[发明专利]轨道车辆冷却系统用冷却风扇性能试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及轨道车辆冷却系统领域，具体为一种轨道车辆冷却系统用冷却风扇性能试验装置。

背景技术

随着中国轨道技术的发展，轨道车辆的速度越来越快，相应的牵引功率越来越大，进而导致热量耗散越来越多，所以对轨道车辆冷却系统的散热能力要求也越来越高。

轨道车辆冷却系统用冷却风扇是冷却系统的重要组成部分，在轨道车辆运行时，柴油机的机油、冷却水、液力传动工作油及增压空气系统的热量，最终都由冷却风扇提供的冷却空气带走。因此冷却风扇直接关系到整个轨道车辆的技术经济指标。

轨道车辆冷却系统用冷却风扇性能的好坏直接影响整个冷却系统性能的高低，如果没有一个性能良好的冷却系统，即便采用再好的冷却元件，也很难达到预期的冷却效果，甚至还会造成辅助功率的提高，从而影响轨道车辆的热效率。一般在正常情况下，轨道车辆冷却系统用冷却风扇所消耗的功率，约占柴油机总功率的3.5-5.5％，因此，研制高效能的冷却风扇，尽可能的降低其辅助功率的消耗，不但是提高机车热效率的主要途径，而且在节能方面也有重要的意义。所以建立冷却风扇性能试验装置来满足现有及将来要改进的冷却风扇进行试验是非常必要的。

目前冷却风扇行业用来进行性能试验测试的装置均依据GB/T1236进行设计，但仅能够对冷却风扇本身的气动性能进行测试，无法实现轨道车辆冷却系统用冷却风扇在实际运行工况下的模拟性能测试以及铜散热器和百叶窗的匹配测试。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明研究设计了一种能够模拟轨道车辆实际运行工况下的轨道车辆冷却系统用冷却风扇性能试验装置。

本发明的技术手段如下：

一种轨道车辆冷却系统用冷却风扇性能试验装置，其特征在于，包括风洞、稳压室、模拟单元和驱动测量单元。

所述风洞连接稳压室，给所述稳压室提供空气。

所述模拟单元和所述驱动测量单元设置在所述稳压室内，所述模拟单元包括前/后立壁、左/右立壁、底板和散热组件；前/后立壁、左/右立壁和设置在下部的底板密封连接形成的空间构成冷却腔道；所述散热组件设置在所述冷却腔道内；所述前/后立壁上安装有百叶窗。

所述驱动测量单元包括电动机、测速电机、水平扭矩仪、齿轮箱、垂直扭矩仪、万向轴、风扇安装轴和安装座；所述测速电机设置在所述电动机的尾部，用于测量所述电动机的转速；所述电动机的输出轴通过联轴器与所述水平扭矩仪的输入轴连接；所述水平扭矩仪的输出轴通过联轴器与所述齿轮箱的输入轴连接；所述齿轮箱的输出轴通过联轴器与所述垂直扭矩仪的输入轴连接；所述万向轴的一端与所述垂直扭矩仪的输出轴连接，另一端与所述风扇安装轴连接；冷却风扇安装在所述风扇安装轴上；所述安装座包括支撑肋板和围板，所述支撑肋板的一端通过轴承安装在所述风扇安装轴上，另一端连接围板，所述围板设置在冷却风扇的外围，且与前/后立壁和左/右立壁固定连接。

调节百叶窗的开合程度可以测试不同条件下冷却风扇的气动性能、功率等参数，从而确定使冷却风扇效率达到最高的工况点。模拟单元模拟轨道车辆冷却腔道的实际布局，保证试验的真实性。冷却风扇高速转动产生的振动力通过安装座传递给前/后立壁和左/右立壁。

进一步地，所述冷却风扇性能试验装置还包括设置在安装座的上部且安装在所述稳压室的上顶板上的调节衬筒，冷却风扇运转时产生的冷却空气通过围板和调节衬筒排入大气。

进一步地，根据冷却风扇外径的大小，更换具有不同内径的调节衬筒，使冷却风扇外径和调节衬筒的内壁间隙为3-8mm。

进一步地，所述模拟单元还包括设置在所述底板上的支架，所述散热组件安装在所述支架上。

进一步地，所述散热组件包括集流管和散热器，所述集流管为所述散热器的冷却介质进出管道，共同构成冷却系统回路。通过改变散热器的布置方式(包括改变散热器的个数和散热器的位置)来满足不同的实验条件。

进一步地，所述风洞包括从左至右依次设置的进气口、格栅段、收敛段、测量段和扩散段，空气通过进气口进入风洞，格栅段将大块气团分割成小块气团，以保证后部流场的稳定性；收敛段从左至右呈圆弧收缩，保证测量段具有一定速度的均匀流场；收敛段和测量段的交界处设置有整流格栅，把从收敛段流出的流场气团分割得更小；在测量段测量出冷却空气的全压Po、静压Pst和温度T；扩散段从左至右呈锥形扩张，以降低输送给稳压室的空气流速，减小稳压室的气流压力损失；风洞中的空气流通过扩散段进入稳压室。

进一步地，所述风洞还包括内部具有格栅的直筒段；所述直筒段设置在格栅段和扩散段之间，进一步平稳流场。