CN101489850A - 具有用于布置在车底部位中的部件的冷却装置的轨道车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道车辆(1)，其具有冷却装置用于布置在车底部位(2)中的部件，如供电部件、整流器、变压器或者牵引马达(4)，这些部件或者直接地或者通过附属的冷却器进行冷却，其中所述冷却装置具有第一进气口用于作为冷却空气使用的新鲜空气，以及至少一个风扇(5)用于使冷却空气吹向其中至少一个部件(4)的方向上，其中所述冷却装置具有与风扇(5)在流体技术上相连的第二进气口用于作为冷却空气使用的新鲜空气，该第二进气口布置在轨道车辆(1)的侧挡板(8)之上，并通过送风通道(13)与车底部位(2)连接。

Description

具有用于布置在车底部位中的部件的冷却装置的轨道车辆

技术领域

本发明涉及一种轨道车辆，其具有冷却装置用于布置在车底部位中的部件，如供电部件、整流器、变压器或者牵引马达，这些部件或者直接地或者通过附属的冷却器进行冷却，其中所述冷却装置具有第一进气口用于作为冷却空气使用的新鲜空气，以及至少一个风扇用于使冷却空气吹向其中至少一个部件的方向上。上面举例所列举出的轨道车辆的部件或成套设备需要进行冷却。为此目的已知的轨道车辆通常在下面的侧壁部位里，也就是说在需要冷却的部件附近具有进气口用于新鲜空气，新鲜空气则作为冷却空气借助于风扇被输给所涉及的部件。这些部件例如可以设有冷却肋，从而可以借助于冷却空气实现其有效的冷却。例如是油/水冷却回路和冷却器。

背景技术

所选的结构对于流体技术来说是有利的，这是因为只要走过短的冷却空气行程，就可以使经过进气口流入的新鲜空气引到应该要达到一定冷却效果的位置上。

然而在轨道车辆冬季运行时，在下雪期间运行时以及在行驶经过下雪区域时在车底部位里就有以下问题：随着冷却设备的冷却空气将雪抽吸起来，这些雪堆积在进气部位里和/或在此后面的送风通道里和位于其中的构件里，如除尘器和挡尘栅，阻止了冷却空气流，在一定条件下甚至封闭住，并且也可能导致在电接头之间的电压击穿。就此而言在冬季运行时就有以下危险：部件的电组件或者由于过热，或者也由于短路而可能停止工作。

发明内容

由此出发，本发明的任务是提出一种轨道车辆，在这种轨道车辆中，对于冬季运行来说考虑到布置于车底部位里部件的冷却而提供更高的运行安全性。

这个任务在开头所述的轨道车辆中通过如下措施来解决：冷却装置具有与风扇在流体技术上相连的第二进气口用于作为冷却空气使用的新鲜空气，该第二进气口布置在轨道车辆的侧挡板之上，并通过送风通道与车底部位相连。

由于第二进气口设置较高，使进气口在冬季运行时明显减小了雪的负载，从而即使在冬季运行时也可以可靠地通过第二进气口输入冷却空气。

第二进气口可以是布置在轨道车辆的顶盖部位里，从而使它完全防护住卷扬的飞雪。第二进气口也可以布置在轨道车辆的侧挡板之上的侧壁部位里。这里专业人员可以在以下因素之间进行综合平衡考虑：一方面是流体通道从第二进气口延伸到至少一个风扇，而另一方面则是由此带来的流动阻力和第二进气口受到雪的负载。

第二进气口可以设有入口格栅和布置在该入口格栅下游的分离格栅。这在下雪时保护了第二进气口，防止了进入送风通道到达风扇的雪。

分离格栅可以设计成两部分式的结构，其中每个分离格栅朝着送风通道的入口方向倾斜地延伸。分离格栅的取向既可以选择在横交于机车纵轴线的横向方向上，也可以在机车的纵向方向上。在这两种情况下实现了空气速度的均匀分布。

在另一种涉及到分离格栅的实施方式中，分离格栅又设计成两部分式的结构并从下面迎流，从而有效减小了雪和污物的堆积。特别有利的看来是这样一种实施方式，在这个实施方式中，分离格栅与机车的顶盖上侧面相距地布置，并由行驶风从下面冲刷，从而同样也减少了雪的堆积。在这个实施方式中，必要时可以放弃用于将冷却空气向着车底部位方向输送的支持风扇。

在分离格栅的备选实施方式中，该分离格栅也可以是整体式的。

第二进气口可以通过一个或者多个流动通道与轨道车辆的车底部位相连接。这些流动通道相继地布置在轨道车辆的纵向方向上，其中在这个实施例中，流动通道从第二进气口起基本上垂直地向着车底部位的方向延伸。这要求空间小并且对乘客部位并不过多限制。

第一进气口可以具有可关闭的入口格栅。这就有可能部分地或者完全地关闭用于冬季运行的第一进气口，从而使得用于车底部位里部件的冷却空气直至100％从第二进气口输入。

冷却装置可以借助于控制模块进行控制，该控制模块确定了从第一进气口和第二进气口来的冷却空气在车底下处所利用的冷却空气中所占的比重。这里可以区分为夏季运行和冬季运行。就此而言可以这样来设计控制模块，从而在夏季运行时从第一进气口来的冷却空气的比重在30％至100％之间，而从第二进气口来的冷却空气比重在0至70％之间。在冬季运行时则相反，第一进气口通常关闭，从而使冷却空气只来自第二进气口。

第一进气口通常布置在轨道车辆的侧挡板部位里，以便对冷却空气形成流体技术方面有利的通道以通向待冷却的部件。

在另外一种实施例中，可以这样来设计控制模块，从而选择在夏季运行和冬季运行之间不同的冷却空气流动密度。这尤其是可以取决于温度来进行，从而在冬季运行时可以使所述至少一个风扇以较小的转速运行，这是因为流入的新鲜空气的温度比夏天的时候明显地降低了。

单个的成套设备风扇或者部件风扇可以备选地设有旁通通道，该旁通通道返回至成套设备风扇的进气侧。在这种情况下，风扇转速可以保持恒定，在车底部位里，在轨道车辆的底槽里的压力水平保持较高，这是因为阻止了底槽的空吸，而且成套设备风扇的工作点保持比较理想。因此使成套设备风扇有高的效率，其中少有噪声产生。

附图说明

以下按实例根据附图对本发明进行详细说明。附图所示为：

图1：机车的侧视图，局部有剖视；

图2：图1所示机车的车顶部位的横截面图；

图3：图1所示机车的车顶部位的另一种实施方式的横截面图；

图4：图1所示机车的车顶部位的另一种实施方式的纵向剖视图；

图5：图1所示机车的车底部位的纵向剖视图。

具体实施方式

图1所示的机车1有车底部位2，在车底部位里设置了各种不同的电气部件，这些电气部件在运行时必须进行冷却。转向架3设置有附属的牵引马达4，它们借助于各自的牵引马达风扇5进行冷却。机车1的底面借助于底槽6在流体技术上实现密封，从而使冷却空气流可以在底槽6之上流动。在底槽6之上除此之外还有另一个电气成套设备7，对于该成套设备来说可以是指供电部件、整流器或者变压器，更准确地说是所涉及装置的冷却单元。车部槽6在其外边上与机车1的侧挡板8接着。在所述侧挡板8的范围里设有可关闭的第一入口格栅9，用于作为冷却空气的新鲜空气。通过进入该入口格栅9的新鲜空气被牵引马达风扇5例如用于冷却牵引马达4。冷却设备10设于底槽6之上并且在机车1的纵向方向上大致处在中间，它将冷却空气输送向着牵引马达风扇4的方向和待冷却的成套设备7的方向。

在机车1的车顶部位有两个入口格栅11。通过第二入口格栅11流入的新鲜空气首先到达各自附属的分离格栅12，这些分离格栅在机车1的纵向方向上看，倾斜地并且朝着垂直延伸的送风通道13向下倾斜地布置。支持风扇14将冷却空气从车顶部位吹向冷却设备10的方向上。可以设有其它送风通道，这些送风通道在车辆纵向方向上相继地布置并将冷却空气输送至车底部位2，于是所有送风通道都从第二进气口出发。

用于机车1的车底部位的冷却装置因此由两个在车顶部位具有第一入口格栅11的进气口、在机车1的侧挡板部位里的第一入口格栅9的两个进气口、送风通道13和可能包括有多个风扇的冷却设备10所组成。在冷却设备10之下，在否则密封的底槽6里设有排风口15，该排风口用作为冷却设备的冷却空气流的出口。

冷却装置可以人工或者自动地在夏季运行和冬季运行之间进行转换。为此使用这里未详细表示出的控制模块，控制模块可以如此地设计，使得在夏季运行时从第一入口格栅9来的冷却空气比重在30％至100％之间，而从第二入口格栅11来的冷却空气比重在0至70％之间。在冬季运行时相反，使第一入口格栅人工或自动地封闭，从而冷却空气只是由第二入口格栅11提供。这种方法的优点是：在冬季运行时，用作为冷却空气使用的新鲜空气基本上是没有雪的。由于第二入口格栅11布置在车顶部位里，因此飞高的雪不能落到第二入口格栅11上。在下雪时分离格栅12这样起作用，即在借助于支持风扇14将新鲜空气继续输送通过送风通道13之前，对空气中的雪进行过滤。

在图1中表示了分离格栅12的布置的第一种实施方式，而图2则表示了分离格栅12A的一种备选的布置，它水平地与机车1的顶盖表面相距。分离格栅12A只是从下面迎流，从而可以避免由于雪和污物沉积引起的重力。

由图3可见分离格栅12B布置的另一种备选实施方式。这里分离格栅12B同样也倾斜布置，其中它们从外向里在朝着送风通道13的进气口降低。这使用作为冷却空气使用的新鲜空气的风速实现有利的分布。这种有利的分布也可以在按图1所示的分离格栅布置方案中达到。

在图4中这样来选择分离格栅12C的布置，以至它们始终受到新鲜空气从下面冲刷，从而可以即使在高行驶速度时也没有雪能够堆积在分离格栅12C上，这是因为不存在有死水。分离出来的雪因此在分离格栅12C上停留时间很短，因为它由于在高行驶速度时由于从下面的冲刷而被立刻运送走。机车1的顶盖上侧面与分离格栅12C之间的中间空间按流动有利的方式成型，从而有效地阻止了在该中间空间里堆积起雪。

图5表示了机车1的车底部位的局部。来自送风通道13的冷却空气被转向至牵引马达4的方向上，牵引马达4在此作为冷却空气消耗器的一个示例。牵引马达风扇5位于冷却送风通道16的入口侧，它将冷却空气输向牵引马达4。直接就紧接着在牵引马达风扇5的下游，冷却送风通道16收缩，其中在该收缩的部位里设有旁通阀17。如果旁通阀17关闭着，那么整个冷却空气流从牵引马达冷却器5出发被输送给牵引马达4。如果旁通阀17被打开，那么一定量的冷却空气流就向下转向至底槽6的方向上，并在牵引马达风扇5处风流返回至牵引马达风扇5的流入侧。

牵引马达风扇5在这里代表配属于某些需要冷却的成套设备的风扇，牵引马达风扇5的旁通调节用于减少在冬季运行时输送给牵引马达4的体积流量。当牵引马达风扇5的风扇转速保持不变时，如果对于冬季运行旁通阀17打开着，那么在底槽6里和成套设备的风扇的工作点上的压力水平保持理想，从而达到高的效率和小的噪声。旁通体积流量则相当于用于夏季运行的体积流量Vs与用于冬季运行的体积流量Vw之差。在此利用了以下事实：冬季输入的新鲜空气的温度比较低，因此较小的流量就足够用于冷却成套设备，例如牵引马达4。

Claims (13)

1.轨道车辆(1)，其具有冷却装置用于布置在车底部位(2)中的部件，如供电部件、整流器、变压器或者牵引马达(4)，这些部件或者直接地或者通过附属的冷却器进行冷却，其中所述冷却装置具有第一进气口用于作为冷却空气使用的新鲜空气，以及至少一个风扇(5)用于使冷却空气吹向其中至少一个部件(4)的方向上，其特征在于，所述冷却装置具有与风扇(5)在流体技术上相连的第二进气口用于作为冷却空气使用的新鲜空气，该第二进气口布置在轨道车辆(1)的侧挡板(8)之上，并通过送风通道(13)与车底部位(2)连接。

2.按权利要求1所述的轨道车辆(1)，其特征在于，第一进气口布置在轨道车辆(1)的侧挡板(8)的部位里。

3.按权利要求1或2中任一项所述的轨道车辆(1)，其特征在于，第一进气口具有可封闭的入口格栅(9，11)。

4.按权利要求1至3中任一项所述的轨道车辆(1)，其特征在于，第二进气口布置在轨道车辆(1)的车顶部位里。

5.按权利要求1至3中任一项所述的轨道车辆(1)，其特征在于，第二进气口布置在轨道车辆(1)的侧壁部位里。

6.按权利要求1至5中任一项所述的轨道车辆(1)，其特征在于，第二进气口配有入口格栅(9，11)和布置在该入口格栅下游的分离格栅(12)。

7.按权利要求6所述的轨道车辆(1)，其特征在于，设有一个或者两个分离格栅(12)，它们分别朝着送风通道(13)的入口倾斜地延伸。

8.按权利要求6所述的轨道车辆(1)，其特征在于，设有一个或者两个基本上水平延伸的从下面迎流新鲜空气的分离格栅(12A)。

9.按权利要求6所述的轨道车辆(1)，其特征在于，分离格栅(12)与机车(1)的顶盖上侧面相距地布置，并在轨道车辆运行时使行驶风从下面流过。

10.按权利要求1至9中任一项所述的轨道车辆(1)，其特征在于，在轨道车辆纵向方向上布置有两个以上的流动通道，这些流动通道从第二进气口起基本上垂直地朝着车底部位(2)方向延伸。

11.按权利要求1至10中任一项所述的轨道车辆(1)，其特征在于，冷却装置借助于控制模块进行控制，该控制模块确定了来自第一进气口和第二进气口的冷却空气在车底所利用的冷却空气中所占的比重。

12.按权利要求11所述的轨道车辆(1)，其特征在于，控制模块如此地设计，使得在夏季运行时从第一进气口来的冷却空气的比重在30％至100％之间，而从第二进气口来的冷却空气的比重在0至70％之间。

13.按权利要求11或12所述的轨道车辆(1)，其特征在于，控制模块如此地设计，使得在冬季运行时从第二进气口来的冷却空气比重达到100％。

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