CN107826132B - 米轨内燃动车组动力集成系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种米轨内燃动车组动力集成系统，包括柴油发电机组、柴油机辅助系统、冷却系统、电控系统、安装框架和悬挂系统，所述柴油发电机组包括柴油机和与柴油机通过连接法兰固定的发电机，柴油机飞轮与发动机转子轴通过弹性联轴器连接，所述柴油机辅助系统包括柴油机进气空气滤清器、排气SCR后处理系统、燃油系统和机油系统，所述柴油发电机组和冷却装置通过悬挂系统弹性橡胶减振器固定在安装框架上，所述安装框架通过悬挂系统弹性橡胶减振器吊挂在车辆的地板面下方。本发明所述的米轨内燃动车组用车下布置动力集成系统是满足米轨内燃动车组车下极小空间条件下的动力系统高度集成，是目前全集成动力系统中占用空间最小的。

Description

米轨内燃动车组动力集成系统

技术领域

本发明涉及动车组动力集成系统领域，尤其涉及一种米轨内燃动车组动力集成系统。

背景技术

随着我国一带一路政策的拓展，沿线国家对动力分散型式的客运内燃及混合动力动车组的市场需求量潜力巨大，其中许多国家仍然沿用米轨线路，需要提供米轨内燃动车组。现有内燃动力传动系统集成度低，占用空间大，不能满足米轨内燃动车组车下极小空间条件的要求。

发明内容

本发明提供一种米轨内燃动车组动力集成系统，以克服上述技术问题。

本发明一种米轨内燃动车组动力集成系统，包括：

柴油发电机组、柴油机辅助系统、冷却系统、电控系统以及安装框架，所述冷却系统包括：冷却装置、静液压泵、静液压油箱、膨胀水箱，所述柴油机辅助系统包括：燃油单元、机油单元、进气空气滤清器和排气选择性催化还原后处理单元；

所述安装框架通过弹性橡胶减振器吊挂在车辆地板下方，所述安装框架包括：第一横梁、第二横梁以及与所述第一横梁和第二横梁垂直的第一纵梁、第二纵梁；

所述柴油发电机组两端通过第一弹性橡胶减振器分别吊挂在所述第一横梁、所述第二横梁下方，位于所述第一纵梁和所述第二纵梁之间，所述冷却装置通过第二弹性橡胶减振器吊挂于所述第一横梁、所述第二横梁之间，位于所述第二纵梁的外侧，对应所述冷却装置位于所述第一横梁的外侧设置电控系统，所述电控系统通过线缆与所述柴油发电机组连接；

所述静液压泵通过第一弹性联轴器连接于所述柴油发电机组，吊挂于所述第二横梁的下方，所述静液压泵位于所述第二横梁的外侧，所述静液压泵的两侧分别设置静液压油箱和膨胀水箱，所述静液压泵用于为冷却系统提供动力，所述静液压油箱的另一侧设置燃油单元，所述燃油单元通过管路为所述柴油发电机组提供燃油，所述燃油单元另一侧设置机油单元，所述机油单元通过管路为所述柴油发电机组提供机油；

所述进气空气滤清器和排气选择性催化还原后处理单元设置于柴油发电机组的外侧。

进一步地，所述柴油发电机组包括：

柴油机和发电机，所述柴油机和所述发电机通过法兰固定连接，柴油机飞轮和发电机轴之间通过第二弹性联轴器连接。

进一步地，所述柴油机辅助系统包括：

所述排气选择性催化还原后处理单元包括：尿素罐、尿素泵、计量控制单元、混合器以及催化反应处理器；

所述进气空气滤清器位于所述柴油机的飞轮端，与所述柴油机的进气口连接，对应所述进气空气滤清器、所述第一横梁的另一侧设置所述尿素罐，柴油机增压器的排气口与所述混合器相连，所述混合器另一端与所述催化反应处理器连接，所述催化反应处理器通过第三弹性橡胶减振器吊挂在所述第二横梁下面，所述尿素泵位于所述混合器外侧，将尿素从尿素罐中泵出，送入混合器中。

进一步地，所述机油单元包括：机油加注管和机油油尺；

所述燃油单元包括：燃油粗滤器、燃油精滤器和手动泵。

进一步地，所述冷却装置包括：

冷却风扇、驱动所述冷却风扇的静液压马达，所述静液压马达与所述静液压泵连接。

进一步地，所述电控系统包括：

电控箱和超级电容箱；

所述电控箱用于控制所述柴油机转速和所述冷却风扇转速，监控所述柴油机内油、水以及空气的温度和压力以及发电机电流和电压；

所述超级电容箱用于启动所述柴油机。

进一步地，所述发电机为永磁同步交流发电机，所述发电机的壳体为铝合金材质，所述发电机冷却采用水冷方式。

进一步地，所述第一横梁和第二横梁为板焊箱型梁，所述第一纵梁和第二纵梁为圆管型材。

本发明所述的米轨内燃动车组用车下布置动力集成系统将内燃动力传动系统进行高度集成，悬挂于车辆地板下面，满足米轨内燃动车组车下极小空间条件下的要求，最大外形空间尺寸为3200×2600×737mm，是目前全集成动力系统中占用空间最小的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明米轨内燃动车组动力集成系统结构示意图；

附图标号说明：

1-柴油发电机组、3-冷却系统、4-电控系统、11-柴油机、12-发电机、13-法兰、14-第二弹性联轴器、15-第一弹性联轴器、21-进气空气滤清器、22-排气选择性催化还原后处理单元、23-燃油单元、24-机油单元、221-尿素罐、222-尿素泵、223-计量控制单元、224-混合器、225-催化反应处理器、231-燃油粗滤器、232-燃油精滤器、233-手动泵、241-机油加注管、242-机油油尺、61-第一横梁、62-第二横梁、63-第一纵梁、64-第二纵梁、51-第一弹性橡胶减振器、52-第二弹性橡胶减振器、53-第三弹性橡胶减振器、54-第四弹性橡胶减振器、41-电控箱、42-超级电容箱、31-静液压泵、32-静液压马达、33-冷却风扇、34-冷却装置、35-冷却水温控阀、36-膨胀水箱、37-静液压油箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明米轨内燃动车组动力集成系统结构示意图，如图1所示，本实施例的系统，可以包括：

柴油发电机组、柴油机辅助系统、冷却系统、电控系统以及安装框架，所述冷却系统包括：冷却装置、静液压泵、静液压油箱、膨胀水箱，所述柴油机辅助系统包括：燃油单元、机油单元、进气空气滤清器和排气选择性催化还原后处理单元；

所述安装框架通过第四弹性橡胶减振器吊挂在车辆地板下方，所述安装框架包括：第一横梁、第二横梁以及与所述第一横梁和第二横梁垂直的第一纵梁、第二纵梁；

所述柴油发电机组两端通过第一弹性橡胶减振器分别吊挂在所述第一横梁、所述第二横梁下方，位于所述第一纵梁和所述第二纵梁之间，所述冷却装置通过第二弹性橡胶减振器吊挂于所述第一横梁、所述第二横梁之间，位于所述第二纵梁的外侧，对应所述冷却装置位于所述第一横梁的外侧设置电控系统，所述电控系统通过线缆与所述柴油发电机组连接；

所述静液压泵通过第一弹性联轴器连接于所述柴油发电机组，吊挂于所述第二横梁的下方，所述静液压泵位于所述第二横梁的外侧，所述静液压泵的两侧分别设置静液压油箱和膨胀水箱，所述静液压泵用于为冷却系统提供动力，所述静液压油箱的另一侧设置燃油单元，所述燃油单元通过管路为所述柴油发电机组提供燃油，所述燃油单元另一侧设置机油单元，所述机油单元通过管路为所述柴油发电机组提供机油；

所述进气空气滤清器和排气选择性催化还原后处理单元设置柴油发电机组的外侧。

具体来说，柴油发电机组、冷却装置和催化反应处理器与安装框架之间的弹性橡胶减振器为一级弹性橡胶减振器，安装框架与车辆之间的弹性橡胶减振器为二级弹性橡胶减振器，最大限度减振降噪，两级悬挂减振器参数通过整个动力传动系统动力学计算确定，其激励源为柴油机。

静液压油箱是为静液压系统提供静液压油。膨胀水箱是为柴油机和发电机冷却水系统补充冷却水。柴油发电机组作为动力集成系统的核心部件为内燃动车组提供动力，进气单元为柴油机燃烧提供新鲜空气，排气选择性催化还原后处理单元对柴油机排气进行净化处理，达到EUⅢB标准，燃油单元为柴油机燃烧提供燃油，机油单元为柴油机正常工作提供润滑油，冷却系统为柴油发电机组正常工作进行散热，电控系统对柴油发电机组正常工作进行控制和监测，安装框架是将各个系统集成在一起的纽带，两级悬挂系统为整个动力集成提供减振降噪功能。

通过对冷却装置和安装框架结构，以及柴油机辅助系统、冷却系统和电控系统零部件布置进行优化设计，达到整个动力集成系统体积最小、重量最轻的目标。

本实施例冷却系统为风冷方式，静液压驱动温控自动调节，包括空气冷却系统、水冷却系统和静液压油冷却系统，空气冷却系统包括空冷器和空气管路，水冷却系统包括水散热器、冷却水温控阀、膨胀水箱和水管路，油冷却系统包括油散热器、油温控阀、静液压油箱和油管路，空冷器、水散热器、油散热器、风扇、静液压马达和框架组成冷却装置，柴油机自由端通过弹性联轴器驱动静液压泵，再通过静液压系统驱动静液压马达和风扇，风扇转速通过冷却介质温度由电控系统自动控制调节。

进一步地，所述柴油发电机组包括：

柴油机和发电机，所述柴油机和所述发电机通过法兰固定连接，所述柴油机飞轮和所述发电机轴之间通过第二弹性联轴器连接。

具体而言，本实施例所述的柴油机额定功率294-390kW，能够保证米轨内燃动车组100-120km/h运行，采用6缸卧式排列型式，最大限度降低高度，满足车辆地板面下布置要求；

进一步地，所述柴油机辅助系统包括：

所述排气选择性催化还原后处理单元包括：尿素罐、尿素泵、计量控制单元、混合器以及催化反应处理器；

所述进气空气滤清器位于所述柴油机的飞轮端，与所述柴油机的进气口连接，对应所述进气空气滤清器、所述第一横梁的另一侧设置所述尿素罐，所述柴油机增压器的排气口与所述混合器相连，所述混合器另一端与所述催化反应处理器连接，所述催化反应处理器通过第三弹性橡胶减振器吊挂在所述第二横梁下面，所述尿素泵位于所述混合器外侧，通过管路与尿素罐连接，将尿素从尿素罐中泵出，送入混合器中。

进一步地，所述机油单元包括：机油加注管和机油油尺。

所述燃油单元包括：燃油粗滤器、燃油精滤器和手动泵。

具体而言，燃油循环线路为燃油箱→手动泵→粗滤器→柴油机供油泵→精滤器→柴油机喷油泵→燃油箱。

进一步地，所述冷却装置包括：

冷却风扇、驱动所述冷却风扇的静液压马达，所述静液压马达与所述静液压泵连接。

具体而言，冷却装置用于冷却柴油机中空气、柴油机和发电机中水以及静液压系统中静液压油。

通过将冷却装置中水和空气的流向由水平方向改为竖直方向，并将冷却装置的安装方式由乘坐式安装改为吊挂式安装，使冷却装置长度方向尺寸大为缩减，重量也有所降低。

所述冷却系统为风冷方式，静液压驱动温控自动调节，柴油机自由端通过弹性联轴器驱动静液压泵，再通过静液压系统驱动静液压马达和风扇，风扇转速通过冷却介质温度由电控系统自动控制调节。

进一步地，所述电控系统包括：

电控箱和超级电容箱；

所述电控箱用于控制所述柴油机转速和所述冷却装置风扇转速，监控所述柴油机内油、水以及空气的温度和压力以及发电机电流和电压；

所述超级电容箱用于启动所述柴油机。

将电控箱和超级电容箱融为一体，结构更紧凑，集成度更高，减小了体积和重量；同时超级电容箱位置更接近柴油机启动马达，缩短了安装线缆长度。

进一步地，本实施例发电机为永磁同步交流发电机，所述发电机的壳体为铝合金材质，所述发电机冷却采用水冷方式。体积小、重量轻、效率高。

进一步地，所述第一横梁和第二横梁为板焊箱型梁，所述第一纵梁和第二纵梁为圆管型材。

横梁为承载梁采用板焊箱型结构，纵梁为连接梁，采用圆管型材，在保证强度的同时降低重量，还可以提高整个框架的固有模态频率。

本系统中除柴油发电机组、冷却装置以及催化反应处理器与第一横梁和第二横梁之间用弹性橡胶减振器连接之外，其他组成部分均直接刚性安装在安装框架上。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种米轨内燃动车组动力集成系统，其特征在于，包括：

柴油发电机组、柴油机辅助系统、冷却系统、电控系统以及安装框架，所述冷却系统包括：冷却装置、静液压泵、静液压油箱、膨胀水箱，所述柴油机辅助系统包括：燃油单元、机油单元、进气空气滤清器和排气选择性催化还原后处理单元；

所述安装框架通过弹性橡胶减振器吊挂在车辆地板下方，所述安装框架包括：第一横梁、第二横梁以及与所述第一横梁和第二横梁垂直的第一纵梁、第二纵梁；

所述柴油发电机组两端通过第一弹性橡胶减振器分别吊挂在所述第一横梁、所述第二横梁下方，位于所述第一纵梁和所述第二纵梁之间，所述冷却装置通过第二弹性橡胶减振器吊挂于所述第一横梁、所述第二横梁之间，位于所述第二纵梁的外侧，对应所述冷却装置位于所述第一横梁的外侧设置电控系统，所述电控系统通过线缆与所述柴油发电机组连接；

所述静液压泵通过第一弹性联轴器连接于所述柴油发电机组，吊挂于所述第二横梁的下方，所述静液压泵位于所述第二横梁的外侧，所述静液压泵的两侧分别设置静液压油箱和膨胀水箱，所述静液压泵用于为冷却系统提供动力，所述静液压油箱的另一侧设置燃油单元，所述燃油单元通过管路为所述柴油发电机组提供燃油，所述燃油单元另一侧设置机油单元，所述机油单元通过管路为所述柴油发电机组提供机油；

所述进气空气滤清器和排气选择性催化还原后处理单元设置于柴油发电机组的外侧。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述柴油发电机组包括：

柴油机和发电机，所述柴油机和所述发电机通过法兰固定连接，柴油机飞轮和发电机轴之间通过第二弹性联轴器连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述柴油机辅助系统包括：

所述排气选择性催化还原后处理单元包括：尿素罐、尿素泵、计量控制单元、混合器以及催化反应处理器；

所述进气空气滤清器位于所述柴油机的飞轮端，与所述柴油机的进气口连接，对应所述进气空气滤清器、所述第一横梁的另一侧设置所述尿素罐，柴油机增压器的排气口与所述混合器相连，所述混合器另一端与所述催化反应处理器连接，所述催化反应处理器通过第三弹性橡胶减振器吊挂在所述第二横梁下面，所述尿素泵位于所述混合器外侧，将尿素从尿素罐中泵出，送入混合器中。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述机油单元包括：机油加注管和机油油尺；

所述燃油单元包括：燃油粗滤器、燃油精滤器和手动泵。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冷却装置包括：

冷却风扇、驱动所述冷却风扇的静液压马达，所述静液压马达与所述静液压泵连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电控系统包括：

电控箱和超级电容箱；

所述电控箱用于控制所述柴油机转速和所述冷却风扇转速，监控所述柴油机内油、水以及空气的温度和压力以及发电机电流和电压；

所述超级电容箱用于启动所述柴油机。

7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述发电机为永磁同步交流发电机，所述发电机的壳体为铝合金材质，所述发电机冷却采用水冷方式。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一横梁和第二横梁为板焊箱型梁，所述第一纵梁和第二纵梁为圆管型材。