲漏的情況，而溢油集油管會(huì)其進(jìn)行收納，在這一過(guò)程中，還會(huì)沿管路經(jīng)過(guò)止回閥，最終會(huì)進(jìn)入輔助密封容器。此容器會(huì)和油箱連接。需要注意的是，二者連接需要借助管路和溢油分配閥。要想在低壓供油系統(tǒng)中促使油頭形成，應(yīng)該全面發(fā)揮回流閥的作用。

在氣動(dòng)系統(tǒng)中，也存在多個(gè)部分。例如，高壓減壓閥、供油控制分配閥、主風(fēng)缸、應(yīng)急開(kāi)關(guān)、低壓減壓閥等等。每部分都不可缺少，都有屬于自己的特點(diǎn)和價(jià)值。為了促使空氣壓力降低，則需要注重發(fā)揮低壓減壓閥的作用。在本實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)對(duì)其運(yùn)用，之前的空氣壓力為784-882kPa，經(jīng)過(guò)降壓之后，壓力為245-294kPa。溢油分配閥和油位繼電器是相連接的，在應(yīng)急開(kāi)關(guān)上可結(jié)合實(shí)際情況與要求，合理的進(jìn)行手動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的設(shè)置。

內(nèi)燃機(jī)車(chē)的整備作業(yè)的開(kāi)展，主要是遵循著一般程序。在實(shí)際作業(yè)中，燃油最終流經(jīng)油箱。在實(shí)驗(yàn)中，將外部吸入壓縮空氣接頭設(shè)置在注油口內(nèi)，壓力表在系統(tǒng)運(yùn)行中表現(xiàn)了良好的控制性能，所以可運(yùn)用其控制供油系統(tǒng)工作。對(duì)于低壓集流管中燃油壓力的測(cè)定工作，也需要依靠與之相適應(yīng)的壓力表來(lái)實(shí)現(xiàn)。

該系統(tǒng)依照以下方式工作。在“工作”位上，需要放設(shè)應(yīng)急開(kāi)關(guān)的手把。與此同時(shí)，還需要接通供油控制分配閥，以便促使柴油機(jī)良好啟動(dòng)。在該情況下，在內(nèi)燃機(jī)車(chē)主風(fēng)缸中，會(huì)有空氣出來(lái)，其經(jīng)過(guò)多個(gè)區(qū)位，最終進(jìn)入油箱的燃油上部腔室[7]。例如，會(huì)經(jīng)過(guò)供油控制分配閥、低壓減壓閥等等。壓縮空氣對(duì)燃油產(chǎn)生的影響是重大的，可形成彈性作用，能夠?qū)⑵鋽D入到供油管路，最后在有效運(yùn)用過(guò)濾清器之后，有助于將燃油送入到低壓集流管。此時(shí)，柴油機(jī)應(yīng)該處于較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)當(dāng)中，排出工作的實(shí)現(xiàn)需要通氣機(jī)的支持。除此之外，噴油器、回流閥等會(huì)存在部分滲漏的柴油，其會(huì)進(jìn)入到溢油集流管，在止回閥作用下，又能夠達(dá)到輔助密封容器。當(dāng)此容器充油的情況下，燃油上部的腔室還會(huì)和大氣相通。若是充油量達(dá)到一定程度，油位繼電器也會(huì)和溢油分配閥接通。

空氣會(huì)從主風(fēng)缸出來(lái)，在其流通中，溢油分配閥、高壓減壓閥是其必經(jīng)之處，最終會(huì)進(jìn)入輔助容器的燃油上部腔室。在這一程序運(yùn)行中，會(huì)將燃油擠入管路，甚至是擠入油箱。究其原因可知，輔助容器的燃油上部腔室內(nèi)的空氣壓力到達(dá)了一定程度，和空氣壓力相比較，其是比較高的，所以能夠完成上述操作。在柴油機(jī)常規(guī)停機(jī)情況下，會(huì)致使供油控制分配閥被切斷，有助于促使燃油上部腔室和大氣相通[8]。通過(guò)觀察集流管內(nèi)的燃油壓力，如果其處于下降的缺失，會(huì)使得柴油機(jī)停機(jī)。在該方面，應(yīng)該做到具體問(wèn)題具體分析，在必要的現(xiàn)狀之下，應(yīng)該注重對(duì)應(yīng)急開(kāi)關(guān)的使用和調(diào)整，以便快速達(dá)到柴油機(jī)停機(jī)的目的。例如，在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，若是供油控制分配閥發(fā)生故障，難以確保良好的性能，那么應(yīng)做好應(yīng)急開(kāi)關(guān)的使用工作，將其手把轉(zhuǎn)到“?！蔽?，通過(guò)這一操作，能夠讓柴油機(jī)停機(jī)。在柴油機(jī)運(yùn)行中，如果出現(xiàn)故障，則需要將應(yīng)急開(kāi)關(guān)手把轉(zhuǎn)到其他位置，也就是故障工作位，以便促使輔助容器和油箱之間的閥處于關(guān)閉的狀態(tài)。

3? 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，科技環(huán)境下，內(nèi)燃機(jī)車(chē)的供油系統(tǒng)層出不窮，呈現(xiàn)了多種多樣的特征。其中，堵頭式低壓系統(tǒng)就是最重要的一種，不僅安裝較為便捷，而且將其運(yùn)用在內(nèi)燃機(jī)車(chē)上，不用消耗驅(qū)動(dòng)能量的低壓油泵，可實(shí)現(xiàn)理想的應(yīng)用效果，提高內(nèi)燃機(jī)車(chē)運(yùn)行水平，減少不必要的浪費(fèi)，有利于在整體上提升內(nèi)燃機(jī)車(chē)經(jīng)濟(jì)性，與現(xiàn)代發(fā)展理念和要求是相適應(yīng)的。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)堵頭式低壓系統(tǒng)的重視，實(shí)現(xiàn)對(duì)其合理運(yùn)用，促進(jìn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)高效運(yùn)行，發(fā)揮更大效用。

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