【摘 要】本文利用結(jié)構(gòu)特點進行柴油發(fā)電機組的密封設(shè)計，機組運行時，在不影響散熱情況下，以車輛為載體短時涉水行進。

【關(guān)鍵詞】車載；密封設(shè)計；結(jié)構(gòu)設(shè)計；獨立風道；低噪聲涉水行進

0 前言

我軍通信指揮車輛野外供電主要是安裝小功率柴油發(fā)電機組來提供，但由于發(fā)電機組的原動機通常為柴油機，震動和噪聲比較大，發(fā)熱量高，實際使用時往往會抬到遠離車輛幾十米的地方進行發(fā)電，制約了通信指揮車“行進中通信”和“行進中指揮”的能力。再由于機組通常不具備密封效果，車輛涉水時一般不能發(fā)電，影響了車輛越野機動性能。目前，國內(nèi)正在注重發(fā)展機動性好、環(huán)境適應(yīng)性強的車載型發(fā)電機組，要求可滿足在車載運輸環(huán)境下的能涉水和工作。項目的研制，不僅能滿足設(shè)備的全天候高機動趨勢，而且還可以用于郵電、樓宇建筑、金融、公路交通等領(lǐng)域。

1 低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組結(jié)構(gòu)概述

低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組主要由柴油機、發(fā)電機、控制系統(tǒng)、底盤（含油箱）、排煙消音系統(tǒng)、減震裝置、隔聲罩、進風降噪系統(tǒng)、排風降噪系統(tǒng)、防水密封系統(tǒng)、車載安裝系統(tǒng)等周邊配套系統(tǒng)組成。機組是由柴油機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機轉(zhuǎn)子通過切割定子磁感線，產(chǎn)生電能，并通過控制系統(tǒng)完成配電，再通過密封式隔聲罩，使柴油發(fā)電機組達到低噪聲并且能短時間涉水的目的。在柴油機帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)的同時，會產(chǎn)生大量的熱需要，需要良好的通風把熱量排出隔聲罩。低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組同時滿足系統(tǒng)低噪聲、車載運輸及短時間涉水工作（涉水深度500mm，占機組高度尺寸60%）的特點。

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計特點

2.1 低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組的通風散熱及降噪設(shè)計

機組工作時，對外要散發(fā)大量熱量，同時又會產(chǎn)生高分貝的噪聲污染（1米處的裸機噪聲值達98dB[A]），隔聲罩內(nèi)在高溫環(huán)境條件的溫升直接影響到機組的工作，溫升主要由機組表面輻射、排煙系統(tǒng)與熱排風引起，控制好溫升必須有一個良好的風路設(shè)計。

柴油機的進風、排風通道采用獨立的風道結(jié)構(gòu)，進風風道在有限的距離內(nèi)通過設(shè)置隔聲擋板，并形成風道的型式，降低箱體外罩部分的進風風速，防止由于風速過大產(chǎn)生再生噪聲。柴油機排風風道采用隔離、擴展風道的方式，將隔聲罩上的排風口盡可能放大，通過在短距離的風道內(nèi)設(shè)置吸聲材料、隔離風柵板。

1）風道設(shè)計，針對柴油機、發(fā)電機的進風、排風特點，機組隔聲罩內(nèi)部設(shè)計時進行針對性設(shè)計，直接將柴油機的冷卻進風、燃燒進風、散熱排風通過各自獨立風道直接導(dǎo)入、導(dǎo)出隔聲罩，不直接與隔聲罩內(nèi)部的風道進行混合，防止各風路在隔聲罩內(nèi)部形成紊流，造成隔聲罩內(nèi)部的熱量無法順暢排出，導(dǎo)致柴油機長期在高負荷條件下運行。并且考慮到機組涉水的要求，將隔聲罩所有進、排風口引向高于機組500mm處的位置，并在進排風口加裝防水槽和防水板，杜絕涉水時水進入隔聲罩內(nèi)。

2）通風設(shè)計，通過對機組內(nèi)部各發(fā)熱部件的功率進行分析、統(tǒng)計，計算出內(nèi)部在高溫環(huán)境條件下的發(fā)熱量。根據(jù)機組內(nèi)部的布置特點，在箱體一側(cè)上部位置設(shè)置兩臺軸流風機，單臺軸流風機在最大轉(zhuǎn)速條件下的排風量為1865 m3/h，并綜合考慮隔聲罩內(nèi)部的整個氣流存在局部紊流，軸流風機的排風效率有所下降，兩臺軸流風機在使用效率達到60%的條件下也能滿足低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組的運行要求。

3）隔聲罩內(nèi)部的熱平衡設(shè)計是該通風散熱的設(shè)計重點，尤其在滿足機組高溫環(huán)境下機組可靠工作。設(shè)計時既要利用進風、排風道進行降噪又同時不能造成機組的進風、排風阻力過大，并且保證隔聲罩內(nèi)部的熱交換達到平衡。機組在設(shè)計時，通過在機組底盤的底封板位置設(shè)置進風百葉窗，使進風噪聲在隔聲罩底部進行衰減，形成對流后的換熱空氣通過設(shè)置在隔聲罩兩側(cè)的兩臺低噪聲軸流風機強制排出箱體內(nèi)部，最終在箱體外時要求能得到降噪和換熱的效果。

2.2 低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組的整體防涉水設(shè)計

為滿足低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組的整體防涉水要求，同時兼顧散熱和防水密封、低噪聲的要求，機組隔聲罩防水密封結(jié)構(gòu)及電氣防水絕緣處理是一大技術(shù)關(guān)鍵點。

機組在涉水深度500mm（占機組高度尺寸60%）的狀態(tài)下能夠正常工作，機組的隔聲罩采用防水百葉、增加機組密封性、對控制系統(tǒng)進行密閉設(shè)計的措施來解決：1）對隔聲罩在涉水深度500mm以下部分均采用全封閉防水設(shè)計，從結(jié)構(gòu)防止水進入隔聲罩，同時對需開門部分采用專用導(dǎo)水槽和膠條密封的結(jié)構(gòu)。2）發(fā)電機方面，發(fā)電機采用全封閉風道冷卻形式，并對發(fā)電機進行專用進風和出風設(shè)計，防止雨水的直接進入；同時對發(fā)電機的出線口采用防水型接插件形式，既保證電氣連通又保證防水要求。3）控制系統(tǒng)方面，器件選型采用防水型器件；對于需操作的部件通過適當增加防水膠套的形式進行防水，同時不得影響操作；對控制屏體與面板的貼合面進行迷宮式的引水槽和密封墊的形式，防止水進入控制屏內(nèi)。

2.3 低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組整體防震及車載工作設(shè)計

低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組的各個部件均要采用高效減震設(shè)計，采取積極主動的隔震方式避免車載涉水型柴油發(fā)電機組對其它設(shè)備的震動影響，這也是本車載涉水型柴油發(fā)電機組研制過程中的一大內(nèi)容。

本機組直接安裝于裝載平臺上，選擇合理減震隔振裝置，設(shè)計合理的減震結(jié)構(gòu)，對振動進行控制和分析十分必要，機組設(shè)計時通過對柴油機、發(fā)電機各載荷位置進行計算，并對借助分析儀器對柴油機、發(fā)電機的震動進行測量，考慮到垂直振動位移、橫向位移、縱向位移并結(jié)合柴油機、發(fā)電機支撐點的載荷分布，機組采用四點支撐較合理，且柴油機端、發(fā)電機端的減震器載荷基本一致。

3 結(jié)論

通過以上的設(shè)計和分析，低噪聲車載涉水型柴油發(fā)電機組可達到噪聲低于85dB（A），涉水工作深度500mm（占機組高度尺寸60%）的目的，市場前景良好。

[責任編輯：楊玉潔]