调车内燃机车柴油机节油装置的探讨与改进

调车内燃机车柴油机节油装置的探讨与改进

向大宽

大庆炼化公司储运部 

黑龙江大庆  163400

摘要：内燃机作为各种动力机械的动力源，如工程机械，船舶，军工等行业的发展都需要内燃机行业的支持，如果没有这样的体系做支撑就无法满足他们的要求。据了解，改革开放30年来，内燃机科学技术水平得到了显著提高，特别是近10年，产品更新换代速度加快，基本上满足了各种汽车、摩托车、农业机械、工程机械、铁路机车、船舶、石油机械、军用等部门的配套需求。作为仅次于汽车行业的内燃机第二大用量行业，工程机械不能逃避节能减排的重任。

关键词：调车内燃机车；柴油机；节油装置；

前言：燃油在通过该装置时以金属催化剂为载，在超强磁场催裂化作用下，将燃料油中回转半径分子团全部变成单分子，将普通燃油变成纳米缎燃油，将普通燃料变为亲氧话性燃料，充分发挥磁能厦盛化、催化、超细化之复台功能。

一、调车内燃机车柴油机节油装置分析

当前内燃机车柴油机油门控制方式几乎全部采用手动转把控制。称为“预调固定式油门”控制模式，简称“预固式”，即用“油门转把”控制油门拉线。转把位置由柴油机工程师根据要求确定，首先对油门进行“预调”，要求空载时（离合器处在“离”的位置）柴油机转速保证着把转把位置“固定”。柴油机投入运行，带载后转速自动适应不同的负载，前提是带载后转速不能太低，柴油机不冒黑烟、不憋车。以后便不再经常调节油门转把位置，除非工况变化，功率需要明显改变等原因，才会对油门进行再次调整。

“预固式”式油门调节方式的缺点也是很明显的。一成不变的油门开度，不适合变化的负载，如同我们驾车时的脚下油门不变，怠速过高，也就不可避免的造成柴油浪费。例如，带钻机动力柴油机当钻机下放钻具时，由于钻具自身重力作用，滚筒几乎不需要动力或需要动力较小，此时柴油机基本处于空载状态，柴油机会运行在稍高于1300r/min左右，造成不必要的燃油消耗。空车暂停休息时的情况也类似。据测算，在整个钻进过程中，这种起下钻、接单根带来的下放钻具以及暂停时间占整个钻进时间的1/9左右，如果此时减小油门，达到对应空载运行的800转/分，就可以明显的节约燃油消耗。

当前内燃机车柴油机油料混合方式。当前柴油机油料混合方式燃油箱里的燃油通册油管与氧气混合，没有经过节油装置处理，直接进入燃烧室燃烧后，特别是工程机械，大功率作用下，经常发生燃烧不充分现象。

二、调车内燃机车柴油机节油装置的改进

改进后的内燃机车柴油机油门控制方式。根据柴油机的不同工况，进行改造，将“预固式”油门改为“变化式”油门，降低机组空载油耗。柴油机型号为内燃机车3台并联，同轴连接。柴油机最理想的运行点是额定运行点。柴油机的功率随转速的上升而一直上升，说明功率随转速升高而升高。扭矩M随转速升高而升高，在额定转速附近出现峰值，随后随转速增加而有所下降，说明柴油机最大扭矩出现在额定转速上。燃油消耗率g在柴油机怠速时较高，说明此时柴油机的效率最低，最不经济。满载、高速时燃油消耗率最低，约为空载怠速时的1/2，表明柴油机在额定转速、额定功率时的燃油消耗率最低，最经济。对于绝对燃油消耗量，肯定会随转速升高而增加，即便是负荷并不增大的空载状态，也会由于怠速太高而浪费燃油。智能调速节油装置的主要作用，就是根据柴油机负载情况，改变柴油机油门开度：工程机械轻载时，减小油门;负载时，增大油门。结合相关技术资料和实际测量得出，柴油机额定转速对应柴油机空载时，油耗己经较高，约为满功率油耗的30%，若降低到800r/min，油耗仅为满功率的17%。如果工程机械空载时间占总运行时间的25%左右，可得出节油率工程机械实际运行时，这些数据会经常变动，但幅度不大，保守估计，可节油2%左右。

改进后的内燃机车柴油机油料混合方式。柴油机节油装置原理燃油在通过该装置时以金属催化剂为载体，在超强磁场催裂化作用下，将燃料油中回转半径>300nm的分子团全部变成<3nm单分子，将普通燃油变成纳米级燃油，将普通燃料变为亲氧活性燃料，充分发挥磁能及磁化、催化、超细化之复合功能。其结构包含一个本体，本体内设有固定座，固定座上设有触媒容置槽，固定座的一端周缘设有固定柱，另一端周缘则设有固定孔，两固定座间通过固定柱及固定孔卡合固定；总耗油量和时间的比平均油耗除以本时间段的平均泵压．两固定座间固定柱及固定孔的卡合位置为交错设置;串连后的固定座两端分别设有网体，在网体外分别设有定位件，通过定位件将固定座及网体定位，定位件上各设有油料口；当油料自一端油料口进入时，先通过网体的过滤，再通过交错设置的触媒，使得油料与触媒接触面积增加，进而使得油料小分了化再经另一网体后，由另一端油料日流出，可大幅增加燃烧效率，达到节油目的。

监测系统。内燃机车柴油机管理实时监测系统对节油装置节油率进行检测，对柴油机运行进行实时监测，并提供科学数据。安装监测系统，其主要包括流量计、一次仪表网络服务器中心软件等。该系统是流量传感器系统，实时监测柴油机在生产过程的柴油消耗量，并将监测到的结果传入一次仪表，经过一次仪表实现模数转换后，送入RTU单元，然后通过GPRS网络实时将数据传送并存储到远传嵌入式系统，经过数据处理中心软件进行分析、处理，自动生成曲线、图、表等，供相关人员直观、实时地掌握油料消耗信息。在网站上，可同步查看柴油机的瞬时流量和有关曲线，通过无线自动计量系统传出的数据，工作人员能够及时了解每台柴油机的工作情况以及油耗曲线、瞬时油耗、日油耗、月油耗油、泵压等数据，能大幅提高管理效率。

成果及社会效益。(1)改进前的柴油机燃烧室各处的混合气成分很不均匀，且随时间变化，所以就需要柴油发动机的燃油供给系统拥有良好的匹配。改进后的柴油机实现了综合节省燃油10%降低了发动机噪声。(2)净化尾气能源消耗快速增长的同时，以煤为主的能源结构带动我国的C02排放快速增长，减排压力增大。C02是导致大气变暖的主要温室气体之一。从总量上看，我国当前是C02排放第二大国，中国的人均C02排放将达到或超过国际平均水平。中国承担减排义务的压力将不断增大，减少从而减少对大气变暖的影响将是未来中国能源利用中必须考虑的一个新约束。改进后的节油装置通过物理作用，在不改变燃油组分的前提下，将燃油分子团解体，处理成<3nm的一种全新纳米燃油，增加燃油分了与氧分了接触的程度，达到充分燃烧、提高热效率、增加动力、节省能源的目的。增大了空燃比，使空气和燃油的比例由14.7：1增加到18:1;处理后燃油性能保持一周内不变，稳定性好。经尾气检测仪对安装节油装置前后的尾气成分检测，C02含量下降50%以上。抑制积碳生成，清洁燃烧室，延长发动机寿命。经过该装置的过滤和磁化，提高了油气比，去除柴油中的铁屑等颗粒，对发动机起到一定程度的保护作用。经现场了解，装有改进节油装置的柴油机维修时，发现柴油机内部积碳比未安装节油装置的柴油机少，燃烧室较清洁，发动机磨损较轻。

结束语：现场推广应用表明：该节油装置能够有效解决钻井油耗高的问题，同时，对柴油机设备有降低排放、抑制积碳生成、延长寿命等功能。因此，具有较好的应用价值和良好的推广前景。

参考文献

[1]徐国强、武子文，柴油机应用多项节油技术相容性试验研究，《中国科技信息》2019年第1期.

[2]刘庆蕾、赵岚，柴油机节油的研究，《内燃机与动力装置》2017年第1期.

[3]张波、傅维镏，燃料热解制氢在柴油机上的节油研究，《内燃机工程》2019年04期.