电源车降噪、散热结构设计分析

沈芳芳　王行巍

摘 要：近年来，随着我国公路建设、城市发展、能源消耗结构变化、重点工程建设加快，为电源车产品发展提供了新的机遇，其发展市场前景将会越来越广阔，产品的档次和技术水平将有一个大的提升。

关键词：电源车；降噪散热；结构设计

电源车采用非电启动及空气为冷却介质的发动机，不但免除了蓄电池及风箱水箱的维护以及加注冷却液的烦恼，而且能在极高、低温和沙尘等恶劣的环境下工作。设计电源车时首先要进行方案论证，以确定其主要结构、动力参数，包括总体结构型式、体积重量、机组结构、隔振及其它设计。电源车装备了发电机组、配电控制系统、照明装置、输电线路等装置，用于为应急作业或提供备用电源。电源车在城市中使用不仅会造成噪声污染，而且机组长时间持续工作发热将造成机组及厢体温度不断升高，影响电器元件工作并使机组功率折损。因此，降低电源车工作时的噪声和进行散热处理技术成为电源车的关键技术。

1 电源车的总体结构

随着国家建设与发展的需要，专用汽车已成为经济建设中的重要运输与作业装备，将有着良好的发展前景。近几年，由于我国电力、电信、移动、网通的加大建设与投入需要，电源车正是为这些行业需求而设计的一款带电应急工作车。电源车应具有良好的越野性和对各种路面的适应性，适应于全天候的野外露天作业，具有整体性能稳定可靠、操作简便、噪音低、排放性好、维护性好等特点，能很好的满足户外作业和应急供电需要。以轻型厢式电源车产品结构为例，采用轻型卡车底盘进行设计改装。厢体边板、前板、后门及顶盖结构均采用优质冷轧钢板冲压成形，内部点焊冷拉型材加强骨架。根据不同发电机组的重量，通过结构强度分析，底板采用相应厚度的花纹钢板结构。厢体内部配置发电机组、配电控制系统、照明及消防系统、电缆卷线盘、进风消音装置、出风消音装置、低噪声轴流风机等装置。厢体内饰填充吸音棉、玻璃丝布。

2 电源车消音降噪的结构设计

2.1 消音降噪的主要原理

此电源车结构设计实现消音降噪功能的主要原理是通过吸音、隔音和消音装置来防止噪声外泄。厢体内饰采用吸音棉和吸音板等吸音材料，发电机组发出的声波在传播过程中，遇到这些材料时，一部分声能被反射，一部分声能被吸收。厢体设计有隔板和隔窗结构，发电机组发出的声波在厢体内空气传播过程中，因扩散与障碍物的阻挡作用，声能影响局限于声源附近。厢体内进、排风消音装置是利用多孔吸音材料，按一定的几何形状布置在进、排风通道上，当气流通过消音装置时，声波便引起吸声材料孔隙中的空气和细小纤维的震动。由于摩擦和粘滞阻力，声能变为热能而吸收。

2.2 厢体消音降噪总体结构

为了实现电源车的消音降噪，整车采用厢式消音降噪结构，通过改善箱体结构，厢体的内饰填充专用的具有吸音、隔声降噪消音功能的吸音棉，还把厢体设计为三舱两隔式结构以提高消音降噪效果，前舱为排风消音装置舱，中舱为发电机组工作舱，并设计有隔声门和双层玻璃隔声窗，后舱为进风消音装置舱，距离箱体lm处的噪声仅65～75dB（A）。

2.3 进风消音装置结构

厢体的后舱为进风消音装置舱，设有进风百叶窗、多层消音板组成的进风道、隔音板。进风百叶窗为外界大气进入进气系统的入口，为了控制进气系统的总流阻损失，在设计时，将百叶窗的进气速度控制在5 m/s以下。百叶窗采用单面进气的形式，全部为钢结构。进风道是由多层消音板组成，消音板结构为内部填充吸音棉，并包上玻璃丝布，外层用吸音冲孔镀锌板铆接固定，通过采用多层消音板有效地降低噪声，再通过隔音板进一步对机组噪声进行了隔离，减少了噪声外泄。

2.4 排风消音装置结构

厢体的前舱为排风消音装置舱，排风消声通过前舱两个通道进行。一个是机组风扇排风通道，排出的风经过排风布管和多层消音板消音，再经边板百叶窗排出厢外；另一个是加装低噪声轴流风机对发电机舱进行排风的通道，通道采用三层吸音材料组成的蛇形排风消声体进行排风和消音，再经底板百叶窗排出厢外。机组的排气消声采用专用阻抗复合型消声器。

3 电源车散热结构的设计

为了防止机组工作时产生高温停机影响机组内各元件的正常工作，必须进行合理实用的通风散热系统结构设计，将机组工作过程中工作舱内的温度控制在一定的范围內。因此在厢体结构上设置了机舱通风系统。该通风系统主要是由进气百叶窗、进风消音装置、轴流风机、排风消音装置、排风百叶窗等组件组成。机舱通风系统的主要原理是利用轴流风机强迫机舱进风，带走机组工作时产生的热量，以保证机组内各元件的正常工作。

在设计时，按照机舱40℃进风，55℃排风的要求进行设计，进排风量必须满足发电机组的通风量要求。进排风量设计计算如下：机组自带风扇吸入冷空气的进风量为Q1，发电机组燃烧消耗空气量为Q2，发电机组冷却所需空气量为Q3，那么发电机组通风量就为：Q2+Q3=Q。通过计算若Q1小于Q则自然进风量不能满足发电机组通风量要求，就需要采用风机强制进新风。根据进风量数据选用相应风量的轴流风机送风就能满足机组正常工作的散热要求。通过以上设计还可以确定进排风口的设计尺寸和结构。

4 结束语

综上所述，电源车降噪、散热设计应从整体出发，全面规划，统筹兼顾，采用系统的分析方法，使产品结构尽可能地布置合理。把实用性、科学性、先进性相结合，对功能、结构、工艺、宜人性等进行综合、创造性设计，使产品符合时代特征的要求。为此我们依据客观条件从电源车的各方面进行调研，以寻求最佳方案。注意先进性和可行性相结合，恰当利用成熟部件，以提高产品的可靠性和缩短研制周期。

参考文献

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