内燃机车技术与节能措施分析

吴嘉琪

摘要：随着全球化体系的不断发展和深入，将可持续发展作为整体发展目标一直是我国的主要发展计划，所以，我们国家有关能源的相关问题，一直都是我国在发展中非常关注的一个重要问题。我国大部分的能源主要还是来自于煤矿、石油等，这些能源在短时间之内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业革命之后被发明出来的蒸汽机。人类的工业之所以可以发展到现在这一盛况，内燃机有着非常重要的推动作用。本篇文章从内燃机车技术与节能措施分析入手，阐述了我国内燃机车技术发展现状，分析了几点内燃机车节能措施。

关键词：内燃机车;柴油机;内燃机;节能措施;深入分析

中图分类号：TQ1                                        文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）24-0191-02

0  引言

从现阶段的发展情况来看，我国是属于能源消耗方面的大国，不论是轻工业还是重工业，每天消耗的能源都是一筆非常巨大的天文数字，作为发展的主要组成部分——运输业，其每天消耗的能源更是非常可观的，这其中内燃机车的实际燃料使用量更是非常的惊人，与西方一些发达国家相比较我国的内燃机车在燃料使用上仍然是非常巨大的，由此带来的能源方面危机也是我国现阶段发展必须要考虑的问题之一。内燃机车在我国一共可以分为两种，即燃油内燃机车和燃气内燃机车，而作为企业专用的一些内燃机车的燃料则普遍都是以柴油为主。正是因为这样，能源的节约就可以从这一方面入手，进行有针对性的节能措施施展。

1  我国内燃机车技术发展现状

内燃机车主要是指以内燃机作为主要动力的机车，是各种机车中综合效率非常高的一种[1]。其也因为整体整合和装备的时间比较短，可以持续工作的时间比较长，非常适合用在长交路上;也因为其实际的用水量比较少，是非常适合一些比较缺水的地区使用的;但是其虽然在建设初期的资金投入虽然比较少，但是其对大气环境和整体环境的污染确是非常严重的。

经过较长时间的发展，我国在内燃机车技术发展上已经较比之前有了较大程度的发展。直到20世纪初期，能够代表我国内燃机车技术水准的机车型号有DF11型的客运机车、DF8B型的货运机车、DF4D型的货运及客运的机车。这些机车所使用的传动方式都是由交流向直流转变的传动方式，与现阶段世界上的领先水平向比较，还是有一定的差距的。我国在内燃机车方面的发展，实际上是面临着以下几点挑战的：

首先，随着我国飞速发展的科学技术，铁路这一主要的经济发展基础事业也在不断加快其电气化的速度，这就使得内燃机车面临了更加多样化和复杂化的挑战，也从另一方面促使内燃机车要努力研发出更多更加有针对性和高效性的机车型号，才可以充分满足现代化非电化的干线或者非干线的客运及货运在运输方面的需求[2]。

其次，内燃机车在实际研发中也要注意在性能上也要适应现代化的高速运输和重载运输方面的需求。现阶段，我国实际运行速度在两百千米一小时以上的机车组基本上都是电动车组，而采用非电气化的铁路客运在提速前提下最高速度也没有超过两百千米一小时，这就要求相关工作人员要研发出适用于高速运输的客运用内燃机车和内燃机车组。且我国的现实情况是，基本上能够运输万吨以上的重载列车都是运煤所用的专项线路，且其使用的也都是电力牵引的方式。实际使用内燃机为牵引的重载列车普遍情况下不会超过五千吨到六千吨，这就要求内燃机车技术在实际开发上也要考虑适合于货运的内燃机车。

最后，内燃机车的在实际技术的运用方面也要加大使用交流传动技术、微型电子技术、结构技术、行走技术、列车供电技术等多方面技术，以使国内的有关内燃机车的技术可以达到国际上的领先水平，以此来满足我国对于内燃机车的实际使用需求，在提升机车的实际经济性和使用性的同时，提升机车的可靠性和耐久性。

2  内燃机车节能措施研究

我国现阶段实际使用的列车基本上使用的都是柴油机，且也都将柴油机作为重要的动力装置。因此，深入研究柴油机的节能措施，对于内燃机车的节能来讲有着非凡的意义[3]。柴油机更是一种在我国现阶段多个领域中的通用动力装置，其在多种类型的车辆上、船舶上级各种农用设备中都使用的非常普遍，因此，深入研究柴油机的节能措施，是有着非常广泛的内涵的。柴油机在节能方向上的主要措施就是在其实际燃烧中找到最适合的节能方式，这样的节能措施不仅可以提升柴油机的实际工作效率，也决定了柴油机在排放方面的能效。

柴油机这种动力装置在我国的诸多领域中的使用都是非常广泛的。究其原因，就是因为在众多的动力设备中，柴油机的整体“性价比”是最高的，不仅适应性强，还具有实际可以使用的范围相较其他动力装置也比较宽泛、实际动力也比较强劲等诸多的优点，而在我国的工业发展中长盛不衰。也是因为其实际的适用范围非常管广泛、以柴油机为主的动力装置在数量上和品种上也是多种多样的。因此，柴油机的节能措施研究在我国现阶段的关注程度也是非常高的。我国也针对这一现象研究出了种类繁多的节油装置，这些装置在相应的领域中也发挥了非常大的作用。例如，一种使用磁化效应的节油装置，这种装置实际上可以节省柴油机的油耗约大约5%到10%左右，降低机车的各类废气排放40%左右。尤其是对于运行中的柴油机，使用此种节油装置的节油效果更是非常显著的，整体上可以节油6%左右。

还有一种现阶段使用非常广泛的节能措施就是，在柴油机的油料也就是柴油中添加一些化学添加剂，以从根本上提升柴油机的实际节油效率，并在有效改善此种工作状态的同时，节省大量能源[4]。现阶段，根据这一理念开发并生产且在市场中销售的添加剂是有着非常多品种的，每个品种也都有着其独特的功效。

实际上柴油机的工作方式合格工作条件是非常复杂的，实际会涉及到柴油机的结构、制作工艺、运行方式等多个方面的问题。而从柴油机的工作原理来看，针对柴油机的节油措施可以从以下几个方面进行节油措施的实施：一是有效增加柴油机在供氧方面的比例，让柴油燃料和氧气之间的比例呈最节油的方式，使得柴油燃料可以得到充分的燃烧;二是对柴油燃料的分子进行结构上的改进，以从本质上提升内燃机车在动力装置上的工作效率;三是人为的控制柴油量的供给程度，让内燃机车时刻保持最佳的供油量，减少尾气中污染物质的排放量。以上这些节能措施的最终目的都是在提升柴油机的实际工作效率的同时，降低柴油机的实际耗油量，并减少尾气中污染物排放的方式[5]。

现阶段主要进行深入研究的柴油机节油技术主要有以下几个方面：直喷涡轮增压技术、乳化技术、燃烧室的清洁技术、尾气排放技术及有效降低实际排放的共轨技术等。一些传统的柴油机在加入了全新的现代化技术之后，尤其是在内燃机车的尾气排放方面，整体技术有了非常大的提升，也有效解决了柴油机车在尾气排放中出现黑烟的问题。

由于内燃机车所使用的柴油机从实际使用频率上来讲是非常通用的产品，在我国的工业诸多领域中都是有所涉及的，由于其实际的工作情况和工作情况是不同的，其实际的节能方式也是不一样的。其中比较大型的柴油机在最初的结构设计上采用了全新的节油和节能技术，以从源头上降低柴油机的实际能效标准;小型的柴油机则在人为操作上注意相关节能措施的使用和研发。

我国从开始使用以柴油机为主要动力装置的内燃机车到现在，已经经历了50多年的历史，也从一开始的仿造，在外国柴油机基础上进行改良，到现在进行自主改革和自主创新，并自主研发和制造现阶段铁路运输在高速和载重等等方面实际需求的机车柴油机[6]。其实际主要是以提升使用柴油机为主要动力装置的内燃机车的动力及实际运行中的“性价比”，从而达到有效延长内燃机车的阶段性修理时间的最终目的。一直到21世纪前后，使用柴油机的内燃机车为了能够满足实际的铁路运输在提速和重载方面的实际需求，才根据需求的变动研发出了多种使用需求的内燃机车。

内燃机车所使用的柴油機在铁路运输上是非常耗油的，每年大约要使用柴油五百万吨以上。正是因为这样，铁路的内燃机车节能关注点主要在柴油机的节能上。从内燃机车的使用和发展整体角度来看，应该逐渐减少使用内燃机车的油料牵引方式，并逐渐增加使用电力牵引的形式;而从柴油机的使用层面上来看，要从其建造结构方面及实际操作方面来增加柴油燃料的燃烧效率，并在柴油机的燃料中介入适量的添加剂，以协助柴油燃烧从而降低实际耗油量[7]。

为了让使用柴油机做动力的内燃机车可以朝着高效率、低油耗和长使用寿命方面发展，相关研究人员可以考虑从柴油机自身的燃油喷嘴这一设备进行改良，让这一设备有高喷射压力，并让其和原有的喷油嘴相比拥有较短的喷油持续时间，也让其可以跟随内燃机车柴油机的实际工作情况和工作环境做出喷油量的调整，以切实提升喷油嘴的实际可靠性。与此同时，也要配合柴油机的相关方面来改进和优化相关节能措施，以彻底改善内燃机车的实际燃油和实际消耗。

在实际的内燃机车的柴油机的运行中，相关部门也要实际采用一些磁化的节油方式。也就是将柴油进行磁化的处理，让柴油的实际黏度可以得到降低，让烃分子的自由基可以通过氧化还原的反应变大，进而使得燃油可以得到充分的燃烧，从而降低尾气排放中污染物质的实际含量[8]。也可以在燃油中添加一些合理的添加剂，在提升燃烧程度的同时，防止积碳的状况出现，不仅可以改善环境，还可以节约实际的燃油消耗。

3  结束语

综上所述，有关节能方面的相关问题一直是我国相关环境保护部门和能源部门重点关注的问题，其本质就是为了可以有效的减少能源的浪费，进而找到更加优化的方法去使用现有的能源，且尽量减少对环境的污染程度。内燃机车的实际燃料作为当前能源消耗的一个主要方向，是不可以被忽视的，且其在我国的铁路交通运输上也是不可以被取代的一个重要部分，所以在这一方面的节能措施需要多方面进行鼎力配合。需要有效减少火车的实际运输和排放的废气，也需要对火车中的相关燃料做出科学且合理的处理，为我国的能源节约和环境保护贡献属于自己的力量。

参考文献：

[1]杨彬德.铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施[J].中外企业家，2020（20）：133.

[2]伍赛特，姜福波，梁昱.内燃机车技术运用及节能措施研究[J].节能，2020，39（03）：153-155.

[3]薛鹏.铁道机车车辆轮轨摩擦磨损与节能降耗措施[J].中国设备工程，2019（15）：79-80.

[4]陈军.铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗措施研究[J].居舍，2019（22）：178.

[5]王娟，崔晶，杨会玲.铁道机车车辆轮轨的摩擦磨损与节能降耗措施分析[J].科技与创新，2018（20）：83-84.

[6]刘建华.浅谈城市地铁节能措施[J].技术与市场，2015，22（08）：68，70.

[7]唐旭辉，张昭先，钱琦.铁路机车车辆检修厂房照明实施节能改造的措施研究[J].铁路节能环保与安全卫生，2015，5（02）：67-69.

[8]徐晓峰.工矿企业运用机车节能降耗的影响因素及改进措施[J].铁路节能环保与安全卫生，2014，4（01）：28-30.