用于电传动车的发动机电机复合散热系统

专利类型 发明授权 法律事件 公开; 实质审查; 申请权转移; 授权;
专利有效性 有效专利 当前状态 授权
申请号 CN201911173580.3 申请日 2019-11-26
公开(公告)号 CN110778389B 公开(公告)日 2025-01-17
申请人 宝鸡中车时代工程机械有限公司; 中国国家铁路集团有限公司; 申请人类型 企业
发明人 张梅豫; 叶正高; 王文聪; 曹鹏; 张彩霞; 王满成; 李明; 李永哲; 任涛龙; 吴庆立; 朱红军; 第一发明人 张梅豫
权利人 宝鸡中车时代工程机械有限公司,中国国家铁路集团有限公司 权利人类型 企业
当前权利人 宝鸡中车时代工程机械有限公司,中国国家铁路集团有限公司 当前权利人类型 企业
省份 当前专利权人所在省份:陕西省 城市 当前专利权人所在城市:陕西省宝鸡市
具体地址 当前专利权人所在详细地址:陕西省宝鸡市金台区宝福路118号 邮编 当前专利权人邮编:721003
主IPC国际分类 F01P11/00 所有IPC国际分类 F01P11/00F01P11/02F01P11/04F01P3/20F01P5/02F01P7/02F02B29/04H02K9/19
专利引用数量 3 专利被引用数量 0
专利权利要求数量 2 专利文献类型 B
专利代理机构 陕西科亿云知识产权代理事务所 专利代理人 宋秀珍;
摘要 提供一种用于电传动车的 发动机 发 电机 复合 散热 系统,包括发动机、永磁发电机、复合 散热器 和 膨胀 水 箱 ,复合散热器包括发动机水冷散热器和发动机中冷散热器,发动机中冷散热器壳体内部设有中冷散热器芯体和永磁发电机水冷却器模 块 。本 发明 采用一种复合散热器,利用发动机内部的 循环水 泵 为动 力 源,为永磁发电机散热提供动力,解决永磁发电机 冷却水 道内无动力源的散热问题,不需要单独为其设计动力结构,实现发动机和永磁发电机的集成散热,降低设计成本,提高系统的可靠性。
权利要求

1.用于电传动车的发动机电机复合散热系统,包括发动机(1)、永磁发电机(2)、复合散热器(3)和膨胀箱(4),其特征在于:所述复合散热器(3)包括发动机水冷散热器(17)和发动机中冷散热器(18),所述发动机中冷散热器(18)壳体内部并列设置中冷散热器芯体和永磁发电机水冷却器模(19);所述发动机中冷散热器(18)上的中冷出气口(24)与发动机(1)进气口通过发动机中冷进气管(6)连接,所述发动机(1)出气口与发动机中冷散热器(18)上的中冷进气口(23)通过发动机中冷出气管(5)连接,所述发动机中冷进气管(6)和发动机中冷出气管(5)形成发动机中冷散热管路;所述发动机水冷散热器(17)上的水冷出水口(20)与发动机(1)进水口通过发动机进水管(8)连接,所述发动机(1)出水口与发动机水冷散热器(17)上的水冷进水口(21)通过发动机出水管(7)连接,所述发动机进水管(8)和发动机出水管(7)形成发动机水冷散热管路;所述永磁发电机水冷却器模块(19)的复合进水口(25)和发动机(1)的水循环出水端通过取水管(9)连接,所述永磁发电机水冷却器模块(19)的复合出水口(26)和永磁发电机(2)进水口通过散热器出水管(10)连接, 所述永磁发电机(2)出水口与发动机(1)水循环泵进水端通过回水管(11)连接,所述取水管(9)、散热器出水管(10)和回水管(11)形成永磁发电机散热管路;
所述复合散热器(3)的发动机水冷散热器(17)上设有水冷排气口(22),所述复合散热器(3)上对应永磁发电机水冷却器模块(19)设有复合水排气口(27);所述复合散热器(3)还包括散热器壳体(28),所述散热器壳体(28)内部对应发动机水冷散热器(17)、发动机中冷散热器(18)和永磁发电机水冷却器模块(19)分别设有一套内部散热片(29),扇(30)设于内部散热片(29)后部,所述风扇(30)通过风扇防护罩(31)遮蔽,驱动电机(32)安装在所述风扇防护罩(31)后端,所述驱动电机(32)输出端与风扇(30)输入端连接驱动其转动,所述驱动电机(32)采用三相交流电源供电,所述驱动电机(32)通过集成接线盒(33)接线控制风扇(30)的起停,所述内部散热片(29)采用制板翅式结构,所述风扇(30)采用吹风式风扇或吸风式风扇;其中,所述发动机中冷散热器(18)的芯体和永磁发电机水冷却器模块(19)并列布置。
2.根据权利要求1所述的用于电传动车的发动机发电机复合散热系统,其特征在于:所述膨胀水箱(4)的排气口Ⅰ通过发动机排气管(12)与发动机(1)排气口连接,所述膨胀水箱(4)的排气口Ⅱ和排气口Ⅲ分别通过散热器排气管Ⅰ(13)和散热器排气管Ⅱ(14)与复合散热器(3)排气口连接,所述膨胀水箱(4)的补水口通过发动机补水管(15)与发动机(1)补水口连接,所述膨胀水箱(4)上还设有膨胀水箱溢水管(16),所述膨胀水箱(4)上设有液位镜(34)和泄压(35)。

说明书全文

用于电传动车的发动机电机复合散热系统

技术领域

[0001] 本发明属于散热系统技术领域,具体涉及一种用于电传动车的发动机发电机复合散热系统。

背景技术

[0002] 电传动轨道车的散热系统是车辆动系统的关键部件。对于电传动轨道车而言,具有发动机和永磁发电机,发动机和永磁发电机均分别具有各自的散热系统。温度对永磁发电机的效率影响较大,因电传动车所选的永磁发电机冷却道无循环动力源,需要外部单独增加动力源才能实现散热循环,现在永磁发电机主要采用传统外加循环方式实现散热系统的循环,设计成本高,且系统可靠性取决于循环泵的性能,潜在险大,降低系统的可靠性。因此有必要提出改进。

发明内容

[0003] 本发明解决的技术问题:提供一种用于电传动车的发动机发电机复合散热系统,本发明采用一种复合散热器,利用发动机内部的循环水泵为动力源,为永磁发电机散热提供动力,解决永磁发电机冷却水道内无动力源的散热问题,不需要单独为其设计动力结构,实现发动机和永磁发电机的集成散热,降低设计成本,提高系统的可靠性。本发明采用的技术方案:用于电传动车的发动机发电机复合散热系统,包括发动机、永磁发电机、复合散热器和膨胀水箱,所述复合散热器包括发动机水冷散热器和发动机中冷散热器,所述发动机中冷散热器壳体内部并列设置中冷散热器芯体和永磁发电机水冷却器模;所述发动机中冷散热器上的中冷出气口与发动机进气口通过发动机中冷进气管连接,所述发动机出气口与发动机中冷散热器上的中冷进气口通过发动机中冷出气管连接,所述发动机中冷进气管和发动机中冷出气管形成发动机中冷散热管路;所述发动机水冷散热器上的水冷出水口与发动机进水口通过发动机进水管连接,所述发动机出水口与发动机水冷散热器上的水冷进水口通过发动机出水管连接,所述发动机进水管和发动机出水管形成发动机水冷散热管路;所述永磁发电机水冷却器模块的复合进水口和发动机的水循环泵出水端通过取水管连接,所述永磁发电机水冷却器模块的复合出水口和永磁发电机进水口通过散热器出水管连接, 所述永磁发电机出水口与发动机水循环泵进水口通过回水管连接,所述取水管、散热器出水管和回水管形成永磁发电机散热管路。
[0004] 对上述技术方案的进一步限定,所述复合散热器的发动机水冷散热器上设有水冷排气口,所述复合散热器上对应永磁发电机水冷却器模块设有复合水排气口;所述复合散热器还包括散热器壳体,所述散热器壳体内部对应发动机水冷散热器、发动机中冷散热器和永磁发电机水冷却器模块分别设有一套内部散热片,风扇设于内部散热片后部,所述风扇通过风扇防护罩遮蔽,所述驱动电机安装在风扇防护罩后端,驱动电机输出端与风扇输入端连接驱动其转动,所述驱动电机采用三相交流电源供电且通过直流24V电源控制,所述驱动电机通过集成接线盒接线控制风扇的起停,所述内部散热片采用制板翅式结构,所述风扇采用吹风式风扇或吸风式风扇,其中,所述发动机中冷散热器的芯体和永磁发电机水冷却器模块并列布置由一个风扇控制其通风冷却。
[0005] 对上述技术方案的进一步限定,所述膨胀水箱的排气口Ⅰ通过发动机排气管与发动机排气口连接,所述膨胀水箱的排气口Ⅱ和排气口Ⅲ分别通过散热器排气管Ⅰ和散热器排气管Ⅱ与复合散热器排气口连接,所述膨胀水箱的补水口通过发动机补水管与发动机补水口连接,所述膨胀水箱上还设有膨胀水箱溢水管,所述膨胀水箱上设有液位镜和泄压
[0006] 本发明与现有技术相比的优点:
[0007] 1、本方案中采用一种复合散热器,包括发动机水冷散热器和发动机中冷散热器,其中,在发动机中冷散热器壳体内部并列设置中冷散热器芯体和永磁发电机水冷却器模块,发动机水冷散热器分为两个子管路,分别是发动机水冷散热管路和永磁发电机散热管路,永磁发电机水冷系统散热原理为:利用发动机内部的循环水泵为动力源,从发动机缸体分取一部分冷却水进入永磁发电机水冷却器模块,散热后进入永磁发电机散热管路,冷却水对永磁发电机冷却后,回到发动机循环水泵进水口,参与下一个循环,解决永磁发电机冷却水道内无动力源的散热问题,实现发动机和永磁发电机的集成散热,降低设计成本,提高系统的可靠性。附图说明
[0008] 图1为本发明的结构主视图;
[0009] 图2为本发明的结构仰视图;
[0010] 图3为本发明的结构右视图;
[0011] 图4为本发明中复合散热器的结构示意图;
[0012] 图5为本发明中复合散热器的结构主视图;
[0013] 图6为本发明中复合散热器的分解结构示意图;
[0014] 图7为本发明中膨胀水箱的结构示意图;
[0015] 图8为本发明的散热系统原理图;
[0016] 图9为本发明为发动机循环水泵性能曲线图。

具体实施方式

[0017] 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,所描述的实施例仅仅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。下述实施例中的各部件的连接方式,如无特殊说明,均为常规连接方式;下述实施例中所用的部件,如无特殊说明,均为市售。
[0018] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”、“设有”应做广义理解。例如,可以是固定相连、设置,也可以是可拆卸连接、设置,或一体地连接、设置。可以是机械连接;可以是直接相连,也可以通过其他中间构件间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0019] 请参阅图1‑9,描述本发明的实施例。
[0020] 用于电传动车的发动机发电机复合散热系统,如图1‑5所示,包括发动机1、永磁发电机2、复合散热器3和膨胀水箱4,所述复合散热器3包括发动机水冷散热器17和发动机中冷散热器18,所述发动机中冷散热器18壳体内部并列设置中冷散热器芯体和永磁发电机水冷却器模块19;所述发动机中冷散热器18上的中冷出气口24与发动机1进气口通过发动机中冷进气管6连接,所述发动机1出气口与发动机中冷散热器18上的中冷进气口23通过发动机中冷出气管5连接,所述发动机中冷进气管6和发动机中冷出气管5形成发动机中冷散热管路;所述发动机水冷散热器17上的水冷出水口20与发动机1进水口通过发动机进水管8连接,所述发动机1出水口与发动机水冷散热器17上的水冷进水口21通过发动机出水管7连接,所述发动机进水管8和发动机出水管7形成发动机水冷散热管路;所述永磁发电机水冷却器模块19的复合进水口25和发动机1的水循环泵出水端通过取水管9连接,所述永磁发电机水冷却器模块19的复合出水口26和永磁发电机2进水口通过散热器出水管10连接, 所述永磁发电机2出水口与发动机1水循环泵进水口通过回水管11连接,所述取水管9、散热器出水管10和回水管11形成永磁发电机散热管路。
[0021] 如图6所示,所述复合散热器3的发动机水冷散热器17上设有水冷排气口22,所述复合散热器3上对应永磁发电机水冷却器模块19设有复合水排气口27;所述复合散热器3还包括散热器壳体28,所述散热器壳体28内部对应发动机水冷散热器17、发动机中冷散热器18和永磁发电机水冷却器模块19分别设有一套内部散热片29,风扇30设于内部散热片29后部,所述风扇30通过风扇防护罩31遮蔽,驱动电机32安装在风扇防护罩31后端,所述驱动电机32输出端与风扇30输入端连接驱动其转动,所述驱动电机32采用三相交流电源供电且通过直流24V电源控制,所述驱动电机32通过集成接线盒33接线控制风扇30的起停,所述内部散热片29采用铝制板翅式结构,所述风扇30采用吹风式风扇或吸风式风扇,其中,所述发动机中冷散热器18的芯体和永磁发电机水冷却器模块19并列布置由一个风扇控制其通风冷却。
[0022] 如图2所示,所述膨胀水箱4的排气口Ⅰ通过发动机排气管12与发动机1排气口连接,所述膨胀水箱4的排气口Ⅱ和排气口Ⅲ分别通过散热器排气管Ⅰ13和散热器排气管Ⅱ14与复合散热器3排气口连接,所述膨胀水箱4的补水口通过发动机补水管15与发动机1补水口连接,所述膨胀水箱4上还设有膨胀水箱溢水管16,如图7所示,所述膨胀水箱上设有液位镜34和泄压阀35。
[0023] 本发明中采用一种复合散热器,包含包括发动机水冷散热器17和发动机中冷散热器16,其中,在发动机中冷散热器18壳体内部并列设有中冷散热器芯体和永磁发电机水冷却器模块19,发动机水冷散热器17分为两个子管路,分别是发动机水冷散热管路和永磁发电机散热管路.永磁发电机水冷系统散热原理为:如图8所示,利用发动机1内部的循环水泵为动力源,从发动机1的缸体分取一部分冷却水进入永磁发电机2水冷却器模块,散热后进入永磁发电机散热管路,冷却水对永磁发电机2冷却后,回到发动机1循环水泵进水口,参与下一个循环。解决永磁发电机冷却水道内无动力源的散热问题,实现发动机和永磁发电机的集成散热,降低设计成本,提高系统的可靠性。
[0024] 发动机1的循环水泵在各转速下流量不同,为避免永磁发电机2散热取水过多,影响发动机1的性能,永磁发电机2的散热取水量的控制尤为关键。如图9所示,是发动机水泵性能曲线,如下表所示是永磁发电机各转速所需散热水流量和压差:
[0025] 根据图表可见,永磁发电机2按需求取散热水不会影响发动机1的性能,本发明中采用不同通径的水管来控制永磁发电机2散热的水流量。
[0026] 对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0027] 此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
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