(中车唐山机车车辆有限公司产品研发中心河北唐山064000)
摘要:本文详细阐述了某型内燃动力总成液压驱动冷却系统的设计方法,对冷却装置进行了全新设计和开发并通过热量计算和试验对比,验证了车下复合冷却技术的可靠性。
关键词:内燃动力总成、热量计算、复合冷却技术
0引言
为满足国内外非电气化铁路旅客快速运输的需要,中车唐山机车车辆有限公司研制了某型内燃液传动力总成,可同时为国内外准轨与窄轨内燃动车组提供牵引动力,具有适应性强、编组灵活等特点。本产品采用成熟的柴油机搭载技术先进的液力变速箱,凭借优良的液压驱动冷却风扇与热管理技术,散热系统热量闭环控制,实现了动力总成高效、节能运行。
1、运行环境
•气温条件:-25℃~+40℃
•海拔高度:≤1000m
•相对湿度:≤95%
•线路坡度:≤22.7‰
•最大风速:50km/h
2、动力构成
唐车公司研制的内燃动力总成由柴油机、液力变速箱、液压驱动设备、冷却装置、燃油与进排气管路等构成。产品采用低尺寸的卧式柴油机为动力源,通过机械-液力式自动变速箱为车轴齿轮箱传输动力,可为动车组提供370kW牵引功率。其中,高效、节能的散热系统能够保证动力总成各部件始终工作在最适宜温度,因此冷却系统的设计在本产品中尤为重要。
3、冷却系统设计
3.1冷却布局设计
冷却装置集成于车下悬挂的动力总成内,采用液压马达驱动冷却风扇,能够明显减少冷却装置空间尺寸。风扇置于冷却装置内侧,冷却空气流动方式采用吸风式。冷却装置吸风侧散热器均要加装容易装拆和清洗的防尘网,排风侧加装防护网,防止进入较大异物,影响风扇和液压马达正常工作。闭式冷却系统内的膨胀水箱具有维持系统压力稳定的功能,同时适时补充柴油机及散热器冷却液,排除系统内水汽,其设计时要布置在动力总成的顶部。
3.2冷却原理设计
冷却系统需根据动力总成的不同工况,分别对柴油机冷却液、增压空气、液力变速箱油及液压油进行适时冷却,图1为冷却系统原理简图。
测试结果显示,开发的冷却系统能够确保柴油机、变速箱及液压驱动设备满负荷工作。同时对比计算结果,各系统的散热器出口温度稍低,因此冷却系统的实际散热裕量相比设计值稍大。
5、结论
(1)冷却系统布置在内燃动车组车下,设计难度大。根据动力总成总体布置要求,采用复合式冷却技术,同时利用静液压设备驱动冷却风扇,能够明显减小冷却装置外形尺寸与整体重量,适应性更强。
(2)本文通过试验测试证明了计算方法的正确性,为冷却系统设计提供了一种可行的研究方式,节约了试验成本。
参考文献
[1]内燃动车组在我国应用的前途探讨.贾波,杨弘.2002.
[2]内燃动车组与液力传动.王月明.2001.
[3]城际和市郊旅客运输的一种理想方式—分散内燃动车组.丁超,耿成帮.2005.
[4]一种内燃动车冷却系统设计.高洪镇,李来彬.2014.
[5]对未来内燃牵引的要求.NilsDube.2015.
[6]米轨内燃动车组风扇驱动系统研究设计.孙梅云,郭耀华.2013.