轨道车辆及其多功能集成通风冷却系统、方法技术方案

本发明专利技术公开了一种轨道车辆及其多功能集成通风冷却系统、方法，该系统包括冷却装置、风道和控制装置；冷却装置包括散热器和冷却风机，散热器进出水口分别与变流器出进水口连接；风道分成第一支路和第二支路，第一支路的第一出风口连通不同牵引电机，第二支路的第二出风口连通各供电设备，在第二出风口对应的支路以及第二支路上设有由驱动机构调节的活动风门；控制装置根据变流器散热量、冷却风机出风温度以及环境温度控制冷却风机出风量，根据变流器散热量以及变流器进出水口温度控制变流器的冷却；根据不同供电模式，控制活动风门以实现牵引电机和供电设备的冷却控制。本发明专利技术可以解决一体式冷却问题以及线路轴重、车辆空间的限制问题。间的限制问题。间的限制问题。

【技术实现步骤摘要】
轨道车辆及其多功能集成通风冷却系统、方法


[0001]本专利技术属于轨道车辆冷却
，尤其涉及一种轨道车辆及其多功能集成通风冷却系统、方法。

技术介绍

[0002]目前，交流电力机车通风冷却系统普遍采用单一冷却方式或独立通风模式，单一冷却方式即一冷却风机仅冷却一牵引电机，部分内燃机车、混合动力机车出现一冷却风机冷却两个或者三个牵引电机的情况；独立通风模式即各冷却对象分别独立冷却，例如牵引电机与变流器。
[0003]随着轨道车辆运用功能的增加，尤其是最后一公里概念的提出，在保证牵引动力的情况下，还需实现电力、内燃动力的集成，即实现电电混合、油电混合。由于线路轴重、车辆空间等条件的限制，机车辅助系统，尤其是通风冷却系统必须实现高度集成。通风冷却系统的集成使原有的单一冷却方式或独立通风模式因安装空间及重量问题而不被整车平台所接受。
[0004]因此，轨道车辆实现多功能集成后，如何实现各冷却对象(例如牵引电机和变流器)集成化一体冷却是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种轨道车辆及其多功能集成通风冷却系统、方法，以解决传统单一冷却方式或独立通风模式无法适应多功能集成后多冷却对象一体冷却问题，本专利技术通过多功能风道及风道上的活动风门和驱动机构，实现不同模式下多冷却对象的一体冷却。
[0006]本专利技术是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种轨道车辆多功能集成通风冷却系统，包括：
[0007]冷却装置，其包括散热器和冷却风机，所述散热器设于所述冷却风机的前端或后端；所述散热器的进水口与变流器的出水口连接，散热器的出水口通过水泵与变流器的进水口连接；其中前端是指冷却风机的进风侧，后端是指冷却风机的出风侧；
[0008]风道，其第一端与所述冷却风机的出风口连通，其第二端被分成第一支路和第二支路，在所述第一支路上设有多个第一出风口，每个所述第一出风口分别连通不同的牵引电机；在所述第二支路上设有多个第二出风口，每个所述第二出风口分别连通各供电设备，在每个所述第二出风口对应的支路以及第二支路上均设有由驱动机构D调节的活动风门；
[0009]控制装置，被配置为根据所述变流器的散热量、冷却风机的出风温度以及环境温度控制冷却风机的出风量，根据所述变流器的散热量以及变流器进水口和出水口的温度控制冷却介质回路中冷却介质的流量，实现所述变流器的冷却控制；以及根据车辆不同供电模式，控制各驱动机构来调节活动风门的开闭，实现牵引电机和各供电设备的冷却控制。
[0010]本专利技术中，冷却风机将室外冷空气吸入，首先通过散热器与变流器之间的冷却介
质循环回路对变流器进行冷却，冷空气再通过风道分别流入牵引电机、发电机、柴油机室和蓄电池组，在风道上设有多个由驱动机构调节的活动风门，通过对驱动机构的控制来调节活动风门的开闭，从而实现不同供电模式下牵引电机和各供电设备的冷却。本专利技术可以实现变流器、牵引电机、各供电设备等多个冷却对象的冷却控制，解决了一体式冷却问题以及线路轴重、车辆空间的限制问题，提高了辅机能源利用率和车辆运行效率。
[0011]进一步地，在所述第一支路与第二支路的交汇处设有导风叶以及驱动所述导风叶偏转的调节机构；
[0012]所述控制装置，还被配置为根据各牵引电机和各供电设备的散热需求量控制所述调节机构动作，进而调节导风叶的偏转角度，实现第一支路和第二支路的风量分配，以满足各牵引电机和各供电设备的散热需求。
[0013]进一步地，在所述冷却风机的前端还设有过滤装置，所述过滤装置用于过滤进入所述冷却风机的风。
[0014]优选地，所述过滤装置为百叶窗。
[0015]进一步地，当所述散热器位于所述冷却风机的后端时，在所述散热器与所述冷却风机之间设置固定风门，通过所述固定风门给电气室送风，实现电气室的通风冷却和正压设计。
[0016]进一步地，所述供电设备包括发电机、柴油机室和蓄电池组。
[0017]进一步地，在所述第二支路上依次设有由第一驱动机构D1调节的第一活动风门～由第四驱动机构D4调节的第四活动风门；所述第一活动风门与所述第二活动风门之间的第二出风口连通发电机，且该第二出风口所对应的支路上设有由第五驱动机构D5调节的第五活动风门；所述第二活动风门与所述第三活动风门之间的第二出风口连通柴油机室，且该第二出风口所对应的支路上设有由第六驱动机构D6调节的第六活动风门；所述第三活动风门与所述第四活动风门之间的第二出风口连通蓄电池组，且该第二出风口所对应的支路上设有由第七驱动机构D7调节的第七活动风门。
[0018]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种如上所述轨道车辆多功能集成通风冷却系统的控制方法，包括：
[0019]获取变流器的散热量、冷却风机的出风温度以及环境温度，并根据所述变流器的散热量、冷却风机的出风温度以及环境温度控制冷却风机工作，进而控制冷却风机的出风量；
[0020]获取变流器进水口和出水口的温度，并根据所述变流器的散热量以及变流器进水口和出水口的温度控制冷却介质回路中冷却介质的流量，实现所述变流器的冷却控制；
[0021]获取车辆的供电模式，根据车辆的供电模式控制各驱动机构来调节活动风门的开闭，实现牵引电机和各供电设备的冷却控制。
[0022]进一步地，所述冷却风机的出风量的计算公式为：
[0023][0024]其中，V为冷却风机的出风量，Q为变流器的散热量，C1为空气比热常数，ρ为空气密度，t1为出风温度，t2为环境温度。
[0025]进一步地，所述冷却介质的流量的计算公式为：
[0026][0027]其中，q为冷却介质的流量，Q为变流器的散热量，C2为冷却介质比热常数，T1为变流器进水口温度，T2为变流器出水口温度。
[0028]进一步地，根据车辆的供电模式控制各驱动机构来调节活动风门的开闭的具体实现过程为：
[0029]在弓网供电模式下，控制第一驱动机构D1动作，进而控制第一活动风门关闭，仅对各牵引电机进行冷却；
[0030]在内燃机供电模式下，控制第一驱动机构D1、第五驱动机构D5、第二驱动机构D2和第六驱动机构D6动作，进而控制第一活动风门、第五活动风门、第二活动风门和第六活动风门打开；控制第三驱动机构D3动作，进而控制第三活动风门关闭，对各牵引电机、发电机和柴油机室进行冷却；
[0031]在蓄电池供电模式下，控制第一驱动机构D1、第二驱动机构D2、第三驱动机构D3和第七驱动机构D7动作，进而控制第一活动风门、第二活动风门、第三活动风门和第七活动风门打开；控制第五驱动机构D5、第六驱动机构D6和第四驱动机构D4动作，进而控制第五活动风门、第六活动风门和第四活动风门关闭，对牵引电机和蓄电池组冷却。
[0032]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种轨道车辆，其上设有如上所述轨道车辆多功能集成通风冷却系统。
[0033]有益效果
[0034]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨道车辆多功能集成通风冷却系统，其特征在于，所述系统包括：冷却装置，其包括散热器和冷却风机，所述散热器设于所述冷却风机的前端或后端；所述散热器的进水口与变流器的出水口连接，散热器的出水口通过水泵与变流器的进水口连接；其中前端是指冷却风机的进风侧，后端是指冷却风机的出风侧；风道，其第一端与所述冷却风机的出风口连通，其第二端被分成第一支路和第二支路，在所述第一支路上设有多个第一出风口，每个所述第一出风口分别连通不同的牵引电机；在所述第二支路上设有多个第二出风口，每个所述第二出风口分别连通各供电设备，在每个所述第二出风口对应的支路以及第二支路上均设有由驱动机构D调节的活动风门；控制装置，被配置为根据所述变流器的散热量、冷却风机的出风温度以及环境温度控制冷却风机的出风量，根据所述变流器的散热量以及变流器进水口和出水口的温度控制冷却介质回路中冷却介质的流量，实现所述变流器的冷却控制；以及根据车辆不同供电模式，控制各驱动机构来调节活动风门的开闭，实现牵引电机和各供电设备的冷却控制。2.根据权利要求1所述的轨道车辆多功能集成通风冷却系统，其特征在于：在所述第一支路与第二支路的交汇处设有导风叶以及驱动所述导风叶偏转的调节机构；所述控制装置，还被配置为根据各牵引电机和各供电设备的散热需求量控制所述调节机构动作，进而调节导风叶的偏转角度，实现第一支路和第二支路的风量分配，以满足各牵引电机和各供电设备的散热需求。3.根据权利要求1所述的轨道车辆多功能集成通风冷却系统，其特征在于：在所述冷却风机的前端还设有过滤装置，所述过滤装置用于过滤进入所述冷却风机的风；优选地，所述过滤装置为百叶窗。4.根据权利要求1所述的轨道车辆多功能集成通风冷却系统，其特征在于：当所述散热器位于所述冷却风机的后端时，在所述散热器与所述冷却风机之间设置固定风门，通过所述固定风门给电气室送风，实现电气室的通风冷却和正压设计。5.根据权利要求1～4中任一项所述的轨道车辆多功能集成通风冷却系统，其特征在于：所述供电设备包括发电机、柴油机室和蓄电池组。6.根据权利要求5所述的轨道车辆多功能集成通风冷却系统，其特征在于：在所述第二支路上依次设有由第一驱动机构D1调节的第一活动风门～由第四驱动机构D4调节的第四活动风门；所述第一活动风门与所述第二活动风门之间的第二出风口连通发电机，且该第二出风口所对应的支路上设有由第五驱动机构D5调节的第五活动风门；所述第二活动风门与所述第三活动风门之间的第二出风口连通柴油机室，且该第二出风口...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仕林，朱茂华，刘智远，杨天智，刘强，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车有限公司，
类型：发明
国别省市：