衛(wèi)星直播車頂棚設(shè)計(jì)方案探索

鄧中軍 羅強(qiáng)

摘要：衛(wèi)星直播（通訊）車是一種裝載有衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的特殊改裝車，被廣泛應(yīng)用在廣播電視、電信通訊和部分行業(yè)應(yīng)急通訊中。這類車都是在不同類型的商品車基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝而來(lái)，其中在原車頂棚加裝衛(wèi)星天線等設(shè)備是每輛車都要進(jìn)行的改裝。不同的車型、不同的功能需求有著不同的頂棚布局設(shè)計(jì)改裝方案，在此就南昌廣播電視臺(tái)衛(wèi)星直播車建造為例和大家共同探討車頂頂棚的布局和改裝。

關(guān)鍵詞：布局 散熱 噪音共振

南昌廣播電視臺(tái)于2014年開始建造第一臺(tái)高清衛(wèi)星4+2訊道轉(zhuǎn)（直）播車。根據(jù)日常使用區(qū)域地形、氣候條件和實(shí)際需求狀況，經(jīng)過(guò)充分調(diào)研和走訪，參考其他單位成功經(jīng)驗(yàn)，我們最后選擇了一類底盤車型：德國(guó)奔馳公司Vario 816D廂式貨車，對(duì)其進(jìn)行整車改裝。整車主要組成設(shè)備包括底盤改造、車頂平臺(tái)、電源設(shè)備、音視頻、衛(wèi)星設(shè)備、照明系統(tǒng)、平衡支撐系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等部分。本文主要探討車頂棚改造設(shè)計(jì)方案。

車頂設(shè)備放置布局

根據(jù)功能需要，我們?cè)?16D車頂上安裝1.8米Ku波段衛(wèi)星天線系統(tǒng)（此天線安全活動(dòng)最大距離2.37米）、電子羅盤天線、空調(diào)室外機(jī)組（兩臺(tái)）、衛(wèi)星天線監(jiān)控?cái)z像頭、發(fā)電機(jī)散熱器、無(wú)線微波攝像機(jī)接收天線（兩組四支）、無(wú)線通訊車載中繼電臺(tái)天線以及車頂安全護(hù)欄等眾多設(shè)備。如何在有限車頂空間合理安全布局這些設(shè)備是一大難題。車頂棚區(qū)域整體布局要均衡合理，要兼顧到車輛靜態(tài)、動(dòng)態(tài)前后左右的承載重量和風(fēng)阻平衡，還要嚴(yán)格控制車體的靜、動(dòng)態(tài)重心和整車高度符合GY/T222-2006標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定車輛安全范圍，要充分考慮放置各設(shè)備之間的散熱以及散熱效率的問(wèn)題。為此我們和集成商、設(shè)備供應(yīng)商多次溝通，反復(fù)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，最后得出了一個(gè)最佳方案，各項(xiàng)設(shè)備擺放位置如圖一、圖二所示。

車頂棚改造方案實(shí)施

為了在車頂安裝衛(wèi)星天線系統(tǒng)、電子羅盤、空調(diào)外機(jī)、發(fā)電機(jī)散熱器、GPS天線、衛(wèi)星天線觀察攝像頭及照明燈等附件，并提供一個(gè)可承重的多功能高位作業(yè)、維修平臺(tái)，我們對(duì)原車的車頂進(jìn)行重新加固，然后安裝鋁制的輕型車頂平臺(tái)。平臺(tái)四周和中間部分與原車頂緊密結(jié)合，車頂放置的所有設(shè)備固定在這個(gè)承載平臺(tái)上。

加裝承載平臺(tái)方案優(yōu)點(diǎn)是：一、整個(gè)車頂承載能力大，受力分布均勻，設(shè)備安裝位置可按需擺放，不受承重位置限制，車頂空間利用率較高，日后的設(shè)備維護(hù)維修拆裝方便。二、車頂開孔少，車頂只需開兩個(gè)空調(diào)出風(fēng)口（兩臺(tái)空調(diào)），一個(gè)倒J型進(jìn)、出線管孔即可，防水工藝簡(jiǎn)單。加裝承載平臺(tái)方案缺點(diǎn)是：一、平臺(tái)整體施工工藝較為復(fù)雜，平臺(tái)加工精度要求高，施工周期長(zhǎng)。二、增加了建造成本。三、增加了車體總體重心和車身高度，對(duì)車輛的行駛和擺放會(huì)有一定的影響，但不會(huì)影響安全。如圖三圖四。

車頂部分設(shè)備產(chǎn)生大量熱能的有兩臺(tái)Xicom 1：1 400W TWTA功放器、兩臺(tái)40V空調(diào)外機(jī)、發(fā)電機(jī)水冷散熱器。這三套設(shè)備受車頂棚面積限制，只能緊湊地放置在一起，涼風(fēng)、熱風(fēng)走向需統(tǒng)籌考慮，否則會(huì)相互影響，降低散熱效果。

兩臺(tái)400W功放器安放在衛(wèi)星天線系統(tǒng)防塵罩內(nèi)，防塵罩下擺處有散熱孔，通過(guò)前后對(duì)流和風(fēng)扇散熱（如圖五）。南昌的夏天室外溫度時(shí)常超過(guò)39℃，要保證高溫天氣下各類設(shè)備正常工作，選用了兩臺(tái)空調(diào)。兩臺(tái)空調(diào)外機(jī)按布局只能是并排擺在車頂，前后又有物體遮擋和其他散熱系統(tǒng)存在，因此空調(diào)外機(jī)散熱排風(fēng)方向和散熱效率是成為我們重點(diǎn)考慮因素。我們選擇的發(fā)電機(jī)組是德國(guó)熊貓車載超靜音發(fā)電機(jī)組，此發(fā)電機(jī)組采用雙水冷散熱系統(tǒng)，散熱效率高，適合連續(xù)滿負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間工作。散熱器安裝方式靈活，擁有車頂、車側(cè)、車底三種方式安裝，我們選擇車頂安裝方式。散熱器通過(guò)風(fēng)扇垂直向上排熱風(fēng)，涼風(fēng)從散熱器底部進(jìn)入，形成風(fēng)冷熱交換氣流，提高了各散熱系統(tǒng)的效率。

由于車體自身空間的限制，加上各種設(shè)備開啟后散熱風(fēng)扇齊轉(zhuǎn)，導(dǎo)控區(qū)工作時(shí)的噪音較大。噪聲源主要來(lái)自車內(nèi)設(shè)備風(fēng)扇、空調(diào)出風(fēng)、車頂設(shè)備運(yùn)行所產(chǎn)生的震動(dòng)傳導(dǎo)引起共振。設(shè)備風(fēng)扇產(chǎn)生的噪音無(wú)法人為降低，但空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的部分噪音是可以人為降低的。空調(diào)系統(tǒng)所產(chǎn)生的噪音主要來(lái)自外機(jī)與車頂引起的共振（低頻）和空調(diào)通風(fēng)管道、出風(fēng)口制作工藝所產(chǎn)生風(fēng)噪?？照{(diào)外機(jī)工作時(shí)所產(chǎn)生的震動(dòng)會(huì)通過(guò)固體傳導(dǎo)給車頂，而原車頂結(jié)構(gòu)本身是一個(gè)易產(chǎn)生震動(dòng)的空腔體，此時(shí)空調(diào)外機(jī)產(chǎn)生的震動(dòng)與傳導(dǎo)到車頂?shù)恼饎?dòng)極易產(chǎn)生疊加形成共振，將外機(jī)的震動(dòng)噪聲放大，而這種震動(dòng)噪聲是一種嗡嗡的低頻噪聲，會(huì)讓人感到特別難受。降低這種噪音一般通過(guò)調(diào)整壓縮機(jī)底角彈簧來(lái)減小震動(dòng)幅度，改變震動(dòng)頻率。然后再在空調(diào)外機(jī)與車頂固定法蘭銜接處增加軟性減震構(gòu)件，降低震動(dòng)傳導(dǎo)給車頂?shù)哪芰?，共振引起的嗡嗡低頻噪聲會(huì)有所降低。同時(shí)在空調(diào)風(fēng)道增加柔性貼面材料，空調(diào)出風(fēng)口打磨毛刺和銳角。經(jīng)過(guò)這些綜合處理，空調(diào)噪音會(huì)大大降低。當(dāng)然，此類噪聲的控制要在監(jiān)造過(guò)程去發(fā)現(xiàn)和調(diào)整，如果整車完成后再來(lái)調(diào)整將非常困難。

車頂棚改造應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

一、空調(diào)外機(jī)出風(fēng)口與車頂結(jié)合處的防水處理。盡量不要讓空調(diào)外機(jī)出風(fēng)口直接與車頂開口處對(duì)接，而是通過(guò)一個(gè)具有一定高度的梯型法蘭盤對(duì)接。一方面能給今后空調(diào)外機(jī)的維護(hù)和維修留有拆裝空間，另一方面可以有效提高車頂防水高度（高出原車頂平面）。

二、倒J型管子的高度。此處為整車內(nèi)外所有線路進(jìn)出車體的地方。由于是倒J型管子，所以安裝后管子進(jìn)線口的開口是朝下的，雨水不會(huì)直接通過(guò)管道進(jìn)入車體內(nèi)部。

三、車頂設(shè)備承載平臺(tái)的排水孔。為了使整個(gè)車頂受力均衡和提高整體承載強(qiáng)度，車頂設(shè)備承載平臺(tái)周邊是與原車頂結(jié)構(gòu)形狀緊密吻合的，沒(méi)有間隙。平臺(tái)工作面與原車頂面形成一個(gè)長(zhǎng)方體，在遇到下雨時(shí)會(huì)有雨水進(jìn)入平臺(tái)下方，雨水一般會(huì)通過(guò)平臺(tái)設(shè)在四個(gè)角上的排水孔流到平臺(tái)外邊。

四、由于在車頂尾部并排安放了兩臺(tái)空調(diào)外機(jī)，日常技術(shù)人員無(wú)法從車頂尾部走到車頂前部（上車頂扶梯在車尾門上），給車頂設(shè)備維護(hù)和維修帶來(lái)不便。為此，我們?cè)谲図斊脚_(tái)上增加了一個(gè)可拆裝的跨橋，橫跨在空調(diào)外機(jī)上。平時(shí)可通過(guò)跨橋走到車頂前部，對(duì)衛(wèi)星天線系統(tǒng)進(jìn)行必要保養(yǎng)和維護(hù)。如遇對(duì)空調(diào)外機(jī)進(jìn)行維修時(shí)，可將跨橋卸掉，保證了日常設(shè)備維護(hù)的便捷性。

小結(jié)

車輛經(jīng)過(guò)改裝后，靜、動(dòng)態(tài)的車狀安全，在惡劣氣候條件下各設(shè)備系統(tǒng)能安全有效地工作。2017年的夏天，南昌氣溫創(chuàng)歷史新高，預(yù)報(bào)氣溫40℃以上達(dá)多日。衛(wèi)星直播車參與了中國(guó)人民解放軍建軍90周年、南昌國(guó)際馬拉松等大型活動(dòng)。在各項(xiàng)活動(dòng)期間，衛(wèi)星直播車連續(xù)多日全天侯工作（自備發(fā)電供電），供電、空調(diào)等系統(tǒng)工作一切正常，經(jīng)受住了高溫、高濕度、特大暴雨、超長(zhǎng)連續(xù)工作時(shí)間等考驗(yàn)。

（作者單位：南昌廣播電視臺(tái)）