【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及轨道交通，特别是一种轨道交通车辆及柴油机保温方法、系统。
技术介绍
1、内电双源机车/动车组采用接触网受流牵引驱动或者采用内燃牵引驱动，在采用弓网受流牵引模式时，为了节能环保，内燃柴油机不启动，但是需要配置柴油机保温系统，进行柴油机起动的“热准备”，保持柴油机的油水温度在一定限制之上，同时也避免温度降低导致冷却水冻结引起柴油机及水系统损害。
2、目前机车车辆柴油机保温通常采用循环水泵+加热器来实现保温，并采用水温阀值控制加热器启停的方式，比如：
3、①“内燃机车柴油机保温预热装置和方法”(申请号202211413304.1)公开了一种内燃机车柴油机保温预热装置和方法，保温预热装置包括：加热器，用于对柴油机冷却循环系统的循环水加热的加热器设置在柴油机冷却循环系统的膨胀水箱内；预热循环水泵，预热循环水泵的一端与膨胀水箱连接，另一端与柴油机冷却循环系统的管路连接。保温预热装置通过将加热器放置在冷却循环系统的膨胀水箱内，该方案的控制方法设定柴油机停机时冷却循环系统的循环水水温的阈值；当循环水水温低于阈值时，启动加热器对膨胀水箱内的循环水进行加热，循环水加热的同时由预热循环水泵送入柴油机冷却循环系统对柴油机进行保温预热；当循环水水温达到阈值时，关闭加热器以停止对循环水加热。
4、②“在低温环境下给柴油机冷却水和机油保温的方法及设备”(申请号201610751476.8)介绍了一种在低温环境下给柴油机冷却水和机油保温的方法及设备。通过自动启停的方式，实现了在低温环境下柴油机冷却水和机油的自动
5、以上方法都是采用固定阻值加热器对油水加热，通过循环水泵和加热器的启停来实现温度的控制，由于不同地区不同季节温度不同，导致柴油机冷却水温降温速率也不一样，温度越低降温速率越快，因此若采用固定功率的加热器，实现温度控制，必然会根据温度对水泵及加热器实现断断续续的启停控制，对机车车辆辅助供电或者列车供电的负载投入将带来影响，过大的负载切投将引起输出电压振荡的现象，尤其是当其他负载投入较大时，若再不停地启停投入水泵或者加热器负载，对辅助供电或者列车供电的电压输出将带来较大不利影响，而且不停的启停投入水泵等负载，对水泵的运用也会带来一定的负面影响。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种轨道交通车辆及柴油机保温方法、系统，根据环境温度自动调节加热装置的加热功率，减少水泵等负载突投对辅助供电/列车供电系统的影响，降低输出电压振荡的概率。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种柴油机保温方法，包括以下步骤：
3、获取环境温度，拟合得到冷却水温降速率与所述环境温度的关系；
4、利用所述冷却水温降速率、线路无电区段剩余运行时间获得冷却水温温升速率；
5、利用所述冷却水温温升速率计算冷却水温加热功率；
6、计算实际冷却水温度变化率与理论冷却水温度变化率之间的偏差，将所述偏差作为pi控制器的输入；
7、利用所述冷却水温加热功率、pi控制器的输出计算加热装置电压，根据该计算的电压调节所述加热装置的输出功率；所述加热装置的膨胀水箱与循环水泵、柴油机、机油热交换器连通。
8、本专利技术根据环境温度调节加热装置的输出功率，实现了冷却水温的自适应调节，从而减少了循环水泵和加热器反复启停的次数，降低了机车车辆辅助供电或者列车供电带来过大的负载切投引起输出电压振荡的概率，提高了柴油机保温的可靠性。
9、本专利技术中，冷却水温降速率与所述环境温度的关系表达式如下：
10、v温降＝a×eb×t+c；
11、其中，e为自然数，a、b、c为常数，t为环境温度，v温降为当前环境温度下的冷却水温降速率。
12、本专利技术中，可以通过拟合方法得到上述关系表达式。
13、所述冷却水温温升速率的计算公式为：
14、
15、其中，v温升为当前环境温度下的柴油机冷却水温升速率，t1为线路运用终止时的冷却水温度，即柴油机冷却水温度限值，t2为线路运用开始时的冷却水温度，v温降为当前环境温度下的冷却水温降速率，t为线路无电区段剩余运行时间，单位为小时。
16、本专利技术结合冷却水温降速率、线路无电区段剩余运行时间以及冷却水温度计算温升速率，提高了冷却水温升速率的计算准确性和可靠性。
17、所述冷却水温加热功率的计算公式为：
18、q＝c×l×ρ×v温升×t；
19、其中，q为加热功率，c为冷却水(比如：乙二醇+去离子水)的比热容，l为冷却水体积，ρ为冷却水密度，v温升为当前环境温度下的柴油机冷却水温升速率，t为线路无电区段剩余运行时间，单位为小时。
20、加热装置电压u的计算公式为：
21、
22、
23、e(t)＝v理论冷却水变化-v实际冷却水变化；
24、其中，q为加热功率，r为加热装置的阻值，v实际冷却水变化为实际冷却水温度变化率，v理论冷却水变化为理论冷却水温度变化率，upi为pi控制器的输出值，kp为比例系数，ki为积分系数，比例系数和积分系数的设定可采用工程整定法进行设定。
25、本专利技术结合pi控制器计算加热装置电压，提高了电压计算结果的准确性，且计算过程简单。
26、作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种柴油机保温系统，其包括：
27、环境温度传感器，用于获取环境温度；
28、冷却水温传感器，用于获取冷却水的温度；
29、温度自适应功率控制器，与所述环境温度传感器、冷却水温传感器电连接；用于拟合得到冷却水温降速率与所述环境温度的关系，利用所述冷却水温降速率、线路无电区段剩余运行时间获得冷却水温温升速率，以及利用所述冷却水温温升速率计算冷却水温加热功率；
30、pi控制器，输入为实际冷却水温度变化率与理论冷却水温度变化率之间的偏差；
31、pwm逆变控制器，用于利用所述冷却水温加热功率、pi控制器的输出计算加热装置电压，根据该计算的电压调节所述加热装置的输出电压；其中，所述加热装置的膨胀水箱与循环水泵、柴油机、机油热交换器连通。
32、作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种柴油机保温系统，其包括：
33、一个或多个处理器；
34、存储器，其上存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术上述方法的步骤。
35、作为一个专利技术构思，本专利技术还提供了一种轨道交通车辆，其采用本专利技术上述的柴油机保温系统。
36、与现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柴油机保温方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柴油机保温方法，其特征在于，冷却水温降速率与所述环境温度的关系表达式如下：
3.根据权利要求1所述的柴油机保温方法，其特征在于，所述冷却水温温升速率的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的柴油机保温方法，其特征在于，所述冷却水温加热功率的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的柴油机保温方法，其特征在于，加热装置电压U的计算公式为：
6.一种柴油机保温系统，其特征在于，包括：
7.一种柴油机保温系统，其特征在于，包括：
8.一种轨道交通车辆，其特征在于，其采用权利要求6或7所述的柴油机保温系统。
【技术特征摘要】
1.一种柴油机保温方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的柴油机保温方法，其特征在于，冷却水温降速率与所述环境温度的关系表达式如下：
3.根据权利要求1所述的柴油机保温方法，其特征在于，所述冷却水温温升速率的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的柴油机保温方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊运新，刘华，廖国强，梅曦，盛利，
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：
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