CN107585169A - 一种内燃‑电力双动力源干线机车冷却系统及控制方法 - Google Patents

一种内燃‑电力双动力源干线机车冷却系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内燃‑电力双动力源干线机车冷却系统，它包括车体以及设置在车体上的冷却室、柴油发电机组、牵引变流器、变压器、冷却装置和受电弓；冷却室的一侧布置有柴油发电机组，另一侧设置有牵引变流器，变压器安装在冷却室下方并与车体底架固定；冷却装置包括冷却风扇和散热器，冷却风扇和散热器布置在冷却室内；牵引变流器分别与变压器和受电弓相连，受电弓设置在车体顶部。本发明共用冷却风扇和电机，降低了机车的购置成本；围绕冷却室进行模块一体化设计，大大节省了布置空间，更有利于机车的整体布局；减轻了设备重量，为车体结构保留了足够的重量，增强了车体强度。

Description

一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统及控制方法
技术领域
本发明涉及内燃-电力双动力源机车开发领域，特别涉及一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统及控制方法。
背景技术
传统机车冷却装置采用一对一冷却方式，或者一对二冷却方式完成，比如内燃机车采用1个冷却装置对柴油机进行冷却，电力机车采用1个冷却塔对变压器和牵引变流器进行冷却。如果采用传统机车方式对柴油机和牵引变流器、变压器分别冷却，则需布置2套冷却装置，会增加额外的布置空间和购置成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可降低购置成本、节省布置空间的大功率内燃-电力双动力源干线机车冷却系统及控制方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，它包括车体以及设置在车体上的冷却室、柴油发电机组、牵引变流器、变压器、冷却装置和受电弓；
冷却室的一侧布置有柴油发电机组，另一侧设置有牵引变流器，变压器安装在冷却室下方并与车体底架固定；冷却装置包括冷却风扇和散热器，冷却风扇和散热器布置在冷却室内；牵引变流器分别与变压器和受电弓相连，受电弓设置在车体顶部。
作为优选方式，柴油发电机组采用板式散热器冷却，板式散热器布置在冷却室顶部，水平安装。
作为优选方式，变压器采用翅片式散热器冷却，翅片式散热器布置在冷却室一个侧壁上，立式安装。
作为优选方式，牵引变流器采用翅片式散热器冷却，翅片式散热器布置在冷却室另一个侧壁上，立式安装。
作为优选方式，冷却室地板上设置变压器散热器用油泵及牵引变流器散热器用水泵，油泵及水泵均采用交流电机驱动。
作为优选方式，所述散热器为三个。
一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统控制方法，冷却系统包括车体以及设置在车体上的冷却室、柴油发电机组、牵引变流器、变压器、冷却装置和受电弓；
冷却室的一侧布置有柴油发电机组，另一侧设置有牵引变流器，变压器安装在冷却室下方并与车体底架固定；冷却装置包括冷却风扇和散热器，冷却风扇和散热器布置在冷却室内；牵引变流器分别与变压器和受电弓相连，受电弓设置在车体顶部；
机车采用受电弓从电网取电提供动力和柴油发电机组提供动力，机车上装载有内燃牵引所必需的柴油发电机组，也有电力牵引所必需的牵引变流器和变压器；
冷却装置进行模块式一体化设置，成为柴油发电机组、牵引变流器、变压器共用的冷却装置；
一体化冷却装置包含有一个冷却风扇和三个散热器，冷却风扇和三个散热器均布置机车冷却室，冷却室一侧布置有柴油发电机组，另一侧布置有牵引变流器，冷却室下方底架处安装有变压器；
牵引变流器采用翅片式散热器，使用冷却液作为工作介质，布置在冷却室另一个侧壁上，立式安装，冷却液通过水平布置的管道在散热器和牵引变流器中循环以冷却牵引变流器；
三个散热器共用一个的冷却风扇，冷却风扇的交流电机由变流器提供变频、变压电源。风扇转速根据机车工况变频控制，内燃工况时，冷却风扇转速由柴油机冷却回路的水温和牵引变流支路的水温控制；电力工况时，冷却风扇转速由变压器支路的油温和牵引变流支路的水温控制。
作为优选方式，柴油机采用板式散热器，使用冷却液作为工作介质，该散热器布置在冷却室顶部，水平安装，内燃工况时，柴油机运转，冷却液在隔墙两侧的柴油机和散热器中循环，达到冷却柴油机的目的。
作为优选方式，变压器采用翅片式散热器，使用矿物油作为工作介质，布置在冷却室一个侧壁上，立式安装，矿物油通过上下布置的管道在散热器和变压器中循环达到冷却变压器目的。
作为优选方式，冷却室地板上设置变压器散热器用油泵及牵引变流器散热器用水泵，油泵及水泵均采用交流电机驱动，泵的运行转速是固定的，冷却液或矿物油以恒定的速度在冷却回路中循环流动，起到热量传递作用。
本发明的有益效果是：
1、共用冷却风扇和电机，降低了机车的购置成本；
2、围绕冷却室进行模块一体化设计，大大节省了布置空间，更有利于机车的整体布局；
3、减轻了设备重量，为车体结构保留了足够的重量，增强了车体强度。
附图说明
图1为本发明结构示意图之一；
图2为本发明结构示意图之二；
图3为本发明结构示意图之三；
图中，1-柴油发电机组；2-板式散热器；3-冷却风扇；4-翅片式散热器；5-变压器；6-牵引变流器。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1～图3所示，一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，它包括车体以及设置在车体上的冷却室、柴油发电机组1、牵引变流器6、变压器5、冷却装置和受电弓；
冷却室的一侧布置有柴油发电机组1，另一侧设置有牵引变流器6，变压器5安装在冷却室下方并与车体底架固定；冷却装置包括冷却风扇3和散热器，冷却风扇3和散热器布置在冷却室内；牵引变流器6分别与变压器5和受电弓相连，受电弓设置在车体顶部。
优选地，柴油发电机组1采用板式散热器2冷却，板式散热器2布置在冷却室顶部，水平安装。
优选地，变压器5采用翅片板式散热器4冷却，翅片式散热器4布置在冷却室一个侧壁上，立式安装。
优选地，牵引变流器6采用翅片式散热器4冷却，翅片式散热器4布置在冷却室另一个侧壁上，立式安装。
优选地，冷却室地板上设置变压器5散热器用油泵及牵引变流器6散热器用水泵，油泵及水泵均采用交流电机驱动。
优选地，所述散热器为三个。
一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统控制方法，冷却系统包括车体以及设置在车体上的冷却室、柴油发电机组1、牵引变流器6、变压器5、冷却装置和受电弓；
冷却室的一侧布置有柴油发电机组1，另一侧设置有牵引变流器6，变压器5安装在冷却室下方并与车体底架固定；冷却装置包括冷却风扇3和散热器，冷却风扇3和散热器布置在冷却室内；牵引变流器6分别与变压器5和受电弓相连，受电弓设置在车体顶部；
机车采用受电弓从电网取电提供动力和柴油发电机组1提供动力，机车上装载有内燃牵引所必需的柴油发电机组1，也有电力牵引所必需的牵引变流器6和变压器5；
冷却装置进行模块式一体化设置，成为柴油发电机组1、牵引变流器6、变压器5共用的冷却装置；
一体化冷却装置包含有一个冷却风扇3和三个散热器，冷却风扇3和三个散热器均布置机车冷却室，冷却室一侧布置有柴油发电机组1，另一侧布置有牵引变流器6，冷却室下方底架处安装有变压器5，这样的整体布局简化了冷却管路的设计；
牵引变流器6采用翅片式散热器4，使用冷却液作为工作介质，布置在冷却室另一个侧壁上，立式安装，冷却液通过水平布置的管道在散热器和牵引变流器6中循环以冷却牵引变流器6；
三个散热器共用一个1600mm的铝质冷却风扇3，冷却风扇3的交流电机由变流器提供变频、变压电源。风扇转速根据机车工况变频控制，内燃工况时，冷却风扇3转速由柴油机冷却回路的水温和牵引变流支路的水温控制；电力工况时，冷却风扇3转速由变压器5支路的油温和牵引变流支路的水温控制。
优选地，柴油机采用板式散热器2，使用冷却液作为工作介质，该散热器布置在冷却室顶部，水平安装，内燃工况时，柴油机运转，冷却液在隔墙两侧的柴油机和散热器中循环，达到冷却柴油机的目的。
优选地，变压器5采用翅片式散热器4，使用矿物油作为工作介质，布置在冷却室一个侧壁上，立式安装，矿物油通过上下布置的管道在散热器和变压器5中循环达到冷却变压器5目的。
优选地，冷却室地板上设置变压器5散热器用油泵及牵引变流器6散热器用水泵，油泵及水泵均采用交流电机驱动，泵的运行转速是固定的，冷却液或矿物油以恒定的速度在冷却回路中循环流动，起到热量传递作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，其特征在于：它包括车体以及设置在车体上的冷却室、柴油发电机组、牵引变流器、变压器、冷却装置和受电弓；
冷却室的一侧布置有柴油发电机组，另一侧设置有牵引变流器，变压器安装在冷却室下方并与车体底架固定；冷却装置包括冷却风扇和散热器，冷却风扇和散热器布置在冷却室内；牵引变流器分别与变压器和受电弓相连，受电弓设置在车体顶部。
2.根据权利要求1所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，其特征在于：柴油发电机组采用板式散热器冷却，散热器布置在冷却室顶部，水平安装。
3.根据权利要求1或2所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，其特征在于：变压器采用翅片式散热器冷却，翅片散热器布置在冷却室一个侧壁上，立式安装。
4.根据权利要求3所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，其特征在于：牵引变流器采用翅片式散热器冷却，翅片式散热器布置在冷却室另一个侧壁上，立式安装。
5.根据权利要求4所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，其特征在于：冷却室地板上设置变压器散热器用油泵及牵引变流器散热器用水泵，油泵及水泵均采用交流电机驱动。
6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统，其特征在于：所述散热器为三个。
7.一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统控制方法，其特征在于：冷却系统包括车体以及设置在车体上的冷却室、柴油发电机组、牵引变流器、变压器、冷却装置和受电弓；
冷却室的一侧布置有柴油发电机组，另一侧设置有牵引变流器，变压器安装在冷却室下方并与车体底架固定；冷却装置包括冷却风扇和散热器，冷却风扇和散热器布置在冷却室内；牵引变流器分别与变压器和受电弓相连，受电弓设置在车体顶部；
机车采用受电弓从电网取电提供动力和柴油发电机组提供动力，机车上装载有内燃牵引所必需的柴油发电机组，也有电力牵引所必需的牵引变流器和变压器；
冷却装置进行模块式一体化设置，成为柴油发电机组、牵引变流器、变压器共用的冷却装置；
一体化冷却装置包含有一个冷却风扇和三个散热器，冷却风扇和三个散热器均布置机车冷却室，冷却室一侧布置有柴油发电机组，另一侧布置有牵引变流器，冷却室下方底架处安装有变压器；
牵引变流器采用板式散热器，使用冷却液作为工作介质，布置在冷却室另一个侧壁上，立式安装，冷却液通过水平布置的管道在散热器和牵引变流器中循环以冷却牵引变流器；
三个散热器共用一个的冷却风扇，冷却风扇的交流电机由变流器提供变频、变压电源。风扇转速根据机车工况变频控制，内燃工况时，冷却风扇转速由柴油机冷却回路的水温和牵引变流支路的水温控制；电力工况时，冷却风扇转速由变压器支路的油温和牵引变流支路的水温控制。
8.如权利要求7所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统控制方法，其特征在于：柴油机采用板式散热器，使用冷却液作为工作介质，该散热器布置在冷却室顶部，水平安装，内燃工况时，柴油机运转，冷却液在隔墙两侧的柴油机和散热器中循环，达到冷却柴油机的目的。
9.如权利要求7或8所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统控制方法，其特征在于：变压器采用翅片式散热器，使用矿物油作为工作介质，布置在冷却室一个侧壁上，立式安装，矿物油通过上下布置的管道在散热器和变压器中循环达到冷却变压器目的。
10.如权利要求9所述的一种内燃-电力双动力源干线机车冷却系统控制方法，其特征在于：冷却室地板上设置变压器散热器用油泵及牵引变流器散热器用水泵，油泵及水泵均采用交流电机驱动，泵的运行转速是固定的，冷却液或矿物油以恒定的速度在冷却回路中循环流动，起到热量传递作用。
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