電源車降噪、散熱結構設計分析

沈芳芳　王行巍

摘 要：近年來，隨著我國公路建設、城市發展、能源消耗結構變化、重點工程建設加快，為電源車產品發展提供了新的機遇，其發展市場前景將會越來越廣闊，產品的檔次和技術水平將有一個大的提升。

關鍵詞：電源車；降噪散熱；結構設計

電源車采用非電啟動及空氣為冷卻介質的發動機，不但免除了蓄電池及風箱水箱的維護以及加注冷卻液的煩惱，而且能在極高、低溫和沙塵等惡劣的環境下工作。設計電源車時首先要進行方案論證，以確定其主要結構、動力參數，包括總體結構型式、體積重量、機組結構、隔振及其它設計。電源車裝備了發電機組、配電控制系統、照明裝置、輸電線路等裝置，用于為應急作業或提供備用電源。電源車在城市中使用不僅會造成噪聲污染，而且機組長時間持續工作發熱將造成機組及廂體溫度不斷升高，影響電器元件工作并使機組功率折損。因此，降低電源車工作時的噪聲和進行散熱處理技術成為電源車的關鍵技術。

1 電源車的總體結構

隨著國家建設與發展的需要，專用汽車已成為經濟建設中的重要運輸與作業裝備，將有著良好的發展前景。近幾年，由于我國電力、電信、移動、網通的加大建設與投入需要，電源車正是為這些行業需求而設計的一款帶電應急工作車。電源車應具有良好的越野性和對各種路面的適應性，適應于全天候的野外露天作業，具有整體性能穩定可靠、操作簡便、噪音低、排放性好、維護性好等特點，能很好的滿足戶外作業和應急供電需要。以輕型廂式電源車產品結構為例，采用輕型卡車底盤進行設計改裝。廂體邊板、前板、后門及頂蓋結構均采用優質冷軋鋼板沖壓成形，內部點焊冷拉型材加強骨架。根據不同發電機組的重量，通過結構強度分析，底板采用相應厚度的花紋鋼板結構。廂體內部配置發電機組、配電控制系統、照明及消防系統、電纜卷線盤、進風消音裝置、出風消音裝置、低噪聲軸流風機等裝置。廂體內飾填充吸音棉、玻璃絲布。

2 電源車消音降噪的結構設計

2.1 消音降噪的主要原理

此電源車結構設計實現消音降噪功能的主要原理是通過吸音、隔音和消音裝置來防止噪聲外泄。廂體內飾采用吸音棉和吸音板等吸音材料，發電機組發出的聲波在傳播過程中，遇到這些材料時，一部分聲能被反射，一部分聲能被吸收。廂體設計有隔板和隔窗結構，發電機組發出的聲波在廂體內空氣傳播過程中，因擴散與障礙物的阻擋作用，聲能影響局限于聲源附近。廂體內進、排風消音裝置是利用多孔吸音材料，按一定的幾何形狀布置在進、排風通道上，當氣流通過消音裝置時，聲波便引起吸聲材料孔隙中的空氣和細小纖維的震動。由于摩擦和粘滯阻力，聲能變為熱能而吸收。

2.2 廂體消音降噪總體結構

為了實現電源車的消音降噪，整車采用廂式消音降噪結構，通過改善箱體結構，廂體的內飾填充專用的具有吸音、隔聲降噪消音功能的吸音棉，還把廂體設計為三艙兩隔式結構以提高消音降噪效果，前艙為排風消音裝置艙，中艙為發電機組工作艙，并設計有隔聲門和雙層玻璃隔聲窗，后艙為進風消音裝置艙，距離箱體lm處的噪聲僅65～75dB（A）。

2.3 進風消音裝置結構

廂體的后艙為進風消音裝置艙，設有進風百葉窗、多層消音板組成的進風道、隔音板。進風百葉窗為外界大氣進入進氣系統的入口，為了控制進氣系統的總流阻損失，在設計時，將百葉窗的進氣速度控制在5 m/s以下。百葉窗采用單面進氣的形式，全部為鋼結構。進風道是由多層消音板組成，消音板結構為內部填充吸音棉，并包上玻璃絲布，外層用吸音沖孔鍍鋅板鉚接固定，通過采用多層消音板有效地降低噪聲，再通過隔音板進一步對機組噪聲進行了隔離，減少了噪聲外泄。

2.4 排風消音裝置結構

廂體的前艙為排風消音裝置艙，排風消聲通過前艙兩個通道進行。一個是機組風扇排風通道，排出的風經過排風布管和多層消音板消音，再經邊板百葉窗排出廂外；另一個是加裝低噪聲軸流風機對發電機艙進行排風的通道，通道采用三層吸音材料組成的蛇形排風消聲體進行排風和消音，再經底板百葉窗排出廂外。機組的排氣消聲采用專用阻抗復合型消聲器。

3 電源車散熱結構的設計

為了防止機組工作時產生高溫停機影響機組內各元件的正常工作，必須進行合理實用的通風散熱系統結構設計，將機組工作過程中工作艙內的溫度控制在一定的范圍內。因此在廂體結構上設置了機艙通風系統。該通風系統主要是由進氣百葉窗、進風消音裝置、軸流風機、排風消音裝置、排風百葉窗等組件組成。機艙通風系統的主要原理是利用軸流風機強迫機艙進風，帶走機組工作時產生的熱量，以保證機組內各元件的正常工作。

在設計時，按照機艙40℃進風，55℃排風的要求進行設計，進排風量必須滿足發電機組的通風量要求。進排風量設計計算如下：機組自帶風扇吸入冷空氣的進風量為Q1，發電機組燃燒消耗空氣量為Q2，發電機組冷卻所需空氣量為Q3，那么發電機組通風量就為：Q2+Q3=Q。通過計算若Q1小于Q則自然進風量不能滿足發電機組通風量要求，就需要采用風機強制進新風。根據進風量數據選用相應風量的軸流風機送風就能滿足機組正常工作的散熱要求。通過以上設計還可以確定進排風口的設計尺寸和結構。

4 結束語

綜上所述，電源車降噪、散熱設計應從整體出發，全面規劃，統籌兼顧，采用系統的分析方法，使產品結構盡可能地布置合理。把實用性、科學性、先進性相結合，對功能、結構、工藝、宜人性等進行綜合、創造性設計，使產品符合時代特征的要求。為此我們依據客觀條件從電源車的各方面進行調研，以尋求最佳方案。注意先進性和可行性相結合，恰當利用成熟部件，以提高產品的可靠性和縮短研制周期。

參考文獻

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