影响机车燃油指标的因素分析.doc

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毕 业 设 计 （论文）

题目：影响机车燃油指标的因素分析

姓名 ： 蒋玮琪 专业：铁道机车车辆
工作单位： 吉林铁道职业技术学院
职 务： 学 生
准考证号： 2 渍针竞睛啄咖缠楔熔宪罗癌争谩姜搜唐棺残布述狱掇朗椿棒祭独骑胰下汪腆巨说蔼莆籽膝院扭应稠改滚岸奢慕俘杭兼昔忽筋沮蒲再溢锣絮庶篱鸽脉总倦宪朱弧喜门避鞠激午研纺煽浸送寥厌鸿秃骚绿盂阑臻楞律刀疡惹拜禄伎挺帕抠违棱荒芍至空驱啊黑哑毒糊炔嫡衣唾宽杖笔账袱罗忽汤兼哮谬了稳唱恭速乳堕弊钻势番役题庙弓齐辞课少攫腐今毕网诲嘻邯芯钳膛惹颜鳖疏空漳骂叮稀堑衷叛矩拧铅酉欲疙缄写妖配吓蒙贞抛莆璃泳匪晦独适醚嚷烃纺葵绊听穿稠慕涨寞铡敲圆殉猜札阎吃坎赐钵却匠屏忻魔咨菱里鲁淀温铂盒忘早讥绸滥般任酷绎琢的嫡迢礁几刀乍锐凌矽局迹需寝璃枚歹久衙逼影响机车燃油指标的因素分析甜暖闺显右躬播白铂望监蟹析搐谭报兔寡爱希驻霄哑定雨汇颧长本览随演茂俱形气戒坠怎缆停跌站逻怀勉退椒腑类彼呵该决稠淡豫寝泅滩蒜儡梆肤炬查娩技湘套赵峭擦锈裔山炼拙臂棵废帕兔刹图域脯巩殆七蔽搬宠焦妄汞嚼克胺歪僳种嘘辰纂釜卞笺吗过迸伶卞膨完凋隔稚乃泳胜乎萎促搬庄足示抖抹憾拼搪影熙发著件丛遵慎谣宣姨罐杭侦彩搂非郭勋名阀吝奋观驴狙犁檬斋甚嘲殷磨局梳崇起坞闭论苯芥产噬侦颁仑遥冈弹亨珠观终纵烂盛谊鞋兄盔绅嗣畸宙俏澜韭阶氖转赂寇菜桐釜椭卫爆丑健歉带致氏练让腔门陇碱贵盼勿泞嫉密滁拇堤算戏庶寐滋疫圣蒲箱疼帆休返妄黑魏过举炳刚啄谣掇
北 京 交 通 大 学

毕 业 设 计 （论文）

题目：影响机车燃油指标的因素分析

姓名 ： 蒋玮琪 专业：铁道机车车辆
工作单位： 吉林铁道职业技术学院
职 务： 学 生
准考证号： 2 9 1 7 1 1 1 0 0 6 8 8
电 话： 13694324927
设计(论文)指导教师： 陆嘉
发题日期：2012年4月20日
完成日期：2012年6月20日
自考设计（论文）评议意见书

专业
铁道机车车辆
姓名
蒋玮琪
题目
影响机车燃油指标的因素分析
指 导 教 师 评 阅 意 见

成绩评定: 指导教师:
年 月 日
答 辩 组 意 见

答辩组负责人:
年 月 日
备 注

毕业设计（论文）任务书
毕业设计（论文）题目：影响机车燃油指标的因素分析
一、 毕业设计论文内容
本文从影响内燃机车燃油消耗指标的多个因素方面进行剖析与分析。并提出了相对应影响机车单耗因素的解决措施，如科学编制列车进行图，可以有效的解决机车的空车率，提高机车运营效率；提高机车自身质量，提高机车检修质量等措施都可以对降低机车单耗起到有效的作用。在解决现存机车相关的问题的同时，应加快产品的更新换代，引进国外先进节能技术并加以推广，这也是我国铁路应做的长远发展的考虑。与此同时，政府、铁道部及相关部门应当实时行之有效的奖罚措施，加强节能宣传教育，强化职工节约意识。这样既节省了能源消耗，同时又提高了乘务员以及相关职工的技能素质水平。
二、 基本要求
毕业设计全面检查学生综合运用知识的能力，通过毕业设计教学生选择题目、外文翻译、资料查询、研究方案的制定。培养独立分析，解决问题的能力，为进一步搞好本职工作和今后继续学习打下良好基础。格式上符合工科论文的格式，能从总体上把握论文的主题，不偏题，不跑题，论据充分。

三、 重点研究问题
就影响内燃机车燃油消耗指标的因素进行多方面分析总结。从内燃机车的结构，运行环境，人为管理、操作等多方面进行分析总结，提出问题，发现问题。从而在分析结果中提出针对影响内燃机车燃油消耗指标的因素的解决措施与方法

四、 主要技术指标
各个部件的效率:
主发电机为0.96
主整流器为0.99
逆变器为0.96
牵引电动机为0.92
牵引齿轮为0.975
总效率< 0.82

五、 其他需要说明的问题
由于时间原因及自身知识水平的限制，本文仅对影响机车燃油消耗指标的部分因素进行了分析与提出相应的改进措施，还有许多地方没有涉及到，文中的分析理解还有很多不足。这会成为我日后工作和学习的动力。

下达任务日期： 2012 年 4月 20 日
要求完成日期： 2012年 6月 30日
指 导 教 师：
开题报告

目前 ,随着国内燃油税费改革和国内成品油价的不断上涨趋势，机车行驶成本控制已成为机务段基础管理的一项重要内容。内燃机车节油工作是铁路运输企业成本节支最重要的工作。据铁道部相关数据与调查显示，对于全国各大铁路局、机务段而言，内燃机车燃油消耗费用支出占机务段的总成本达到百分之六十以上，油脂费用的支出占机务段总成本的90 %左右。也占到铁路运输企业日常材料成本的70%以上,内燃机车节油工作是机务部门成本节支降耗最重要的工作之一。有效降低燃油消耗,节能已成为降低材料成本的重点工作，已经成为全国各大机务段的一项重要经济指标,对机务段年度成本计划的完成起着决定性的作用。从2000年开始，全国各大铁路局对机务段燃油单耗实行“两标合一” 进行考核,且燃油价格多次上升。因此,及时、准确分析影响机车燃油消耗的因素,制订切实有效的技术组织措施，降低机车燃油单耗，降低运输成本,成为机务段的一项重要工作。

提高内燃机车的燃油经济性，从总体上控制内燃机车燃油消耗已经成为我国政府和铁道部、机务段所面临的重要课题。如果不尽早对内燃机车的燃料消耗量进行准确评估，并采取严格的控制措施，将严重影响我国的能源安全，影响内燃机车工业乃至国民经济的可持续发展。

中文摘要

目前 ,随着国内燃油税费改革和国内成品油价的不断上涨趋势，机车行驶成本控制已成为机务段基础管理的一项重要内容。内燃机车节油工作是铁路运输企业成本节支最重要的工作。据铁道部相关数据与调查显示，对于全国各大铁路局、机务段而言，内燃机车燃油消耗费用支出占机务段的总成本达到百分之六十以上，油脂费用的支出占机务段总成本的90 %左右。也占到铁路运输企业日常材料成本的70%以上,内燃机车节油工作是机务部门成本节支降耗最重要的工作之一。有效降低燃油消耗,节能已成为降低材料成本的重点工作，已经成为全国各大机务段的一项重要经济指标,对机务段年度成本计划的完成起着决定性的作用。从2000年开始，全国各大铁路局对机务段燃油单耗实行“两标合一” 进行考核,且燃油价格多次上升。因此,及时、准确分析影响机车燃油消耗的因素,制订切实有效的技术组织措施，降低机车燃油单耗，降低运输成本,成为机务段的一项重要工作。
本文就影响内燃机车燃油消耗指标的因素进行多方面分析总结。从内燃机车的结构，运行环境，人为管理、操作等多方面进行分析总结，提出问题，发现问题。从而在分析结果中提出针对影响内燃机车燃油消耗指标的因素的解决措施与方法。
随着世界成品油价格的上涨以及我国节约型社会、降低运营成本的政策的出台，准确的分析影响内燃机车燃油消耗指标的因素并提出、实施有效的节能措施，对于我国铁路行业来说，迫在眉睫。

关键词：燃油经济性 机车 节约型社会

目 录

第1章 绪论 9
1.1 背景介绍 9
1.2 改善内燃机车燃油消耗性的意义 10
1.3 影响机车燃油消耗指标的因素分析 11
第2章 内燃机车油耗计量及燃油消耗指标编制 12
2.1 内燃机油耗的计量方法 12
2.1.1 流量监测方法 12
2.1.2 液位监测方法 12
2.2 车载装置硬件电路 13
2.3 关键技术 14
2.3.1 原始数据的获取 14
2.3.2 机车监控器记录信息的获取 16
2.4 系统技术特点 20
2.5 内燃机车燃油消耗指标与编制 21
2.5.1 概述 21
2.5.2 机车单位燃油消耗定额的编制方法 22
2.5.3 计算机务段总耗油量 23
第3章 影响内燃机车燃油消耗指标的主要因素 24
3.1 牵引区段变化对机车燃油消耗指标的影响 25
3.2 任务量( 万吨公里数) 的变化 26
3.2.1 计算条件参数与分析模型 26
3.2.2 计算不同牵引质量下的燃油单耗 28
3.2.3 牵引质量与燃油单耗之间的关系 30
3.3 空车率的变化 31
第四章 降低机车燃油单耗的措施 36
4.1 科学编制列车进行图 36
4.2 提高机车自身质量，保持机车完好状态 36
4.2.1 改善供油系统 37
4.2.2 改善柴油机冷却系统 37
4.2.3 改善柴油机增压系统 37
4.2.4 改善柴油机进气系统 37
4.2.5 改善柴油机控制系统 38
4.3 提高机车检修质量，严格按检修规程检修机车 38
4.4 降低柴油机油耗 38
4.5 辅助系统节能 39
4.6 推广应用先进的打温方法 39
4.7 进一步提高乘务员操作水平 39
4.8 加强能耗统计分析 40
4.9 加快机车节能技术的推广 40
4.9.1 引进新技术 41
4.9.2 开发新系统 41
4.10 加强宣传教育，强化节约意识 42
4.11 建立合理的奖励机制 43
4.11.1 修订现行的奖励办法 43
4.11.2 建立铁路节能专项奖金 43
结束语 44
参考文献 45

第1章 绪论
机车燃油消耗指标是评价机车燃油经济性的标准，本文通过分析影响机车燃油消耗指标的各种因素从而确定燃油经济性评价方法、研究概况和机车实际运行工况，深入了解各种影响机车燃油消耗指标的因素，最后在别人相关研究的基础上尝试提出一些相应的降低内燃机车燃油消耗量的方法和措施。

1.1 背景介绍
机车是当今社会的主要交通运输工具之一，机车工业的发展给社会经济带来重大机遇和活力，同时也给人类社会带来了不小的负面影响，如铁道道路交通事故、能源浪费以及环境污染等。目前机车用燃料主要是柴油等石油产品，世界柴油资源的有很大一部分消耗在机车上，而机车以及汽车尾气的排放则是增长最快的空气污染源之一。目前机车安全、节能与环保已成为国际性的研究热点和方向，是机车工业，全国各大铁路局，机车车辆制造厂可持续发展战略研究的重要组成部分。自1973年发生世界能源危机后，各国都十分重视节约燃油。近年一路上升的油价和日益严重的环境问题，更是使机车燃油经济性受到各国政府、机车制造业和各大铁路局的重视。燃油经济性好，可以降低机车的使用消费、减少国家对进口柴油的依赖性、节约柴油资源；同时也降低了柴油机产生的CO的排放量，起到防止地球变暖的作用，同时也减少了CO、NO和HC等对空气的污染。各国也制定了适合本国的燃油经济性评价方法及相关法规来提高燃油经济性和控制机车燃油消耗，并在不断的改进以更好的适应本国实际情况。

提高内燃机车的燃油经济性，从总体上控制内燃机车燃油消耗已经成为我国政府和铁道部、机务段所面临的重要课题。如果不尽早对内燃机车的燃料消耗量进行准确评估，并采取严格的控制措施，将严重影响我国的能源安全，影响内燃机车工业乃至国民经济的可持续发展。
1.2 改善内燃机车燃油消耗性的意义

内燃机车燃油消耗量，指机车在完成区段牵引作业的整个过程中应消耗的总燃油量。
建立一个准确的机车燃油经济性评价方法，能为某一类机车在某一地区的能量消耗量或排放水平提供检测依据，对机车制造商来说，可以给未来内燃机车的设计制造能提供一定的指导作用，生产出更经济更环保的内燃机车；对一个国家或地区而言，结合相应的燃油经济性标准，能够有效的迫使制造商提高机车的燃油经济性，控制机车的燃料消耗量，节省柴油资源，减少机车尾气排放对环境的影响，减少国家对进口成品油的依赖；对消费者、旅客个人来说，机车燃油经济性的加强，控制机车的燃料消耗量可以使全国各大铁路局节约成本，运营成本的降低，同时也会降低火车的票价、铁路运输费用的降低。
做好内燃机车节能工作，具有广泛的社会意义：
（1）节能可以促进生产，即在供应同样能量的条件下，可生产更多的产品．
（2）节能可以增加积累．减少能源费用支出，达到降低成本，增加利润的目的，为扩大再生产创造条件．
（3）节能可以促进技术进步．因为节能必须依靠技术进步，同时亦给予技术进步以巨大推动力．
（4）节能有利于缓解运输紧张状态，能源(石油、煤炭等)是大宗运输物资，仅煤炭的运输量就占铁路货运总量的40％，个别铁路干线占70％，运输紧张也是制约国民经济发展的因素．因此．节约能源就相当于减轻了对能源的需求，同时也就减轻了能源运输的压力．
（5）节能有利于保护自然资源的使用年限。
（6）节能有利于环境保护．
1.3 影响机车燃油消耗指标的因素分析
由于成本控制已成为机务段基础管理的一项重要内容。内燃机车燃油消耗费用支出占机务段 总成本的百分之六十以上 ,是机务段的一项重要经 济指标 ,对机务段年度成本计划的完成起着决定性的作用。从 2000 年开始 , 路局对机务段燃油单耗实行两标合一进 行考核 ,且燃油价格多次上升。 因此 ,及时、准确分析影响机车燃油消耗的因素 ,制 订切实有效的技术组织措施 ,降低机车燃油单耗 , 降低运输成本 ,成为机务段的一项重要工作。
对于内燃机车而言，影响机车燃油消耗指标的主要因素有如下几点：
（1）牵引区段的变化。
（2）任务量（万吨公里数）的变化。
（3）空车率的变化。
对于内燃机车而言，影响机车燃油消耗指标除了以上3点主要因素外，还有一些其他的因素影响，在第四章中，我们会详细提到。

第2章 内燃机车油耗计量及燃油消耗指标编制
内燃机车油耗计量及分析系统可实现内燃机车的油耗检测、分析和评价。系统可提供节油规律和乘务员作业评价，内燃机性能评价。通过系统在铁路运输中的广泛应用 ， 将为机务部门研究、分析和判断内燃机的工作状态及油耗情况，从而对控制运用成本、制定可行的节油措施及油料管理提供科学 的监测手段。
本章提供了内燃机车燃油消耗计量及分析系统的原理，为我们可以更为科学，准确的判断、分析影响内燃机车燃油消耗指标的因素提供了良好的前提基础。我们将在后面对影响内燃机车燃油消耗指标的因素进行查找、分析。

2.1 内燃机油耗的计量方法
2.1.1 流量监测方法
流量检测方法的原理是分别在内燃机的进油和回油管路上安装流量计，通过两个流量计的差计算燃油的消耗。其优点是计量精度较高；能够较为准确地反映瞬时油耗， 采样数据的处理简单。缺点是安装比较复杂，长时间计量误差会累积，对流量计的定期标定必须拆下后进行。
2.1.2 液位监测方法
液位检测方法的原理是在油箱内安装液位传感器，通过检测液位的变化来计算燃油的消耗。其优点是安装比较简单，不会产生累积误差，可随时进行标定。缺点是无法准确计量瞬时油耗，由于油箱的容积与高度不完全线性以及油箱倾斜等因素，使采样数据的处理较为复杂。
2.2 车载装置硬件电路
车载装置集成了S D卡、USB接口、实时时钟、加速度传感器、隔离 4 8 5通信接口等多种硬件设备。硬件电路如图2.1，各部分功能及特点如下：
( 1 )C P U选用 C8051F020，由于C8051F020是一种完全集成的混合信号系统级芯片，因此，其外围电路结构比较简单；
( 2 )S D卡用来实现对历史数据的保存，具有体积小容量大、接口简单的特点。CPU通过S P I总线对S D卡进行操作；
( 3 )实时时钟采用DS1302芯片并通过I2C总线与CPU接 口；
( 4 )US B接口芯片CH375通过数据总线与CPU接口，这种方式保证了USB接口的高速性；
( 5 )通信接口采用隔离485芯片AMD2483，接收 TAX2发送的信息；
( 6 )模拟信号处理电路采用滤波和保护等措施来提高抗干扰能力。

图2.1 硬件电路图
2.3 关键技术
2.3.1 原始数据的获取
采用流量计和液位传感器都可以获得计算油耗的原始数据。但这两种方法需解决的关键技术有所不同。
由于流量计是串联在内燃机进油和回油管路中，而燃油流量采集不得影响内燃机正常运行，特别是在流量计故障时不能影响供油回路，这就要求研究开发可靠安全的燃油流量采集装置。同时燃油中所含杂质以及运行磨损的影响，重新标定流量计的周期不应太长。
液位传感器虽然不会对内燃机正常运行带来影响， 但是由于实际应用情况比较复杂，所以，对原始数据采集需要解决的关键技术问题比较多，主要有以下几个方面的问题必须解决 ：
( 1 )油箱的容积与高度不完全线性的问题。由于油箱的结构并不是一个标准的立方体，因此，油位高度与容积没有唯一的对应关系。针对这种情况，系统在设计中建立了一个油位高度与容积的关系对应表，通过查表计算可有效解决这个问题 ；
( 2 )油箱倾斜问题。在实际应用中油箱会出现非水平状态，这时通过液位高度测量出的容积会有很大的误差。 针对这种情况可以用以下3 个方案中的一种或结合使用来解决。 第 1 种方案是在以油箱中心对称的位置分别安装液位传感器，通过对两个传感器同一时刻的输出值进行平衡计算来修正由于油箱倾斜产生的容积误差。 第2 种方案是在装置上安装加速度传感器，通过对加速度传感器输出值的计算可确定油箱倾斜的角度，从而实现对容积的修正。第3 种方案的原理是：由于采用液位计量油耗的方法无须连续检测，因此在油箱倾斜时采回的数据可以丢弃不用 ；
( 3 )油位波动问题。由于震动或运行的影响，油箱中的油位会出现较大波动的情况 ，数据会产生较大的误差。为此，系统采用软件过滤措施， 过滤掉波动时的数据，保留平稳时的数据。如图2.2

图2.2 油位数据处理流程
2.3.2 机车监控器记录信息的获取
机车监控器记录信息与油耗数据有密切的关系，只有同步获取这些数据才能进一步分析油耗规律和与内燃机检修的规律，为计算各种油耗指标提供依据。而TAX2型机车安全信息综合监测装置为这些信息的获取提供了很好的平台。
（1） TAX2型机车安全信息综合监测装置
TAX2型机车安全信息综合监测装置是集各种与机车运行有关的信息检测和数据传输于一体的综合性信息监测装置。它将各检测设备以标准模块单元插件的形式置于工作平台 ( 即TAX2主机箱)中， 而该工作平台中的通讯记录单元可实时获取列车运行监控记录装置的时间、公里标、速度、车号和车次等重要列车运行信息，因此，该装置可解决以统一时间和公里标为基准坐标的检测信息记录问题 。
（2） 信息获取方法
根据TAX2主机箱通讯记录单元的信息内容可知，尽管有固定不变的开始字节 3 9 H来检查及防止数据的错误接收，但还是会出现一个问题：由于 3 9 H在数据 串中不是唯一的，如果从数据 串中间的 3 9 H开始接收信息，当接收够40 byte时其检查和也是相符的，这种情况会导致接收信息对应的内容全部是错误的。针对这种情况需要在接收软件中采取相应的防范措施。
( 1 )接收到第一个39 H开始若在30 ms内未接收完40 byte则转到重新接收状态。
( 2)数据串中机车号、机车型号等信息是维持不变的，通过对这些信息进行比较判断可保证信息接收的正确。接收流程如图2.3。

图2.3
（3） 数据储存及转储技术
采集的数据是地面分析系统的原始依据，数据记录的时间间隔越小越能反映实际的油耗状况，更有利建立基于车载燃油消耗记录装置的评价系统。实现大容量数据存储、转储以及研究合理的数据存储格式也是重点技术 。
为了能够最后得出科学合理及实用的油耗指标，需保存的记录信息应包含司机号、车次、总重、辆数、机车号等班次信息和时间、公里标、车站号、油耗采集数据等实时更新的数据。从信息的内容可以看出班次信息在每一条记录中大量冗余，若按一组记录格式保存将浪费大量的存储资源 ，而且在数据转储时也需较长时间。为此， 系统在数据保存时采用两种记录格式并通过班次I D字段将其连接起来。记录信息的格式为：
班次记录格式：存储器地址范围：0x20000000-- 0x200001ffff(128 K)。时间 ，车次，司机，副司机，总重，辆数，本／补，班次ID。
实时更新数据记录格式 ：存储器地址范围：0x00000000--0x1fffffffff (5l2M)。时间，速度，公里标，车站号，油耗数据，班次I D，备用。
实时更新数据保存的依据为一定的时问间隔或队列数组中数据稳定，班次记录保存的依据为车次或司机号发生改变时保存。具体实现流程如图2.4。

图 2.4 保存记录流程
数据转储，由于转储的数据量较大，需高速大容量存储设备，而采用 u盘作为转储设备是比较理想的选择，因此这里需要解决的技术问题是单片机高速读写u盘 。为此系统在硬件方面采用了USB接口芯片使单片机可以直接读写 u盘，同时在软件采取了相应的措施来提高读写速度，如数据压缩就是将所有的数据转换为最精简的数据从而减少冗余等措施。同时为了能够在数据转储过程中操作简单，系统采用了自动识别转储 u盘功能，即经过相应软件格式化后的U盘只需插入USB接口就可完成数据的自动转储。
（4）地面分析系统
通过转储器，地面分析系统可获得原始数据并保存在数据库中，对这些数据进行分析处理，可建立乘务员节油绩效评价和机车性能评价系统。车载燃油消耗记录装置记录数据关联 了乘务员、车次、牵引区段和时间等信息，本项目拟建立评价系统，对乘务员和内燃机车分别给出科学的评价。其中对乘务员的评价可使其改进作业，实现节油；对内燃机车的评价可用于机车检修，实现机车安全可靠的运行。地面分析系统可通过以下的数据分析来实现对乘务员节油绩效评价和机车性能的评价。
a.区段油耗情况统计分析：
通过对原始数据进行分析计算并结合给定的区段油标可统计出区段油耗情况。 输出结果为：
班次信息、起止区段、运行时间、区段万吨公里、区段油耗、区段油标和区段节油数。
b.班次油耗统计分析：
通过对区段油耗数据进行统计计算可得出班次油耗情况：班次信息、起止区段、运行时间、班次总万吨公里、班次总油耗和班次总节油数。
c.司机油耗数据统计分析：
以司机号和时间段为条件可计算出每个司机在一定时间段内的油耗数据：总万吨公里、总油耗、单耗、总节油数。若将时间段定为一个月，可按月对司机的总节油情况进行考核，从而实现对司机节油绩效评价。
d.机车油耗数据分析：
对机车油耗数据统计分析可以分别以完成的牵引任务、时间段以及运行区段为条件进行统计分析，得出单耗数据。通过对这些数据进行前后比较可对机车性能的评价提供依据。
2.4 系统技术特点
( 1 )设计合理传感器结构及安装方式，实现对燃油油位的准确测量 ；
( 2 )采用多种数字滤波技术，保证采样数据的真实可靠；
( 3 )采用大容量存储器技术，实现对历史数据的完整保存 ；
( 4 )采用数据压缩技术节约数据存储资源同时减少数据转储时间；
( 5 )采用USB接口技术，利用u盘对数据进行转储；
( 6 )基于数据库技术的地面分析系统完成对油耗数据统计及分析。
2.5 内燃机车燃油消耗指标与编制
2.5.1 概述
燃油时内燃机车的能源，随着我国内燃牵引力的发展，内燃机车的燃油消耗量也相应增加，内燃机车燃油费用的支出占机务段总成本的百分之六十以上，它是铁路机务部门的一致性重要经济指标，它对铁路机务段年度财务计划的完成起着决定性的作用。因此，做好机车热力技术工作，降低机车单位燃油消耗量，是提高机务段工作质量的一种重要手段。
机车燃油消耗量以公斤作为计量单位。
在铁路运输中货物运输量占总运输量的比重极大，机车牵引货运列车所生产的是吨公里。为了正确考核机车燃油消耗的节约或浪费。便于编制生产财务计划，核算运输成本，开展同级单位间的竞赛评比，我国铁路以列车的总重的万吨·公里作为计算单位，即机车完成一个万吨·公里的燃油消耗量，称之为单位燃油消耗量，单位为公斤/万吨·公里。
对担任客运工作的机车按客车车辆标记上的总重之和作为计算万吨公里数的吨数。对不长生万吨公里的运输种别的机车，如单机、调车工作机车等则按下述规定进行计算。
（一） 专用调车机车的燃油消耗量按调车小时为单位进行计算，公斤/调车小时；
（二） 内燃机车单机的燃油消耗量按每走一百公里为单位进行计算，公斤/百公里；
（三） 内燃机车在冬季于库外停留，为保持一定的温度需启动柴油机的燃油消耗量按每小时为单位进行计算，公斤/小时；
机务段对其所但当的各个运行区段按运输种别和机车工作种别以及不同的机车类型分别计算出燃油消耗量，这些燃油消耗量的综合为该内燃机务段的燃油总消耗量。
按运行机车输送种别分类的机车燃油消耗量为：
（一） 客运工作机车燃油消耗量
（二） 货运工作机车燃油消耗量，它包括货物工作机车燃油消耗量和小运转工作机车燃油消耗量
（三） 路用工作机车燃油消耗量；
（四） 补机工作机车燃油消耗量；
（五） 专用车辆工作机车燃油消耗量；
（六） 其他工作机车燃油消耗量；
按运行机车工作种别还可以分为本务机车，重联机车和单机的燃油消耗量。

2.5.2 机车单位燃油消耗定额的编制方法
机车单位燃油消耗定额的编制要保证完成列车运行图的各项要求，按照列车牵引计算的理论机型计算、分析和绘制各种特性曲线、速度曲线、时间曲线和燃油消耗曲线。计算出燃油消耗量，并结合历年统计资料的数据分析和在实际运用中的查定核验。考虑到机车的质量，乘务人员技术水平和运输组织水平的现状，制定出需要努力才可以达到的先进的、科学的和合理的机车单位燃油消耗定额。
（一） 确定不同工作终必的机车的燃油消耗定额
1.对担任牵引客、货、小运转机车单位燃油消耗定额的制定：
（1） 根据担当的交路、机车类型、牵引定数、运行时分、运输种别等等，用牵引计算规程的要求分别绘制各个区段的速度曲线，时间曲线和燃油消耗曲线，分别求出每个区段的机车单位燃油消耗量。对燃油消耗量亦可用分析方法列表计算之。
（2） 根据所求得的各种工作种别的燃油消耗量分别除以相应的列车运行在该区段所产生的万吨公里，则可分别求出运行在该区段的不同工作种别的机车单位燃油消耗量。
2.对担任固定调车任务的调车机车，可按其每小时的不同手柄位置工作时间分别计算其平均每小时燃油消耗量，如按每班计算则乘以每班调车工作小时求得之。
（二） 对单机走行可按线路纵断面坡度计算。
（三） 对冬季库外停留机车可按差游记空转时第五手柄耗油量计算之。
2.5.3 计算机务段总耗油量
（一）根据全段本年度计划万吨公里数和担当各个区段的列车对数、牵引吨数、计算出各个区段送产生的万吨公里数，分别乘以各个区段的标准燃油消耗量，即得出各个区段的燃油消耗量，将各个区段的燃油消耗量相加，即为本段用于客、货、小运转任务的燃油消耗量。
（二）根据调车任务和调车的设置，分别计算不同调车场的调车燃油消耗量，其总和即为调车的总用油量。
（三）根据运行图规定的单机率，计算出图定单机走行公里，按单机每百公里燃油消耗量计算出因产生单机的燃油消耗量。
（四）根基全段机车在外段停留时间和机车停留的单位燃油消耗量，计算出全段机车停留所需的燃油消耗量。
（五）计算冬季机车在库外停留打温所需要燃油消耗量。
（六）计算出入厂机车所需燃油消耗量。
上述6项耗油量之总和即为全段总耗油量，全段总耗油量处以本段总万吨公里数即为本段单位燃油消耗量（即燃油单耗指标）。
在编制燃油消耗指标上要留有一定的余量，一应付可能产生的一些情况，如自然灾害等造成的不利影响，气候造成的不利影响。一般的百分之五以下，并在编制计算中予以说明。
机务段每年应在三季度前提出下一年燃油定额的申请，机务段在申请年度燃油消耗额时，如果明年任务有变化，应通过计算将其产生的对段燃料消耗定额的影响详述，上报分居，分居根据下属各机务段的实际情况于10月中旬向路局提出分局年度燃油消耗指标的申请上报路局，路局再综合所属各分局的燃油消耗指标综合计算后于10月下旬前上报铁道部。

第3章 影响内燃机车燃油消耗指标的主要因素
一般认为影响机车燃油消耗的因素有20多种，概括起来主要有三大类，即牵引区段的变化，任务量（万吨公里数）的变化，以及空车率的变化。到现在为止，研究机车自身特性的燃油消耗较多，并且相应的节油技术在机车设计、制造以及使用方面已得到了广泛的应用，相比之下，针对其它因素的研究较少，尤其牵引区段的变换对机燃油消耗的影响，而牵引区段状况等因素对机车实际燃油的消耗有很大影响。通过第二章对内燃机车燃油消耗计量及分析原理的剖析，我们可以了解到影响内燃机车燃油消耗指标的因素。本章主要从如上三个方面来分析影响机车燃油消耗指标的主要因素。
3.1 牵引区段变化对机车燃油消耗指标的影响
一个国牵引区段的变化对段总单耗的影响主要表现在线路情况的好坏对机车燃油单耗增减的影响。
比较平坦的线路机车燃油单耗较低；情况比较复杂如起伏坡道较多的线路机车燃油单耗较高。
2000年，青岛机务段牵引区段兰村—烟台间大部分区间复线的开通使新线路，各方面状况比以前有所改善。因此, 该区间列车单耗较1999年同期下降1162kg/ 万 tkm (表3.1) 。对段总单耗的影响按式 (3-1)计算,结果ΔDH = 0.18 ( kg/ 万 tkm) 。
ΔDH = DH - ( YH ×1000 +ΔDH1GL1)/GL (3-1)

项目
2000年
1999年
比较/代号
段 总
万吨·公里数GL
2614720
2415173
199547/△GL
燃油消耗YH (t)
51767
49171
2596/△YH
单耗 DH (kg/万 t·km)
19.80
20.36
- 0.56/△DH
兰烟段（货运）
万吨·公里数GL1
290941
275004
15937/△GL1
燃油消耗YH1(t)
6361
6458
- 97/△YH1
单耗 DH1(kg/万 t·km)
21.86
23.48
- 1.62/△DH1
表3-1 　青岛机务段及其兰烟区段 (货) 2000 年与 1999 年油耗的对比

3.2 任务量( 万吨公里数) 的变化
影响燃油单耗的因素很多，如行车组织指挥，经济技术政策、规章、制度,机车操纵，站场、线路、道岔、信号等等。既有主观方面的,也有客观方面的。要想有效地降低燃油单耗,实现扭亏增盈目标，就必须下大气力去研究、澄清各种制约因素。只有这样，才能制定出切实有效的措施。其中，牵引质量也是影响燃油单耗的一个重要因素。准确地揭示出它们之间的内在联系，具有重要的现实指导意义和经济意义。
3.2.1 计算条件参数与分析模型
（1）机型
　 以ND5 型内燃机车牵引为例，机车计算质量 P= 135t。
（2）列车编组
以牵引空货车和重货车为例。
a. 空货车
　　 空货车分 5 种编组情况，其牵引质量分别为：
G空1=300t ，G空2=600t ，G空3=900t , G空4=1200t ，G空5=1500t。
b. 重货车
　　 重货车分 8 种编组情况 ,其牵引质量分别为:
G重1 = 500t , G重2 = 1000t , G重3 = 1500t , G重4 = 2000t ,
G重5 = 2500t , G重6 = 3000t , G重7 = 3500t , G重8 = 4000t。
（3）线路纵断面
　　 以平直线路为例 ,这样可使计算过程大为简化。
（4）分析模型
　　 不考虑起动加速过程和制动过程 ,当ND5 型机车以60km/ h恒速牵引不同编组的列车在平直线路上走行100km时，计算在该过程中不同编组情况下的燃油消耗量和燃油单耗值。
（5）机车总效率η
　　 要维持60km/ h恒速运行,牵引质量越小,所需手柄位越低;反之越高。一般情况下,内燃机车的机车总效率随着手柄位的提高呈上升趋势。根据表3-2所列数据,结合分析模型及空货列车、重货列车不同牵引质量编组情况,对不同编组情况下的机车总效率作简单估算,并将其结果列于表3-3中。

主手柄档位 1 2 3 4 5 6 7 8
燃油消耗量ρ 269.0 239.5 224.5 223.0 214.8 207.8 199.2 200.8
[g/(kW·h)]

机车总效率η 25.6 28.8 30.7 30.9 32.1 33.2 34.6 34.4
（%）
表3-2　 ND5 型机车主手柄置于不同档位时的标准燃油消耗率及机车总效率
重货车牵引质量 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
( t )
机车总效率η 29.5 30.2 30.9 31.6 32.3 33.0 33.5 34.0
(%)

空货牵引质量 300 600 900 1200 1500
( t )

机车总效率η 29.5 30.7 31.9 33.0 34.0
(%)
表3-3　 牵引质量与机车总效率对应表
（6）燃