寧夏DSNG系統(tǒng)的車體選型和穩(wěn)定性計(jì)算

文_ 張樹(shù)春 寧夏廣電總臺(tái)傳輸發(fā)射中心

寧夏DSNG系統(tǒng)的車體選型和穩(wěn)定性計(jì)算

文_ 張樹(shù)春 寧夏廣電總臺(tái)傳輸發(fā)射中心

數(shù)字衛(wèi)星新聞采集（DSNG，Digital Satellite News Gathering）是新一代的電子新聞采集系統(tǒng)（ENG），DSNG系統(tǒng)就是利用衛(wèi)星和數(shù)字采集系統(tǒng)將正在發(fā)生的事件進(jìn)行回傳和直播。

DSNG系統(tǒng)的車體選型和配重分析比較重要，因?yàn)檐圀w選型不好，可能導(dǎo)致載重量不足和使用空間不夠，影響現(xiàn)場(chǎng)工作的舒適度和車體的行駛區(qū)域、行駛速度受到限制；也是能否方便、快捷地采集和轉(zhuǎn)播突發(fā)性以及重要新聞事件的關(guān)鍵；配重分析則更加重要，計(jì)算不好會(huì)影響行車安全，所以本文加以重點(diǎn)說(shuō)明。

1 DSNG系統(tǒng)的車體選擇

DSNG系統(tǒng)的車體首先得具備良好性能，要有較強(qiáng)的越野性和快速機(jī)動(dòng)能力，要載重量大、通用性好，要利于改裝和安裝設(shè)備；其次車內(nèi)可用空間大，要留有設(shè)備散熱空間和空氣循環(huán)通道。近幾年國(guó)內(nèi)車改企業(yè)改裝了為數(shù)眾多作為DSNG系統(tǒng)使用的特種車輛，主要分為兩類：一類以豐田系列的4500、4700，悍馬系列、路虎系列、雪佛蘭系列等各類越野車作為改裝主體，一類以福特系列、奔馳系列、依維柯系列等各類廂式貨車作為改裝主體，前者民用系列的整車有效承載重量一般是700kg，軍用系列的整車有效承載重量一般是1200kg，后者的整車有效承載重量一般在2000kg以上。

經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，我們放棄了以越野車作為寧夏DSNG系統(tǒng)車體的想法，主要理由如下。

（1）相對(duì)廂式貨車，越野車的使用空間比較小，當(dāng)出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)由于空間狹小而使維修難度增加，尤其是出現(xiàn)線路故障時(shí)檢修難度更高；另外工作時(shí)操作人員也不是很舒適；

（2）車輛使用的基本要求是不能超載。雖然設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)安裝階段充分考慮了越野車的載重問(wèn)題，但在實(shí)際應(yīng)用中超載卻不可避免。可以粗略的估算：衛(wèi)星天線、室外型功放及安裝支架的總重約250kg；機(jī)柜、設(shè)備、UPS電源、信號(hào)輸入輸出接口、電源控制開(kāi)關(guān)及擋板等的總重約200kg；駕駛員、電動(dòng)支撐腿及其它附屬配件總重約200kg。上述3項(xiàng)的總重量約650kg，已經(jīng)接近民用越野車的有效承載重量，況且大多DSNG車還搭載2個(gè)訊道的攝錄設(shè)備。我們考察過(guò)的幾輛以民用越野車為載體的DSNG系統(tǒng)，用戶使用后的總體感受是車體超重：外出時(shí)車速起不來(lái)，除駕駛員外也不敢再坐人，為了防止板簧壓壞，停車后需要立即立起電動(dòng)支撐腿；

（3）美國(guó)悍馬系列和中國(guó)東風(fēng)猛士系列等軍用越野車，雖然載重量能夠滿足使用要求并有很好的越野性能，但使用空間相對(duì)比較狹窄。

剔除越野車后，通盤考慮福特系列、奔馳系列、依維柯系列等各類廂式貨車，出于車輛外形、使用空間、整車性能等各種因素，我們選用了奔馳系列的凌特(Sprinter)515作為寧夏DSNG系統(tǒng)的車體，該車滿載總質(zhì)量5000 kg；凈重2490 kg；外形尺寸6945（長(zhǎng)）×1993（寬）×2795（高）（mm）；內(nèi)部尺寸4300（長(zhǎng)）×1780（寬）×11940（高）（mm）；軸距4325 mm；發(fā)動(dòng)機(jī)采用OM646 DELA共軌燃油噴射(CDI)柴油機(jī)；排量2.148L；沖徑/沖程88.0/88.3mm；氣缸數(shù)是直列4缸；額定功率110kW（150HP）3800/rpm；最大扭矩330 Nm/1200～2400 rpm；車輛滿載后的最小離地間隙大于等于170（mm）；制動(dòng)系統(tǒng)為雙回路液壓四輪盤式制動(dòng)；轉(zhuǎn)向采用動(dòng)力輔助轉(zhuǎn)向；變速箱為手動(dòng)6速；驅(qū)動(dòng)形式為4×2后輪驅(qū)動(dòng)；懸掛系統(tǒng)是前橋獨(dú)立懸掛，后橋變截面板簧懸掛；輪胎為195/75 R16C；最高車速大于150 km/h；尾氣排放滿足歐洲三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2 DSNG系統(tǒng)的整車載荷及穩(wěn)定性計(jì)算

在進(jìn)行總體布置時(shí)，要對(duì)整車設(shè)備進(jìn)行合理布置，注意前后軸的軸荷分配比例、左右兩側(cè)的平衡及整車質(zhì)心高度變化，同時(shí)通過(guò)概算確保前后軸軸荷和整車質(zhì)心高度在原底盤廠家的規(guī)定范圍內(nèi)，保證改裝后整車性能不會(huì)下降。

2.1 改裝后車輛質(zhì)量分布圖及質(zhì)心位置

設(shè)備安裝位置基準(zhǔn)設(shè)定為：X-前輪中心線（前負(fù)后正）；Y-整車左右對(duì)稱中心線（左負(fù)右正）；Z-車廂地板平面（下負(fù)上正）。根據(jù)車輛和車上設(shè)備的質(zhì)量及安裝位置，改裝后車輛的質(zhì)量分布圖和質(zhì)心位置（X、Y、Z）如圖1所示。

圖1 改裝后車輛的質(zhì)量分布圖

2.2 滿載狀態(tài)質(zhì)心計(jì)算表（如表1所示）

2.3 整車質(zhì)心及負(fù)載計(jì)算（如表2所示）

2.4 整車穩(wěn)定性計(jì)算

2.4.1 質(zhì)心高度穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)GJB219-86中關(guān)于質(zhì)心高度的要求，整車質(zhì)心距地面高度應(yīng)滿足下式規(guī)定：b/hg＞φ；B/（2hg）＞φ（φ為路面附著系數(shù)，一般取φ=0.7）。

經(jīng)計(jì)算，b/hg＝1555/1113＝1.397＞0.7， B/（2hg）＝1708/(2×1113)＝0.767＞0.7滿足要求。

2.4.2 縱向穩(wěn)定性計(jì)算（如表3所示）

2.4.3 橫向穩(wěn)定性計(jì)算

2.4.3.1 橫坡上直線行駛計(jì)算

根據(jù)汽車設(shè)計(jì)理論，汽車滿足穩(wěn)定性要求的條件為B/（2*Hg）＞φ（即汽車發(fā)生側(cè)翻之前先發(fā)生側(cè)向滑移），式中：B為汽車輪距，Hg為汽車質(zhì)心距地面的高度，φ為路面附著系數(shù)，一般取φ=0.7。

B/(2*hg)＝0.767（B為1708），計(jì)算值＞0.7，整車在橫坡上作直線行駛時(shí)，汽車發(fā)生側(cè)翻車前，必先發(fā)生側(cè)滑，故行駛安全。

表1 滿載狀態(tài)質(zhì)心計(jì)算表

表2 整車質(zhì)心及負(fù)載計(jì)算

表3 縱向穩(wěn)定性計(jì)算

2.4.3.2 水平路面最小轉(zhuǎn)彎時(shí)計(jì)算

3 結(jié)論

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果表明，整備和滿載狀態(tài)下，改裝后的車輛軸荷均在廠定范圍之內(nèi)，整車載荷前后左右分配合理（左右輪負(fù)載比例差小于4%），車輛側(cè)傾穩(wěn)定角符合《GB7258-2004 機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》的規(guī)定（均大于30°）。

張樹(shù)春：高級(jí)工程師

寧夏廣播電視衛(wèi)星地球站站長(zhǎng)