【導(dǎo)讀】制已成為機(jī)務(wù)段基礎(chǔ)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。內(nèi)燃機(jī)車節(jié)油工作是鐵路運(yùn)輸企業(yè)成本節(jié)。據(jù)鐵道部相關(guān)數(shù)據(jù)與調(diào)查顯示，對(duì)于全國(guó)各大鐵路局、機(jī)務(wù)段而言，占機(jī)務(wù)段總成本的90%左右。也占到鐵路運(yùn)輸企業(yè)日常材料成本的70%以上,內(nèi)燃機(jī)。車節(jié)油工作是機(jī)務(wù)部門成本節(jié)支降耗最重要的工作之一。務(wù)段年度成本計(jì)劃的完成起著決定性的作用。從2021年開始，全國(guó)各大鐵路局對(duì)機(jī)。務(wù)段燃油單耗實(shí)行“兩標(biāo)合一”進(jìn)行考核,且燃油價(jià)格多次上升。因此,及時(shí)、準(zhǔn)確。分析影響機(jī)車燃油消耗的因素,制訂切實(shí)有效的技術(shù)組織措施，降低機(jī)車燃油單耗，構(gòu)，運(yùn)行環(huán)境，人為管理、操作等多方面進(jìn)行分析總結(jié)，提出問題，發(fā)現(xiàn)問題。隨著世界成品油價(jià)格的上漲以及我國(guó)節(jié)約型社會(huì)、降低運(yùn)營(yíng)成本的政策的出臺(tái)，

　　

【正文】 g/萬 t km) △ DH1 表 31 青島機(jī)務(wù)段及其蘭煙區(qū)段 (貨 ) 2021 年與 1999 年油耗的對(duì)比 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 17 頁 任務(wù)量 ( 萬噸公里數(shù) ) 的變化 影響燃油單耗的因素很多 ， 如行車組織指揮 ， 經(jīng)濟(jì)技術(shù)政策、規(guī)章、制度 ,機(jī)車操縱 ， 站場(chǎng)、線路、道岔、信號(hào)等等。既有主觀方面的 ,也有客觀方面的。要想有 效地降低燃油單耗 ,實(shí)現(xiàn)扭虧增盈目標(biāo) ， 就必須下大氣力去研究、澄清各種制約因素。只有這樣 ， 才能制定出切實(shí)有效的措施。其中 ， 牽引質(zhì)量也是影響燃油單耗的一個(gè)重要因素。準(zhǔn)確地揭示出它們之間的內(nèi)在聯(lián)系 ， 具有重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義和經(jīng)濟(jì)意義。 計(jì)算條件參數(shù)與分析模型 （ 1）機(jī)型 以 ND5 型內(nèi)燃機(jī)車牽引為例 ， 機(jī)車計(jì)算質(zhì)量 P= 135t。 （ 2）列車編組 以牽引空貨車和重貨車為例。 a. 空貨車 空貨車分 5 種編組情況 ， 其牽引質(zhì)量分別為 ： G 空 1=300t ， G 空 2=600t ， G 空 3=900t , G 空 4=1200t ， G 空 5=1500t。 b. 重貨車 重貨車分 8 種編組情況 ,其牽引質(zhì)量分別為 : G 重 1 = 500t , G 重 2 = 1000t , G 重 3 = 1500t , G 重 4 = 2021t , G 重 5 = 2500t , G 重 6 = 3000t , G 重 7 = 3500t , G 重 8 = 4000t。 （ 3） 線路縱斷面 以平直線路為例 ,這樣可使計(jì)算過程大為簡(jiǎn)化。 （ 4） 分析模型 不考慮起動(dòng)加速過程和制動(dòng)過程 ,當(dāng) ND5 型機(jī)車以 60km/ h 恒速牽引不同編組的列車在平直線路上走行 100km 時(shí) ， 計(jì)算在該過程中不同編組情況下的燃油消耗量和燃油單耗值。 （ 5） 機(jī)車總效率η 要維持 60km/ h 恒速運(yùn)行 ,牽引質(zhì)量越小 ,所需手柄位越低 。反之越高。一般情況下 ,內(nèi)燃機(jī)車的機(jī)車總效率隨著手柄位的提高呈上升趨勢(shì)。根據(jù)表 32 所列數(shù)據(jù) ,結(jié)合分析模型及空貨列車、重貨列車不同牽引質(zhì)量編組情況 ,對(duì)不同編組情況下的機(jī)車總效率作簡(jiǎn)單估算 ,并將其結(jié)果列于表 33 中。 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 18 頁 主手柄檔位 1 2 3 4 5 6 7 8 燃油消耗量 ρ [g/(kWh)] 機(jī)車總效率η （ %） 表 32 ND5 型機(jī)車主手柄置于不同檔位時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)燃油消耗率及機(jī)車總效率 重貨車牽引質(zhì)量 500 1000 1500 2021 2500 3000 3500 4000 ( t ) 機(jī)車總效率η (%) 空貨牽引質(zhì)量 300 600 900 1200 1500 ( t ) 機(jī)車總效率η (%) 表 33 牽引質(zhì)量與機(jī)車總效 率對(duì)應(yīng)表 （ 6） 燃油熱值 Q 和熱功當(dāng)量 J 燃油熱值 Q 取 10096000cal/ kg 。熱功當(dāng)量 J 取 / cal。 計(jì)算不同牽引質(zhì)量下的燃油單耗 以牽引 300t 空貨列車為例進(jìn)行計(jì)算。 （ 1） 計(jì)算機(jī)車牽引輪周功率 W 牽 因機(jī)車牽引列車在平直線路上以恒速運(yùn)動(dòng) ,故機(jī)車輪周牽引力在此過程中完全用于克服運(yùn)行基本阻力做功。即 W 牽 = W 基 = W0S= ( Pw′0 + G 空 1w″0) gS (32) 式中 ： W 基 —— 列車運(yùn)行總基本阻力對(duì)列車所做的功 。 W0—— 列車運(yùn)行總基本阻力 。 S—— 列車走行距離 ， 100000m。 w′0—— 機(jī)車運(yùn)行單位基本阻力 ,運(yùn)行速度 60km/h時(shí) ， 空車為 。 w″0—— 車輛運(yùn)行單位基本阻力 ,運(yùn)行速度 60km/ h 時(shí) ， 空車為 。 g—— 重力加速度 ， 將 P=135t,w′ 0 =， G 空 1=300t， w″ 0 =， g =, S = 100000m 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 19 頁 代入上式得 : W 牽 = 19583 100000(J) = (GJ) （ 2） 計(jì)算燃油消耗量 Ey 在某一機(jī)車總效率下 ， 機(jī)車做一定數(shù)量的輪周功就必然會(huì)消耗相應(yīng)數(shù)量的燃油。 Ey = W 牽 / QηJ= 19583 10 0000/ 10096000 29 .5 % ≈ 158 (kg) （ 3） 計(jì)算萬噸公里數(shù) 萬噸公里是指對(duì)應(yīng)牽引質(zhì)量的萬噸公里數(shù) ， 而不是對(duì)應(yīng)列車總質(zhì)量的萬噸公里數(shù)。機(jī)車牽引 300t 空貨列車走行 100km， 會(huì)產(chǎn)生 3個(gè)萬噸公里 ， 即 300 100/ 10000 = 3 (萬 t km) 。 （ 4） 計(jì)算燃油消耗 牽引 300t 空貨車走行 100km 產(chǎn)生 3 個(gè)萬噸公里 ， 耗油 158kg， 因而燃油單耗為(萬 t km)。 按照同樣的方法計(jì)算其余編組列車的燃油單耗值 ， 并將計(jì)算結(jié)果列于 表 34中。 牽引質(zhì)量 輪周功 燃油消 萬 噸 燃油單耗 燃油單耗降幅 ( t ) ( GJ ) 耗 量 公里數(shù) kg/(萬 tkm) kg/(萬 tkm) ( kg ) G 空 1=300 158 3 G 空 2=600 265 6 G 空 3=900 364 9 G 空 4=1200 457 12 G 空 5=1500 546 15 G 重 1=500 105 5 G 重 2=1000 167 10 G 重 3=1500 226 15 G 重 4=2021 282 20 G 重 5=2500 336 25 G 重 6=3000 387 30 G 重 7=3500 439 35 G 重 8=4000 489 40 表 34 空、重貨車不同牽引質(zhì)量與燃油單耗值對(duì)照表 牽引質(zhì)量與燃油單耗之間的關(guān)系 從 表 34中所列數(shù)據(jù)可以清楚地看到牽引質(zhì)量與燃油單耗之間具有如下關(guān)系 ： 一般而言 ， 牽引質(zhì)量越小 ， 燃油單耗越高 ； 反之 ， 牽引質(zhì)量越大 ， 燃油單耗越低 。 牽引質(zhì)量與燃油單耗之間呈現(xiàn)此種關(guān)系的原因如下 ： 機(jī)車牽引列車運(yùn)行時(shí) ， 其耗油應(yīng)分為兩部分 ， 一部分是機(jī)車自身運(yùn)動(dòng)耗油 ， 另一部分是后部車 輛運(yùn)動(dòng)耗油 。 而燃油單耗是用總耗油量除以牽引質(zhì)量形成的萬噸公里數(shù) 。 在一定運(yùn)行速度下 ,走行某一 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 20 頁 距離 ， 機(jī)車自身耗油量相對(duì)固定。 因此 ， 當(dāng)牽引 質(zhì)量過小時(shí) ， 形成的萬噸公里數(shù)少 ，卻要將一定運(yùn)行速度下較固定的機(jī)車自身耗油分?jǐn)偟矫總€(gè)萬噸公里中去 ， 故造成燃油單耗會(huì)很高 ； 隨著牽引 質(zhì)量增大 ， 燃油單耗會(huì)隨之降低。但隨著牽引質(zhì)量增大 ， 其單位牽引質(zhì)量燃油單耗降低幅度逐漸變小。 表 34中所列燃油單耗降幅數(shù)據(jù) ， 空貨列車為每增加牽引質(zhì)量 300t 時(shí)的降幅 。重貨列車為每增加牽引質(zhì)量 500t 時(shí)的降幅。 牽引質(zhì)量與燃油單耗之間的關(guān)系 ， 雖然不是機(jī)車優(yōu)化操縱所研究的對(duì)象 ， 但對(duì)于操縱環(huán)境 卻是應(yīng)重點(diǎn)研究的對(duì)象。它對(duì)于運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義就在于 ， 通過優(yōu)化運(yùn)輸組織 ， 應(yīng)盡量減少欠軸列車的開 行 ， 并應(yīng)盡量開行滿軸列車。懂得了這種關(guān)系 ， 也就更加清楚了“小編組、高密度”造成燃油單耗增高的原因 。清楚了重載列車燃油單耗增高的原因 (因重載列車需雙機(jī)牽引 ， 平均每臺(tái)機(jī)車的牽引質(zhì)量遠(yuǎn)比單車牽引時(shí)要低 )； 懂得了這種關(guān)系 ， 當(dāng)制定燃油單耗指標(biāo)時(shí) ， 必須綜合考慮空、 重車及牽引質(zhì)量等復(fù)合因素 ,才能客觀公正地去評(píng)價(jià)、考核基層單位或評(píng)價(jià)、考核機(jī)車司機(jī) ,調(diào)動(dòng)其積極性。 在計(jì)算比較時(shí)選擇了相同的運(yùn)行速度及空、重車分開比較的方法 ， 這樣做主要是為了便于直接進(jìn)行比較。否則 ,就不便于得出一般性結(jié)論。例如 ， 當(dāng)牽引運(yùn)行速度不同時(shí) ， 即使是同 一列車 ,在牽引經(jīng)濟(jì)性問題上 ,因?yàn)檫\(yùn)行基本阻力是矛盾的主要方面 ,所以 ， 一般牽引運(yùn)行速度高時(shí)費(fèi)油 ， 低時(shí)省油。因此 ， 當(dāng)運(yùn)行速度不同時(shí) ， 其燃油單耗差別可能是較大的。 空車率的變化 類別 速度 (km/h) 計(jì)算公式 20 30 40 50 60 70 80 90 貨車 （滑動(dòng)軸承） 重車 w0″=+ + v2 貨車 （滾動(dòng)軸承） 重車 w0″=+ + v2 貨車 重車 w0″=+ + v2 表 35 車輛運(yùn)行單位基本阻力數(shù)值 從 機(jī)務(wù)段 近幾年的燃油消耗指標(biāo)來看 ， 空車率的變化對(duì)段燃油單耗指標(biāo)的影響不 西南交通大學(xué)本科畢業(yè)論文 第 21 頁 可忽視。根據(jù) TB/ T1407 — 1998《列車牽引計(jì)算規(guī)程》 ， 通過計(jì)算 ， 可以得出相同的結(jié)論 : 首先 ,我們通過計(jì)算來看牽引一列重車與一列空車燃料消耗情況 (表 35) 。 假設(shè) DF4C 型內(nèi)燃機(jī)車牽引一列 4000t 的列車 ， 以 70km/ h 的速度在平直線路上運(yùn)行 1h， 列車為滾動(dòng)軸承貨車 ， 其它附加阻力忽略不計(jì)。 機(jī)車運(yùn)行單位基本阻力 : w0′ = 2. 28 + 0. 0293 v + 0. 000178 v2 （ 33） 通過該公式或查表可以得出 : 列車以 70km/ h的速度運(yùn)行時(shí) , 機(jī)車運(yùn)行單位基本阻力為 5120N/kN 滾動(dòng)軸承貨車 (重 ) 運(yùn)行單位基本阻力 : w0″= 0. 92 + 0. 0048 v + 0. 000125 v2 （ 34） 通過該公式或查表可以得出 : 列車以 70km/ h 的速度運(yùn)行時(shí) , 列車運(yùn)行單位基本阻力為 1187N/ kN 。 全列列車的運(yùn)行 阻力： w = 138 9. 8 5. 2 + 4000 9. 8 1. 87 = 80. 34 ( kN) 第二種情況 , 假設(shè) DF4C 型內(nèi)燃機(jī)車牽引一列 1000t 的空車 , 以 70km/ h 的速度在平直線路上運(yùn)行 1h， 列車為滾動(dòng)軸承貨車 , 其它附加阻力忽略不計(jì)。 機(jī)車運(yùn)行單位基本阻力 : w0′ = 5120N/ kN 滾動(dòng)軸承貨車 (空 ) 運(yùn)行單位基本阻力 : w0″= 2. 23 + 0. 0053 v + 0. 000675 v2 （ 35） 通過該公 式或查 表得出 :以 70km/ h 的速度 運(yùn)行時(shí) ,列車運(yùn) 行單位基本阻力為 5191N/ kN。 全列列車的運(yùn)行阻力 : w = 138 9. 8 5. 2 + 1000 9. 8 5. 91 = 64. 95 ( kN) 圖 所列為 DF4