作為通往西藏腹地的第一條鐵路，青藏鐵路格拉線全長(zhǎng)1142公里，全路海拔2800-5100米，全路海拔4000米以上的地段約占全線80%以上，涵蓋海拔超過4600米的昆侖山隧道及風(fēng)火山隧道，最大坡道達(dá)到20‰，晝夜溫差達(dá)40℃，最高風(fēng)速可達(dá)32.6m/s，是世界上海拔最高、線路最長(zhǎng)的高原鐵路，被人們親切地譽(yù)為“天路”。
穿行在“天路”上，最高海拔含氧量?jī)H為平原50%左右，加之途經(jīng)各種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和惡劣的氣候條件，內(nèi)燃機(jī)車也會(huì)出現(xiàn)類似人類的“高原反應(yīng)”。
由于高原環(huán)境惡劣、晝夜溫差大、含氧量極低，造成發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)氣量不足，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不充分，產(chǎn)生的結(jié)果便是機(jī)車排放、運(yùn)用功率、發(fā)動(dòng)機(jī)排溫以及油耗相比平原應(yīng)用大幅惡化，且由于發(fā)動(dòng)機(jī)的高排溫，還帶來了發(fā)動(dòng)機(jī)以及增壓器故障率高等問題。
為了幫助內(nèi)燃機(jī)車解決高原運(yùn)行難題和痛點(diǎn)，應(yīng)用性能優(yōu)異、滿足高原工況需求的渦輪增壓器就顯得尤為重要。目前“天路”上的主要牽引機(jī)車為HXN3，該機(jī)車由中車大連公司生產(chǎn)。
為了提升機(jī)車在極低含氧量環(huán)境下的高原的適應(yīng)能力，中車大連公司與ABB合作，運(yùn)用TPR61-F增壓器對(duì)機(jī)車高原運(yùn)用進(jìn)行有針對(duì)性的優(yōu)化，大幅提升機(jī)車柴油機(jī)氣缸進(jìn)氣量，使得柴油機(jī)在高原運(yùn)用環(huán)境下排溫及油耗得以改善，同時(shí)解決了機(jī)車冒黑煙的問題，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
▲ TPR61-F型渦輪增壓器
憑借優(yōu)異的性能、良好的可靠性以及超長(zhǎng)的檢修間隔周期，ABB TPR61-F型渦輪增壓器助力中國(guó)機(jī)車“硬漢”——HXN3高原內(nèi)燃機(jī)車征服唐古拉山，征服世界屋脊。
提升高原機(jī)車效率
TPR系列渦輪增壓器是ABB針對(duì)鐵路長(zhǎng)途重載干線內(nèi)燃機(jī)車和調(diào)車內(nèi)燃機(jī)車特殊設(shè)計(jì)的全新一代渦輪增壓產(chǎn)品，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)工藝，再到材料運(yùn)用上都進(jìn)行了優(yōu)化，具有高壓比、高效率、超長(zhǎng)檢修周期等特點(diǎn)。
此次，ABB專門為HXN3內(nèi)燃機(jī)車高原運(yùn)用提供的TPR61-F增壓器最高增壓壓比高達(dá)5.8，增壓器總效率達(dá)到65%，超高的壓比以及超高的效率保證了機(jī)車在高原運(yùn)用環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)的總進(jìn)氣量接近于平原運(yùn)用，使得發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒更充分，有效地解決了內(nèi)燃機(jī)車的“高原病”。
▲高原應(yīng)用環(huán)境下不同增壓器的機(jī)車各檔位下的渦輪前排溫對(duì)比
青藏高原格拉線實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，裝備TPR61-F型渦輪增壓器的機(jī)車完全解決了柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙問題，發(fā)動(dòng)機(jī)平均排溫下降40℃以上，峰值排溫下降75℃，單車單次往返平均節(jié)省柴油140L，如按照每年往返50次算，單車年節(jié)油高達(dá)7000L，充分提升了機(jī)車運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)性及可靠性。
助力中國(guó)鐵路發(fā)展
針對(duì)重載機(jī)車牽引的現(xiàn)代中速發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用需求，TPR系列軸流渦輪增壓器提供TPR56 和 TPR61 兩種尺寸型號(hào)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)高效高壓比增壓，而且具有可靠性高、大修周期(TBO)長(zhǎng)等產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，其緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特別適用于布置空間有限的內(nèi)燃機(jī)車。
目前，全球有超過3500臺(tái)現(xiàn)役的TPR系列渦輪增壓器，正在滿足各類苛刻的負(fù)載分配和環(huán)境條件下重載干線機(jī)車和調(diào)車機(jī)車應(yīng)用。肩負(fù)保障HXN3B、HXN5B機(jī)車牽引中歐國(guó)際貨運(yùn)班列運(yùn)行重任的ABB TPR56系列渦輪增壓器便是其中之一。
另外計(jì)劃于2021年年中開通的拉薩至林芝的拉林鐵路上投入運(yùn)用的復(fù)興號(hào)雙源動(dòng)力集中動(dòng)車組，也將同樣采用ABB TPR系列渦輪增壓器。
未來，ABB將繼續(xù)秉持“在中國(guó)，為中國(guó)和世界”的發(fā)展理念，憑借全球領(lǐng)先的渦輪增壓產(chǎn)品和更多本地化、人性化的服務(wù)，為客戶創(chuàng)造更多價(jià)值，助力鐵路建設(shè)的電氣化運(yùn)營(yíng)，為中國(guó)鐵路的高速發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
*部分圖片來源：中車大連機(jī)車車輛有限公司
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