ZFD12方案報(bào)告(分系統(tǒng))

1、編 號(hào)密 級(jí)階段標(biāo)記m檔 號(hào)保管期限名 稱zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 方 案 報(bào) 告單位編寫校對(duì)審核會(huì)簽標(biāo)審批準(zhǔn)湖北同發(fā)機(jī)電有限公司名 稱名 稱zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案報(bào)告1 概述1.1 功能、用途zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱系統(tǒng)）主要由汽車底盤、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、電子調(diào)速系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制操作裝置、軸帶防水無(wú)刷發(fā)電機(jī)及電氣控制盒、發(fā)電機(jī)安裝支架等七部分組成。zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)為駐車發(fā)電，是以陜汽sx2153軍用越野汽車載車發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)裝置、電子調(diào)速系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制操作裝置。帶動(dòng)安裝在汽車底盤上的軸帶防水無(wú)刷發(fā)電機(jī)工作，向使用設(shè)備提供12kw，400/230v，50hz

2、的三相交流電源。整個(gè)系統(tǒng)不占用載車的使用空間，具有操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，使用時(shí)無(wú)需人員守候等特點(diǎn)。1.2 設(shè)計(jì)指導(dǎo)原則根據(jù)zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)的工作的特性和使用環(huán)境，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循下列原則：a) 設(shè)計(jì)力求做到：先進(jìn)性、合理性、經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)籌兼顧，滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求；b) 貫徹“通用化、系列化、組合化”原則；c) 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠、堅(jiān)固，能在外界環(huán)境因素（振動(dòng)、沖擊、溫度、潮濕等）影響下可靠工作；d) 操作方便、維修性好，設(shè)計(jì)力求簡(jiǎn)單、安全、可靠、取材方便、便于安裝維修，并且有良好的結(jié)構(gòu)工藝性；e) 在設(shè)備、附件、輔助設(shè)施及工位的布局上，要體現(xiàn)合理、美觀、精巧、可靠的原則，遵循人機(jī)工程設(shè)計(jì)要求；f)

3、貫徹執(zhí)行國(guó)標(biāo)、國(guó)軍標(biāo)的有關(guān)規(guī)定；g) 繼承成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，吸收先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)。1.3 引用文件gjb5402-2005 改裝車用自發(fā)電機(jī)組規(guī)范gjb235a-97 軍用交流移動(dòng)電站通用規(guī)范gjb368a1994 裝備檢修性通用規(guī)范gjb450a2004 裝備可靠性工作通用要求gjb8131990 可靠性模型的建立和可靠性預(yù)計(jì)gjb13711992 裝備保障性分析gjb38721999 裝備綜合保障通用要求gjb12691991 工藝評(píng)審gjb939-90 外購(gòu)器材和質(zhì)量管理陜汽sx2153系列越野汽車底盤改裝手冊(cè)2 主要技術(shù)指標(biāo)要求2.1 系統(tǒng)主要技術(shù)要求額定功率： 12 kw；相數(shù)： 3

4、 相；額定電壓： 400/230 v；額定電流： 21.7a；功率因數(shù)： cos=0.8（滯后）；額定頻率： 50 hz；轉(zhuǎn)速： 1500r/min；穩(wěn)態(tài)電壓調(diào)整率： 2%；瞬態(tài)電壓調(diào)整率： 20%；電壓穩(wěn)定時(shí)間： 1s；電壓波動(dòng)率： 0.5%；穩(wěn)態(tài)頻率調(diào)整率： 2%；瞬態(tài)頻率調(diào)整率： 7%；頻率穩(wěn)定時(shí)間： 5s；頻率波動(dòng)率： 0.5%?？蛰d電壓整定范圍： 95%105%u；不對(duì)稱負(fù)載：在一定的三相對(duì)稱負(fù)載下，在其中任一相上再加25%額定相功率的電阻性負(fù)載，當(dāng)該相的總負(fù)載電流不超過(guò)額定值時(shí)機(jī)組應(yīng)能正常工作，線電壓的最大（或最?。┲蹬c三線電壓平均值之差應(yīng)不超過(guò)三線電壓平均值的5%。2.2 環(huán)境適

5、應(yīng)性要求2.2.1系統(tǒng)在下述條件下應(yīng)能輸出規(guī)定功率：a) 海拔高度不超過(guò)4000m；b) 環(huán)境溫度：-40+55；c) 空氣相對(duì)濕度：90% (25時(shí))；d) 有霉菌、鹽霧、沙塵影響。2.2.2系統(tǒng)在下述條件下應(yīng)能輸出額定功率：a) 海拔高度1000； b) 環(huán)境溫度+40；c) 空氣相對(duì)濕度60。2.3 電磁兼容性自發(fā)電系統(tǒng)得個(gè)組成設(shè)備應(yīng)互不干擾，正常工作。2.4可靠性系統(tǒng)的可靠性mtbf不小于500h。2.5維修性系統(tǒng)的維修性mttr不大于3h。3 設(shè)計(jì)方案系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須滿足項(xiàng)目總體提出的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)必須貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化原則，一切從部隊(duì)的實(shí)際情況出發(fā)，采用先進(jìn)的、成熟的技術(shù)產(chǎn)品

6、，使系統(tǒng)具有體積小、重量輕、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性好，技術(shù)領(lǐng)先、使用維護(hù)方便等特點(diǎn)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)能滿足以下要求：a) 系統(tǒng)的安裝布置不影響整車的布置（尤其是車廂等）和原車的性能指標(biāo)。b) 系統(tǒng)能承受（隨車）振動(dòng)、沖擊而不影響性能，也不因其它因素而影響工作；c) 系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單，維修方便，使用可靠；d) 系統(tǒng)有不影響車輛正常行駛的可靠保障機(jī)構(gòu)；e) 系統(tǒng)與行車操作機(jī)構(gòu)不相互干涉。3.1系統(tǒng)組成系統(tǒng)主要由汽車底盤、動(dòng)力傳動(dòng)裝置、電子調(diào)速系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制操作裝置、軸帶防水無(wú)刷發(fā)電機(jī)及電氣控制盒、發(fā)電機(jī)安裝支架等組成。系統(tǒng)布局圖如圖1：1.汽車底盤 2.電子調(diào)速系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制操作裝置、電氣控制盒 3.動(dòng)力傳動(dòng)

7、裝置 4.發(fā)電機(jī)安裝支架 5.軸帶防水無(wú)刷發(fā)電機(jī)圖1 zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)布局圖3.1.1 汽車底盤zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)配裝汽車底盤為陜汽sx2153軍用越野汽車底盤，其主要技術(shù)指標(biāo)為：驅(qū)動(dòng)型式 ： 6x6；發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)： 斯太爾wd615.71；型式 ： 六缸水冷直列四沖程增壓柴油機(jī)；總排量： 9.762l；壓縮比 ： 16：1；最大功率 ： 191（2600r/min）kw。3.1.2 動(dòng)力傳動(dòng)裝置自發(fā)電系統(tǒng)的動(dòng)力傳動(dòng)裝置主要由取力器和傳動(dòng)軸兩部分組成；取力器為獲取動(dòng)力的裝置，傳動(dòng)軸為動(dòng)力傳遞裝置。3.1.2.1動(dòng)力傳動(dòng)設(shè)計(jì)要求自發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)，要保證取力器掛擋靈活、準(zhǔn)確、離

8、合順利；傳動(dòng)軸傳遞平穩(wěn)、安裝可靠。動(dòng)力傳動(dòng)裝置有良好的潤(rùn)滑條件，不干涉汽車的正常行駛，維修方便。3.1.2.2取力方式汽車需要前橋驅(qū)動(dòng)時(shí)的動(dòng)力傳動(dòng)路線汽車正常行駛時(shí)動(dòng)力傳動(dòng)路線汽車停車發(fā)電時(shí)動(dòng)力傳動(dòng)路線發(fā)動(dòng)機(jī)分動(dòng)器取力器傳動(dòng)軸發(fā)電機(jī)中橋及后橋前橋傳動(dòng)軸變速器傳動(dòng)軸傳動(dòng)軸本方案采用從汽車變速器取力的方式，取力器由汽車底盤廠安裝，取力器控制開(kāi)關(guān)安裝在汽車駕駛室的儀表盤上，隨汽車底盤一并提供。自發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)路線如圖2所示。圖2 自發(fā)電系統(tǒng)動(dòng)力傳動(dòng)路線圖系統(tǒng)駐車發(fā)電時(shí)，取力器通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，控制取力器上的電磁閥，執(zhí)行取力器上的齒輪和變速器的齒輪接合，從汽車的變速器上獲取發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力；停止發(fā)電時(shí)通過(guò)取力

9、器上的電氣控制裝置，控制取力器和變速器分離；實(shí)現(xiàn)取力器在車輛行使和駐車發(fā)電兩種工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。保證不干涉汽車的正常行駛和使用。3.1.2.3 傳動(dòng)方式依據(jù)汽車底盤的相對(duì)安裝空間，發(fā)電機(jī)的主軸和取力器輸出軸極難達(dá)到同軸要求，發(fā)電機(jī)主軸和取力器的輸出軸間有一定的位置偏移。本方案選用標(biāo)準(zhǔn)型十字軸式可伸縮型雙萬(wàn)向聯(lián)軸器作為傳動(dòng)軸，將取力器獲取的動(dòng)力平穩(wěn)傳遞給發(fā)電機(jī)。3.1.2.4 動(dòng)力匹配設(shè)計(jì)動(dòng)力匹配設(shè)計(jì)主要考慮兩方面，即功率配套和轉(zhuǎn)速配套。a) 功率配套根據(jù)k=neh/p。neh-輸出額定功率（ps）；p-發(fā)電機(jī)輸出的額定功率（kw）之比；k-匹配之比。k值的大小受當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?、環(huán)境溫度和相對(duì)濕度等

10、多種因素的影響，對(duì)于平原上使用一般要求的電站，通常k值取1.6，對(duì)使用要求較高的電站，k值應(yīng)取2。本項(xiàng)目汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為191kw，發(fā)電機(jī)功率為12kw，k值非常大。故本系統(tǒng)的功率配套符合要求。b) 轉(zhuǎn)速配套根據(jù)斯太爾wd615.71發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線，它表示了發(fā)動(dòng)機(jī)有效扭矩、有效功率、燃油消耗率與相應(yīng)轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。代表了發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的最高動(dòng)力性能，圖3為斯太爾wd615.71發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線。圖3 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線圖從圖2中可以看出，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)變速器、取力器和傳動(dòng)軸等傳動(dòng)系統(tǒng)，最后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。由于zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)是駐車發(fā)電，工作時(shí)，變速箱應(yīng)在空擋位置。發(fā)電機(jī)額定

11、功率為12kw,額定轉(zhuǎn)速1500r/min；依據(jù)得發(fā)電機(jī)需要的扭矩為t=955912/1500=76.5n.m。由圖3看出，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率隨轉(zhuǎn)速增加不斷上升，并在發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定轉(zhuǎn)速（最高轉(zhuǎn)速）時(shí)達(dá)到最大。發(fā)動(dòng)機(jī)有效轉(zhuǎn)矩（即車輛牽引力）在發(fā)動(dòng)機(jī)中等轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)（1800r/min）達(dá)到最佳值，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的有效燃油消耗率geo最低，經(jīng)濟(jì)性較好，根據(jù)發(fā)電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min, =、 =1800 r/min ；=1.167；自發(fā)電系統(tǒng)總的傳動(dòng)比；故；依據(jù)sx2153越野汽車使用手冊(cè)，汽車變速器8檔時(shí)，速比為1.0。最為接近。故自發(fā)電時(shí)，變速器選擇掛8檔發(fā)電，自發(fā)電系統(tǒng)傳動(dòng)速度匹配。3.1.3 電子

12、調(diào)速系統(tǒng)3.1.3.1 電子調(diào)速系統(tǒng)選用及工作原理電子調(diào)速系統(tǒng)由速度控制器、執(zhí)行器組成。選用威海西立電子有限公司生產(chǎn)的wxl/sz-60-3全數(shù)字電子調(diào)速器。wxl/sz-60-3全數(shù)字電子調(diào)速器是為適應(yīng)信息化社會(huì)發(fā)展要求而開(kāi)發(fā)的新一代柴油機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)字化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工作參數(shù)、調(diào)試參數(shù)、保護(hù)參數(shù)的數(shù)字化和運(yùn)行過(guò)程的程序控制，有效克服了模擬式轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的固有缺陷。該系統(tǒng)已通過(guò)了總后勤部車輛裝備檢測(cè)試驗(yàn)中心的可靠性試驗(yàn)、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)、電磁干擾試驗(yàn)、振動(dòng)試驗(yàn)、浸水試驗(yàn)等一系列試驗(yàn)。并通過(guò)了總裝陸裝客訂部產(chǎn)品技術(shù)鑒定。 是總后統(tǒng)型配套國(guó)內(nèi)唯一指定廠家，已批量生產(chǎn)。普遍使用在車輛自發(fā)電系統(tǒng)上，使用車

13、型有東風(fēng)系列、陜汽重型車輛系列。配套使用的廠家有遼寧陸平機(jī)器股份有限公司（705廠）、重慶耐德山花特種車有限公司等等。和國(guó)外廠家同類產(chǎn)品性能對(duì)比如下表：類別序號(hào)功能wxl/sz-60-3apecs4000備注1性能指標(biāo)達(dá)到gjb gjb235a-97要求達(dá)到gjb gjb235a-97要求2產(chǎn)地國(guó)內(nèi)自主技術(shù)美國(guó)3鑒定情況通過(guò)總裝陸裝客訂部產(chǎn)品技術(shù)鑒定未4使用狀況普遍一般wxl/sz-60-3全數(shù)字電子調(diào)速系統(tǒng)，速度控制器是調(diào)速系統(tǒng)的核心，內(nèi)有可調(diào)的比例、積分、微分電路，處理來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪處的速度傳感器的信號(hào)，將此信號(hào)與速度控制器內(nèi)的額 定轉(zhuǎn)速設(shè)定值作比較，通過(guò)運(yùn)算向執(zhí)行裝置輸出脈寬調(diào)制（pwm

14、）控制信號(hào)，執(zhí)行器將該信號(hào)轉(zhuǎn)換為正比的機(jī)械動(dòng)作（前推或后拉），該機(jī)械動(dòng)作通過(guò)執(zhí)行器和發(fā)動(dòng)機(jī)油門拉線之間的拉繩改變發(fā)動(dòng)機(jī)油門位置，起動(dòng)時(shí)，由速度傳感器得到一個(gè)近似的正弦波信號(hào)，其頻率與發(fā)動(dòng)機(jī)齒圈的速度成正比，速度傳感器信號(hào)與速度控制器的脈寬調(diào)制信號(hào)、執(zhí)行器的機(jī)械動(dòng)作、發(fā)動(dòng)機(jī)油門拉線的工作位置構(gòu)成發(fā)動(dòng)機(jī)速度調(diào)節(jié)的閉環(huán)。電子調(diào)速器就是通過(guò)該閉環(huán)控制來(lái)達(dá)到調(diào)速的，即無(wú)論負(fù)載大小，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速將始終保持在設(shè)定點(diǎn)附近。其工作原理如圖4所示，電源控制器微機(jī)、軟件等調(diào)試工具速度傳感器執(zhí)行器發(fā)動(dòng)機(jī)油門拉線機(jī)械動(dòng)作脈寬調(diào)制信號(hào)速度信號(hào)圖4電子調(diào)速系統(tǒng)工作原理圖執(zhí)行器 控制器wxl/sz-60電子調(diào)速器是全數(shù)字式電子

15、調(diào)速器，它具備全漢字調(diào)試軟件，調(diào)試參數(shù)信息化，操作界面簡(jiǎn)單、清晰；調(diào)試過(guò)程計(jì)算機(jī)屏幕實(shí)時(shí)顯示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速曲線；調(diào)試參數(shù)適時(shí)保存。停機(jī)后工作參數(shù)不改變、不丟失。并設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)超速/低速，轉(zhuǎn)速信號(hào)丟失程序保護(hù)；電源反極性保護(hù)。整個(gè)調(diào)速器采用惰性材料全密封灌裝，有效防潮、防震、防酸堿腐蝕。不受外界環(huán)境因素的影響，因此轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)只在第一次安裝時(shí)進(jìn)行調(diào)試、設(shè)定，正常使用時(shí)無(wú)需調(diào)整。特別適用于環(huán)境差的野外車輛使用。3.1.3.2 電子調(diào)速系統(tǒng)的基本參數(shù)a) 工作環(huán)境工作環(huán)境溫度：4175;儲(chǔ)存環(huán)境溫度：5585;抗電磁干擾：30v/m20-1500mhz;耐振動(dòng)強(qiáng)度：10g50-1500hz；耐沖擊強(qiáng)度：2

16、5g30hz。b) 主要技術(shù)參數(shù)1) 速度控制器工作電壓： 24vdc;工作電流： 0.1a6a；2) 速度傳感器速度信號(hào)有效值： 1.56vac；信號(hào)頻率： 127200hz;波形： 近似正弦波 。3) 執(zhí)行裝置工作電壓： 24vdc;運(yùn)動(dòng)方式： 拉動(dòng)式;絕緣等級(jí)： f級(jí).c) 技術(shù)性能指標(biāo)經(jīng)調(diào)試后與電子調(diào)速系統(tǒng)配套的電站，在額定電壓時(shí)的頻率指標(biāo)為：頻率穩(wěn)態(tài)調(diào)整率：1.0%；頻率瞬態(tài)調(diào)整率：5%；頻率穩(wěn)定時(shí)間：3s；頻率穩(wěn)態(tài)波動(dòng)率：0.5%；3.1.3.3 電子調(diào)速器系統(tǒng)執(zhí)行器通過(guò)鋼絲繩與發(fā)動(dòng)機(jī)油門拉線連接，這種裝置為柔性連接。電子調(diào)速器的控制開(kāi)關(guān)控制其工作和停止兩種狀態(tài)，在系統(tǒng)工作時(shí)執(zhí)行器

17、起作用，車輛行駛時(shí)不起使用，且不干涉汽車行駛時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油門拉線的控制。操作簡(jiǎn)單方便，安全可靠。3.1.3.4 速度傳感器和汽車轉(zhuǎn)速表的速度傳感器共用，通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的齒數(shù)，獲取轉(zhuǎn)數(shù)信號(hào)，傳給速度控制器。3.1.4 遠(yuǎn)程控制操作裝置遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)是由遠(yuǎn)距離控制開(kāi)關(guān)、取力器控制開(kāi)關(guān)、電子調(diào)速器控制開(kāi)關(guān)組成。它的性能與可靠性直接影響自發(fā)電系統(tǒng)能否正常運(yùn)行。遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)主要從三個(gè)方面進(jìn)行考慮：a) 可操作性；b) 防誤操作性；c) 遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)不能干涉汽車的正常行駛。在設(shè)計(jì)時(shí)主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行安排：a) 遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程操作開(kāi)關(guān)、取力器控制開(kāi)關(guān)、電子調(diào)速系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)安裝在汽車駕駛室的儀表盤

18、上；由駕駛員一人控制操作； b) 設(shè)置電子調(diào)速系統(tǒng)的工作指令，必須在取力器正常使用后才能工作，避免出現(xiàn)誤操作；c) 線路和汽車電路相對(duì)獨(dú)立，在設(shè)計(jì)過(guò)程中不對(duì)汽車電路作修改，在行車時(shí)不影響汽車的操作?？刂圃韴D 如圖4 所示：圖5：控制原理圖avr電壓調(diào)節(jié)器btdc24v電源blx熔斷器s1遠(yuǎn)距離控制開(kāi)關(guān)k繼電器x1 取力器氣缸發(fā)信器h2發(fā)電指示燈s2取力器開(kāi)關(guān)jt2取力器電磁閥act電子調(diào)速器執(zhí)行器dt調(diào)速器控制器h1取力器指示燈ssr速度感應(yīng)器s3調(diào)速器開(kāi)關(guān)工作時(shí)，遠(yuǎn)距離控制開(kāi)關(guān)控制遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)的總電源，打開(kāi)取力器開(kāi)關(guān)，取力器電磁閥執(zhí)行工作，取力器和變速器齒輪嚙合，取力器汽缸發(fā)信器發(fā)出正常信

19、號(hào)，取力器指示燈亮；并同時(shí)提供工作正常信號(hào)給繼電器，繼電器接通，在打開(kāi)電子調(diào)速系統(tǒng)控制開(kāi)關(guān)后，電子調(diào)速系統(tǒng)即可工作。如果取力器接合不正常，發(fā)信器無(wú)信號(hào)給繼電器，在電子調(diào)速器控制開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，繼電器斷開(kāi)，電子調(diào)速系統(tǒng)不工作。從而避免了誤操作。3.1.5 發(fā)電機(jī)3.1.5.1 發(fā)電機(jī)的選型及特點(diǎn)發(fā)電機(jī)采用湖北同發(fā)機(jī)電有限公司研制的tfw-12-4-2軸帶防水無(wú)刷發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的額定功率為12kw，三相，額定功率因數(shù)cos=0.8，額定電壓400/230v，額定電流21.7a，額定頻率50hz，額定轉(zhuǎn)速1500r/min，采用無(wú)刷勵(lì)磁并帶有自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器，調(diào)壓精度高。整個(gè)發(fā)電機(jī)具有體積小、重量輕、密封

20、防水、動(dòng)態(tài)性能好、效率高以及幾乎接近免維護(hù)等特點(diǎn)。tfw-12-4-2軸帶防水無(wú)刷發(fā)電機(jī)是我公司的成熟產(chǎn)品，已批量生產(chǎn)，在2006年9月，總后東北軍用物資采購(gòu)局組織的軸帶發(fā)電機(jī)招標(biāo)訂購(gòu)會(huì)上，該產(chǎn)品排名第一，隨后大量使用在遼寧陸平機(jī)器股份有限公司（705廠）生產(chǎn)的自行式炊事車、重慶耐德山花特種車有限公司生產(chǎn)的艦艇附油加油車、石家莊華燕汽車檢測(cè)設(shè)備廠生產(chǎn)的汽車安全檢測(cè)車上。發(fā)電機(jī)機(jī)座采用鋼板焊接成型，端蓋采用鑄造成型，轉(zhuǎn)子采用雙軸承支撐，轉(zhuǎn)子整體校動(dòng)平衡，外殼防護(hù)等級(jí)為ip57，安裝形成為imb3。主發(fā)電機(jī)定子為電樞，鐵芯疊成斜槽，繞組采用y接法。勵(lì)磁機(jī)定子鐵芯用低碳鋼板制成，多極并帶有永久磁鋼。

21、軸承采用日本nsk接觸型封閉軸承，端蓋與機(jī)座之間的連接加o型密封圈并加注密封膠，在主繞組、輔助繞組和勵(lì)磁繞組的引線出口灌注硅樹(shù)脂膠。從而使整個(gè)電機(jī)在機(jī)座、前后端蓋和軸承之間形成一個(gè)密封區(qū)域，防止水進(jìn)入該區(qū)域破壞電機(jī)的絕緣性能。發(fā)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)整流橋采用揚(yáng)州四菱電子有限公司生產(chǎn)的mds60整流模塊，可防塵防水，即使浸水也不影響導(dǎo)電；旋轉(zhuǎn)整流橋安裝在電機(jī)外風(fēng)扇處的軸端上，維修簡(jiǎn)單方便。電壓調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)成單獨(dú)的器件和發(fā)電機(jī)分離，安裝在汽車駕駛室里。使用可靠，維護(hù)方便。發(fā)電機(jī)風(fēng)扇安裝在發(fā)電機(jī)主軸的尾部。在發(fā)電機(jī)的密封區(qū)外，如果浸水，離開(kāi)水面即可工作。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組采用凸極式，并整體繞線、整體浸漆；轉(zhuǎn)子繞組采

22、用h級(jí)絕緣，主繞組采用f級(jí)絕緣。發(fā)電機(jī)發(fā)電時(shí)，勵(lì)磁電流在轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生的熱量通過(guò)空氣和定子鐵芯將熱量傳到機(jī)座，定子繞組產(chǎn)生的熱量直接通過(guò)定子鐵芯將熱量傳到機(jī)座，然后均由外風(fēng)扇直吹機(jī)座上的風(fēng)道，通過(guò)機(jī)座上的外筋把熱量散發(fā)出去。達(dá)到良好的散熱效果。該發(fā)電機(jī)性能完全符合國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)iec60034、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb755-2000旋轉(zhuǎn)電機(jī)定額和性能和gjb235a-97軍用交流移動(dòng)電站通用規(guī)范等標(biāo)準(zhǔn)要求。在滿足國(guó)標(biāo)和國(guó)軍標(biāo)指標(biāo)要求前提下，發(fā)電機(jī)整體設(shè)計(jì)上，體現(xiàn)合理、美觀、可靠的原則。充分考慮了發(fā)電機(jī)的防塵、涉水功能。3.1.5.2 發(fā)電機(jī)調(diào)壓原理電機(jī)起動(dòng)后，交流勵(lì)磁機(jī)依靠其定子上的磁鋼建立電壓，該交

23、流電壓經(jīng)旋轉(zhuǎn)整流器整流后，送入主發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組，使主發(fā)電機(jī)電樞繞組建立電壓。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速的上升，電壓逐漸升高，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（a.v.r）開(kāi)始向交流勵(lì)磁機(jī)提供勵(lì)磁電流，使主發(fā)電機(jī)電壓迅速上升，并穩(wěn)定在額定值附近。發(fā)電機(jī)在正常運(yùn)行過(guò)程中，若因某種原因（例如：負(fù)載變化、轉(zhuǎn)速變化、各繞組溫度變化等）發(fā)電機(jī)電壓有升高或降低的趨勢(shì)時(shí)，自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器（a.v.r），能根據(jù)這一微小的電壓偏差，迅速地減少或增加勵(lì)磁電流，維持發(fā)電機(jī)的電壓不變。電氣原理圖見(jiàn)圖6。圖6 發(fā)電機(jī)電氣原理圖3.1.5.3 發(fā)電機(jī)技術(shù)指標(biāo)發(fā)電機(jī)代號(hào)： tfw-12-4-2；名稱： 軸帶防水無(wú)刷發(fā)電機(jī)；額定功率： 12 kw；相數(shù)： 3相

24、；額定電壓： 400/230v；額定電流： 21.7a；功率因數(shù)： cos=0.8（滯后）；額定頻率： 50hz；絕緣等級(jí)； 轉(zhuǎn)子h級(jí)，定子f級(jí)；防護(hù)等級(jí)： 1p57；體積（長(zhǎng)寬高）: 647 mm295 mm314 mm；質(zhì)量： 152 kg。3.1.5.4 發(fā)電機(jī)在額定工況下從冷態(tài)到熱態(tài)的電壓變化不大于2%額定電壓。3.1.5.5 發(fā)電機(jī)在空載額定電壓時(shí)的電壓波形正弦性畸變率不超過(guò)5%。3.1.5.6 發(fā)電機(jī)各繞組的溫升（電阻法）不大于105k。3.1.5.7 發(fā)電機(jī)表面清潔美觀、油漆涂敷漆膜均勻、無(wú)明顯裂紋、脫落和劃傷。3.1.5.8 發(fā)電機(jī)的緊固件緊固可靠，有防松措施。3.1.5.9

25、發(fā)電機(jī)在-41+55條件下能可靠工作。3.1.5.10 發(fā)電機(jī)在野外雨天或浸水后，能正常工作。3.1.6 電氣控制盒電氣控制盒由電壓調(diào)節(jié)器、速度控制器、繼電器組成。安裝在汽車駕駛室的后排座椅底下；電壓調(diào)節(jié)器、速度控制器的參數(shù)一旦設(shè)定，后續(xù)使用時(shí)無(wú)需重新調(diào)整。且電壓調(diào)節(jié)器、速度控制器均為模塊，可達(dá)到免維護(hù)狀態(tài)。3.1.7 發(fā)電機(jī)安裝支架安裝支架由左右支撐、連接板、減震器組成。發(fā)電機(jī)通過(guò)連接板、減震器和左右支撐連接；左右支撐和汽車底盤的縱梁連接，連接方式全部為螺栓連接，不在汽車縱梁上實(shí)施焊接，以避免因焊接影響汽車縱梁的強(qiáng)度，安裝支架組成示意圖如圖7：1. 連接板 2減震器 3.右支撐 4.左支撐

26、5.汽車縱梁圖7：安裝支架示意圖3.1.8 保護(hù)裝置zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)的保護(hù)裝置包括：短路保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、缺相保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)速保護(hù)等，過(guò)速保護(hù)可以通過(guò)電子調(diào)速控制器控制。其它的保護(hù)裝置全部合并到汽車廂體的配電控制屏上。4 工藝設(shè)計(jì)4.1總體工藝要求4.1.1 在制定工藝方案、確定工藝路線的過(guò)程中，選擇成熟、可靠、穩(wěn)定的工藝方法，貫徹現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，確保產(chǎn)品制造質(zhì)量滿足合同中的各項(xiàng)技術(shù)要求。同時(shí)重視加工、裝配過(guò)程的工藝質(zhì)量控制，包括焊接質(zhì)量控制、熱處理工藝質(zhì)量、零部件加工過(guò)程控制、表面鍍涂質(zhì)量控制等。嚴(yán)格工藝紀(jì)律檢查，充分履行工藝監(jiān)督職能。4.1.2 全部設(shè)計(jì)圖紙做到一圖一卡，增強(qiáng)工

27、藝對(duì)生產(chǎn)加工的指導(dǎo)性、可實(shí)施性和合理性。工藝人員對(duì)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行細(xì)致、全面的工藝審查，細(xì)化、完善各種工藝文件，使之更具有指導(dǎo)性和可操作性。工藝設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)零部件生產(chǎn)的數(shù)量，選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒ǎ黾庸に囇b備，提高批生產(chǎn)的適應(yīng)性，減少對(duì)工人操作技能的依賴。工藝關(guān)鍵件加工按照所質(zhì)量程序文件相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。4.1.3 外協(xié)加工按外協(xié)控制程序所確定的外協(xié)原則進(jìn)行。在出現(xiàn)下述情況之一時(shí)，可對(duì)產(chǎn)品的相關(guān)零部件或者工序采用外協(xié)加工：a) 零部件的材料、尺寸等特征超過(guò)現(xiàn)有設(shè)備規(guī)范；b) 設(shè)備精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；c) 本單位不具備加工條件；d) 加工周期滿足不了產(chǎn)品計(jì)劃進(jìn)度。4.1.4 生產(chǎn)過(guò)程中的工藝文件必須齊套、正

28、確、完整，具體包括：a) 加工工藝過(guò)程卡片；b) 裝配工藝過(guò)程卡片；c) 氬弧焊典型工藝；d) 冷作沖壓工藝；e) 表面涂覆工藝；f) 磷化處理工藝； 5 可靠性工程5.1 概述產(chǎn)品的可靠性是產(chǎn)品質(zhì)量的重要組成部分，它是對(duì)產(chǎn)品在投入使用時(shí)無(wú)故障工作能力的度量，作為質(zhì)量就是生命的軍工產(chǎn)品，其產(chǎn)品可靠性至關(guān)重要。5.2 可靠性、維修性、保障性設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分運(yùn)用可靠性、維修性、保障性等工程設(shè)計(jì)技術(shù)，確保系統(tǒng)的可靠性及維修性、保障性滿足系統(tǒng)指標(biāo)和有關(guān)國(guó)軍標(biāo)要求。采取的具體措施如下：a) 所有零、部件和整件盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件，對(duì)系統(tǒng)所選用的材料及各元器件進(jìn)行優(yōu)選，提高各分部件的可靠性；b)

29、采用模塊化設(shè)計(jì)，縮短維修時(shí)間；c) 各種分部件、零部件在排列和布局上具有較好的可拆卸性及可操作性，盡可能借助于簡(jiǎn)單通用的工具即可快速拆卸；d) 各種接插座具有防差錯(cuò)措施及識(shí)別標(biāo)記；e) 部分重要設(shè)備、部件提供備件，并提供常規(guī)的維修工具；f) 結(jié)構(gòu)安裝件大量采用標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。g) 進(jìn)行必要的試驗(yàn)驗(yàn)證，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品的可靠性。zfd-12自發(fā)電系統(tǒng)是一種車載移動(dòng)式電站。因原動(dòng)機(jī)為汽車載車發(fā)動(dòng)機(jī)，所以自發(fā)電系統(tǒng)主要考慮軸帶防水發(fā)電機(jī)、電子調(diào)速系統(tǒng)和安裝支架的可靠性，維修性、保障性要求。依據(jù)gjb368-87裝備維修性通用規(guī)范、gjb450-80裝備研制與生產(chǎn)可靠性通用大綱對(duì)zfd-12自發(fā)

30、電系統(tǒng)進(jìn)行可靠性，維修性、保障性分析和論證。采用關(guān)鍵件的選型，關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)用。確?？煽啃?、維修性指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程按照下面模式對(duì)整個(gè)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)、試制、試驗(yàn)、驗(yàn)證過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。進(jìn)行可靠性、維修性、保障性 “三性”設(shè)計(jì)軍代表參與研制過(guò)程的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)的監(jiān)督滿足任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)要求試驗(yàn)驗(yàn)證5.6 維修性預(yù)計(jì)分析要提高自發(fā)電系統(tǒng)的任務(wù)完車能力，即自發(fā)電系統(tǒng)的可用性維修是一種手段，系統(tǒng)一旦發(fā)生故障能快速修好，恢復(fù)規(guī)定的功能，從而提高自發(fā)電系統(tǒng)的可用性。我們主要從設(shè)計(jì)上遵循“簡(jiǎn)化維修的工作，減少維修工作量及停機(jī)時(shí)間”的原則。從設(shè)計(jì)上進(jìn)行考慮，達(dá)到mttr 3h的要求?；謴?fù)故障主要包括：故障定位、故障隔離、分解、更換、再裝、調(diào)試、檢測(cè)。a) 可換性分析發(fā)電機(jī)的易損件，如電壓調(diào)節(jié)器，旋轉(zhuǎn)整流器,采用模塊式，一旦出現(xiàn)故障，立即更換即可。電壓調(diào)節(jié)器安放在汽車的駕駛室，旋轉(zhuǎn)整流器安裝在電機(jī)的軸端，拆裝更換極為方便。b) 可達(dá)性分析電機(jī)的連接線兩頭套上印有標(biāo)記的熱塑塑料套管，在外