用于机车的冷却装置以及调控方法

技术领域

本发明涉及机车用冷却装置技术领域，具体地涉及一种用于机车的冷却装置，以及一种调控冷却装置的方法。

背景技术

目前，随着轨道交通行业的迅速发展，轨道交通装备需求增大，冷却装置作为轨道交通装备中不可或缺的部件，对其噪声、能耗要求亦是越来越高。

现有技术中用于机车的冷却装置主要存在以下问题：其一、冷却装置的风机频率通常由牵引变流器与牵引变压器共同控制，因此，满频率的工作时间会相对较长，从而会产生较大的噪声污染，并且还会造成更大的能耗。其二、冷却装置中的循环高温冷却水的热量通常直接与风冷进行热交换后直接排出大气，从而造成了严重的资源浪费。

因此，在本领域希望提供一种用于机车的冷却装置以及调控方法，以解决上述存在的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种用于机车的冷却装置，其能够根据温度传感所检测的数值，并通过控制器来调节第一风机的启闭以及转速。由此，在满足冷却对象的冷却要求的同时降低了冷却装置的噪音污染和能耗，从而实现节能减排的目的。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于机车的冷却装置，包括用于机车的冷却对象的散热机构，在所述散热机构与所述冷却对象之间设置有用于引导冷却介质的泵体，

控制机构，其包括设置在所述冷却对象的进口端的第一传感器，以及设置在所述冷却对象的出口端的第二传感器，

控制器，其分别与所述控制机构和所述散热机构连通，

其中，所述冷却介质能够在所述泵体的作用下依次通过所述第一传感器、所述冷却对象和所述第二传感器，

所述控制器构造成能够根据所述第一传感器与所述第二传感器所检测的数据来调节所述散热机构的实时工况。

在一个实施例中，所述散热机构包括至少一个与所述泵体连接的第一散热器、与所述第一散热器并联布置的第一风机，以及与所述第一散热器并联分布的膨胀水箱，

其中，所述控制器构造成能够在所述第一传感器检测的温度值小于等于要求值时使所述第一风机维持运行，并在所述第一传感器检测的温度值大于要求值时调节所述第一风机的转速。

在一个实施例中，在所述冷却对象的出口端处形成有并联分布的第一通道和第二通道，其中，所述第一通道与所述第一散热器的第一进口连通，所述第二通道与所述第一散热器的第二进口连通。

在一个实施例中，所述冷却装置还包括设置在所述第二通道上的待加热机构，所述待加热机构包括与外部连通并用于释放热量的第二散热器，以及与所述第二散热器并联分布的第二风机。

在一个实施例中，所述控制机构还包括设置在所述第一通道上的第一控制阀，以及设置在所述第二通道上的第二控制阀，

所述控制器构造成能够在所述待加热机构无需加热时关闭所述第二控制阀，并在所述待加热机构需进行加热时分别控制所述第一控制阀与所述第二控制阀的开度，以调节通过所述待加热机构及所述第二散热器的冷却介质的流量。

在一个实施例中，所述控制单元还包括分别设置在所述第一散热器的第一进口处与第二进口处的第三传感器，所述控制器构造成：

在所述第三传感器检测的温度值小于等于所述第一传感器检测的温度值时使所述第一风机停止工作；

在所述第三传感器检测的温度值大于所述第一传感器检测的温度值时调节所述第一风机的转速。

在一个实施例中，在所述第二散热器的出口侧与所述第一散热器的第一进口和第二进口之间均设有单向阀。

在一个实施例中，所述冷却对象包括变流器和牵引电机。

根据本发明的第二方面，提供了一种调控根据如上所述的冷却装置的方法，包括如下步骤：

在所述待加热机构无需加热时，通过所述控制器关闭所述第二控制阀关闭，

当所述第一传感器检测的温度值小于等于要求值时，通过所述控制器使所述第一风机与所述第一控制阀维持运行；当所述第一传感器检测的温度值大于要求值时，通过所述控制器调节所述第一风机的转速，并通过所述控制器控制所述第一控制阀的开度以调节通过所述第二散热器的冷却介质的流量。

根据本发明的第三方面，提供了一种调控根据如上所述的冷却装置的方法，包括如下步骤：

在所述待加热机构需进行加热时，通过所述控制器打开所述第二控制阀，并在所述第二传感器检测的温度值大于等于要求值时，通过所述控制器分别控制所述第一控制阀与所述第二控制阀的开度，以调节通过所述待加热机构及所述第二散热器的冷却介质的流量；

当所述第一传感器检测的温度值小于等于要求值时，通过所述控制器使所述第一风机停止运行；当所述第一传感器检测的温度值大于要求值时，通过所述控制器调节所述第一风机的转速，并通过所述控制器控制所述第一控制阀的开度，以调节通过所述第二散热器的冷却介质的流量。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

其一、本发明在冷却对象的进口与出口处均设置了温度传感器(第一传感器和第二传感器)，从而能够根据两个温度传感器所检测的数值并通过控制器来控制第一风机的启闭。由此，在满足冷却对象的冷却要求的同时降低了冷却装置的噪音污染和能耗，从而实现节能减排的目的。

其二、本发明分别在第一通道和第二通道上设置了控制阀(第一控制阀和第二控制阀)，从而能够通过控制器对通过第一通道与第二通道的冷却介质的流量进行准确的控制，以确保冷却介质能够与外界进行充分地热交换，进而提高冷却装置的冷却能力。

其三、本发明在第一散热器的第一进口与第二进口处均设置了第三传感器，从而能够根据第三传感器与第一传感器所检测的数值并通过控制器来调节第一风机的启闭以及转速。由此，在满足冷却对象的冷却要求的同时降低了冷却装置的噪音污染和能耗，从而实现节能减排的目的。

其四、本发明采用双水回路系统，从而能够对两组冷却对象进行同时降温，由此提高了冷却装置对机车整体的散热能力，以确保机车能够稳定地运动。

其五、本发明在第二散热器的出口侧与第一散热器的第一进口和第二进口之间均设有单向阀，从而确保通过第二散热器的冷却介质能够顺利地回流至第一散热器内，并且能够有效地防止通过第一通道的冷却介质返流到第二散热器内。

附图说明

下面将结合附图来对本发明进行详细地描述，在图中：

图1示意性显示了根据本发明的用于机车的冷却装置的整体布局图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

附图中的各附图标记的含义如下：

1冷却对象、11进口端、12出口端、121第一通道、122第二通道、

21第一散热器、211第一进口、212第二进口、213第一出口、214第二出口、22第一风机、

31泵体、32膨胀水箱、

41第一传感器、42第二传感器、43第三传感器、44第一控制阀、45第二控制阀、

5待加热机构、51第二散热器、511出口侧、52第二风机、

6单向阀。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

下面将结合附图对本发明做进一步说明。

图1示意性显示了根据本发明的用于机车的冷却装置100的整体布局图。

如图1所示，根据本发明的第一方面，提供了一种用于机车的冷却装置100，其包括散热机构。优选地，散热机构能够将冷却后的冷却介质输送至冷却对象1内，从而降低冷却对象1的温度，以提高冷却对象1的工作能力。

在一个实施例中，冷却对象1包括变流器和牵引电机。

在一个具体地实施例中，优选地，在本发明中冷却对象1共设置有两个，并且分别处于散热机构的两侧。此外，本发明构造为双水回路系统，从而能够提高机车的整体动力。

在一个实施例中，在散热机构与冷却对象1之间设有泵体31。优选地，泵体31能够促使冷却介质在冷却装置100内循环流动，从而有助于后续的散热与供热的工作。

根据本本发明，用于机车的冷却装置100还包括控制机构。控制机构包括第一传感器41。优选地，第一传感器41为温度传感器，并且设置在冷却对象1的进口端11处，从而能够实时地检测冷却介质在流入冷却对象1前的温度。

根据本本发明，控制机构还包括第二传感器42。优选地，第二传感器42为温度传感器，并且设置在冷却对象1的出口端12处，从而能够实时地检测冷却介质流出冷却对象1后的温度。

通过这种方式，使得用于机车的冷却装置100通过第一传感器41与第二传感器42来获知处于冷却对象1前后的冷却介质的温度，从而能够更容易地通过控制器(在附图中未示出)来改变散热机构的运行情况，进而确保冷却介质能够满足进入冷却对象1的温度要求，进一步地有效地降低了用于机车的冷却装置100的噪声污染。

在一个具体地实施例中，冷却介质能够在泵体31的作用下依次通过第一传感器41、冷却对象1(从进口端11流入，从出口端12流出)和所述第二传感器42。优选地，从第二传感器42流出的冷却介质还能够回流至散热机构处，从而实现冷却介质的循环流动，以提高对冷却对象1的温控能力。

根据本发明的一个具体地实施例，控制器构造成能够根据第一传感器41与第二传感器42所检测的数据来调节散热机构的实时工况，从而有效地降低了用于机车的冷却装置100的噪声污染。

在一个实施例中，散热机构2包括至少一个第一散热器21。优选地，第一散热器21与泵体31连接，由此，降温后的冷却介质就能够通过泵体31顺利地输送至冷却对象1处。

优选地，第一散热器21通常由芯体、水道、接口等组成，并且散热器整体采用全铝板翅式整体结构。其功能主要是在第一风机22(在下文中介绍)的作用下促使冷却空气从侧墙进入散热器，从而与散热器翅片经过充分热交换后将热量带出并散发到大气中。

在一个实施例中，散热机构2还包括第一风机22。优选地，第一风机22与第一散热器21并联布置，从而能够对进入到第一散热器21内的冷却介质进行充分地散热，进而缩短对冷却介质的冷却时间，进一步地提高了用于机车的冷却装置100的工作效率。

在一个实施例中，散热机构2还包括膨胀水箱32。优选地，膨胀水箱32与第一散热器21并联布置。通常，膨胀水箱能够用于调节冷却回路中因温度变化而发生体积变化的冷却液，因此，工作过程中冷却液通过膨胀水箱进行调节，同时冷却回路中的空气也通过膨胀水箱进出。这是本领域技术人员所熟知的。

在一个实施例中，在冷却对象1的出口端12处形成有并联分布的第一通道121和第二通道122。优选地，第一通道121与第一散热器21的第一进口211连通，第二通道122与第一散热器21的第二进口212连通。这样，在后续的工作中就能够通过第一控制阀44(在下文中介绍)和第二控制阀45(在下文中介绍)来调节冷却介质进入到第一通道121或第二通道122的流量。

根据本发明，用于机车的冷却装置100还包括设置在第二通道122上的待加热机构5。待加热机构5包括第二散热器51。优选地，第二散热器51与外部连接，从而确保冷却介质能够与外部的空气进行热交换，并且将热量顺利地散发到大气中。优选地，待加热机构5还包括加热对象(未示出)，并且加热对象能够吸收由第二散热器51所引导的余热以实现节能减排的目的。

优选地，第二散热器51通常由芯体、水道、接口等组成，并且散热器整体采用全铝板翅式整体结构。其功能主要是在第二风机52(在下文中介绍)的作用下促使冷却空气从侧墙进入散热器，从而与散热器翅片经过充分热交换后将热量带出并散发到大气中。

在一个具体地实施例中，第二散热器51能够与驾驶室连通，从而能够实现驾驶室的供暖，进而实现资源的重复利用。

在一个实施例中，待加热机构5还包括第二风机52。优选地，第二风机52与第二散热器51并联布置，从而能够对进入到第二散热器51内的冷却介质进行充分地散热，进而缩短对冷却介质的冷却时间，进一步地提高了用于机车的冷却装置100的工作效率。

根据本发明的一个具体地实施例，控制器构造成能够在第二传感器42所检测的温度值小于等于要求值时，使第一风机22停止工作，由此使得冷却装置100能够进行适应性调节，以此来提高冷却装置100的灵动性。

通过这种方式，一方面确保第一风机22能够发挥最大的用处，从而提高了第一风机22的使用寿命。另一方面能够针对性的对冷却介质进行降温工作，从而防止冷却装置100因进行无效工作所造成的能源浪费，进而实现节能减排的目的，并且由于第一风机22停止工作，因而能够有效地降低了冷却装置100的噪声污染。

根据本发明的一个具体地实施例，控制器构造成能够在第二传感器42所检测的温度值大于第一传感器41所检测的温度值时，分别控制第一控制阀44与第二控制阀45的开度，以调节通过第二散热器51的冷却介质的流量。

通过这种方式，一方面能够使得冷却介质中的热量通过第二散热器51而排向外部以进行二次利用(例如为驾驶室供暖)。由于冷却介质中的热量得以重复利用，从而确保冷却装置100能够实现节能减排的目的。另一方面由于冷却介质已经在第二散热器51内进行了热量的交换，因而在其能够以相对较低的温度回流至第一散热器21内，从而使得第一风机22的工作频率和转速均得到了有效地降低，进而降低了冷却装置100的噪声污染。

此外，由于回流至第一散热器21内的冷却介质只需短暂的冷却即可进行再次循环工作，因而确保冷却介质能够在冷却装置100进行更快地循环工作，从而提高了冷却装置100对冷却对象1的散热能力。

根据本发明，控制单元还包括第三传感器43。优选地，第三传感器43为温度传感器，且共设有两个，并且分别设置在第一散热器21的第一进口211处和第二进口212处。这样，通过第三传感器43就能够分别检测回流到第一散热器21内的冷却介质的实时温度。通过将该温度与第二传感42所检测的冷却介质的温度进行比较，由此就能够更准确且更迅速地对第一风机22的转速的进行调节工作。

根据本发明的一个具体地实施例，当第三传感器43所检测的温度值小于等于第一传感器41所检测的温度值时，通过控制器使第一风机22停止工作，由此使得冷却装置100能够进行适应性调节，以此来提高冷却装置100的灵动性。

通过这种方式，一方面确保第一风机22能够发挥最大的用处，从而提高了第一风机22的使用寿命。另一方面能够针对性的对冷却介质进行降温工作，从而防止冷却装置100因进行无效工作所造成的能源浪费，进而实现节能减排的目的，并且由于第一风机22停止工作，因而能够有效地降低了冷却装置100的噪声污染。

根据本发明的一个具体地实施例，当第三传感器43所检测的温度值大于第一传感器41所检测的温度值时，通过控制器调节第一风机22的转速。

具体地说，在确保第一传感器41所检测温度满足冷却对象1的要求的前提下能够尽可能地调低第一风机22的转速，从而降低了冷却装置100的整体功耗。并且，由于第一风机22的转速降低，因此，冷却装置100所产生的噪音污染也得到了良好的改善。

容易理解，由于从冷却对象1流出的大部分冷却介质通过待加热机构5与外部进行热交换，因此，回流至第一散热器21内的冷却介质的温度得到明显地降低，因而调低第一风机22的转速也同样能够满足冷却对象1的冷却要求。

在一个实施例中，在第二散热器51的出口侧511与第一散热器21的第一进口211和第二进口212之间均设有单向阀6。优选地，单向阀6确保通过第二散热器51与外部进行热交换的冷却介质能够顺利地回流至第一散热器21内，以进行后续的循环冷却工作。

在一个实施例中，第一出口213和第二出口214，二者分别与泵体31连接，从而使得冷却介质能够在冷却装置100内进行循环冷却。

根据本发明的第二方面，提供了一种调控如上所述的冷却装置的方法，包括如下步骤。

首先，待加热机构5无需加热，通过所述控制器关闭第二控制阀45关闭。

然后，当第一传感器41检测的温度值小于等于要求值时，通过控制器使第一风机22与第一控制阀44维持运行；当第一传感器41检测的温度值大于要求值时，通过控制器调节第一风机22的转速，并通过控制器控制第一控制阀44的开度以调节通过第二散热器51的冷却介质的流量。

根据本发明的第三方面，提供了一种调控如上所述的冷却装置的方法，包括如下步骤。

首先，待加热机构5需进行加热，通过控制器打开第二控制阀45，并在第二传感器42检测的温度值大于等于要求值时，通过控制器分别控制第一控制阀44与第二控制阀45的开度，以调节通过待加热机构5及第二散热器51的冷却介质的流量。

通过这种方式既能够使得冷却介质中的热量通过第二散热器51而排向外部以进行二次利用(例如为驾驶室供暖)，从而实现对冷却介质中的热量的利用以确保冷却装置100能够实现节能减排的目的；又能够降低第一风机22的工作频率和转速，进一步地降低了冷却装置100的噪声污染。此外，该方式确保冷却介质能够在冷却装置100进行更快地循环工作，从而提高了冷却装置100对冷却对象1的散热能力。

然后，当第一传感器41检测的温度值小于等于要求值时，通过控制器使第一风机22停止运行。

通过这种方式，使得冷却装置100能够进行适应性调节，以此来提高冷却装置100的灵动性。此外，该方式不仅能够确保第一风机22能够发挥最大的用处以提高第一风机22的使用寿命；还能够防止冷却装置100因进行无效工作所造成的能源浪费以实现节能减排的目的。此外，该方式还有效地降低了冷却装置100的噪声污染。

当第一传感器41检测的温度值大于要求值时，通过控制器调节第一风机22的转速，并通过控制器控制第一控制阀44的开度，以调节通过第二散热器51的冷却介质的流量。

相比于现有技术来说，本发明的具有如下优点：

其一、本发明在冷却对象1的进口与出口处均设置了温度传感器(第一传感器41和第二传感器42)，从而能够根据两个温度传感器所检测的数值并通过控制器来控制第一风机32的启闭。由此，在满足冷却对象1的冷却要求的同时降低了冷却装置100的噪音污染和能耗，从而实现节能减排的目的。

其二、本发明分别在第一通道121和第二通道122上设置了控制阀(第一控制阀44和第二控制阀45)，从而能够通过控制器对通过第一通道121与第二通道122的冷却介质的流量进行准确的控制，以确保冷却介质能够与外界进行充分地热交换，进而提高冷却装置100的冷却能力。

其三、本发明在第一散热器21的第一进口211与第二进口212处均设置了第三传感器43，从而能够根据第三传感器43与第一传感器41所检测的数值并通过控制器来调节第一风机22的启闭以及转速。由此，在满足冷却对象1的冷却要求的同时降低了冷却装置100的噪音污染和能耗，从而实现节能减排的目的。

其四、本发明采用双水回路系统，从而能够对两组冷却对象1进行同时降温，由此提高了冷却装置100对机车整体的散热能力，以确保机车能够稳定地运动。

其五、本发明在第二散热器51的出口侧511与第一散热器21的第一进口211和第二进口212之间均设有单向阀6，从而确保通过第二散热器51的冷却介质能够顺利地回流至第一散热器21内，并且能够有效地防止通过第一通道121的冷却介质返流到第二散热器51内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。本领域的技术人员在本发明的公开范围内，可容易地进行改变或变化，而这种改变或变化都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求书的保护范围为准。