[發明專利]用于發動機驅動單元的集成冷卻系統和方法

在審

• 申請號: 201310541209.4
• 申請日: 2013-11-05
• 公開（公告）號: CN103806996A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: H.T.楊;J.D.庫滕庫勒;S.西勒森
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01P3/18
• 分類號: F01P3/18;F01P5/00;F01P7/00;F02B29/04;F02M31/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本發明的實施例總體上涉及冷卻系統。其他實施例涉及用于內燃機和動力電子設備的冷卻系統。

背景技術

多數現代軌道機車均屬于柴油發電機類，其中通常為柴油發動機的內燃機驅動發電機，所述發電機的輸出向牽引電機提供動力，從而驅動機車輪轉動以產生運動。柴油發動機通常是渦輪增壓柴油發動機，需要冷卻系統以限制多個發動機部件的溫度。因此，已知的內燃機均設計為設有內部冷卻通道，用于循環冷卻劑以排除發動機部件和潤滑油中的熱能，所述潤滑油也在發動機內循環，以減少摩擦。

類似地，其他非公路車輛（“OHV”），例如采礦行業中所用的車輛，可以使用電動輪來推進車輛或使車輛減速。例如，采礦自卸式卡車通常包括大馬力柴油發動機（或其他發動機）以及交流發電機、主牽引變換器，以及安置在車輛后輪胎內的一對輪驅動組件。柴油發動機直接與交流發電機相連，以便柴油發動機驅動所述交流發電機。交流發電機向主牽引變換器提供動力，其中半導體電力開關對交流發電機輸出電流進行整流換向，以向兩個輪驅動組件的電力驅動電機提供電力。

因此，軌道車輛和其他OHV可以包括動力電子設備，其用于控制和管理機械能到電能的轉換，并且控制對機車、其他軌道車輛或其他OHV的牽引電機的電力供應。這些動力電子設備還需要冷卻系統，以最大限度地延長壽命并確保正常運行。

因此，現有機車和其他OHV通常配備發動機冷卻系統，所述發動機冷卻系統具有發動機專用的液體到空氣熱交換器，例如，具有相關冷卻風扇的主散熱器，以及用于在發動機和主散熱器中循環冷卻流體的泵。此外，動力電子設備還使用單獨的冷卻系統。所述單獨的冷卻系統包括動力電子設備專用的液體到空氣熱交換器，例如具有相關冷卻風扇的散熱器，以及用于在動力電子設備和散熱器中循環冷卻流體的泵。

但能夠輕易地認識到，如果配備兩個單獨的冷卻回路，每個均具有專用的散熱器和冷卻風扇，則冷卻系統的重量、體積和成本將整體上大幅增加。

發明內容

本發明的一個實施例涉及一種用于發動機驅動單元的集成冷卻系統。所述系統包括：具有第一流體的發動機冷卻回路，所述第一流體配置用于循環流過所述發動機驅動單元的發動機；以及具有第二流體的動力電子設備冷卻回路，所述第二流體配置用于循環流過所述發動機驅動單元的至少一個動力電子設備部件。所述發動機冷卻回路與所述動力電子設備冷卻回路流體隔開（即，不是流體連通）并且熱連通。發動機驅動單元是指機車、其他軌道車輛、其他OHV、其他車輛或其他系統（例如發電機系統），其具有提供運動動力、發電動力和/或類似動力的發動機。

在另一個實施例中，提供一種用于冷卻發動機動力單元的發動機和動力電子設備的方法。所述方法包括以下步驟：使第一流體循環流過發動機冷卻回路，以從所述發動機排除（remove）熱量；使第二流體循環流過動力電子設備冷卻回路，以從所述動力電子設備排除熱量；以及通過從所述第二流體向所述第一流體傳熱來冷卻所述第二流體。

在另一個實施例中，提供一種冷卻系統。所述冷卻系統包括：具有第一流體的第一回路，所述第一流體配置用于循環流過第一部件；具有第二流體的第二回路，所述第二流體配置用于循環流過第二部件；以及熱交換器，所述熱交換器配置用于從所述第一流體和所述第二流體中的一個向所述第一流體和所述第二流體中的另一個傳熱。所述第一流體和所述第二流體彼此流體隔離。

在另一個實施例中，提供一種冷卻系統。所述冷卻系統包括：發動機，所述發動機具有多個第一冷卻通道；至少一個動力電子設備部件，所述至少一個動力電子設備部件具有多個第二冷卻通道；熱交換器，所述熱交換器與所述發動機和所述至少一個動力電子設備部件流體連通；以及泵，所述泵配置用于使冷卻流體循環流過所述發動機、所述至少一個動力電子設備部件以及所述熱交換器，以從所述發動機和所述至少一個動力電子設備部件排除熱量。

附圖說明

參考附圖閱讀以下非限定性實施例的描述可以更好地理解本發明，其中：

圖1示意性地示出了根據本發明一個實施例的冷卻系統。

圖2以流程圖的形式示出了根據本發明一個實施例的一種用于冷卻發動機驅動單元的發動機和動力電子設備的方法。

具體實施方式