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【摘 要】燃油是柴油机的“粮食”动力,燃油的品质对机器的启动、发火、喷油雾化、燃烧经济性、燃后残留物及向环境排放物等有直接影响。
【关键词】雾化;燃油低烧;浊点;析蜡
前言:机车柴油机燃油采用GB252—87规定的10,0,-10,-20和-35号等优质轻柴油。
柴油牌号的数字代表油在低温下失去流动性时的摄氏温度值,我们称其为——凝点。然而在柴油接近凝点之前,局部油液内先有石蜡状结晶析出,这种开始析出结晶物时的温度值称为浊点。例如0号柴油的浊点为3—10℃。在浊点区内使用时,柴油的流动阻力增大,结晶物易使通路阻塞,供油不足,雾化不良,甚至供油中断。所以柴油牌号的选择,通常应使环境温度或燃油箱内的温度高于浊点3—5℃。尤其在北方,四季温差较大,夏季采用0号或10号柴油而冬季确需要选用-20号甚至-30号柴油,因此冬季燃油成本较大。柴油每低一个标号每吨单价增加上千元,为了降低燃油成本支出,通常采用加热保温等措施,在保证机车具有良好热功状态的前提下,用低标号代替高标号的柴油的做法,我们称为燃油低烧。
1、原因分析
1.1 理论分析
东风12型机车采用16V240ZJB型柴油机,喷油器及喷油器偶件有微量的燃油回泄,各设回油支管收集。由于从喷油泵下体回泄的是混有机油的燃油,故两部分分别汇集到2个不同的储油箱内,从喷油器处回泄的燃油还可重新加入燃油箱内。
从实际情况看,我们北方地区冬季有两个月气温在-20℃~-40℃之间,要实现燃油低烧的目标,必须使燃油温度高于外温20℃左右。根据上述结构,要实现燃油低烧,必須满足以下条件:
⑴改善油箱防寒效果,减少热量损失,提高油箱温度。⑵提高油箱回油量和回油温度,通过回油加热提高油箱温度。⑶减少燃油从吸油管到喷油泵之间的热量损失。⑷改善油表防寒效果,防止燃油析蜡、看不清油位。
1.2 现状分析
由于不能改变油箱结构,只能对表面防寒不良处所进行局部修补,加上油箱表面积达40平方米,散热面积大。因此,油箱薄、热量损失大问题不可能得到彻底解决,要实现燃油低烧,只能从解决影响低烧的突出问题入手。一是提高吸油温度,保证吸上的油不析蜡,柴油机燃烧良好,由于东风12型机车回油管正对着吸油管,可以通过增大回油量和回油温度来实现;二是改善油表防寒或对油表加热,解决油表析蜡看不清油位的问题。这两项措施实施后,在一定程度上也可以提高油箱温度。
我们通过对东风12型机车从油箱、吸油管回油管防寒、预热等方面,逐一调查,发现存在如下问题:
(1)油箱方面
油箱体薄,东风12型机车前后板5mm厚,左右板6mm厚,加上10mm厚的隔热涂层以及防护铁皮,总计厚度不足20mm(防寒型机车防寒层厚29mm),所以防寒效果不好,燃油热量损失多。
油箱防护铁皮内隔热涂层破损、脱落的比较多,影响到了防寒效果。
油箱油表位于油箱左后、右前总风缸侧面的凸出位置,距离回油管远,且空间小,与整个油箱燃油的热量交换少,机车运行中,尤其是靠运行方向一侧的油表,由于受寒风直接侵袭,容易造成油表内燃油因温度低析蜡,看不清油位。
油箱前后部靠总风缸一侧,没有防寒涂层,油箱5mm厚的铁板直接裸露在外,热量损失大。
(2)吸油和回油热量损失大
油箱吸油管和回油管在车体外部长达1.6米,造成在吸油和回油过程中热量消耗大。
(3)燃油预热方面
燃油预热器容量小,油水热交换时间短,回油吸收的热量少,对油箱的加热能力低。
1.3 原因分析
针对影响燃油温度的各种因素,在针对机车结构理论分析的基础上,找出造成燃油析蜡的原因。
影响燃油低烧的主要原因有:
(1)油箱厚度小、防寒层薄,热量损失大;(2)油箱防寒局部破损,影响保温效果;(3)车体外吸油管和回油管长,热量损失多;(4)热交换器容量小,油水热交换时间短,回油温度低;(5)安全阀处回油不走预热器,影响了回油温度;(6)由于结构原因,油表安装位置在总风缸侧面油箱的一个角上,受寒风直接侵袭,造成该位置温度偏低,油表表面没有防寒预想。
2、改进
为了实现燃油低烧的目标,根据调查中发现的问题做出如下改进:
2.1检查机车油箱防寒涂层状态。对涂层脱落、过薄的向箱体与防护铁皮间注入发泡剂,用泡沫填满,并把表面防护铁皮修复好,改善油箱自身的防寒性能。
2.2对车体外部燃油吸油管加装电热套,防止吸油过程中热量流失,并可以直到一定的加热作用。为便于乘务员确认电热套工作情况,可在司机室操纵台下方加装工作指示灯,乘务员一看灯亮不亮即可知道电热套是否工作。
2.3对车体外回油管进行防寒包扎,减少预热的燃油在回油箱过程中热量流失。
2.4改造安全阀回油管位置,使安全阀不直接向油箱回油,而是经过燃油预热器预热后再回油箱,提高了回油温度。
2.5针对油表析蜡问题,加装油表电加热装置,它通过电阻丝对油表加热,外面加装防护罩,既能防止热量流失,又可以避免油表直接被寒风侵袭,防止析蜡。
2.6以燃油预热器改造为中心,提高油箱温度,彻底解决油箱温度低问题。
针对东风12型机车燃油预热器容量小,燃油流过时间短,油水热量交换少的问题,根据实际情况,制定了如下方案:拆除不用的预热炉,利用这一空间再增加一个燃油预热器,实行两个预热器串联使用,增加了回油在热交换器中流过的时间。但由于这一改造方案要拆除预热炉、增加预热器,对机车结构改动较大,因此很难实现。
为了尽可能减少机车结构上的变动,可以利用备用燃油泵吸油,经预热器加热后直接回油箱的单独预热循环通路的方案。
由于机车两台燃油泵共用一条负线,为防止由于导线烧损而造成两台燃油泵同时不能工作的情况发生,增加一条负线,将两台燃油泵的负线分开,一台泵故障后可以转换使用另一泵工作。
通过改进能提高机车燃油温度,使燃油粘度下降,改善冬季因燃油温度低而造成燃油雾化不良、燃烧恶化及影响机车热功状态的情况。同时提高机车油箱温度,防止因温度低造成燃油析蜡而堵塞粗滤器的现象发生,并且提高机车运用可靠性;通过改进还可以解决油箱油表析蜡问题,使运用机车燃油交接、统计工作能够顺利进行,保证燃油管理的科学性、准确性,有利于加强成本支出管理。但机车原设计缺陷,如油箱等,燃油热量流失大问题没有彻底解决,今后我们可以从改进油箱结构,增加防寒涂层厚度等方面想办法,提高油箱温度;另一方面积极采用新技术,新材料或新的加热方法,更简单易行地实现燃油加热,保证燃油低烧工作顺利开展,降低运用成本消耗,改善机车燃烧状态。
【关键词】雾化;燃油低烧;浊点;析蜡
前言:机车柴油机燃油采用GB252—87规定的10,0,-10,-20和-35号等优质轻柴油。
柴油牌号的数字代表油在低温下失去流动性时的摄氏温度值,我们称其为——凝点。然而在柴油接近凝点之前,局部油液内先有石蜡状结晶析出,这种开始析出结晶物时的温度值称为浊点。例如0号柴油的浊点为3—10℃。在浊点区内使用时,柴油的流动阻力增大,结晶物易使通路阻塞,供油不足,雾化不良,甚至供油中断。所以柴油牌号的选择,通常应使环境温度或燃油箱内的温度高于浊点3—5℃。尤其在北方,四季温差较大,夏季采用0号或10号柴油而冬季确需要选用-20号甚至-30号柴油,因此冬季燃油成本较大。柴油每低一个标号每吨单价增加上千元,为了降低燃油成本支出,通常采用加热保温等措施,在保证机车具有良好热功状态的前提下,用低标号代替高标号的柴油的做法,我们称为燃油低烧。
1、原因分析
1.1 理论分析
东风12型机车采用16V240ZJB型柴油机,喷油器及喷油器偶件有微量的燃油回泄,各设回油支管收集。由于从喷油泵下体回泄的是混有机油的燃油,故两部分分别汇集到2个不同的储油箱内,从喷油器处回泄的燃油还可重新加入燃油箱内。
从实际情况看,我们北方地区冬季有两个月气温在-20℃~-40℃之间,要实现燃油低烧的目标,必须使燃油温度高于外温20℃左右。根据上述结构,要实现燃油低烧,必須满足以下条件:
⑴改善油箱防寒效果,减少热量损失,提高油箱温度。⑵提高油箱回油量和回油温度,通过回油加热提高油箱温度。⑶减少燃油从吸油管到喷油泵之间的热量损失。⑷改善油表防寒效果,防止燃油析蜡、看不清油位。
1.2 现状分析
由于不能改变油箱结构,只能对表面防寒不良处所进行局部修补,加上油箱表面积达40平方米,散热面积大。因此,油箱薄、热量损失大问题不可能得到彻底解决,要实现燃油低烧,只能从解决影响低烧的突出问题入手。一是提高吸油温度,保证吸上的油不析蜡,柴油机燃烧良好,由于东风12型机车回油管正对着吸油管,可以通过增大回油量和回油温度来实现;二是改善油表防寒或对油表加热,解决油表析蜡看不清油位的问题。这两项措施实施后,在一定程度上也可以提高油箱温度。
我们通过对东风12型机车从油箱、吸油管回油管防寒、预热等方面,逐一调查,发现存在如下问题:
(1)油箱方面
油箱体薄,东风12型机车前后板5mm厚,左右板6mm厚,加上10mm厚的隔热涂层以及防护铁皮,总计厚度不足20mm(防寒型机车防寒层厚29mm),所以防寒效果不好,燃油热量损失多。
油箱防护铁皮内隔热涂层破损、脱落的比较多,影响到了防寒效果。
油箱油表位于油箱左后、右前总风缸侧面的凸出位置,距离回油管远,且空间小,与整个油箱燃油的热量交换少,机车运行中,尤其是靠运行方向一侧的油表,由于受寒风直接侵袭,容易造成油表内燃油因温度低析蜡,看不清油位。
油箱前后部靠总风缸一侧,没有防寒涂层,油箱5mm厚的铁板直接裸露在外,热量损失大。
(2)吸油和回油热量损失大
油箱吸油管和回油管在车体外部长达1.6米,造成在吸油和回油过程中热量消耗大。
(3)燃油预热方面
燃油预热器容量小,油水热交换时间短,回油吸收的热量少,对油箱的加热能力低。
1.3 原因分析
针对影响燃油温度的各种因素,在针对机车结构理论分析的基础上,找出造成燃油析蜡的原因。
影响燃油低烧的主要原因有:
(1)油箱厚度小、防寒层薄,热量损失大;(2)油箱防寒局部破损,影响保温效果;(3)车体外吸油管和回油管长,热量损失多;(4)热交换器容量小,油水热交换时间短,回油温度低;(5)安全阀处回油不走预热器,影响了回油温度;(6)由于结构原因,油表安装位置在总风缸侧面油箱的一个角上,受寒风直接侵袭,造成该位置温度偏低,油表表面没有防寒预想。
2、改进
为了实现燃油低烧的目标,根据调查中发现的问题做出如下改进:
2.1检查机车油箱防寒涂层状态。对涂层脱落、过薄的向箱体与防护铁皮间注入发泡剂,用泡沫填满,并把表面防护铁皮修复好,改善油箱自身的防寒性能。
2.2对车体外部燃油吸油管加装电热套,防止吸油过程中热量流失,并可以直到一定的加热作用。为便于乘务员确认电热套工作情况,可在司机室操纵台下方加装工作指示灯,乘务员一看灯亮不亮即可知道电热套是否工作。
2.3对车体外回油管进行防寒包扎,减少预热的燃油在回油箱过程中热量流失。
2.4改造安全阀回油管位置,使安全阀不直接向油箱回油,而是经过燃油预热器预热后再回油箱,提高了回油温度。
2.5针对油表析蜡问题,加装油表电加热装置,它通过电阻丝对油表加热,外面加装防护罩,既能防止热量流失,又可以避免油表直接被寒风侵袭,防止析蜡。
2.6以燃油预热器改造为中心,提高油箱温度,彻底解决油箱温度低问题。
针对东风12型机车燃油预热器容量小,燃油流过时间短,油水热量交换少的问题,根据实际情况,制定了如下方案:拆除不用的预热炉,利用这一空间再增加一个燃油预热器,实行两个预热器串联使用,增加了回油在热交换器中流过的时间。但由于这一改造方案要拆除预热炉、增加预热器,对机车结构改动较大,因此很难实现。
为了尽可能减少机车结构上的变动,可以利用备用燃油泵吸油,经预热器加热后直接回油箱的单独预热循环通路的方案。
由于机车两台燃油泵共用一条负线,为防止由于导线烧损而造成两台燃油泵同时不能工作的情况发生,增加一条负线,将两台燃油泵的负线分开,一台泵故障后可以转换使用另一泵工作。
通过改进能提高机车燃油温度,使燃油粘度下降,改善冬季因燃油温度低而造成燃油雾化不良、燃烧恶化及影响机车热功状态的情况。同时提高机车油箱温度,防止因温度低造成燃油析蜡而堵塞粗滤器的现象发生,并且提高机车运用可靠性;通过改进还可以解决油箱油表析蜡问题,使运用机车燃油交接、统计工作能够顺利进行,保证燃油管理的科学性、准确性,有利于加强成本支出管理。但机车原设计缺陷,如油箱等,燃油热量流失大问题没有彻底解决,今后我们可以从改进油箱结构,增加防寒涂层厚度等方面想办法,提高油箱温度;另一方面积极采用新技术,新材料或新的加热方法,更简单易行地实现燃油加热,保证燃油低烧工作顺利开展,降低运用成本消耗,改善机车燃烧状态。