一种轨道机车用辅机通风系统监测方法及通风系统

摘要

本发明公开了一种轨道机车用辅机通风系统监测方法及通风系统，通风系统包括风机；所述风机通过进风口通过进风通道与过滤装置连通；所述风机出风口通过出风通道与被冷却设备连通；所述进风通道上安装有压力传感器、风速传感器和用于检测环境温度的温度传感器；所述风机的轴承上安装有用于检测轴承温度的温度传感器和振动传感器。本发明可以实时监测辅机通风系统的运行状态，通过监测通风系统的阻力（压力）情况可以提醒路局对通风系统的堵塞情况进行清洗和维护，风机轴承的温度和振动情况可以提醒路局及时的对风机轴承润滑系统进行检修维护，降低风机的使用维护成本和辅机系统的能耗，间接的降低了机车的使用维护成本和辅机系统的能耗。

说明书

技术领域

本发明涉及轨道机车用辅机通风系统，特别是一种轨道机车用辅机通风系统监测方法及通风系统。

背景技术

当前机车的辅机通风系统没有对辅机轴承和通风系统进行监测，各路局的机务段对辅机轴承润滑系统、通风过滤系统没有按时进行维护检修，影响风机轴承的使用寿命和通风过滤系统正常运行。机车内通风机数量较多，非正常维护使用的风机轴承使用寿命低，将造成轴承的更换成本增加；过滤装置没有按时检修维护，增加风机的能耗、影响被冷却部件的正常使用；进而影响机车的正常使用以及使用维护成本。

各路局没有一个监控提醒系统对机车辅机的检修维护工作进行提醒和初步判断的有效装置和方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种轨道机车用辅机通风系统监测方法及通风系统。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种轨道机车用辅机通风系统监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设定各频率下安装在风机进风口端风道内风速传感器测点的风速V_初、压力传感器测点的压力P_初；以及安装在风机轴承上的温度传感器测点的温升K_初、振动传感器测点的振动峰值U_初；

2)获取所述风速传感器测得的风速V_测、压力传感器测得的压力P_测、用于检测风机轴承温度的温度传感器测得的轴承温度T_测、振动传感器测得的振动峰值U_测、以及环境温度T_环；

若且则返回步骤2)，重新获取所述风速传感器测得的风速V_测、压力传感器测得的压力P_测；若则风机相对原转动方向反转，监控主机报警；若且则判断为过滤装置堵塞；若且则判断为冷却设备堵塞；若|T_测-T_环-K_初|≤e(K)，且则返回步骤2)，重新获取温度传感器测得的温度T_测、振动传感器测得的振动峰值U_测、以及环境温度T_环；若|T_测-T_环-K_初|＞e(K)，且则判定为需要加注润滑油脂；若|T_测-T_环-K_初|＞e(K)，且Δt≠t_测t-_近，则判定为轴承损坏或风机动平衡破坏；其中，V_近为距离当次测量最近的上一次测量的正常风速；e(V_近)为当次测量的风速与上一次测量的风速的相对偏差；e(V)为当次测量的风速与初始风速的相对偏差；e(P)为当次测量的压力和初始压力的相对偏差；e(K)为当次测量的温升与初始温升的相对偏差；t_测为当次测量的时间；t_近为最近一次检修维护的时间。

本发明还提供了一种轨道机车用辅机通风系统，包括风机；所述风机通过进风口通过进风通道与过滤装置连通；所述风机出风口通过出风通道与被冷却设备连通；所述进风通道上安装有压力传感器、风速传感器和用于检测环境温度的温度传感器；所述风机的轴承上安装有用于检测轴承温度的温度传感器和振动传感器。

所述进风风道包括与所述过滤装置连通的水平风道；所述水平风道与竖直风道连通；所述竖直风道与所述风机的进风口连通。水平风道和竖直风道的设计，使得通风系统结构更加紧凑和稳固，通风效果更好。

所述出风风道包括与所述风机连通的第一出风道；所述第一出风道与第二出风道连通，且所述第二出风道采用柔性材料制成。第二出风道采用柔性材料，方便对被冷却设备各个发热部分吹风冷却。

所述压力传感器、风速传感器和用于检测环境温度的温度传感器均安装在所述竖直风道内。更好地反映通风系统内压力、风速、环境温度的变化。

所述压力传感器、风速传感器和用于检测环境温度的温度传感器集成为一体后安装于所述竖直风道内。结构简单紧凑。

所述风机的上、下轴承上均安装有所述用于检测轴承温度的温度传感器；所述振动传感器安装于所述风机的下轴承上。更真实地反应温度和振动数据。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明可以实时监测辅机通风系统的运行状态，通过监测通风系统的阻力(压力)情况可以提醒路局对通风系统的堵塞情况进行清洗和维护，风机轴承的温度和振动情况可以提醒路局及时的对风机轴承润滑系统进行检修维护，降低风机的使用维护成本和辅机系统的能耗，间接的降低了机车的使用维护成本和辅机系统的能耗。

附图说明

图1为本发明一实施例通风系统结构示意图；

图2(a)、图2(b)为本发明一实施例控制方法逻辑图。

具体实施方式

如图1，风机4通过进风口通过进风通道与过滤装置1连通；所述风机4出风口通过出风通道与被冷却设备5连通；所述进风通道上安装有压力传感器、风速传感器和用于检测环境温度的温度传感器；所述风机4的轴承上安装有用于检测轴承温度的温度传感器4a和振动传感器4b。进风风道包括与所述过滤装置1连通的水平风道2a；所述水平风道2a与竖直风道2b连通；所述竖直风道2b与所述风机4的进风口连通。出风风道包括与所述风机4连通的第一出风道2c；所述第一出风道2c与第二出风道2d连通，且所述第二出风道2d采用柔性材料制成。

本发明在一个通风系统中安装一个集成在一体的压力、风速和温度传感器3，实时监测通风系统中的风速、静压和环境空气温度(同时监测几台辅机时可以在一个传感器上同时集成压力、风速、温度传感器，其他的传感器集成压力和风速传感器)；在风机电机前、后轴承处安装温度传感器4a，实时监测轴承的轴温；在轴承处安装振动传感器4b，实时监测轴承的振动情况。

整个机车通风系统监测装置设置一个监控主机，可以同时监测机车内所有的通风系统状况。监控主机内设置所有被监控通风机在工作范围内的各频率工作点的风机正常工作时的风机功率，性能曲线Q-P表、传感器处的风速、压力、前后轴承的温升、轴承的振动值等参数以及各风机和机车的基本信息(风机的基本信息包括厂家、序列号、总的运行时间、检修维护记录信息)。通过机车传给通风监测系统的风机的电压、电流、频率，结合风机的性能曲线，可以判断风机的实际工作点以及通风系统的阻力。综合系统内设的系统阻力，可以判断出过滤装置的堵塞情况以及风机电机是否反转情况，当系统的阻力超过系统的设定报警值时、风机电机反转时，给机车归属的路局监测接受主机提醒，提醒路局的检修维护人员对通风系统中的过滤装置或散热部件进行清洗和维护、风机电机反转的电源接线问题，能够适时的提醒检修维护人员对过滤装置或散热部件进行清洗维护，降低机车辅机的能耗以及提高散热部件的可靠性。

在风机4轴承处安装的温度传感器以及振动传感器监测轴承的温度和振动情况。结合测量的环境空气温度，判断轴承的温升及振动与初设的状态下的轴承温升和振动数据。当监测的轴承温升和振动超过设定值时，给机车控制报警，同时给机车归属的路局监测接受主机报警，提醒路局的检修人员需对其进行检修维护，提高辅机轴承的使用寿命和降低机车的故障率。

机车控制系统传输基本的辅机电源信息给监控系统，监控系统在出现报警状态下把报警的数据及信息传输给机车控制系统和路局的监测系统，提醒司机和检修人员需对通风系统进行检修维护。同时路局内的检修人员需把每次的检修信息输入到监控系统内，以便于监测系统更好更合理的实施监控。

整个监测分两部分：

1)通风系统部分：包括系统的堵塞部件情况、风机电机的正反转情况。

监测系统首先监测风机电机是否反转，当风机转向正常时，判断通风系统的阻力情况，通过监测传感器的压力对照，锁定堵塞部件，提醒段方对堵塞部件进行检修维护。

2)风机部分：轴承的润滑状态机轴承状态以及风机工作时的动平衡情况。

根据监测的轴承处的温度和环境温度，轴承的温升和振动情况与设定的警戒范围比较初步判断轴承的状态和润滑状态以及风机工作时的动平衡情况。

对监控过程中出现的报警提醒信息实时的传送给各路局的终端监控系统，提醒路局检修人员及时的对通风系统进行检修维护，在检修维护工作完成后进行输机记。

本发明方法流程见图2(a)、图2(b)。

1)机车工作时，监测系统开始工作，机车通过485总线把机车的基本信息、辅机的电气信息和时间传输给监控系统。监测系统实时监测机车辅机通风系统以及辅机的工作情况，定期(可设定写入周期T＝30s、60s......)的把各监测数据存储在监控系统内；

2)通过与设定的各频率下的各参数进行比较，对超出报警范围的进行记录并进行相应的报警，报警信息发送给路局的监控终端；

3)路局在收到报警信息后对相应的报警信息进行处理后，录入监控主机，解除报警。

目前牵引风机在60HZ时的数据设置如下：