[摘要]从机车防寒现状及在寒冷地区运用中出现的问题出发,探讨了对机车防寒应采取的措施。
[关键词]机车防寒 辅助加热 干式冷却 牵引电机通风 高低温 回路
我国幅员辽阔,南到三亚北到漠河都使用机车,最高与最低气温之差可达100℃左右。而我国制造的各型内燃机车,基本上是以适应中原地区运用的普通型稍加处理后去适应南方和北方地区,显然是不太合理的。从运用的安全、可靠、经济性要求出发,需要真正意义上的防寒机车。
一、低温对机车运用的影响
沈阳铁路局地处寒冷的东北地区,有的机务段所在地冬季最低气温可达零下50℃,因此机车在冬季运用中经常会出现以下问题:
1.停运时水未放净冻裂配件;
2.运用时中冷系统冻裂中冷器端盖;
3.运用时机油粘度增大,尤其是各种细表管内堵塞;
4.燃油粘度增大和蓄电池容量下降,造成燃油雾化不好和柴油机起机困难;
5.寒冷地区,由于库房条件限制,需要低转速打温,消耗燃油量巨大;并加快机器的磨损;
6.低温影响柴油机的寿命和燃油的经济性。内燃机车的经济性,能发出的功率及寿命,在很大程度上取决于柴油机的热状态。在各种材料介质允许的情况下,柴油机油水温度应处于最大允许数值。事实上寒冷地区运用的内燃机车不可能保持这种最佳状态。而且当冷却风扇启动后油水温度下降又快,使载热介质产生很大温度波动。
二、现有机车防寒采取的措施
目前国产机车防寒采取的措施如下:
1.车体内部,车架底部喷涂隔热阻尼浆;
2.司机室增加电热风机;
3.挡风玻璃采用电热除霜型;
4.易冻结的管路、节门加装电加热套;
5.各水管加装低凹处放水堵;
6.各百叶窗加装防寒罩;
7.机器间通风机加防寒被;
8.各油水管路抬离车架面100㎜;
9.加大油表细管直径;
10.风管路加装干燥装置,防水汽结冰;
11.各车体间隔壁加强密封,尤其是地板下空间,加海绵填充物。
采取上述措施后,机车基本能在寒冷地区运用,但要使机车能够在高寒地区更好的运用还应采取进一步措施。
三、机车防寒采取进一步措施
1.蓄电池的保养措施
蓄电池的容量与温度有很大关系。当温度为零下20℃时,容量仅为25℃时的40%。主要是因为低温时电解液粘度大,导致周围电解液交换速度降低。为此,在高寒地区运用的机车,应使蓄电池保持一定温度,以免容量降低。
2.干式冷却技术
所谓干式冷却技术就是在柴油机停机和冷却水温较低时,冷却水不进入散热器而全部流回特设的水箱里,散热器成“干式”。当冷却水温度上升到设定的温度时,冷却水加入散热器。在高寒地区冬季运用时,在停机状态,因为散热器内没有水,不易冻坏。柴油机起机若油水温度低,冷却水不进入散热器,减少散热从而减少动力装置温度波动。再者,冷却水比较集中,能较快地将油水加热到规定的起机温度节省打温时间。
3.牵引电机通风方式的改进
我国各型内燃机车,在南方和北方地区运用时,牵引电机通风机没有差别,显然是不合理的。在高寒地区,一是牵引电机不需要和南方地区一样的通风量;二是因通风机一般都是从车体内吸风,使车体内温度下降较快,不利保温。因此,与冷却风扇一样,可以对其设置转速调节装置,温度低时,可以按节能工矿运行。目前,有些型号的机车,其辅助传动采用交流传动,通风机采用变极电机,可以实现对其转速的调节控制。在没有实现对通风机转速控制的机车,可在通风机进口处加装活动导风叶,由电机温度自动控制其处于半开或全开位置。一是减少空气流量;二是降低辅助消耗。在寒冷地区运用时,80%处于半开状态。
4.加大燃油预热器传热面
寒冷地区运用的内燃机车,温度低时,燃油易蜡化,喷油雾化不好。因此可采用加大传热面的燃油预热器。所以对于在南北方不同地区使用的内燃机车,应选择不同型号的燃油预热器,更好的提高内燃机车燃油利用率。
5.高温水转入低温水回路
为了减少中温冷却系统的冻结和柴油机启动后快速加热机油,在现代内燃机车上采用了由柴油机高温水出口的水转入低温水回路入口的装置。机油和低温水达到设定温度后再自动切断分开。这样可以消除机油的过冷和使机油温度保持在工作范围内。