機車內燃新技術論文

機車內燃新技術論文

　　隨著時代的變遷，內燃機車的技術有了很大提高，下面是學習啦小編整理的機車內燃新技術論文，希望你能從中得到感悟!

　　機車內燃新技術論文篇一

　　內燃機車冷卻系統技術的改造研究

　　【摘 要】隨著科技的發展內燃機車的冷卻系統有了很好的發展，但在實際的使用中也會存在一些問題，本文主要針對內燃機車冷卻系統進行分析，在原有系統的基礎上附加換熱器，然后計算出空間尺寸和換熱能力的優化參數，并根據內燃機換熱器的水溫，來分析進出口需要的水溫和附加換熱器的水流量，并探究水流量和水溫度的關系曲線。以通過換熱器的水溫和水流量的自動調節來保證內燃機的穩定運行。

　　【關鍵詞】內燃機車 冷卻系統技術 換熱器 水流量控制 溫度

　　隨著時代的變遷，內燃機車的冷卻技術有了很大提高，但還存在不足。冷卻系統是內燃機車的重要組成部分，在其中維持著溫度的平衡。當內燃機車在爬坡或者進入隧道時，會產生高的熱量導致溫度升高，特別是在夏天溫度較高時，內燃機的溫度可達90度的限值，使得內燃機的各方面性能都變弱，嚴重影響了其運行的工作效率。于是需要對傳統的冷卻系統進行改造和創新，在保證原系統不變的情況下進行改進，以保證內燃機運行的穩定和安全。

　　一、方案的設計

　　傳統的內燃機冷卻系統是利用水冷卻的方式來帶走熱量，一般可以帶走600kW的熱量，在此基礎上增加25%-35%的量，來確保出水口的溫度保證在合適的范圍內。因為當內燃機的工作溫度在80-90度時，內燃機的工作效率達到最高，主換熱器智能減低10度，因此在設定進口水溫時定位80度。但內燃機的運行溫度不能太低，當溫度小于40度時需要利用預熱設備對其進行加熱。

　　其具體的流程是：內燃機的高溫水出來之后流入溫控閥1，如果水溫小于70度，溫控閥1的副閥門將會開啟，循環水就會流入到水泵中，然后被水泵送入到內燃機內;如果此時溫度高于80度，溫控閥1將開啟，水進入主換熱器，利用風將循環水冷卻，冷卻之后水流進溫控閥2，水溫的高低決定了閥門開啟的程度。如果這時出來的水流溫度在80度以下，就直接流入水泵;如果高于80度，水流會流入附加的換熱器，風冷冷卻后與旁邊的冷卻水結合，最后被水泵導入內燃機內部，形成完整的一個冷卻循環。

　　二、換熱器的附加設計

　　內燃機車的技術條件：內燃機主換熱器通過的水量m=16.7kg/s，而帶走的熱量為Q=180kW，附加換熱器設計的進口溫度為t1=82.6度，內燃機的進口設計水溫t2=80度。上坡時內燃機的車速為55km/h，散熱器的迎風的接觸面積為A=0.7m?，空氣流速為v=15m/s，出口溫度為51.2度，進口溫度為34度 ，空氣的質量流量為mc=10.5kg/s。

　　(一)附加換熱器的選擇

　　傳統的內燃機的換熱器為板翅式的換熱器，由于換熱能力不能滿足內燃機實際的需要。因此改進時需要將主題換熱器改造為換熱能力強的，但由于內燃機的冷卻系統空間較小，所以附加換熱器的尺寸定位1.4m*0.6m*1.4m。因為管道閥門和換熱器的銜接處比較緊湊，所以換熱器的體積要求就會更加嚴格，而板翅式的換熱器正好具有緊湊性的特征，且性能高效，故選擇板翅式的換熱器。

　　(二)翅片的選擇和設計

　　選擇翅片時既要考慮強化傳熱的特點又要考慮到空間的局限性，鋸齒形翅片具有換熱性強、效率高的特點。

　　(三)通道參數的確定

　　水的傳熱性要比空氣的傳熱性好，所以要對空氣側的傳熱面積進行擴大，空氣通道設置為30個，而水通道則設置15個。

　　三、進水溫度和流量的控制

　　內燃機工作時進口水溫度如果低于40度，就會導致機油的黏度增大，氣缸潤滑性能變差，各種機械零件就會出現磨損。而對于氣水的換熱器而言，主要在空氣一側產生熱阻，水對整個熱傳導影響不大。所以分析各種因素之后，將冷卻系統在冷卻之后進入內燃機的水溫定在80度;如果這時溫度太低，冷卻的水將不會經過附加的換熱器，直接流入內燃機。所以，要根據具體情況來判斷需進水的流量和溫度，運行時，通過內燃機的附加換熱器進入水的溫度來確定流入附加換熱器中水的流量。

　　經過計算分析，在主換熱器流出的水溫較高的情況下，為了使冷卻水在流入內燃機時溫度低于80度，換熱器的水流量和運行過程中附加換熱器的進水溫度的調節變化曲線關系非常明顯。

　　水流量和進水溫度的變化中反映了如果附加換熱器的進水溫度大于或等于82.6度，流出的冷卻水將全部流入附加換熱器，此時將達到最大的換熱負荷值。冷卻水降低了2.6度，使得內燃機在高溫或者爬坡時避免了出現警戒高溫的局面，保證了內燃機運行的穩定性。

　　冷卻系統主要采用電動的溫控閥門來控制水流量大小，而閥門的調節主要受閥的流量特性、閥權度和流體特性的制約。一般的調節閥主要是四種類型：對數特性、直線特性、拋物特性和快開特性等。而調節閥的流量特性跟通過調節閥的介質的流量和調節閥的開啟程度存在明顯的關系。而調節閥門的開度大小跟相對流量的曲線關系較為明顯。

　　進水的流量和附加換熱器的進水溫度之間存在線性的關系，在選擇溫控閥時可以選擇閥門1。因為其具有線性的特征，其核心的元件為傳感器單元，能根據具體的周圍環境來調節自身的體積大小，從而使調節閥的閥芯產生位移量，達到附加換熱器進水溫度的要求。并能根據水溫適當的調節所需要的水流量大小，來保證整個內燃機冷卻水溫度變化的需求。

　　四、結束語

　　目前內燃機的冷卻系統不能完全解決特殊工況下的散熱要求，因此還需要在內燃機狹小的空間內，研究其冷卻系統，并加以改造，使其改造后的冷卻系統能夠在特殊工況下解決散熱問題，滿足機車的安全運行。

　　參考文獻：

　　[1]謝珂. 分體節能型電源車冷卻系統的優化設計與研究[D].蘭州理工大學，2011.

　　[2]Г.И.Маслов，錢勇. 內燃機車冷卻系統板翅式換熱器的結構特點及其制造工藝[J]. 國外內燃機車，1981，08：36-43.

　　[3]徐仲斌. 內燃機車冷卻系統新型緩蝕劑3號配方應用技術研討會[J]. 鐵道機車車輛，1994，01：65.

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