柴油发电机组在通信车中的基础应用

目前小型轻量化油机发电机组、U综合电源、静音发电机组、拖车电站等在通信供电保障系统中都得到了广泛的研究和应用。随着通信装备性能的日益提高和完善，通信供电保障的要求也越来越高，逐步由大型化向小型化、单一化向多样化转变，这为机动通信不间断电源保障提出了更高的要求。常规油机发电机组化石燃料的消耗、噪声田和红外隐身特征信号等，都是目前军事应用研究的重心和难题。

从军事通信电源保障的多样化原则出发，针对我军某型通信车特点，探讨了柴油发电机组在通信车中的基础应用，为现代化技术战争条件下的通信电源保障提供一种新型的供电保障模式。

柴油发电机组研究现状及特性分析

1、柴油发电机组研究现状

柴油发电机组是以高压柴油燃烧爆炸作为动力介质，将柴油燃烧爆炸存储的压力能转换为其他形式的机械能，从而带动发电机发电。
对于柴油发电机组而言并不是新鲜事物，早在18 世纪初就有人提出了由柴油燃烧爆炸作为动力的柴油发电机组概念，人们称之为" Pneumatic Railway " 。1886年后出现了Mekarski型压缩柴油发电机组，是最早的形式。目前柴油发电机组已经在国际国内引起了广泛关注和深人研究：法国的MDI公司已自行研制出以柴油燃烧爆炸为动力的柴油汽车样机，在南非的约翰内斯堡和墨西哥的墨西哥城投人小批量商业生产；美国、英国、韩国等几个国家也有相应研究。

与常规油机相比，柴油发电机组的研究应用主要有以下优点

（1）使用高压空气作为工作介质，解决能源资源枯竭问题，有效缓解化石燃料燃烧有害气体的危害，真正实现零污染排放；

（2）柴油发电机组工作过程中不存在燃料燃烧，机体可以选用较低强度、轻材质的材料，有效延长了使用寿命。同时不存在高温高压的气体排放，使机组红外隐身特征信号明显减弱，有利于战场隐身；

（3）在发电时，能为通信设备提供稳定可靠的不间断电源，实现应急通信电源保障需求。

2、柴油发电机组动力特性分析

为了满足基本通信设备的应急供电保障，必须根据发电机的特性来选择柴油发电机组参数，以实现柴油发电机组性能的优化配置。通过分析柴油发电机组气缸热力学和气缸气体压力通过活塞、连杆传递到曲轴转化为扭矩输出，结合发电机工作所需扭矩。从以上规律曲线可知：气缸压力随进气门开关逐渐升高至供气压力，随排气门的关闭逐渐减小，最终接近大气压力；气缸容积随转角先增大后减小；缸内气体质量则随进气门开关增加，膨胀做功阶段保持不变，随排气门的关闭逐渐减小；输出扭矩随着膨胀做功先增大后减小，由于余隙容积存在使得排气不充分而导致反向扭矩的存在，这与相关文献的仿真结果相似 。由于柴油发电机组气缸工作过程相对复杂，影响参数繁多，本文主要讨论柴油发电机组供电时间问题，因此主要考虑进气压力、转速和温度对输出功率和耗气量的影响。

3、通过仿真曲线可以得到：

（1） 转速恒定时，随进气压力的升高，输出功率增高的幅度增大，说明提高进气工作压力有利于输出功率的增加，但同时耗气量也是呈直线趋势增加，受有限容积供气限制，使得机组供电时间会急剧减少。因此对于柴油发电机组而言，供气压力不要求太高，只要能为发电机提供所需扭矩即可，所以根据发电机特点选择进气压力为0 · 8MPa；

（2） 进气压力恒定时，随转速的升高，输出功率增大，但增长幅度逐渐减小，耗气量则趋于直线线性增加，在消耗相同耗气量时高转速条件下功率输出比低转速下效率低，所以本文选择发动机转速为 1000r/min ·

（3） 恒压、恒转速条件下，气缸随低温的升高对功率的影响较为平缓，超过一定限定值后，输出功率将会出现较大幅度的增加，耗气量则随温度的升高而减小。所以对于气缸膨胀做功阶段，利用通信车尾气排放高温气体进行温度补偿是提高动力性能的有效措施之一