一种机车或动车组冷却系统的制作方法

1.本发明涉及轨道交通换热技术领域，尤其是一种机车或动车组冷却系统。


背景技术：

2.电力机车或电动车组冷却系统主要由散热器、风机组、泵、冷却液管路及承重安装构架组成。风机组(含叶轮、轴盘和电机等，叶轮和轴盘组装在一起构成叶轮组件，叶轮组件通过轴盘安装在电机轴伸上)内部均设置旋转部件，冷却系统工作时，旋转部件的不平衡量会造成风机震动。这种震动传导至承重安装构架，并通过承重安装构架传导至冷却系统其它部件或列车车体。如果这种震动速度/加速度达到一定量值，一方面会影响冷却系统的可靠性，另一方面会影响乘员舒适度。
3.目前，大多数电力机车或电动车组车下吊装冷却系统，风机组与承重安装构架之间采用刚性连接，承重安装构架与车体之间采用弹性连接。这种连接安装方式，可在一定程度上降低冷却系统与列车车体之间的震动传递，满足乘员舒适度要求。但是旋转部件运转时产生的震动，会通过刚性连接传导至冷却系统其它部件。当风机震动较大时，冷却系统结构可靠性降低，严重时可造成构架断裂、散热器漏油等故障，严重影响列车安全可靠运行。
4.另外，个别冷却系统设计时，在风机组电机安装座与承重安装框架之间设置了减震结构，但风机箱体与承重安装框架之间却是刚性连接，这解决了风机组与承重安装框架之间的震动传递问题，但是一个刚性连接一个弹性连接，使风机箱体与置于风机箱体内的叶轮震动不同步，当列车运行/风机组运转时，风机组和风机箱体震动不同步造成风机叶轮与风机箱体刮碰，同样影响列车的安全可靠运行。
5.还有部分动车组冷却系统，风机组通过安装板直接安装在风机箱体上，风机箱体与安装承重构架之间设置弹性连接结构。由于动车组对重量限制严格，安装风机组的风机箱体大多采用薄壁箱式结构。当风机功率较大时，较重的风机组安装在薄壁箱体上，且风机震动直接传递给风机箱体，造成风机箱体开裂等惯性质量问题，严重影响列车安全可靠运行。


技术实现要素：

6.本发明针对以上技术问题，提出了一种机车或动车组冷却系统。
7.本发明采用的技术手段如下：
8.一种机车或动车组冷却系统，包括散热器组件、风机箱体、风机组、承重安装构架、冷却液管路以及泵；
9.所述泵通过冷却液管路与所述散热器组件连接；
10.所述承重安装构架包括一级构架、二级构架以及减震组件；
11.所述风机箱体和所述风机组分别与所述一级构架刚性连接；
12.所述散热器组件与所述二级构架刚性连接；
13.所述一级构架与所述二级构架通过所述减震组件弹性连接。
14.进一步地，所述减震组件包括橡胶堆、外套安装板、内套以及内套垫板；
15.所述外套安装板刚性连接在所述一级构架上，所述内套和所述内套垫板刚性连接在所述二级构架上；
16.所述外套安装板套在所述内套上，且所述外套安装板与所述内套之间通过所述橡胶堆弹性连接。
17.进一步地，所述外套安装板包括外套安装板固定部和外套安装板连接部，所述外套安装板固定部与所述一级构架刚性连接，外套安装板连接部为套筒结构；
18.所述内套包括内套固定部和内套连接部，所述内套连接部为套筒结构，所述内套连接部与所述二级构架刚性连接；
19.所述外套安装板连接部套在所述内套连接部外侧，且所述外套安装板连接部与所述内套连接部之间形成橡胶堆安装空间，橡胶堆安装空间内固定安装有所述橡胶堆。
20.进一步地，所述风机组包括叶轮组件、电机和电机安装座，所述电机为双轴伸电机，所述双轴伸电机通过所述电机安装座刚性连接在所述一级构架上，双轴电机两端与叶轮组件连接；
21.所述散热器组件和风机箱体均具有两组，两组所述散热组件和风机箱体分别对称设置在所述双轴伸电机的两端，所述风机箱体通过风机箱体安装座刚性连接在所述一级构架上，所述散热器组件设置在所述风机箱体与设有所述双轴伸电机相对的一端，所述散热器组件通过散热器安装座刚性连接在所述二级构架上；
22.两组所述散热器组件通过冷却液管路连通。
23.进一步地，所述散热器组件的散热器芯体冷却液通道内翅片为基于大波纹的斜切口复合型翅片；
24.所述散热器组件的散热器芯体空气通道内翅片为变距波纹翅片。
25.进一步地，所述散热器组件与所述风机箱体之间还设有弹性密封件。
26.进一步地，所述弹性密封件为橡胶板/橡胶条。
27.进一步地，所述散热器组件的进气端还设有空气过滤器。
28.与现有技术比较，本发明公开的机车或动车组冷却系统具有以下有益效果：本发明公开的机车或动车组冷却系统由于设置承重安装构架，承重安装构架包括一级构架、二级构架以及减震组件，通过承重安装构架实现了机车或动车组冷却系统的二级安装减震结构，从而使得一级构架与二级构架之间通过减震组件内的橡胶堆实现弹性连接，吸收抑制风机震动的传递，极大地降低了冷却系统的结构噪声，提高了乘员的舒适度。当列车运行或/和风机运转时，风机和风机箱体震动同步，避免了风机和风机箱体震动不同步造成的风机叶轮与风机箱体刮碰的可能性；风机箱体不承载风机组重量，降低了风机箱体应力，极大地降低了风机箱体开裂的风险，进而提高了冷却系统运用可靠性。
附图说明
29.图1为本发明公开的机车或动车组冷却系统总体结构示意图(后端)；
30.图2为本发明公开的机车或动车组冷却系统总体结构示意图(前端)；
31.图3为本发明中承重安装构架的结构示意图；
32.图4为本发明中承重安装构架的爆炸结构示意图；
33.图5为本发明中承重安装构架中减震组件结构示意图；
34.图6为本发明公开的机车或动车组冷却系统散热器组件中散热器芯体冷却液通道内基于大波纹的斜切口复合型翅片示意图；
35.图7为本发明公开的机车或动车组冷却系统散热器组件中散热器芯体空气通道内变距波纹翅片结构示意图。
36.图中：1、散热器组件；10、左散热器组件；11、右散热器组件；12、左散热器安装座；13、右散热器安装座；14、左散热器冷却液出口；15、右散热器冷却液进口；16、散热器组件的散热器芯体冷却液通道内翅片；17、散热器组件的散热器芯体空气通道内翅片；
37.2、风机箱体；20、风机箱体安装座；21、左风机箱体；22、右风机箱体；23、左风机箱体安装座；24、右风机箱体安装座；
38.3、风机组；30、电机；31、电机安装座；32、叶轮组件；
39.4、承重安装构架；40、一级构架；400、一级构架横梁；401、一级构架连接梁；41、二级构架；410、二级构架横梁；411、二级构架连接梁；42、减震组件；420、橡胶堆；421、外套安装板；4210、外套安装板固定部；4211、外套安装板连接部；422、内套；4220、内套固定部；4221、内套连接部；423、内套垫板；43、螺栓；44、螺母；
40.5、冷却液管路。
具体实施方式
41.如图1至图4所示为本发明公开的机车或动车组冷却系统，包括散热器组件1、风机箱体2、风机组3、承重安装构架4、冷却液管路5以及泵；
42.所述泵通过冷却液管路5与所述散热器组件1连接，；
43.所述承重安装构架4包括一级构架40、二级构架41以及减震组件42；
44.所述风机箱体2和所述风机组3分别与所述一级构架40刚性连接；
45.所述散热器组件1与所述二级构架41刚性连接；
46.所述一级构架40与所述二级构架41通过所述减震组件42弹性连接。
47.具体地，如图1至图4所示，在本实施例中，一级构架40包括相对设置的两个一级构架横梁400和多个连接在两个一级构架横梁400之间的一级构架连接梁401，一级构架横梁400为槽型钢结构，其开口朝向外侧；二级构架41包括相对设置的两个二级构架横梁410和多个连接在两个二级构架横梁410之间的二级构架连接梁411，二级构架横梁410也为槽型钢结构，其开口朝向上方；
48.如图5所示，所述减震组件42包括橡胶堆420、外套安装板421、内套422以及内套垫板423，以形成金属橡胶复合减震结构；
49.所述外套安装板421刚性连接在所述一级构架横梁400上，所述内套422和所述内套垫板423刚性连接在所述二级构架横梁410上；
50.所述外套安装板421套在所述内套422上，且所述外套安装板421与所述内套422之间通过所述橡胶堆420弹性连接。
51.在本实施例中，外套安装板421包括外套安装板固定部4210和外套安装板连接部4211，外套安装板固定部4210为环形片状结构，其通过两个或多个周向均布的紧固件(本实施例中采用螺栓)与一级构架横梁400刚性连接，外套安装板连接部4211为套筒结构并与外
套安装板固定部4210的内环连接，优选地，外套安装板固定部4210与外套安装板连接部4211为一体结构形成；
52.内套422包括内套固定部4220和内套连接部4221，所述内套固定部4220为环形片状结构，内套连接部4221为套筒结构，内套连接部4221与内套固定部4220的内环连接，优选地，内套连接部4221与内套固定部4220为一体结构形成，内套连接部4221通过螺栓等紧固件与二级构架横梁410刚性连接，具体地，内套422设置在二级构架横梁410下方，内套422的内套连接部4221内穿入螺栓，在二级构架横梁410的槽底两面均设有内套垫板423，在二级构架横梁410的槽内通过螺母与螺栓连接，从而使得内套422刚性固定在二级构架41上；
53.外套安装板连接部4211套在内套连接部4221外侧，两者之间形成橡胶堆安装空间，橡胶堆安装空间内固定安装有橡胶堆420，外套安装板421与内套422之间通过橡胶堆420实现弹性连接。
54.风机组3包括叶轮组件、电机和电机安装座，电机30通过电机安装座31与一级构架横梁400刚性连接，风机箱体2通过风机箱体安装座20刚性连接在所述一级构架横梁400上，散热器组件1通过散热器安装座刚性连接在所述二级构架横梁上；风机组3和散热器组件1分别设置在风机箱体2的两侧，泵通过冷却液管路与散热器组件连接以用于将冷却液输送至散热器组件内，电机30驱动风机箱体2内的叶轮组件32以对散热器组件提供冷却空气，进而实现对散热器组件的热交换。
55.本发明公开的机车或动车组冷却系统，由于设置承重安装构架，承重安装构架包括包括一级构架、二级构架以及减震组件，通过承重安装构架实现了机车或动车组冷却系统的二级安装减震结构，从而使得一级构架与二级构架之间通过减震组件内的橡胶堆实现弹性连接，吸收抑制风机震动的传递，极大地降低了冷却系统的结构噪声，提高了乘员的舒适度。当列车运行或/和风机运转时，风机和风机箱体震动同步，避免了风机和风机箱体震动不同步造成的风机叶轮与风机箱体刮碰的可能性，极大地提高了结构可靠性。另外，由于风机箱体不承载风机组重量，大大降低了薄壁风机箱体的应力，极大地降低了风机箱体开裂的风险，进而提高了冷却系统运用可靠性。具有可靠性高、结构紧凑、比重量散热量和比体积散热量高、功耗低等特点。
56.进一步地，所述电机30为双轴伸电机，所述双轴伸电机通过所述电机安装座31刚性连接在所述一级构架横梁400上；
57.所述散热器组件1和风机箱体2均具有两组，在本实施例中，分别为左散热器组件10、左风机箱体21、右散热器组件11和右风机箱体22；左散热器组件10和右散热器组件11分别通过左散热器安装座12和右散热器安装座13与二级构架横梁410刚性连接，左风机箱体21和右风机箱体22分别通过左风机箱体安装座23和右风机箱体安装座24与一级构架横梁400刚性连接；
58.两组所述散热组件1和风机箱体2分别对称设置在所述双轴伸电机的两端，两组所述散热器组件通过冷却液管路5连通实现管路串联连接，在本实施例中，左散热器组件前端集液腔上设置一个左散热器冷却液进口，后端集液腔上设置一个左散热器冷却液出口14，右散热器组件后端集液腔上设置一个右散热器冷却液进口15，右散热器组件集液腔上前端设置一个右散热器冷却液出口；冷却液管路5两端分别与左散热器冷却液出口14和右散热器冷却液进口15连通，从发热部件流来的高温冷却液，经过左散热器冷却液进口，进入左散
热器芯体进行第一次热交换，然后通过左散热器冷却液出口14流出左散热器组件；降温后的冷却液通过左、右散热器之间的连接冷却液管路5，从右散热器冷却液进口15进入右散热器芯体进行第二次热交换，然后从右散热器冷却液出口2流回发热部件，双轴伸电机驱动两端风机箱体内的叶轮组件32，以分别对左散热器组件和右散热器组件提供冷却空气，进而实现对散热器的热交换。这种左、右散热器串联结构，与传统的高温冷却液并联进入左、右散热器后再并联流出左、右散热器的并联结构相比，简化了冷却系统管路结构，有益于冷却系统减重，提高冷却系统比重量散热量(单位重量散热量)。
59.进一步地，本发明的冷却系统采用双轴伸电机风机，分别为左右布置的两台散热器组件(即左散热器组件和右散热器组件)提供冷却空气。在同样的空间内，采用双侧进气的左右散热器组件与采用同等总散热体积的单侧进气的单一散热器相比，因散热器冷热流体温差存在较大不同，极大地提高了冷却系统比体积散热量(单位体积散热量)，同时提高了冷却系统结构紧凑性。
60.进一步地，所述散热器组件1与所述风机箱体2之间还设有弹性密封件。在本实施例中，所述弹性密封件为橡胶板/橡胶条等弹性密封件。本发明中由于冷却系统的散热器组件通过散热器安装座与所述减震结构的二级构架刚性连接；散热器组件与风机箱体之间通过设置在两者之间的橡胶板/橡胶条等弹性密封，使得散热器组件与风机箱体之间不再需要设置紧固件连接。这样，通过减震组件和所述橡胶板/橡胶条，散热器组件与风机组隔离，大幅度降低了风机震动对散热器组件的影响，避免了因风机震动造成的散热器芯体裂漏等故障。
61.进一步地，如图6和图7所示，所述散热器组件的散热器芯体冷却液通道内翅片16为基于大波纹的斜切口复合型翅片；所述散热器组件的散热器芯体空气通道内翅片17为变距波纹翅片。具体地，散热器芯体冷却液通道内翅片采用基于大波纹的斜切口复合型翅片；散热器芯体空气通道内采用变距波纹翅片结构，冷却空气进口段波距较小，逐渐增大波距，冷却空气出口段波距最大；或者散热器芯体空气通道变距波纹翅片复合斜切口结构，这种设计充分利用场协同原理提高传热能力，在满足散热需求的同时降低冷却空气损失，并进一步降低风机的功耗。
62.进一步地，所述散热器组件1的进气端还设有空气过滤器。通过设置空气过滤器，可以降低散热器污脏程度，保证冷却系统的散热能力，同时降低散热器电化学腐蚀概率，提高散热器可靠性。
63.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种机车或动车组冷却系统，其特征在于：包括散热器组件、风机箱体、风机组、承重安装构架、冷却液管路以及泵；所述泵通过冷却液管路与所述散热器组件连接；所述承重安装构架包括一级构架、二级构架以及减震组件；所述风机箱体和所述风机组分别与所述一级构架刚性连接；所述散热器组件与所述二级构架刚性连接；所述一级构架与所述二级构架通过所述减震组件弹性连接。2.根据权利要求1所述的机车或动车组冷却系统，其特征在于：所述减震组件包括橡胶堆、外套安装板、内套以及内套垫板；所述外套安装板刚性连接在所述一级构架上，所述内套和所述内套垫板刚性连接在所述二级构架上；所述外套安装板套在所述内套上，且所述外套安装板与所述内套之间通过所述橡胶堆弹性连接。3.根据权利要求2所述的机车或动车组冷却系统，其特征在于：所述外套安装板包括外套安装板固定部和外套安装板连接部，所述外套安装板固定部与所述一级构架刚性连接，外套安装板连接部为套筒结构；所述内套包括内套固定部和内套连接部，所述内套连接部为套筒结构，所述内套连接部与所述二级构架刚性连接；所述外套安装板连接部套在所述内套连接部外侧，且所述外套安装板连接部与所述内套连接部之间形成橡胶堆安装空间，橡胶堆安装空间内固定安装有所述橡胶堆。4.根据权利要求1至3任意一项所述的机车或动车组冷却系统，其特征在于：所述风机组包括叶轮组件、电机和电机安装座，所述电机为双轴伸电机，所述双轴伸电机通过所述电机安装座刚性连接在所述一级构架上，双轴电机两端与叶轮组件连接；所述散热器组件和风机箱体均具有两组，两组所述散热组件和风机箱体分别对称设置在所述双轴伸电机的两端，所述风机箱体通过风机箱体安装座刚性连接在所述一级构架上，所述散热器组件设置在所述风机箱体与设有所述双轴伸电机相对的一端，所述散热器组件通过散热器安装座刚性连接在所述二级构架上；两组所述散热器组件通过冷却液管路连通。5.根据权利要求4所述的机车或动车组冷却系统，其特征在于：所述散热器组件的散热器芯体冷却液通道内翅片为基于大波纹的斜切口复合型翅片；所述散热器组件的散热器芯体空气通道内翅片为变距波纹翅片。6.根据权利要求5所述的机车或动车组冷却系统，其特征在于：所述散热器组件与所述风机箱体之间还设有弹性密封件。7.根据权利要求6所述的机车或动车组冷却系统，其特征在于：所述弹性密封件为橡胶板/橡胶条。8.根据权利要求1所述的机车或动车组冷却系统，其特征在于：所述散热器组件的进气端还设有空气过滤器。

技术总结
本发明公开了一种机车或动车组冷却系统，包括散热器组件、风机箱体、风机组、承重安装构架、冷却液管路以及泵；泵通过冷却液管路与散热器组件连接；承重安装构架包括一级构架、二级构架以及减震组件；风机箱体和风机组与一级构架刚性连接；散热器组件与二级构架刚性连接；一级构架与二级构架通过减震组件弹性连接。本发明公开的一种机车或动车组冷却系统，由于设置承重安装构架，实现了冷却系统的二级安装减震结构，有效吸收抑制风机震动的传递，极大地降低冷却系统的结构噪声，提高了乘员的舒适度，同时避免因风机和风机箱体震动不同步造成的相互刮碰的可能性；风机箱体不承载风机组重量，降低了箱体应力，降低了箱体开裂的风险，提高了可靠性。提高了可靠性。提高了可靠性。


技术研发人员：王惟丹 王硕 张震 李杨 赵志强 严兵 李湘宁 李昂 孔丽君
受保护的技术使用者：中车大连机车研究所有限公司
技术研发日：2023.03.29
技术公布日：2023/6/12