論軌道交通車輛冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)類負(fù)載功耗特性的分析與研究

鄂慧寧+汪秀平+蘇義

摘 要：隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新，我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展也較為迅速，軌道交通車輛是目前我國(guó)先進(jìn)交通工具，本文將對(duì)軌道交通車輛冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)類負(fù)載功耗能特性展開分析，通過(guò)軌道交通車輛風(fēng)機(jī)類負(fù)載控制主要方式的探究和風(fēng)機(jī)功耗等相關(guān)的因素分析，對(duì)軌道交通車輛冷卻系統(tǒng)提出的一系列的要求。

關(guān)鍵詞：軌道交通車輛；冷卻系統(tǒng)；風(fēng)機(jī)負(fù)載

中圖分類號(hào)：U239.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）04-0089-01

根據(jù)市場(chǎng)對(duì)調(diào)查，安裝在軌道交通車輛的風(fēng)機(jī)類型形式多樣，其功能也較為繁多，比如，風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)這些機(jī)械設(shè)備都起著良好的作用，現(xiàn)在，軌道交通車輛在運(yùn)行的過(guò)程中需要運(yùn)用這些設(shè)備，這主要是因?yàn)橐陨蠙C(jī)械設(shè)備可以為軌道交通車輛提供充足的電力，風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的負(fù)載功耗也會(huì)對(duì)軌道交通車輛電容量形成一定的影響，因此，需要對(duì)負(fù)載功耗進(jìn)行合理的計(jì)算，這樣才能深入分析軌道交通車輛冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)類型負(fù)載功耗特性。

1 關(guān)于軌道交通車輛冷卻風(fēng)機(jī)負(fù)載的深入分析和探究

1.1 風(fēng)機(jī)類型

研究顯示，應(yīng)用在軌道交通車輛上的風(fēng)機(jī)有多種，比如：牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)、牽引變壓器冷卻風(fēng)機(jī)、充電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)、牽引變流器冷卻風(fēng)機(jī)、輔助變流器冷卻風(fēng)機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)送風(fēng)機(jī)和廢排系統(tǒng)等[1]。

1.2 風(fēng)機(jī)構(gòu)成

對(duì)軌道交通車輛冷卻風(fēng)機(jī)的研究， 可以發(fā)現(xiàn)，冷卻風(fēng)機(jī)的類型都屬于離心式，也就是所謂的離心式風(fēng)機(jī)，這種風(fēng)機(jī)主要應(yīng)用于牽引系統(tǒng)，牽引系統(tǒng)在啟動(dòng)的過(guò)程中，風(fēng)機(jī)會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻，為其提供充足的冷卻風(fēng)源。但是軌道交通車輛對(duì)牽引系統(tǒng)的安裝具有較高的要求，牽引系統(tǒng)的組成部分必須要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選和控制，這樣可以避免因?yàn)榄h(huán)境溫度和其他它因素的影響產(chǎn)生不良的現(xiàn)象，一旦牽引系統(tǒng)受到外界環(huán)境的限制，風(fēng)機(jī)實(shí)際產(chǎn)生的耗電率則會(huì)不準(zhǔn)確。

1.3 特點(diǎn)

軌道交通車輛在運(yùn)行的過(guò)程中，其速度較快，這樣一來(lái)，在行駛時(shí)就會(huì)產(chǎn)生大量的噪音，影響旅客的身心，為了解決這一問(wèn)題，相關(guān)部門的工作人員針對(duì)軌道交通車輛行駛速度快的特征展開合理的探討，并指出正確的安裝風(fēng)機(jī)水泵可以減弱噪音，但是風(fēng)機(jī)水泵的安裝面積較大，近幾年，我國(guó)對(duì)風(fēng)機(jī)水泵進(jìn)行創(chuàng)新，風(fēng)機(jī)水泵不僅能控制軌道交通車輛在行駛時(shí)產(chǎn)生的噪音，同時(shí)，風(fēng)機(jī)水泵的振動(dòng)頻率較低，便于工作人員的維修，所以，我國(guó)對(duì)風(fēng)機(jī)水泵的創(chuàng)新十分重視，在借鑒國(guó)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國(guó)開始研發(fā)屬于本國(guó)的風(fēng)機(jī)水泵，結(jié)合本國(guó)動(dòng)車租的特征和國(guó)外風(fēng)機(jī)水泵的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)一步提升風(fēng)機(jī)水泵的技術(shù)水平。隨著人們的不斷創(chuàng)造，風(fēng)機(jī)水泵的發(fā)展也較為快速，現(xiàn)如今，風(fēng)機(jī)水泵具有明顯的特征。（1）應(yīng)用技術(shù)較為先進(jìn)新穎。當(dāng)前，風(fēng)機(jī)水泵被廣泛應(yīng)用在軌道交通車輛中，尤其在變壓器風(fēng)機(jī)技術(shù)中，雙野輪軸風(fēng)機(jī)和軸向離心風(fēng)機(jī)得到軌道交通車輛的認(rèn)可和運(yùn)用，這兩類風(fēng)機(jī)流量系數(shù)較高，而且壓力系數(shù)大，噪聲較弱。（2）先進(jìn)的風(fēng)機(jī)水泵可以起到良好的減震作業(yè)。（3）具有防塵、防潮的功能。

1.4 設(shè)計(jì)方法

在設(shè)計(jì)軌道交通車輛的風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員通常會(huì)采用以下兩種方法，一是采用模擬的方法，參照風(fēng)機(jī)無(wú)因參數(shù)，對(duì)離心風(fēng)機(jī)的展開軌道風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)。二是進(jìn)行驗(yàn)證，利用三維CFD數(shù)據(jù)進(jìn)行理論計(jì)算，根據(jù)結(jié)論展開科學(xué)的設(shè)計(jì)。但是這種方法結(jié)論與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用時(shí)的結(jié)構(gòu)之間具有較大的差異性，并不具有穩(wěn)定的可靠性和穩(wěn)定性，時(shí)常會(huì)出現(xiàn)負(fù)載功耗過(guò)高或過(guò)低的情況，這會(huì)給軌道交通車輛帶來(lái)不利的影響。

2 關(guān)于軌道交通車輛風(fēng)機(jī)負(fù)載的研究

2.1 控制方法

變閥控制、變頻控制這兩種方法都能有效的對(duì)風(fēng)機(jī)負(fù)載進(jìn)行合理的控制。變閥控制實(shí)際上就是通過(guò)對(duì)管道閥門的改變，然后調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)水泵的流量。在變閥時(shí)，風(fēng)機(jī)的功率不發(fā)生轉(zhuǎn)變，其性能也保持穩(wěn)定，但一旦風(fēng)機(jī)功率增多，其性能就會(huì)轉(zhuǎn)變。變頻控制是利用改變曲線方法和性能進(jìn)行工作，這種控制方法相對(duì)于變閥控制較為理想。在應(yīng)用變頻方法時(shí)可以延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)水泵的壽命，緩解能源緊張的狀況[2]。

2.2 功耗與阻力之間的關(guān)系

軌道交通車輛在運(yùn)行的過(guò)程中主要以負(fù)載功耗為主，牽引電機(jī)冷卻風(fēng)機(jī)就是其原理，牽引風(fēng)機(jī)在轉(zhuǎn)換氣壓和動(dòng)能是，會(huì)利用旋轉(zhuǎn)的機(jī)械設(shè)備，這樣就有效的輸送氣體，實(shí)際上這是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，可以看到風(fēng)機(jī)流量和壓力具體呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，研究公式如下

其中P是風(fēng)機(jī)功耗，PtF——風(fēng)機(jī)的全壓（Pa）；qv——風(fēng)機(jī)的流量（m3/s）；ηtF——風(fēng)機(jī)的全壓效率。

2.3 風(fēng)機(jī)功耗的影響

軌道交通車輛的風(fēng)機(jī)不僅容易受到外界因素的影響，同時(shí)，其產(chǎn)生的功率也會(huì)對(duì)本身形成一定的影響，研究顯示，運(yùn)行環(huán)境、溫度、海拔等因素都會(huì)對(duì)軌道交通車輛產(chǎn)生不良的影響，如果工作人員沒(méi)有做好防控措施，則會(huì)導(dǎo)致動(dòng)車風(fēng)機(jī)的功耗出現(xiàn)問(wèn)題，軌道交通車輛也很難順利的行駛。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，針對(duì)軌道交通車輛風(fēng)機(jī)冷卻系統(tǒng)風(fēng)機(jī)類負(fù)載功耗特性的分析，我國(guó)要能采用合理的方法對(duì)軌道交通車輛進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究多種減振方法，結(jié)合先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和根據(jù)相關(guān)的公式，展開計(jì)算，進(jìn)而以計(jì)算的結(jié)果為主要參考數(shù)據(jù)，與現(xiàn)實(shí)應(yīng)用動(dòng)車風(fēng)機(jī)進(jìn)行對(duì)比，從而創(chuàng)造出符合我國(guó)動(dòng)車運(yùn)行的風(fēng)機(jī)，這不僅能改善我國(guó)交通的運(yùn)行現(xiàn)狀，同時(shí)交通運(yùn)行的速度，同時(shí)也能為我國(guó)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，促使我國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]李詩(shī)軍.變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用總結(jié)[J].品牌，2014（08）：32-45.

[2]謝振華.變頻調(diào)速技術(shù)在煤炭機(jī)電領(lǐng)域的運(yùn)用研究[J].城市地理，2015（16）80-90.