内燃机车

赵德立

[摘 要]燃油是确保船舶施工有效运转的重要保证，由于种种因素的影响，燃油价格也呈现出不稳定的情况，因此，也就将一定的“风险”带给了船舶施工，这样，对船舶节能方式进行研究势在必行。在船舶系统中，内燃机节能技术的运用量逐渐增大，从而将环保节能的效果发挥出来。：文章介绍了内燃机节能装置的原理，多元合金、油道结构形式及滤器形式的优选方式，节能装置通过台架测试、实船测试节油率大于3%，节油效果明显。

[关键词]内燃机；节能装置；船舶运用；工作原理

中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0203-01

在船舶日常施工中，燃油成本占据着重大比例，因此，为了能够有效的节约成本，将更大的利润创造出来，就需要制定出科学合理的内燃机节能方式，进而将其运用到船舶中，对此，通过下文对相关方面的内容进行了阐述，从而为相关单位及工作人员在实际工作中提供一定帮助作用。

船用内燃机节能装置是在原有陆用内燃机节能装置的基础上，针对1470kW工作船主机功率和船用装置使用特点，在多元合金成分上按需选配、油路结构和滤器形式多个方案优化选定，节能主体与磁性滤清器结为一体，结构紧凑，安装和使用方便。

1、加裝节能装置

1.1 节能装置构造

常态下，有种类多样的碳原子烷烃存在于燃油内部，换言之，并没有按照单分子形态将各类碳氢化合物构造出来。大分子结构是由单分子化合物演变过来的，由于有极性和氢键存在，这种演变，逐渐向着某种动态平衡状态发展，燃油进入内燃机之前，要通过节能装置的磁场作用，这种作用就会打破大分子集团的分解和结合平衡状态，其中占据上风的要属大分子集团，这些凝固点低、沸点高的杂质就会通过固体结晶的方式同大分子集团融合到一起，形成结晶晶核，在节能装置的影响下，最终将燃油沉淀物结晶为晶体。

1.2 工作原理分析

在透射电子显微镜微区电子衍射的基础上，在节能设备中流过燃油之后，沉淀物就会形成于其中，进而有结晶状态出现，对比没有经过节能设备操作前的燃油，沉淀物的形态、密度、结晶状态和结构等都会具有一定的差异。一般而言，燃油通过节能装置处理之后，就会具有非常疏松的沉淀物质形成于其中，其中最基本的结晶状态即为结晶和非结晶。

常温条件下柴油中含有不同碳原子数的烷烃，即不同的碳氢化合物不是以单分子的形式存在。单分子化合物有氢键或有极性，它们容易缔合成大分子集团。单分子一方面缔合成大分子集团，另一方面缔合成大分子集团又解脱为单分子，这两个过程处于动态平衡状态。柴油在进入内燃机之前，经过节能装置的磁场处理，磁场能打破大分子集团缔合与解脱的动态平衡，使柴油大分子集团的解脱占了优势。这样经节能装置处理过的柴油沉淀物就以这些晶核为核心结晶成为多晶体。在相同温度和压力条件下，经节能装置处理过的柴油中自由单分子或小分子增多，在雾化过程中，更容易雾化成细小的微小液滴，促进燃油的燃烧，燃烧更完全，且无黑烟排放，能起到节油减排的作用。

2、优选多元化合金

内燃机节能装置的核心是多元合金，多元合金的好坏直接影响节油的效果。在优选多元合金上，对多元合金的材质性能优化、筛选出多元合金R—Fe—B系。

2.1 多元合金磁体材料优选

针对节能装置的核心成分，优化筛选出多元合金磁体。经过研究，磁场过大或过小都会对节油效果产生影响，甚至有耗油现象。磁场强度只有在一个较小范围内才能产生最好的效果。经过比对、筛选和优化，节能减排装置多元合金磁体成份为：NdFe77B7.5。

3、选择磁性滤器

一般情况下，我们使用的燃油，都会有一定的杂质存在于其中。一般都将一组粗和一组细的过滤设备安装在了内燃机中，向内燃机中正式进入燃油前，在这两个设备中流过，进而就能够清除其中的杂质，但是，很难有效的过滤和清除当中与金属类似的杂质。在内燃机汽缸中流经了这类杂质之后，会有燃烧的现象出现，这样就会极易可能磨损到柴油机中的各个零件，进而将内燃机设备的投入成本增加。对这一现象为了能够非常有效的进行控制，可以在内燃机安装磁性滤器。在选择金属滤清器方面，对照双体金属滤清器、组合金属滤清器和单体金属滤清器。在这三者中，通过大量的试验和实践证明，根据实际情况将三者其中的二者结合起来工作是最为合理的。

3.1 优化油道结构

油道分为单油道和多油道，在原有单油道的基础上，对二、三、四油道的研究测试；二油道长度为240mmX2，是正常供油的3倍；三油道的长度为240mm×3，是正常供油的4.5倍；四油道的长度为240ramX4，是正常供油的6倍。经过台架测试表明，两油道有节油点，节油率不高，四油道虽能确保柴油机在任何工作区间的超大供油，但是节油点也不高，三油道节油效果最佳。

3.2 优选磁性滤器

柴油在生产、运输和使用中，都存有许多杂质，其中有一部分杂质，在流进柴油机之前由柴油机本身的粗、细两个滤清器过滤掉，但像金属粉末状的杂质是滤不掉的，这些杂质进入到柴油机的汽缸中燃烧，导致柴油机机件磨损大修提前，增加了设备的成本开支。为解决这一问题，在节能装置上增加磁性滤器，对单体金属滤清器结构、双体金属滤清器结构和组合金属滤清器结构，做综合对比和测试，三种金属滤清器中，大流量油道加复合网状结构的滤器形式效果最佳。

4、内燃机节能方式的未来发展情况

就目前而言，船舶当中，较大功率、比较高端的内燃机油耗情况已经被有效的进行了控制，并且进一步节能开发利用的趋势越来越明显，由于随着冷却系统和排气系统，还会有相当一部分的余热被损耗掉。尤其是排气会将30%左右的热量损耗掉。因此，为了将降耗节能的目标发挥出来，对船舶内燃机节能装置本身的能源消耗不但要有效的进行控制，而且，对余热也应该充分的予以应用。所以，必须要有效的回收内燃机余热，在生活热源中应用这些余热，进而实现节能减排的目的。因此，内燃机在今后的发展中应该向着以下几个方向进行推进：

4.1 利用蒸汽压力

选择多回路余热锅炉，将废气热量的回收效果有效的发挥出来，确保能够有效的利用这些余热所产生的大量蒸汽。

4.2 选择多级混压式汽轮发电装置

就1万千瓦之上的内燃机而言，将余热发电的方法制定出来，当主机供电充足、存在较大功率时，能够将余热化当做推进动力。

4.3 控制船舶自身的耗能量

船舶应采用变速风机、变速泵等来替代之前所装备的设备，这样会有效的节约能源消耗。

4.4 建立余热回收系统设备的管理规范

根据实际情况，应努力将余热回收系统向着规范化、标准化的方向发展，在保证设备工作效率的情况下，有效的控制成本。

当前，有关这方面的技术措施，还需要进一步予以强化，即使各个系统在船舶中还能够发挥作用，但是却有着相对较低的余热回收效率，目前只有远距离航行的船舶才会进行回收和利用这些余热，能够比较充分的使用能量和热量，所以，在具体的运用中，对这方面还应该不断的进行强化，将功能健全、构造简单的设备装置制作出来，并在那些小型船舶中也适合进行装配，将节能的功效有效的发挥出来。

5、结束语

节能装置台架和实船测试节油率大于3%。科技查新报告表明，未见与该装置综合技术特征完全相同的内燃机节能装置在船舶上应用的报道。该装置结构简单、操作方便，有其独特性和实用性，船舶加装节能装置，能够降低船舶运营成本和氮、硫氧化物气体的排放，产生良好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 李鑫.舵球节能装置理论计算[C]//2008年船舶水动力学学术会议暨中国船舶学术界进入ITTC30周年纪念会论文集.哈尔滨工程大学：131-136.

[2] 康凯.内燃机节能装置在船舶的应用研究[J].科技创新与应用.2011（09）：12-17.