一种机车集成式通风冷却系统和控制方法以及机车与流程

本发明属于机车散热，并且更具体地，涉及一种机车集成式通风冷却系统和控制方法以及机车。

背景技术：

1、内电集成双源机车是一种将电力动力源与内燃动力源集成在一起的机车，该机车不仅可以在电气化线路采用电力牵引运行，实现路网贯通，也可以在非电气化线路或接触网故障等特殊情况时，由内燃机提供动力实现牵引。特别是在内燃模式下工作时，主发电动机、牵引电动机及变流系统全部投入工作，并产生热量，这些热量需要依靠机车冷却系统来解决。

2、中国专利公开号为cn102361392a的专利公开了一种内燃机车变流器冷却系统，属于变流器冷却系统领域，所述独立进风单元设于散热器顶部，散热器设于独立风室的顶部，牵引电机通风机设于独立风室内；所述主发电机的进风口与独立风室连通，独立风室与独立进风单元连通；所述散热器的出水管路与水泵的进水口相连，水泵的出水口与变流器进水管路相连，变流器进水管路与变流器的进水口相连，变流器的出水口与变流器出水管路相连，变流器出水管路与散热器进水口相连，散热器出水口与散热器出水管路相连。然而，该专利将变流冷却系统与牵引电机通风冷却进行了部分集成，主发电机和牵引电机分别采用独立的通风机，主要为解决变流冷却的问题。

3、中国专利公开号为cn109617375a的专利公开了一种内燃机车高度集成冷却系统，包含安装在车顶的密闭风室，其侧壁设进风口，密闭风室内部依次设有滤清装置、水泵、散热器、通风机组一、通风机组二，滤清装置位于进风口处，水泵出水口与变流系统进水口相连，变流系统出水口与散热器进水口相连，散热器出水口与水泵进水口相连，通风机组一设出风处、进风处，出风处与主发电机相连，进风处与散热器相连，通风机组二与牵引电机相连，本发明将变流系统通风系统和牵引电机的通风系统集成组成一个独立系统。然而该专利也是将变流冷却系统与牵引电机通风冷却进行了部分集成，主发电机和牵引电机分别采用独立的通风机，主要为解决变流冷却的问题，集成度不高。

4、因此，现有技术有待改进。

技术实现思路

1、本发明针对现有模块化集成度技术不足，提供一种机车集成式通风冷却系统及控制方法，实现机车变流系统、主发电动机、牵引电动机的通风冷却，减少部件的应用，节省机车内部空间，为机车合理部件及提升维护性提供空间。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

3、根据本发明的一方面，提供一种机车集成式通风冷却系统，包括：

4、侧墙过滤器，该侧墙过滤器设置在机车侧墙上开口的外侧并且与外界空气相连通；

5、变流水冷散热器，该变流水冷散热器设置在机车侧墙上开口的内侧，变流水冷散热器对侧墙过滤器过滤后的空气进行冷却；

6、通风机，该通风机安装在机车的底架上，底架上具有底架风道，通风机位于底架风道的上方，通风机与变流水冷散热器之间通过过渡风道连接密封，通风机的进风口接收来自变流水冷散热器冷却后的空气，通风机的出风口与底架风道连接密封；

7、牵引电动机，该牵引电动机安装在机车的底架上并且位于底架风道的下方，牵引电动机的进风口与底架风道的出风口连接，牵引电动机的出风口将经牵引电动机冷却后的空气排出至外界空气中；

8、主发电动机，该主发电动机安装在机车的底架上且位于底架风道的上方，主发电动机的进风口与底架风道的出风口连接，主发电动机的出风口将经主发电动机冷却后的空气排出至外界空气中。

9、在本发明的一个实施例中，机车侧墙上开口的内侧和外侧上分别设置有内安装法兰和外安装法兰，侧墙过滤器安装在外安装法兰上并且变流水冷散热器安装在内安装法兰上。

10、在本发明的一个实施例中，底架风道内设置有导流板和旁通孔，底架风道在导流板和旁通孔的作用下将变流水冷散热器冷却后的空气按照各个电动机通风需求分配给牵引电动机和主发电动机。

11、在本发明的一个实施例中，通风机按照以下逻辑进行控制：

12、当检测到机车的手柄位处于惰转或1档位时，控制通风机运行频率为15hz；

13、当检测到机车的手柄位处于2档位或3档位时，控制通风机运行频率为30hz；

14、当检测到机车的手柄位处于4档位或5档位或6档位时，控制通风机运行频率为35hz；

15、当检测到机车的手柄位处于7档位或8档位时，控制通风机运行频率为40hz；

16、当检测到机车的手柄位处于9档位或10档位或11档位时，控制通风机运行频率为45hz；

17、当检测到机车的手柄位处于12档位时，控制通风机运行频率为50hz。

18、在本发明的一个实施例中，变流水冷散热器冷却水温度保护控制逻辑如下：

19、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度低于49℃时，控制通风机运行频率为15hz；

20、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度高于49℃且低于52℃时，控制通风机运行频率为30hz，并且当检测到冷却水温度将至47℃时，控制通风机运行频率降回15hz；

21、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度高于52℃且低于55℃时，控制通风机运行频率为45hz，并且当检测到冷却水温度将至50℃时，控制通风机运行频率降回30hz；

22、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度高于55℃时，控制通风机运行频率为50hz，并且当检测到冷却水温度将至53℃时，控制通风机运行频率降回45hz。

23、在本发明的一个实施例中，当机车通风机控制逻辑与变流系统冷却水温度保护控制逻辑冲突时，取两者中通风机频率的高值。

24、根据本发明的另一方面，提供一种利用如前所述的机车集成式通风冷却系统进行通风冷却的控制方法，包括以下步骤：

25、启动通风机以使通风机的叶轮旋转产生负压；

26、在负压的作用下，使外界空气通过侧墙过滤器过滤后，进入变流水冷散热器中对变流系统的冷却水进行冷却，并使冷却后的空气通过过渡风道进入通风机；

27、使进入通风机的空气在叶轮的作用下压入底架风道，通过底架风道在导流板和旁通孔的作用下按各个电动机的通风需求分别进入牵引电动机与主发电动机中；

28、分别冷却进入牵引电动机与主发电动机中的空气，并分别通过牵引电动机的排风口与主发电动机的排风口排入外界大气中。

29、在本发明的一个实施例中，通风机按照以下逻辑进行控制：

30、当检测到机车的手柄位处于惰转或1档位时，控制通风机运行频率为15hz；

31、当检测到机车的手柄位处于2档位或3档位时，控制通风机运行频率为30hz；

32、当检测到机车的手柄位处于4档位或5档位或6档位时，控制通风机运行频率为35hz；

33、当检测到机车的手柄位处于7档位或8档位时，控制通风机运行频率为40hz；

34、当检测到机车的手柄位处于9档位或10档位或11档位时，控制通风机运行频率为45hz；

35、当检测到机车的手柄位处于12档位时，控制通风机运行频率为50hz；

36、变流水冷散热器冷却水温度保护控制逻辑如下：

37、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度低于49℃时，控制通风机运行频率为15hz；

38、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度高于49℃且低于52℃时，控制通风机运行频率为30hz，并且当检测到冷却水温度将至47℃时，控制通风机运行频率降回15hz；

39、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度高于52℃且低于55℃时，控制通风机运行频率为45hz，并且当检测到冷却水温度将至50℃时，控制通风机运行频率降回30h；

40、当检测到变流水冷散热器的冷却水温度高于55℃时，控制通风机运行频率为50hz，并且当检测到冷却水温度将至53℃时，控制通风机运行频率降回45hz。

41、在本发明的一个实施例中，当机车通风机控制逻辑与变流系统冷却水温度保护控制逻辑冲突时，取两者中通风机频率的高值。

42、根据本发明的又一方面，提供一种机车，该机车集成有如前所述的机车集成式通风冷却系统。

43、通过采用上述技术方案，本发明相比于现有技术具有如下优点：

44、本发明将变流系统冷却、主发电动机冷却及牵引电动机冷却进行系统融合，实现了一台通风机完成多系统的通风冷却，节省了整车空间，降低了整车重量。

45、本发明仅通过一台通风机，实现了三套系统的通风冷却，减少变流冷却系统通风机及主发电机通风机的使用，降低了制造及维护成本。