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戰(zhàn)術(shù)型無聲發(fā)電機組,其輻射噪聲可控制在在 7 m 處不高于 70 dB 的水平,有效地減少了噪聲對通信和指控設(shè)備及作戰(zhàn)人員的影響,且在 400 m 以外檢測不到機組的噪聲、紅外和電磁輻射,減少了敵方的探測和攻擊幾率,戰(zhàn)場生存能力較強。同時柴油發(fā)電機組作為備用電源,被國內(nèi)許多單位安裝于各類公共、民營場所。隨著城市環(huán)境噪聲允許標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行和城市生活質(zhì)量的提高,柴油發(fā)電機組作為一個主要的噪聲源,必須降低其噪聲才能滿足生活的需要。因此,了解柴油發(fā)電機組的噪聲產(chǎn)生機理、傳播特性,探討和研究柴油發(fā)電機組噪聲控制,具有非常重要的現(xiàn)實意義。
柴油機發(fā)電機組的噪聲產(chǎn)生機理非常復(fù)雜,且主要噪聲來源于柴油機。從產(chǎn)生的原因和部位上來分,柴油發(fā)電機組的噪聲可以包括以下幾部分: 氣動噪聲( 排氣噪聲、進氣噪聲、冷卻風(fēng)扇噪聲) 、機械噪聲( 活塞敲擊噪聲、配氣機構(gòu)噪聲、齒輪噪聲) 、燃燒噪聲、電磁噪聲等。柴油機工作時產(chǎn)生的氣動噪聲、燃燒噪聲和機械噪聲等構(gòu)成柴油機的主要噪聲源,其中以氣動噪聲中的排氣噪聲最為突出。降低排氣噪聲的最有效的方法是采用排氣消聲器。本文主要針對軍民用市場的需求,闡述了靜音型柴油發(fā)電機組水冷式消聲器的技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,分析了其關(guān)鍵技術(shù)。
歐美靜音型發(fā)電機組的應(yīng)用現(xiàn)狀
(1)美國靜音發(fā)電機組應(yīng)用現(xiàn)狀
美國研發(fā)的Cummins靜音型發(fā)電機組最具代表性的是美備用裝備。從 20 世紀(jì) 60 年代至今,美國進行了三代備用發(fā)電機組開發(fā),第一代稱為備用標(biāo)準(zhǔn)化 MIL- STD 發(fā)電機組; 第二代稱為戰(zhàn)術(shù)無聲發(fā)電機組 ( TQG,Tactical Quiet Generators) ; 目前正在進行第三代的研制與開發(fā)。美國于 1994 年度開始裝備1 ~ 60 kW的戰(zhàn)術(shù)無聲發(fā)電機組( TQG) ,全部采用康明斯柴油機作為動力,淘汰了汽油機,具有低噪聲、高可靠、質(zhì)量輕等特點。不僅降低了發(fā)電設(shè)備的噪聲、紅外輻射和電磁輻射; 而且由于車輛與發(fā)電設(shè)備全部使用柴油機,不僅實現(xiàn)了戰(zhàn)區(qū)油料保障的柴油化,而且大幅度減少了發(fā)電設(shè)備的油料消耗。美國 3 ~ 60 kW 戰(zhàn)術(shù)無聲發(fā)電機組,近年來,美國開始逐步推廣使用德國 Fischer Panda 公司推出的一系列超靜音全水冷發(fā)電機組,不僅發(fā)動機采用多缸水冷柴油機,發(fā)電機也采用水冷式。
(2)德國靜音發(fā)電機組應(yīng)用現(xiàn)狀
德國熊貓發(fā)電機公司( Fischer Panda) 開發(fā)的 3~250 kW 超靜音柴油發(fā)電機組,距離機組 1 m 處的噪聲在 67 ~72 dB( A) 之間,廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)及重要民用領(lǐng)域的車載/船載設(shè)備供電以及地面?zhèn)浞蓦娫?,包含二百余種不同型號的發(fā)電機組。1 臺 10 kW 進口發(fā)電機組高達 24 萬元人民幣,為國產(chǎn)普通機組價格的 8 倍。主要技術(shù)特點是采用獨一無二的全水冷技術(shù),確保了超靜音、低振動工作。發(fā)動機、發(fā)電機以及排氣消聲器均采用全新的水冷技術(shù)。為了達到微弱的紅外輻射目標(biāo)和超靜音工作狀態(tài),發(fā)動機、發(fā)電機及排氣消聲器全部封裝在一個隔音箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊,發(fā)電效率高。德國生產(chǎn)的兩款備用靜音型發(fā)電機組應(yīng)用實例。