安徽四創(chuàng)電子股份有限公司 李 浩

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基于開架式柴油發(fā)電機(jī)的車載供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

安徽四創(chuàng)電子股份有限公司 李 浩

【摘要】本文基于開架式柴油發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)了一種車載供電系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠較好的與應(yīng)急通信指揮車整體系統(tǒng)進(jìn)行融合。通過采取隔振減噪、通風(fēng)散熱措施，該車載供電系統(tǒng)能夠滿足應(yīng)急通信指揮車的裝車規(guī)范及使用需求。

【關(guān)鍵詞】開架式柴油發(fā)電機(jī)；車輛改裝；車載供電系統(tǒng)

1 前言

車載供電系統(tǒng)為應(yīng)急通信指揮車的野外作業(yè)提供電力保障，是該類車輛改裝中重要的組成部分。一般情況下，采用車載電源生產(chǎn)廠家提供的成套車載發(fā)電機(jī)組作為應(yīng)急通信指揮車的車載供電系統(tǒng)，其技術(shù)成熟、性能優(yōu)越且便于安裝。但是，在成本控制、進(jìn)口品牌限制、結(jié)構(gòu)尺寸制約等因素的影響下，上述方案便無法實(shí)施?；趪a(chǎn)開架式柴油發(fā)電機(jī)，進(jìn)行系統(tǒng)融合設(shè)計(jì)、通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)、隔振減噪設(shè)計(jì)，以滿足應(yīng)急通信指揮車車輛改裝的各項(xiàng)要求，為特殊條件限制下應(yīng)急通信指揮車的改裝提供了合理的車載供電系統(tǒng)解決方案。

2 系統(tǒng)融合設(shè)計(jì)

應(yīng)急通信指揮車是由多個不同的分系統(tǒng)通過軟硬件集成而成，各分系統(tǒng)無論在功能上和安裝空間上都相對獨(dú)立。為方便操作及維護(hù)，需要對各分系統(tǒng)的管理控制功能和操作界面進(jìn)行融合處理，使整個系統(tǒng)便于統(tǒng)一管控。

圖1 車載供電系統(tǒng)融合設(shè)計(jì)

車載供電系統(tǒng)通過RS232通信協(xié)議與應(yīng)急通信指揮車的中控計(jì)算機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)對車載供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行參數(shù)的集中監(jiān)控及調(diào)整；通過RS485通信協(xié)議與發(fā)電機(jī)遠(yuǎn)程控制盒相連，遠(yuǎn)程控制盒安裝在應(yīng)急通信指揮車設(shè)備機(jī)柜面板上，從而實(shí)現(xiàn)車載供電系統(tǒng)的人機(jī)操作界面與整個系統(tǒng)的融合。車載供電系統(tǒng)的融合設(shè)計(jì)如圖1所示。

3 隔振減噪設(shè)計(jì)

開架式柴油發(fā)電機(jī)的振動和噪聲較大，故安裝在應(yīng)急通信指揮車上時，需要關(guān)注其自身振動以及工作噪聲對整個應(yīng)急通信指揮車系統(tǒng)的影響。通常在車輛改裝階段，需要對開架式柴油發(fā)電機(jī)采取特殊的隔振及減噪措施。

開架式柴油發(fā)電機(jī)噪聲主要有機(jī)械噪聲、燃燒噪聲、風(fēng)扇噪聲、進(jìn)氣噪聲、排氣噪聲等，這些噪聲可以通過機(jī)身輻射、底座振動、排氣管等向外傳播。[1]為獲得較好的減噪效果，一般采取隔聲、吸聲、消聲、阻尼減振等綜合措施。對于應(yīng)急通信指揮車的改裝，同時考慮經(jīng)濟(jì)性因素，重點(diǎn)采取以下措施：為發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)獨(dú)立的工作艙，隔離噪聲源；設(shè)計(jì)隔音、吸音結(jié)構(gòu)，避免噪聲通過空氣傳播到工作艙；設(shè)計(jì)隔振結(jié)構(gòu)，避免低頻振動通過車體傳遞到工作艙。

3.1 隔音、吸音設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)兩級隔音艙來實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)噪音與工作區(qū)的隔離。第一級隔音艙為獨(dú)立的發(fā)電機(jī)艙，其對發(fā)電機(jī)進(jìn)行包圍，阻斷發(fā)電機(jī)的工作噪音向四周擴(kuò)散。第二級隔音艙為方艙隔斷，其直接對發(fā)電機(jī)設(shè)備艙和工作艙進(jìn)行空間分離，進(jìn)一步阻止穿過獨(dú)立發(fā)電機(jī)艙的噪音進(jìn)入工作區(qū)。兩級隔音艙結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 兩級隔音艙結(jié)構(gòu)示意圖

發(fā)電機(jī)艙及方艙隔斷的艙壁進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)、采用特殊材料，以達(dá)到較好的隔音、吸音效果。艙壁為多層結(jié)構(gòu)，包括吸音層、隔音層、阻尼減振層、鋁板和發(fā)泡層等，如圖3所示。

圖3 艙壁多層結(jié)構(gòu)

3.2 隔振設(shè)計(jì)

開架式柴油發(fā)電機(jī)的振動會通過方艙底框傳遞到工

作區(qū)產(chǎn)生低頻共振噪聲，而低頻共振噪聲會導(dǎo)致工作人員心情煩躁。通過在發(fā)電機(jī)安裝框架與方艙底框之間加裝減震器，可以隔離振動的傳遞。選用具有變阻尼特性的減震器，在共振區(qū)內(nèi)有大阻尼抑制共振峰值，在隔振區(qū)內(nèi)阻尼迅速減小，從而可達(dá)到較好的隔振效果。

4 通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)

開架式柴油發(fā)電機(jī)工作會產(chǎn)生大量的熱量，并且靠周圍的空氣流動將熱量帶走。為了保證發(fā)電機(jī)在允許的環(huán)境溫度范圍內(nèi)長時間正常工作，需要對發(fā)電機(jī)艙做通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是選擇滿足通風(fēng)量要求的風(fēng)機(jī)并設(shè)計(jì)合理的通風(fēng)風(fēng)道。

首先，計(jì)算出發(fā)電機(jī)散熱所需要的通風(fēng)換氣量以及進(jìn)、排氣口的空氣流速，以及以上計(jì)算所得的數(shù)據(jù)選擇合適的排風(fēng)機(jī)。[2]其次，解決好降噪與通風(fēng)散熱的矛盾，在保證進(jìn)氣量、空氣流速滿足發(fā)電機(jī)正常工作的前提下，控制風(fēng)道截面積及長度，盡量減小噪音泄漏量。通風(fēng)散熱設(shè)計(jì)方案如圖4所示。

圖4 通風(fēng)散熱方案

5 結(jié)束語

通過采取上述綜合措施，形成了基于開架式柴油發(fā)電機(jī)的車載供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。方案中發(fā)電機(jī)散熱良好、噪聲等級滿足系統(tǒng)要求且操作方便。該方案已得到應(yīng)用，能夠保證應(yīng)急通信指揮車順利開展工作。

參考文獻(xiàn)

[1]勾長虹,杜津玲.車載發(fā)電機(jī)組的降噪及通風(fēng)散熱技術(shù)研究及應(yīng)用[J].中國汽車工程學(xué)會年會論文集,2009.

[2]張華,余晶晶,等.方艙內(nèi)柴油機(jī)組的降溫降噪處理[J].數(shù)字技術(shù)及機(jī)械加工工藝裝備,2011(8):36-39.