RU2653981C1 - Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства - Google Patents
Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2653981C1 RU2653981C1 RU2016145983A RU2016145983A RU2653981C1 RU 2653981 C1 RU2653981 C1 RU 2653981C1 RU 2016145983 A RU2016145983 A RU 2016145983A RU 2016145983 A RU2016145983 A RU 2016145983A RU 2653981 C1 RU2653981 C1 RU 2653981C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cooling
- traction
- circulation pump
- drive
- transistors
- Prior art date
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 4
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
- B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрического транспорта. Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства содержит охлаждающий контур, включающий циркуляционный насос с приводом для прокачки охлаждающего вещества. В насос введены ресивер с охлаждающим веществом (водородом), связанные с ним прямой патрубок и прямой вентиль, обратный патрубок и обратный вентиль, приводы для прямого и обратного вентилей, рубашка охлаждения транзисторов тягового преобразователя, водородно-атмосферный теплообменник, датчик температуры, контроллер. Ресивер с охлаждающим веществом соединен с прямым патрубком, который посредством прямого вентиля, включенного в охлаждающий контур, соединен с циркуляционным насосом, который связан с рубашкой охлаждения транзисторов тягового преобразователя, включенной в охлаждающий контур, которая соединена с водородно-атмосферным теплообменником, включенным в охлаждающий контур и связанным посредством обратного патрубка с ресивером с охлаждающим веществом. Обратный патрубок оснащен обратным вентилем с приводом, соединенным посредством прямого патрубка с циркуляционным насосом, датчик температуры непосредственно связан с транзисторами тягового преобразователя и контроллером, который соединен с приводом циркуляционного насоса, приводом прямого вентиля и приводом обратного вентиля. Достигается повышение эффективности, надежности и снижение эксплуатационных затрат. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротяговых рельсовых транспортных средств и может быть использовано для регулирования температуры транзисторов тягового преобразователя различных видов рельсового электрического транспорта при преобразовании электрической энергии.
Известна система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства (тепловоза) (Российская Федерация, патент №2344953, опубл. 27.01.2009), содержащая жидкостные охладители транзисторов тягового преобразователя и систему охлаждения двигателя внутреннего сгорания. В свою очередь, они состоят из горячего и холодного жидкостных охлаждающих контуров, а также масляного охлаждающего контура. Горячий охлаждающий контур включает в себя жидкостные полости охлаждения двигателя внутреннего сгорания, первый циркуляционный насос и первый жидкостно-воздушный теплообменник, холодный охлаждающий контур - второй циркуляционный насос, второй жидкостно-воздушный теплообменник и охладители наддувочного воздуха и масла, включенного в холодный охлаждающий контур холодной стороной, а масляный охлаждающий контур - масляный циркуляционный насос, масляные полости двигателя внутреннего сгорания и охладитель масла, включенный в масляный охлаждающий контур горячей стороной, горячий и холодный охлаждающие контуры соединены между собой ветвями межконтурного перепуска.
Однако в указанной системе охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства имеется ряд недостатков:
- большое количество циркуляционных насосов, значительно увеличивающих габариты системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства;
- значительные затраты энергии, расходуемые на приводы циркуляционных насосов;
- в качестве охлаждающего вещества в одном из вариантов системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства используется вода;
- ограниченная надежность при эксплуатации в условиях низких отрицательных температур окружающей среды;
- наличие на тепловозе трех охлаждающих контуров (горячий, холодный, масляный), что существенно увеличивает их суммарные габариты, массу и в итоге затрудняет общую компоновку тепловоза.
Кроме того, известна система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства (газотурбовоза) (Российская Федерация, патент №2398682, опубл. 10.09.2010), являющаяся прототипом предлагаемого изобретения, содержащая охлаждающий контур, включающий любую жидкость в качестве охлаждающего вещества, расширительный бак с охлаждающим веществом, циркуляционный насос с приводом для прокачки охлаждающего вещества, индивидуальные для транзисторов тягового преобразователя охладители, перепускной трубопровод, термостат и жидкостно-топливный теплообменник, включенный в систему подачи топлива. Расширительный бак с охлаждающим веществом связан с циркуляционным насосом, за которым следуют индивидуальные для транзисторов тягового преобразователя охладители, далее идет перепускной трубопровод, на выходе которого установлен термостат, который в зависимости от температуры охлаждающего вещества проводит его через жидкостно-топливный теплообменник либо, минуя его, возвращает в циркуляционный насос охлаждающего контура.
Однако указанная система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства обладает группой недостатков, а именно:
- использование жидкости в качестве охлаждающего вещества, что снижает эффективность индивидуальных для транзисторов тягового преобразователя охладителей и теплообменника;
- охлаждающий контур и система подачи топлива являются совмещенными, что снижает надежность системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства, так как при выходе из строя каких-либо элементов охлаждающего контура возможен перегрев транзисторов тягового преобразователя и нарушение работы системы подачи топлива;
- использование термостата снижает надежность системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства, так как его отказ приведет к нарушению работы системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства и системы подачи топлива;
- теплообмен между транзисторами тягового преобразователя и охлаждающим веществом происходит через индивидуальные для транзисторов тягового преобразователя охладители, что усложняет компоновку и снижает надежность системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства.
- привод циркуляционного насоса для прокачки охлаждающего вещества работает постоянно, что повышает эксплуатационные затраты.
Задачей (техническим результатом) предлагаемого изобретения является повышение эффективности, надежности и снижение эксплуатационных затрат системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства.
Поставленная задача достигается тем, что в известную систему охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства, состоящую в том, что охлаждающий контур, включающий циркуляционный насос с приводом для прокачки охлаждающего вещества, введены ресивер с охлаждающим веществом, которым является водород, связанные с ним прямой патрубок и прямой вентиль, обратный патрубок и обратный вентиль, приводы для прямого и обратного вентилей, рубашка охлаждения транзисторов тягового преобразователя, водородно-атмосферный теплообменник, датчик температуры, контроллер, причем ресивер с охлаждающим веществом соединен с прямым патрубком, который посредством прямого вентиля, включенного в охлаждающий контур, соединен с циркуляционным насосом, который связан с рубашкой охлаждения транзисторов тягового преобразователя, включенной в охлаждающий контур, которая соединена с водородно-атмосферным теплообменником, включенным в охлаждающий контур и связанным посредством обратного патрубка с ресивером с охлаждающим веществом, причем обратный патрубок оснащен обратным вентилем с приводом, соединенным посредством прямого патрубка с циркуляционным насосом, датчик температуры непосредственно связан с транзисторами тягового преобразователя и контроллером, который соединен с приводом циркуляционного насоса, приводом прямого вентиля и приводом обратного вентиля.
На чертеже приведена структурная схема предлагаемой системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства.
Предлагаемая система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства включает ресивер с охлаждающим веществом 1, оснащенный прямым патрубком 2 и обратным патрубком 3, охлаждающий контур 4, который включает оснащенный приводом 5 циркуляционный насос 6, связанную с ним рубашку охлаждения транзисторов тягового преобразователя 7, соединенный с ней водородно-атмосферный теплообменник 8, связанный через обратный вентиль 9, оснащенный приводом 10, обратным патрубком 3 с ресивером с охлаждающим веществом 1 и через прямой вентиль, 11 оснащенный приводом 12, с циркуляционным насосом 6, датчик температуры 13, подключенный к транзисторам тягового преобразователя, который соединен с контроллером 14, непосредственно связанным с приводами 5, 10 и 12.
Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства работает следующим образом. При нагреве транзисторов тягового преобразователя датчик температуры 13 подает соответствующий сигнал на контроллер 14. От него одновременно подается управляющее воздействие на приводы 5 и 12, управляющие работой циркуляционного насоса 6 и открытием прямого вентиля 11 соответственно. При открытии прямого вентиля 11 водород, используемый в качестве охлаждающего вещества, из ресивера с охлаждающим веществом 1 высасывается циркуляционным насосом 6 по прямому патрубку 2 в охлаждающий контур 4, откуда попадает в рубашку охлаждения транзисторов тягового преобразователя 7. Далее нагретый водород поступает в водородно-атмосферный теплообменник 8, где посредством теплообмена с атмосферой охлаждается. После этого охлаждающее вещество проходит через прямой вентиль 11, и цикл повторяется вновь до тех пор, пока транзисторы тягового преобразователя не охладятся до приемлемых значений. По достижении этого датчик температуры 13 подает на контроллер 14 соответствующий сигнал. На его основании контроллер 14 формирует управляющее воздействие о закрытии прямого вентиля 11, направляемое на привод 12, и воздействие об открытии обратного вентиля 9, направляемое на привод 10. Циркуляционным насосом 6, продолжающим работу от привода 5, по обратному патрубку 3 через обратный вентиль 9 в ресивер с охлаждающим веществом 1 нагнетается водород, оставшийся в охлаждающем контуре 4. По прошествии времени, равного времени открытия прямого вентиля 11, контроллер 14 формирует управляющие воздействия об отключении циркуляционного насоса 6, закрытии обратного вентиля 9 и направляет их на приводы 5 и 10 соответственно.
При охлаждении транзисторов тягового преобразователя в условиях низких температур окружающей среды система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства работает аналогично, только датчик температуры 13 посылает сигнал на контроллер 14 о низких значениях температуры. При этом необходимо поддерживать такую температуру охлаждающего вещества, которая способна предотвратить замерзание транзисторов тягового преобразователя.
Технический результат:
- повышение эффективности системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства обеспечено за счет использования водорода как охлаждающего вещества, так как он обладает теплопроводностью, много большей, чем у различных видов охлаждающих жидкостей;
- повышение надежности системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства обеспечено за счет разделения с системой подачи топлива, упрощения компоновки путем создания рубашки охлаждения транзисторов тягового преобразователя взамен индивидуальных для транзисторов тягового преобразователя охладителей, использования датчика температуры и контроллера взамен термостата, так как контроллер и датчик температуры предназначены для работы в тяжелых условиях;
- снижение эксплуатационных затрат системы охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства обеспечено за счет того, что привод циркуляционного насоса будет приводиться в действие контроллером только при определенных значениях температуры транзисторов тягового преобразователя.
Claims (1)
- Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства, содержащая охлаждающий контур, включающий циркуляционный насос с приводом для прокачки охлаждающего вещества, отличающаяся тем, что в него введены ресивер с охлаждающим веществом, которым является водород, связанные с ним прямой патрубок и прямой вентиль, обратный патрубок и обратный вентиль, приводы для прямого и обратного вентилей, рубашка охлаждения транзисторов тягового преобразователя, водородно-атмосферный теплообменник, датчик температуры, контроллер, причем ресивер с охлаждающим веществом соединен с прямым патрубком, который посредством прямого вентиля, включенного в охлаждающий контур, соединен с циркуляционным насосом, который связан с рубашкой охлаждения транзисторов тягового преобразователя, включенной в охлаждающий контур, которая соединена с водородно-атмосферным теплообменником, включенным в охлаждающий контур и связанным посредством обратного патрубка с ресивером с охлаждающим веществом, причем обратный патрубок оснащен обратным вентилем с приводом, соединенным посредством прямого патрубка с циркуляционным насосом, датчик температуры непосредственно связан с транзисторами тягового преобразователя и контроллером, который соединен с приводом циркуляционного насоса, приводом прямого вентиля и приводом обратного вентиля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145983A RU2653981C1 (ru) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145983A RU2653981C1 (ru) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2653981C1 true RU2653981C1 (ru) | 2018-05-15 |
Family
ID=62152869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145983A RU2653981C1 (ru) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2653981C1 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4702291A (en) * | 1985-09-16 | 1987-10-27 | General Signal Corporation | Propulsion system for integral trains |
RU2398682C1 (ru) * | 2009-05-13 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Система охлаждения тягового преобразователя газотурбовоза |
US20160075350A1 (en) * | 2013-04-30 | 2016-03-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for Operating at Least one Electrical Consumer of a Rail Vehicle |
-
2016
- 2016-11-23 RU RU2016145983A patent/RU2653981C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4702291A (en) * | 1985-09-16 | 1987-10-27 | General Signal Corporation | Propulsion system for integral trains |
RU2398682C1 (ru) * | 2009-05-13 | 2010-09-10 | Открытое акционерное общество Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт подвижного состава (ОАО "ВНИКТИ") | Система охлаждения тягового преобразователя газотурбовоза |
US20160075350A1 (en) * | 2013-04-30 | 2016-03-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Device for Operating at Least one Electrical Consumer of a Rail Vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kim et al. | Active coolant control strategies in automotive engines | |
US8499869B2 (en) | Cooling system for a vehicle with hybrid propulsion | |
US10279656B2 (en) | Vehicle heating system and method of using the same | |
US20170241324A1 (en) | Thermal management system with heat recovery and method of making and using the same | |
US20130219872A1 (en) | Thermoelectric recovery and peltier heating of engine fluids | |
US20170248065A1 (en) | Thermal management system and method ofmaking and using the same | |
US8464669B2 (en) | Cooling circuit for an internal combustion engine | |
CN105874182B (zh) | 进气冷却装置 | |
JP5325254B2 (ja) | 定置用内燃機関の吸気冷却装置 | |
RU2013147738A (ru) | Система охлаждения для агрегата с приводом от двигателя, способ охлаждения двигателя и силовой электроники агрегата с приводом от двигателя и система охлаждения (варианты) | |
US20090000779A1 (en) | Single-loop cooling system having dual radiators | |
US8800538B2 (en) | Diesel fuel supply circuit | |
CN109488438B (zh) | 一种带dct冷却大循环回路的冷却*** | |
WO2016031089A1 (ja) | 駆動システム | |
RU2653981C1 (ru) | Система охлаждения тягового преобразователя электротягового рельсового транспортного средства | |
CN108979811A (zh) | 一种混合动力汽车动力源散热及废热利用***及控制方法 | |
JP2016050545A (ja) | 車両の冷却システム | |
US20140182266A1 (en) | Integrated waste heat recovery | |
RU2375211C1 (ru) | Система охлаждения силовой установки двухдизельного тепловоза (варианты) | |
US10006415B2 (en) | Auxiliary cooling system | |
CN103958875A (zh) | Egr气体冷却*** | |
RU2009123615A (ru) | Автоматизированная комбинированная установка по комплексной утилизации тепловой энергии дизельного двигателя | |
US10927712B2 (en) | Waste heat recovery system | |
US9677456B2 (en) | Vehicle driven by an internal combustion engine and provided with a liquid cooling system | |
RU217073U1 (ru) | Устройство для преобразования тепловой энергии системы охлаждения главного судового дизеля в электрическую энергию |