CN109296437A - 用于轨道车辆的冷却装置、控制方法及控制器 - Google Patents

Abstract

本发明供一种用于轨道车辆的冷却装置、控制方法及控制器。本发明提供的冷却装置包括发动机散热器、冷却机组、制动电阻和壳体，该发动机散热器、该冷却机组和该制动电阻位于该壳体内，该冷却机组用于对该发动机散热器和该制动电阻进行冷却。该冷却装置将发动机散热器和制动电阻集成于同一壳体内，发动机散热器和制动电阻共用一组冷却机组来进行冷却，而不需要单独配备各自的冷却装置，大大减小了冷却装置占用的空间，提高了机车的空间利用率。

Description

用于轨道车辆的冷却装置、控制方法及控制器

技术领域

本发明实施例涉及轨道交通技术，尤其涉及一种用于轨道车辆的冷却装置、控制方法及控制器。

背景技术

现有轨道车辆的发动机冷却装置和制动电阻装置为机车必备的两大部件，这两大部件均为机车必备的基础功能，在工作状态下均需要进行安全防护和通风散热。

发动机的冷却装置主要部件有散热器、冷却风机、壳体等，机车运行时，发动机的冷却液通过散热器将热能散发到空气中去，由冷却风机来完成散热器的冷却工作。制动电阻装置主要部件有电阻带、冷却风机、风腔、壳体等，机车实施电阻制动时，将牵引电机的动能转化为电能，而产生的电能由电阻带转化为热能散发到大气中去，由冷却风机来完成电阻带的冷却工作。

发动机和制动电阻装置分别具有对应的冷却装置，其空间的占用较大，使得机车的空间利用率较低。

发明内容

本发明提供一种用于轨道车辆的冷却装置、控制方法及控制器，以解决现有车辆空间利用率低的问题。

本发明提供一种用于轨道车辆的冷却装置、控制方法及控制器，包括：

发动机散热装置、冷却机组、制动电阻、壳体；所述发动机散热装置、所述冷却机组、所述制动电阻装置位于所述壳体内；

所述冷却机组，用于对所述发动机散热装置和所述制动电阻进行冷却。

可选的，如上所示的所述冷却机组包括至少一个冷却风机。

可选的，如上所示的所述壳体的侧壁具有入风口和出风口。

所述冷却机组，用于使得第一温度的空气从所述入风口进入所述壳体内，在所述壳体内对所述发动机散热装置和所述制动电阻进行冷却，并在冷却后，将第二温度的空气从所述出风口排出。

可选的，如上所示的所述制动电阻位于所述壳体内靠近所述入风口的位置；所述发动机散热装置位于所述壳体内远离所述入风口的位置；

所述冷却机组，具体用于使得所述第一温度的空气从所述入风口进入所述壳体内，在所述壳体内先对所述制动电阻进行冷却，并在对所述制动电阻冷却之后，对所述发动机散热装置进行冷却。

可选的，如上所示的所述冷却机组位于所述壳体内的所述发动机散热装置和所述制动电阻的中间位置。

本发明还提供一种冷却控制方法，包括：

根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速；

根据所述冷却风机的转速，控制所述冷却风机对所述发动机的散热装置和所述制动电阻进行冷却。

可选的，所述根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速，包括：

若所述发动机处于工作状态，而所述制动电阻处于非工作状态，检测所述发动机的散热装置中的冷却液的温度；

根据所述冷却液的温度，确定所述冷却风机的转速。

可选的，所述根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速，包括：

若所述发动机和所述制动电阻均处于工作状态，检测所述发动机的散热装置中的冷却液的温度和所述制动电阻的制动电流；

根据所述冷却液的温度和所述制动电阻的制动电流，确定所述冷却风机的转速。

本发明还可提供一种冷却控制器，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于调用所述存储器存储的程序指令，使得所述控制器执行上任一所述的冷却控制方法。

本发明还可提供一种轨道车辆，包括：冷却装置和控制器；

所述冷却装置为上任一所述的冷却装置，所述控制器为上任一所述的控制器，所述冷却装置和所述控制器可以执行上任一所述的冷却控制方法。

本发明实施例提供的用于轨道车辆的冷却装置、控制方法及控制器，包括发动机散热器、冷却机组、制动电阻和壳体，该发动机散热器、该冷却机组和该制动电阻位于该壳体内，该冷却机组用于对该发动机散热器和该制动电阻进行冷却。该冷却装置将发动机散热器和制动电阻集成于同一壳体内，发动机散热器和制动电阻共用一组冷却机组来进行冷却，而不需要单独配备各自的冷却装置，大大减小了冷却装置占用的空间，提高了机车的空间利用率。

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作一简单地介绍，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为本发明实施例提供的用于轨道车辆的冷却装置的结构示意图一；

图2为本发明实施例提供的用于轨道车辆的冷却装置的结构示意图二；

图3为本发明实施例提供的转速控制装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的冷却控制方法流程图一；

图5为本发明实施例提供的冷却控制方法流程图二；

图6为本发明实施例提供的冷却控制器的结构示意图。

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为本发明实施例提供的用于轨道车辆的冷却装置的结构示意图一，如图1所示，本发明实施例的冷却装置包括发动机散热器11、冷却机组12、制动电阻13和壳体14；发动机散热器11、冷却机组12和制动电阻13位于壳体14内。

其中，壳体14可以为该冷却装置的外壳，壳体14可以为钢结构，也可以为其它材质。可选的，发动机散热器11的外壳也可作为壳体14的部分或全部。壳体14的形状可以根据机车的布局进行合理的设计，本发明对壳体14的形状不做具体限定。冷却机组12可以包括：冷却风机。冷却风机的转速可以为固定的预设转速，也可以为控制器根据发动机和制动电阻的工作状态所确定的转速，即动态转速，该控制器可以为机车的微机控制系统的控制器。制动电阻13可以为任意电阻类型，如金属电阻、水电阻等。发动机散热器11、冷却机组12和制动电阻13均位于同一壳体14内，因而冷却机组12可实现对发动机散热器11和制动电阻13的冷却。

具体地，机车在行驶或制动过程中，发动机散热器11和制动电阻13会发热，产生热量，为避免发动机散热器11和制动电阻13温度过高，影响使用，此时，便需要该冷却装置工作以对发动机散热器11和制动电阻13进行降温冷却。示例地，可通过控制冷却机组12运转，使得空气被冷却机组12吸入壳体14内，空气经过发动机散热器11和制动电阻12带走发动机散热器11和制动电阻12的热量，实现对发动机散热器11和制动电阻12进行冷却。冷却机组12还可将携带有发动机散热器11和制动电阻12的热量的空气排出壳体14外。

本发明实施例提供的冷却装置，包括发动机散热器、冷却机组、制动电阻和壳体，该发动机散热器、该冷却机组和该制动电阻位于该壳体内，该冷却机组用于对该发动机散热器和该制动电阻进行冷却。该冷却装置将发动机散热器和制动电阻集成于同一壳体内，发动机散热器和制动电阻共用一组冷却机组来进行冷却，而不需要单独配备各自的冷却装置，大大减小了冷却装置占用的空间，提高了机车的空间利用率。

图2为本发明实施例提供的用于轨道车辆的冷却装置的结构示意图二。图2所示的冷却装置可以为图1所示的冷却装置的一种示例。图1中的制动电阻13可以为一个或多个，图2以两个为例进行示例说明。

如图2所示，本发明实施例的冷却装置包括发动机散热器21、冷却机组22、制动电阻231、制动电阻232和壳体24；发动机散热器21、冷却机组22、制动电阻231和制动电阻232位于壳体24内，壳体24的侧壁具有入风口和出风口，出风口和入风口的形状可以根据具体情况进行合理的设计，本发明实施例对出风口和入风口的形状不做具体限定，入风口可以为一个或多个，出风口也可以为一个或多个，图2以两个入风口及一个出风口为例进行示例说明。壳体24可以为该冷却装置的外壳，壳体24可以为钢结构，也可以为其它材质。可选的，发动机散热器21的外壳也可作为壳体24的部分或全部。壳体24的形状可以根据机车的布局进行合理的设计，本发明对壳体24的形状不做具体限定。制动电阻23可以为任意电阻类型，如金属电阻、水电阻等冷却机组22可以包括至少一个冷却风机。冷却风机的转速可以为固定的预设转速，也可以为控制器根据发动机和制动电阻的工作状态所确定的转速，即动态转速，该控制器可以为机车的微机控制系统的控制器。

机车在行驶或制动过程中，发动机散热装置21、制动电阻231和制动电阻232会发热，产生热量，为避免发动机散热装置21、制动电阻231和制动电阻232温度过高，影响使用，此时，便需要该冷却装置工作以对发动机散热装置21、制动电阻231和制动电阻232进行降温冷却。

示例地，可通过控制冷却机组22运转，使得第一温度的空气经由入风口进入壳体24内，经过发动机散热器21、制动电阻231和制动电阻232，带走发动机散热器21、制动电阻231和制动电阻232的热量，实现对发动机散热器21、制动电阻231和制动电阻232的冷却。冷却机组22还可将携带有发动机散热器21、制动电阻231和制动电阻232的热量的第二温度的空气经由出风口排出壳体24外。

根据不同的机车布局，可以对壳体24内的发动机散热器21、冷却机组22、制动电阻231和制动电阻232进行合理的布局调整。

壳体24内的发动机散热器21、冷却机组22、制动电阻231和制动电阻232的不同布局，可影响不同的冷却顺序。

示例地，制动电阻231和制动电阻232位于壳体24内靠近入风口的位置；发动机散热器21位于壳体24内远离入风口的位置。如此，当冷却机组22运转时，从入风口进来的空气可依次经过制动电阻231、制动电阻232及发动机散热器21，从而可先对制动电阻231、制动电阻232进行冷却，其次，可对发动机散热器21进行冷却。

冷却机组22可位于壳体内的任意位置，在一种示例中，冷却机组22可位于壳体24的中央位置，如发动机散热器21和制动电阻231的中间位置，或者，发动机散热器21与制动电阻232的中间位置。

具体地，机车在行驶或制动过程中，该冷却装置便需要工作，冷却机组22运转，使得第一温度的空气经由入风口进入壳体24内，由于制动电阻231和制动电阻232位于壳体24内靠近入风口的位置，空气首先经过靠近入风口位置的制动电阻231和制动电阻232，带走制动电阻231和制动电阻232的热量，实现对制动电阻231和制动电阻232进行冷却。之后冷却机组22将空气吹向发动机散热器21，带走发动机散热器21的热量，实现对发动机散热器21的冷却，最后再将携带有发动机散热器21、制动电阻231和制动电阻232的热量的第二温度的空气经由出风口排出壳体24外。

本发明实施例提供的冷却装置，包括发动机散热器、冷却机组、制动电阻和壳体；发动机散热器、冷却机组、制动电阻位于壳体内，壳体的侧壁具有入风口和出风口。冷却机组用于使得空气从入风口进入壳体内，在壳体内对发动机散热器、制动电阻进行冷却，并在冷却后将空气从出风口排出。该冷却装置将发动机散热器和制动电阻集成于同一壳体内，实现了对制动电阻和发动机散热器的依次冷却，而不需要单独配备各自的冷却装置，大大减小了冷却装置占用的空间，减小冷却装置的重量，简化了机车结构。同时，通过对该冷却装置的合理布局，在提高机车的空间利用率的同时还可提高冷却效果。

在上述实施例提供的冷却装置中，冷却机组可以为冷却风机，冷却风机的转速可以为固定的预设转速，也可以由控制器根据发动机和制动电阻的工作状态对转速进行动态控制，图3为本发明实施例提供的一种转速控制装置的结构示意图。

如图3所示，该转速控制装置包括控制器31和冷却机组32，其中控制器31可以为机车微机控制系统的控制器，冷却机组32可以为至少一个冷却风机。当冷却机组32包括至少一个冷却风机，控制器31可与冷却机组32中每个风机连接。控制器31用于根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速；根据冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却。

具体的，机车在行驶或制动过程中，发动机散热器和制动电阻会发热，产生热量，为避免发动机散热器和制动电阻温度过高，影响使用，此时，便需要上述实施例所述的冷却装置工作以对发动机散热器和制动电阻进行降温冷却。在此过程中，发动机和制动电阻处于不同的工作状态时，其产生的热量大小不同，因此对应的冷却需求不同，控制器用于对发动机和制动电阻的工作状态进行判断，继而根据其不同的工作状态下产生的热量，确定冷却风机的转速，根据冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却。

本发明实施例提供的转速控制装置，包括控制器和冷却机组，控制器可以为机车微机控制系统的控制器，冷却机组可以为至少一个冷却风机。控制器根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却，实现了对发动机和制动电阻的冷却需求的动态控制，使机车的电能得到合理的利用。

本发明实施例可提供一种冷却控制方法，该方法可用于上任一实施例提供的冷却装置，该冷却控制方法可由控制器执行，该控制器可以为机车的微机控制系统的控制器。图4为本发明实施例提供的冷却控制方法流程图一。如图4所示，该方法可包括：

S401、根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速。

S402、根据冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却。

可选的，上述冷却控制方法的步骤S401中，根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速，可包括：

若发动机处于工作状态，而制动电阻处于非工作状态，检测发动机的散热器中的冷却液的温度；

根据该冷却液的温度，确定冷却风机的转速。

具体地，在发动机处于工作状态时，判断制动电阻是否处于工作状态。若制动电阻处于冷态，则可确定制动电阻处于非工作状态，此时机车为正常行驶状态。在机车处于正常行驶状态时，发动机产生热量需要发动散热器进行散热，而制动电阻处于冷态无需进行散热，因此冷却装置只需要满足发动机的冷却需求。

控制器通过传感器检测发动机散热器的冷却液的温度，该冷却液可以包括发动机高温水和发动机低温水，控制器根据检测到的发动机散热器的冷却液的温度，以换热计算为基础，确定发动机散热器的热量，继而根据发动机散热器的热量确定冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器进行冷却。例如，控制器可根据发动机散热器的热量，以及热量与风机转速的对应关系，确定冷却风机的转速。

在发动机处于工作状态而制动电阻处于非工作状态时，控制器确定的冷却风机的最高转速为第一转速，该第一转速为满足发动机冷却需求的最高转速。

可选的，上述冷却控制方法的步骤S401中，根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速，还可包括：

若发动机和制动电阻均处于工作状态，检测发动机的散热器中的冷却液的温度和制动电阻的制动电流；

根据该冷却液的温度和该制动电阻的制动电流，确定冷却风机的转速。

具体地，在发动机处于工作状态时，判断制动电阻是否处于工作状态。若制动电阻处于热态，则可确定制动电阻处于工作状态，此时机车处于电阻制动状态。在电阻制动状态时，发动机产生热量需要发动散热器进行散热，同时制动电阻处于热态也需要进行散热，因此冷却装置需要同时满足发动机和制动电阻的冷却需求。

控制器通过传感器检测发动机散热器的冷却液的温度以及制动电流大小，该冷却液可以包括发动机高温水和发动机低温水，制动电流为通过制动电阻的电流，控制器根据检测到的温度以及制动电流的大小，以换热计算为基础，确定发动机散热器和制动电阻的热量，继而根据发动机散热器的热量确定冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却。例如，控制器可根据发动机散热器和制动电阻的热量，以及热量与风机转速的对应关系，确定冷却风机的转速。

在发动机和制动电阻均处于工作状态时，控制器确定的冷却风机的最高转速为第二转速，该第二转速为同时满足发动机和制动电阻的最大冷却需求的最高转速，是冷却风机可以达到的最高转速。

本发明实施例提供的冷却控制方法，可用于上任一实施例提供的冷却装置，控制器根据发动机和制动电阻的工作状态，检测发动机散热器冷却液温度及制动电流并确定冷却风机的转速，根据该转速控制该冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却，该控制器可以为机车的微机控制系统的控制器。该冷却控制方法通过控制器动态控制冷却风机的转速，可以同时满足发动机和制动电阻的冷却需求，简化了机车结构，减少了机车的用电设备，使机车的电能得到合理运用。

本发明还可提供一种冷却控制方法，该方法可用于上任一实施例提供的冷却装置，该冷却控制方法可由控制器执行。图5为本发明实施例提供的冷却控制方法流程图二，如图5所示，该方法包括：

S501、判断发动机处于工作状态或非工作状态。

若发动机处于工作状态，继续执行S502；若发动机处于未工作状态，此时冷却风机不工作，流程结束。

S502、判断制动电阻是否处于工作状态。

若制动电阻处于工作状态，则执行S503-S504；若制动电阻未工作则执行S505-S506。

S503、检测发动机散热器冷却液温度及制动电流。

S504、根据发动机散热器冷却液温度及制动电流，确定冷却风机转速，控制冷却风机对发动机散热器及制动电阻进行冷却。

S505、检测发动机散热器冷却液温度。

S506、根据发动机散热器冷却液温度，确定冷却风机转速，控制冷却风机对发动机散热器进行冷却。

具体的，发动机未处于工作状态即机车未运行，此时发动机及制动电阻均没有产生热量，因此没有冷却需求，冷却风机不需要工作，流程结束。

发动机处于工作状态时，继续判断制动电阻是否处于工作状态：

若制动电阻处于工作状态，由于发动机产生热量需要发动散热器进行散热，同时制动电阻处于也需要进行散热，因此冷却装置需要同时满足发动机和制动电阻的冷却需求。控制器通过传感器检测发动机散热器的冷却液的温度以及制动电流大小，并根据检测到的温度以及制动电流的大小，以换热计算为基础，确定发动机散热器和制动电阻的热量，继而根据发动机散热器的热量确定冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却。

若制动电阻处于非工作状态，由于发动机产生热量需要发动散热器进行散热，而制动电阻未产生热量无需进行散热，因此冷却装置只需要满足发动机的冷却需求。控制器通过传感器检测发动机散热器的冷却液的温度，控制器根据检测到的发动机散热器的冷却液的温度，以换热计算为基础，确定发动机散热器的热量，继而根据发动机散热器的热量确定冷却风机的转速，控制冷却风机对发动机散热器进行冷却。

本发明实施例提供的冷却控制方法，可用于上任一实施例提供的冷却装置，通过控制器判断发动机和制动电阻的工作状态，进而检测发动机散热器冷却液温度及制动电流，并以此为基础来确定冷却风机的转速，根据该转速控制该冷却风机对发动机散热器和制动电阻进行冷却，该控制器可以为机车的微机控制系统的控制器。该控制方法通过检测到的数据动态控制冷却风机的转速，可以同时满足发动机和制动电阻的冷却需求，简化了机车结构，减少了机车的用电设备，使机车的电能得到合理运用。

本发明实施例还可提供一种冷却控制器，图6为本发明实施例提供的冷却控制器的结构示意图。如图6所示，控制器60包括存储器601和处理器602，存储器601与处理器602连接。

存储器601，用于存储程序指令。

处理器602，用于调用存储器601存储的程序指令，使得控制器60执行上述的冷却控制方法。

本发明实施例还可提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器602执行时实现执行上述控制器60执行的冷却控制方法。

本发明实施例提供的服务器及计算机可读存储介质，可执行上述控制器60执行的冷却控制方法，其具体的实现过程及有益效果参见上述，在此不再赘述。

本发明实施例还可提供一种轨道车辆，该轨道车辆包括：冷却装置和控制器，该冷却装置为上任一所述的冷却装置，该控制器为上任一所述的控制器，该冷却装置和该控制器可以执行上任一所述的冷却控制方法，其具体的实现过程及有益效果参见上述，在此不再赘述。

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 (10)

1.一种用于轨道车辆的冷却装置，其特征在于，包括：

发动机散热器、冷却机组、制动电阻、壳体；所述发动机散热器、所述冷却机组和所述制动电阻位于所述壳体内；

所述冷却机组，用于对所述发动机散热器和所述制动电阻进行冷却。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却机组包括至少一个冷却风机。

3.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述壳体的侧壁具有入风口和出风口；

所述冷却机组，用于使得第一温度的空气从所述入风口进入所述壳体内，在所述壳体内对所述发动机散热器和所述制动电阻进行冷却，并在冷却后，将第二温度的空气从所述出风口排出。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述制动电阻位于所述壳体内靠近所述入风口的位置；所述发动机散热器位于所述壳体内远离所述入风口的位置；

所述冷却机组，具体用于使得所述第一温度的空气从所述入风口进入所述壳体内，在所述壳体内先对所述制动电阻进行冷却，并在对所述制动电阻冷却之后，对所述发动机散热器进行冷却。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却机组位于所述壳体内的所述发动机散热器和所述制动电阻的中间位置。

6.一种冷却控制方法，其特征在于，包括：

根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速；

根据所述冷却风机的转速，控制所述冷却风机对所述发动机的散热器和所述制动电阻进行冷却。

7.根据权利要求6所述的冷却控制方法，其特征在于，所述根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速，包括：

若所述发动机处于工作状态，而所述制动电阻处于非工作状态，检测所述发动机的散热器中的冷却液的温度；

根据所述冷却液的温度，确定所述冷却风机的转速。

8.根据权利要求6所述的冷却控制方法，其特征在于，所述根据发动机和制动电阻的工作状态，确定冷却风机的转速，包括：

若所述发动机和所述制动电阻均处于工作状态，检测所述发动机的散热器中的冷却液的温度和所述制动电阻的制动电流；

根据所述冷却液的温度和所述制动电阻的制动电流，确定所述冷却风机的转速。

9.一种冷却控制器，其特征在于，包括：存储器和处理器；

所述存储器用于存储程序指令，所述处理器用于调用所述存储器存储的程序指令，使得所述控制器执行上述权利要求6-8中任一所述的冷却控制方法。

10.一种轨道车辆，其特征在于，包括：冷却装置和控制器；

所述冷却装置为上任一所述的冷却装置，所述控制器为上任一所述的控制器，所述冷却装置和所述控制器可以执行上述权利要求6-8中任一所述的冷却控制方法。