РЕЛЬСОВОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО С СИСТЕМОЙ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЯГОВОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к рельсовому транспортному средству согласно ограничительной части пункта 1 формулы полезной модели.
Из документа ЕР 2481898 А1 (01/08/2012) известно рельсовое транспортное средство с тяговым компонентом, охлаждаемым системой охлаждения тяговой установки, и с климатической установкой для кондиционирования пассажирского салона рельсового транспортного средства, содержащей соединенный с пассажирским салоном и выходящий из рельсового транспортного средства отводной воздуховод, причем система охлаждения тяговой установки включает теплообменник, через который для охлаждения теплообменника посредством вентиляторного модуля всасываемый воздух окружающей среды проводится от воздухозаборной стороны теплообменника к воздухоотводящей стороне теплообменника.
Таким образом, как описано выше, обычное рельсовое транспортное средство оснащено различным оборудованием, с одной стороны, для охлаждения, по меньшей мере, тягового компонента и, с другой стороны, для отведения воздуха из пассажирского салона рельсового транспортного средства. При этом установленная, как правило, ниже уровня пола система охлаждения тяговой установки, охлаждающая хладагент для тяговой установки, предназначена для обеспечения работы тягового компонента, представляющей собой выпрямитель тока или трансформатор.
В отличие от этого вытяжное устройство отсасывает воздух из пассажирского салона и выводит его за пределы транспортного средства.
Исходя из этого, общая задача полезной модели направлена на сокращение пневмодинамического оборудования рельсового транспортного средства. Эта задача для указанного рельсового транспортного средства решена посредством отличительных признаков пункта 1 формулы полезной модели. Согласно этому в рельсовом транспортном средстве выпуск отводного воздуховода расположен на воздухозаборной стороне системы охлаждения тяговой установки таким образом, чтобы вентиляторный модуль засасывал отводимый воздух из отводного воздуховода, за счет чего система охлаждения тяговой установки производит массовый поток отводимого воздуха и выполняет функцию воздухоотводящего устройства.
Согласно этой технологии отпадает необходимость в применяемом в уровне технике воздухоотводящем устройстве, как в специальном компоненте рельсового транспортного средства. Вместо этого система охлаждения тяговой установки выполняет функцию воздухоотводящего устройства для отведения воздуха из пассажирского салона рельсового транспортного средства. Для этого необходимо, чтобы мощность вентиляторов/компоновки вентиляторов системы охлаждения тяговой установки была больше, чем у обычных систем охлаждения тяговой установки.
Преимуществом этого является экономия монтажного пространства в зоне ниже уровня пола рельсового транспортного средства. Из этого вытекает также сокращение общей массы, расхода электроэнергии и общей стоимости рельсового транспортного средства.
Исходя из заданного минимального количества оборотов вентиляторного модуля, геометрия отводного воздуховода и расположение его выпуска на воздухозаборной стороне теплообменника системы охлаждения тяговой установки рассчитаны таким образом, чтобы обеспечить при минимальном количестве оборотов выведение отводимого массового воздушного потока, необходимого по требованиям кондиционирования внутреннего пространства транспортного средства, предъявляемым к системе кондиционирования. В случае если тяговые электрокомпоненты фактически не нуждаются в охлаждении, а вентиляторный модуль работает с заданным минимальным количеством оборотов, это также обеспечивает возможность выведения необходимого объема отводимого воздуха из внутреннего пространства транспортного средства. Предпочтительна возможность регулирования отводимого массового воздушного потока. Это обеспечивает возможность учитывать вероятность появления, например, даже кратковременных особенно высоких теплосъемных нагрузок для тяговых компонентов. В этом случае отводимый массовый воздушный поток понижают, чтобы вентиляторный модуль засасывал больше наружного воздуха для усиления охлаждения тяговых электрокомпонентов системой охлаждения тяговой установки.
Отводимый массовый воздушный поток регулируют, например, поворотной воздушной заслонкой, установленной в отводном воздуховоде для обеспечения различного свободного поперечного сечения. Например, если при контролировании температуры охлаждаемого тягового электрокомпонента выявляют необходимость усиления охлаждения, посредством поворотной воздушной заслонки просвет поперечного сечения отводного воздуховода уменьшают таким образом, чтобы, не смотря на повышение количества оборотов вентиляторного модуля, обеспечить главным образом неизменность отводимого массового воздушного потока.
В общих чертах отводимый массовый воздушный поток регулируют в зависимости от теплосъемной нагрузки для тягового компонента в системе охлаждения тяговой установки.
Контролирования отводимого массового воздушного потока осуществляют посредством воздухообъемного датчика.
Вариант осуществления полезной модели раскрыт далее на примере чертежа. На единственном чертеже показана структурная схема системы охлаждения тяговой установки рельсового транспортного средства с работающими в ней компонентами.
Как показано на фигуре, система 1 охлаждения тяговой установки, установленная, например, в рельсовом транспортном средстве, включает теплообменник 2 и вентиляторный модуль 3. Вентиляторный модуль 3 включает в данном варианте осуществления воздуходувную крыльчатку 4, засасывающую 5 в направлении воздухозаборной стороны 6 теплообменника 2 окружающий воздух и проводящую его через теплообменник 2, после чего нагретый наружный воздух выходит из теплообменника 2 с воздухоотводящей стороны 7.
Теплообменник 2 выполнен по системе Воздух/Рабочая среда, причем рабочей средой служит хладагент для охлаждаемого тягового электрокомпонента (например, выпрямителя тока, трансформатора), проходящий в контуре охлаждения тяговой установки.
По соответствующему воздуховоду прошедший через теплообменник 2 наружный воздух выходит из системы охлаждения тяговой установки в виде выдуваемого воздушного потока 8.
Система 1 охлаждения тяговой установки функционирует также как воздуховыводящее устройство. С этой целью воздух по отводному воздуховоду 9 выводят из пассажирского салона рельсового транспортного средства к воздухозаборной стороне 6 теплообменника 2. Выпуск 10 отводного воздуховода 9 расположен непосредственно на воздухозаборной стороне 6 теплообменника 2, чтобы вентиляторный модуль 3 создавал на выпуске 10 отводного воздуховода 9 пониженное давление, за счет чего забранный из пассажирского салона воздух 11 также проходит через теплообменник 2 и соединяется с выдуваемым воздушным потоком 8. Для этого необходимо в обычной системе охлаждения тяговой установки повысить мощность ее вентиляторного модуля 3 таким образом, чтобы параллельно с охлаждением теплообменником 2 электрокомпонентов привода выводить отводимый воздух из внутреннего пространства транспортного средства.
В работе системы охлаждения тяговой установки принципиально приоритетна функция охлаждения электрокомпонентов привода. Например, в случае неожиданного возникновения необходимости охлаждения электрокомпонентов привода массовый поток отводимого воздуха остается неизменным, не смотря на повышенное число оборотов вентиляторного модуля 3. Для этого в отводном воздуховоде 9 установлен вохдухообъемный датчик 12, обеспечивающий возможность мониторинга и измерения массового потока отводимого воздуха в отводном воздуховоде 9. Посредством установленной в отводном воздуховоде 9 воздушной заслонки 13 соответственно регулируют объем массового потока отводимого воздуха путем регулирования остающегося открытым поперечного сечения отводного воздуховода 9. Для этого воздушную заслонку 13 устанавливают на подвеске с возможностью поворота и управления в зависимости от необходимого теплосъема электрокомпонентов привода.
Количество оборотов воздуходувной крыльчатки 4 вентиляторного модуля 3 регулируют в зависимости от необходимого теплосъема электрокомпонентов привода. Как правило, это регулирование осуществляют за счет подъема количества оборотов воздуходувной крыльчатки 4 при необходимости повышенного теплосъема, чтобы параллельно осуществлять функцию «воздухоотводящего устройства» и «системы охлаждения тяговой установки». После обеспечения необходимого теплосъема электрокомпонентов привода за счет создания увеличенного массового потока отводимого воздуха воздушную заслонку 13 устанавливают в положение для уменьшения открытого поперечного сечения отводного воздуховода 9.
Для вентиляторного модуля 3 задано минимальное количество оборотов, обеспечивающее работу даже при отсутствии необходимости охлаждения электрокомпонентов привода. В этом случае система 1 охлаждения тяговой установки работает в первую очередь в качестве воздухоотводящего устройства. Для этого геометрия отводного воздуховода 9 рассчитана таким образом (сопротивление потока в воздуховоде), чтобы заданное минимальное количество оборотов вентиляторного модуля обеспечивало выполнение требований к кондиционированию пассажирского салона климатической установкой, т.е. чтобы вентиляторный модуль 3 производил необходимый массовый поток отводимого воздуха.