宁夏DSNG系统的车体选型和稳定性计算

文_ 张树春 宁夏广电总台传输发射中心

宁夏DSNG系统的车体选型和稳定性计算

文_ 张树春 宁夏广电总台传输发射中心

数字卫星新闻采集（DSNG，Digital Satellite News Gathering）是新一代的电子新闻采集系统（ENG），DSNG系统就是利用卫星和数字采集系统将正在发生的事件进行回传和直播。

DSNG系统的车体选型和配重分析比较重要，因为车体选型不好，可能导致载重量不足和使用空间不够，影响现场工作的舒适度和车体的行驶区域、行驶速度受到限制；也是能否方便、快捷地采集和转播突发性以及重要新闻事件的关键；配重分析则更加重要，计算不好会影响行车安全，所以本文加以重点说明。

1 DSNG系统的车体选择

DSNG系统的车体首先得具备良好性能，要有较强的越野性和快速机动能力，要载重量大、通用性好，要利于改装和安装设备；其次车内可用空间大，要留有设备散热空间和空气循环通道。近几年国内车改企业改装了为数众多作为DSNG系统使用的特种车辆，主要分为两类：一类以丰田系列的4500、4700，悍马系列、路虎系列、雪佛兰系列等各类越野车作为改装主体，一类以福特系列、奔驰系列、依维柯系列等各类厢式货车作为改装主体，前者民用系列的整车有效承载重量一般是700kg，军用系列的整车有效承载重量一般是1200kg，后者的整车有效承载重量一般在2000kg以上。

经过实地考察，我们放弃了以越野车作为宁夏DSNG系统车体的想法，主要理由如下。

（1）相对厢式货车，越野车的使用空间比较小，当出现设备故障时由于空间狭小而使维修难度增加，尤其是出现线路故障时检修难度更高；另外工作时操作人员也不是很舒适；

（2）车辆使用的基本要求是不能超载。虽然设计人员在设计安装阶段充分考虑了越野车的载重问题，但在实际应用中超载却不可避免。可以粗略的估算：卫星天线、室外型功放及安装支架的总重约250kg；机柜、设备、UPS电源、信号输入输出接口、电源控制开关及挡板等的总重约200kg；驾驶员、电动支撑腿及其它附属配件总重约200kg。上述3项的总重量约650kg，已经接近民用越野车的有效承载重量，况且大多DSNG车还搭载2个讯道的摄录设备。我们考察过的几辆以民用越野车为载体的DSNG系统，用户使用后的总体感受是车体超重：外出时车速起不来，除驾驶员外也不敢再坐人，为了防止板簧压坏，停车后需要立即立起电动支撑腿；

（3）美国悍马系列和中国东风猛士系列等军用越野车，虽然载重量能够满足使用要求并有很好的越野性能，但使用空间相对比较狭窄。

剔除越野车后，通盘考虑福特系列、奔驰系列、依维柯系列等各类厢式货车，出于车辆外形、使用空间、整车性能等各种因素，我们选用了奔驰系列的凌特(Sprinter)515作为宁夏DSNG系统的车体，该车满载总质量5000 kg；净重2490 kg；外形尺寸6945（长）×1993（宽）×2795（高）（mm）；内部尺寸4300（长）×1780（宽）×11940（高）（mm）；轴距4325 mm；发动机采用OM646 DELA共轨燃油喷射(CDI)柴油机；排量2.148L；冲径/冲程88.0/88.3mm；气缸数是直列4缸；额定功率110kW（150HP）3800/rpm；最大扭矩330 Nm/1200～2400 rpm；车辆满载后的最小离地间隙大于等于170（mm）；制动系统为双回路液压四轮盘式制动；转向采用动力辅助转向；变速箱为手动6速；驱动形式为4×2后轮驱动；悬挂系统是前桥独立悬挂，后桥变截面板簧悬挂；轮胎为195/75 R16C；最高车速大于150 km/h；尾气排放满足欧洲三级标准。

2 DSNG系统的整车载荷及稳定性计算

在进行总体布置时，要对整车设备进行合理布置，注意前后轴的轴荷分配比例、左右两侧的平衡及整车质心高度变化，同时通过概算确保前后轴轴荷和整车质心高度在原底盘厂家的规定范围内，保证改装后整车性能不会下降。

2.1 改装后车辆质量分布图及质心位置

设备安装位置基准设定为：X-前轮中心线（前负后正）；Y-整车左右对称中心线（左负右正）；Z-车厢地板平面（下负上正）。根据车辆和车上设备的质量及安装位置，改装后车辆的质量分布图和质心位置（X、Y、Z）如图1所示。

图1 改装后车辆的质量分布图

2.2 满载状态质心计算表（如表1所示）

2.3 整车质心及负载计算（如表2所示）

2.4 整车稳定性计算

2.4.1 质心高度稳定性计算

根据GJB219-86中关于质心高度的要求，整车质心距地面高度应满足下式规定：b/hg＞φ；B/（2hg）＞φ（φ为路面附着系数，一般取φ=0.7）。

经计算，b/hg＝1555/1113＝1.397＞0.7， B/（2hg）＝1708/(2×1113)＝0.767＞0.7满足要求。

2.4.2 纵向稳定性计算（如表3所示）

2.4.3 横向稳定性计算

2.4.3.1 横坡上直线行驶计算

根据汽车设计理论，汽车满足稳定性要求的条件为B/（2*Hg）＞φ（即汽车发生侧翻之前先发生侧向滑移），式中：B为汽车轮距，Hg为汽车质心距地面的高度，φ为路面附着系数，一般取φ=0.7。

B/(2*hg)＝0.767（B为1708），计算值＞0.7，整车在横坡上作直线行驶时，汽车发生侧翻车前，必先发生侧滑，故行驶安全。

表1 满载状态质心计算表

表2 整车质心及负载计算

表3 纵向稳定性计算

2.4.3.2 水平路面最小转弯时计算

3 结论

根据以上计算结果表明，整备和满载状态下，改装后的车辆轴荷均在厂定范围之内，整车载荷前后左右分配合理（左右轮负载比例差小于4%），车辆侧倾稳定角符合《GB7258-2004 机动车运行安全技术条件》的规定（均大于30°）。

张树春：高级工程师

宁夏广播电视卫星地球站站长