康明斯为青藏铁路设计的柴油发电车成为了保驾护航的标志

在高原高寒缺氧地区，柴油发电机的选择和选型是第一位的，其康明斯公司分析了青藏铁路沿线特殊的气候环境特点及青藏铁路发电车柴油发电机组及附属装置设计要点，论述了柴油发电机组及附属装置为适应高原环境而采取的设计对策。为此康明斯公司设计的柴油发电电车是为青藏铁路供电的专用发电车。该型柴油发电机组装置是根据青藏铁路特殊的气候环境特点，在吸取成熟设计及运用经验基础上研制而成。
柴油发电机不是在任何条件下都可以工作的，在正常工作时也需要一定的条件。这里的工作条件是指在规定的使用环境条件下能输出额定功率，并且可以有效、连续地工作。国家相关标准规定：柴油发电机工作条件是指按海拔高度、周围温度、环境湿度、是否霉菌、盐雾和机器按照是否水平等情况来加以确定的。然而面对高海拔的青藏地区，怎么正确选用柴油发电机？首先我们先了解青藏铁路的环境再进一步分析：
青藏铁路格尔木一拉萨段的线路所经地区海拔高、空气稀薄、气候寒冷、多风沙，海拔高度格拉段海拔高度为2828～5072m，海拔高度大于4000m的线路占85％。海拔高度最低处为格尔木2828m，最高处为唐古拉山口5072m，拉萨站海拔为3641m。格拉段海拔高度大于4000m线路长约965km；1.2气温格拉段的极限气温为-45.2～35.5℃，年平均气温为-7.8～5.2℃；1.3特殊气象沙尘、风暴、大雪、雷电、冰雹以及风吹雪等复杂气象。

青藏铁路选用柴油发电车装置的设计对策：
1. 在高海拔的青藏高原，由于气压下降、空气稀薄，当柴油发电机不进行适当调整时，进人气缸的压缩空气量减少，柴油发电机燃烧不良、冒黑烟；同时，增压器的转速也会升高。为克服柴油发电机的这一缺点，该车选用了康明斯QSK45-G6柴油发电。该款柴油发电机采用了电控燃油系统，并装有大气压力传感器，发电机的输出功率随海拔高度变化自动调整，以保证在高原条件下仍能正常工作。柴油发电机采用高压喷射、压力控制和喷射率控制的电控燃油喷射系统后，可根据实际工况自动调节喷油正时和每循环喷油量。氮氧化物、一氧化碳等污染物排放比传统柴油发电机大大降低，具有耐久性强、可靠性好等优点。平原条件下，当环境温度为25℃时，康明斯QSK45-G6柴油发电机额定输出功率为1295kW高原条件下，当环境温度为25℃、海拔高度超过1840m时，柴油发电机输出功率会按如下规律自动调整：当海拔每升高300m，柴油发电机输出功率则相应下降2.7％。当在海拔高度为5072m的唐古拉山口（环境温度为25℃时），柴油发电机的额定输出功率自动修正为918kW。
2. 柴油发电机设有机油预热器和冷却系统水加热装置，起机前可以利用地面电源对柴油发电机的机油和冷却液进行预热，改善了柴油发电机的低温起动性能。机油预热器设在柴油发电机油底壳内，对油底壳内的机油直接进行加热冷却系统水加热装置设在机组公共底架上。水加热装置包括水加热装置壳体、电加热器、进水管和出水管。水加热装置启动后，水加热装置内被加热的热水在对流作用下自动循环，对柴油发电机冷却系统内的水进行加热。
3. 康明斯柴油发电车冷却系统采用冷却液为冷却介质。高原地区高海拔、低气压会导致冷却液沸点降低、柴油发电机效率下降。这是因为液体的沸点与外界施加于液体表面的压力有关，随着海拔的升高，大气压力会相应降低，液体沸点也随之降低。当在海拔为5072m的唐古拉山口时，大气压力仅为54.4kPa，其对应的冷却液沸点约为83.4℃。而康明斯QSK45-G6柴油发电机高温水冷却系统的正常工作温度是85～95℃，最高允许工作温度为100℃。因此，高海拔条件下若不采取措施，附属冷却系统内的冷却液在83.4℃时即达到沸点、冷却液汽化，冷却系统无法正常工作。针对这一问题，本车附属冷却系统采用加压冷却方式。即在高温、中冷水系统膨胀水箱上均设置一个最小开启压力为70kPa的压力调节阀。青藏铁路沿线最低气压约为54.4kPa，这样附属冷却系统绝对工作压力最小约达124.4kPa,该压力值对应的冷却液沸点约为105.8℃，大于柴油发电机最高允许工作温度（100℃）。当柴油发电机工作时，附属冷却系统内的冷却液受热膨胀、冷却液内溶解的空气受热汽化，使附属冷却系统内的压力升高。当系统压力升高至约124.4kPa时，压力调节阀打开、向外排气。确保了柴油发电机冷却系统能在正常的温度范围内工作。同时，该压力调节阀还有在负压条件下向内吸气的功能。即当柴油发电机停机、附属冷却系统停止工作后，冷却液温度下降、体积缩小，附属冷却系统内的压力降低，当系统内部压力低于外界大气压力约青藏高原多风沙的气候特点，要求柴油发电机进气装置过滤能力要强。
青藏高原所用康明斯柴油发电车经过实际运用检验，总体来说是很成功的。虽然其问也发生过一些因为零部件质量造成的运行事故，但经过分析、改进，各系统工作可靠性得到了全面地提高，完全能够满足青藏铁路的运用要求。