一種側擴展電視轉播車車體的結構設計

馮永業

鄭州紅宇專用汽車有限責任公司　 河南鄭州　 451450

一種側擴展電視轉播車車體的結構設計

馮永業

鄭州紅宇專用汽車有限責任公司 河南鄭州 451450

介紹了一種采用側擴展結構的電視轉播車車體的設計思路，主要圍繞整車結構設計、側拉擴展傳動機構形式、滑道結構、側拉廂體電動一鍵控制系統、側拉廂體密封結構、空調系統和供配電系統的設計方法進行闡述，以滿足電視轉播車輛的使用要求。

電視轉播車 側拉廂體 齒輪齒條傳動系統 側拉滑道機構

1　前言

普通艙/廂體（如圖1）的寬度因受標準法規的限制不能大于2.5 m，故車輛不能滿足對大型指揮、通訊、醫療等辦公場所的空間需求。而擴展艙體（車輛）能夠將廂內有限的空間進行擴展，可有效解決車廂內設施布局不足的問題和滿足操作空間的要求，以達到專用車輛的特殊需求。擴展艙體（車輛）系統（如圖2）的研究為特種車輛在空間擴展上提供了一項較好的技術運用。

本項目主要研發的是一種側拉（擴展）廂體。側拉廂體的驅動傳動機構用于側拉廂體的擴展和收攏，同時承受運輸時側拉廂體的側向負荷，并需要保證運輸時擴展側拉廂體鎖止可靠及運輸安全。側拉廂體周邊設計有密封裝置，保證密封、隔音性能良好，在側拉廂體完全打開或閉合時均無滲水問題。

圖1　普通艙（廂）體

圖2　擴展艙體（車輛）

2　整體結構設計

該車主要由二類汽車底盤、直掛廂體、側拉（擴展）廂體、駐車平衡支撐系統、齒輪齒條傳動系統、側拉滑道機構、側拉廂體電動一鍵控系統、側拉廂體密封結構裝置、側拉平臺與抽拉折疊梯、空調系統和電氣控制系統等組成部分（如圖3）。

圖3　車體外形圖

2.1側拉（擴展）傳動機構

擴展廂的核心是側拉廂體的驅動傳動機構（如圖4）。它用于側拉廂體的擴展和收攏，同時承受運輸時側拉廂體的側向負荷，保證運輸時擴展側拉廂體鎖止可靠及運輸安全。驅動傳動機構的好壞直接關系到擴展艙的靈活程度及可靠性。項目前期對采用什么樣的方式進行系統設計有著充分的比較與論證，最終選用來自直流減速電動機作為擴展廂的動力。直流減速電動機由直流電動機與PX行星減速器構成，通過蝸輪蝸桿減速，齒輪齒條副帶動擴展廂伸縮。該機構自鎖能力好，無需特殊保養，在電器系統出現故障時也可應急手動驅動。直流減速電動機通過電機的初級減速能把電機的高速旋轉降低至350 r/min后，再傳送到下一級蝸輪蝸桿減速機，經第二級減速后，擴展廂齒輪齒條副傳動的輸入轉速為7 r/min。齒輪齒條副的齒輪節圓直徑選用80 mm，齒條齒距10 mm；經計算，車廂擴展900 mm，運行時間約為30 s，實際電動時間≤30 s；單邊額定承載可達2 t，手搖力≤10 kg。

圖4　擴展方案示意圖

2.2滑道機構

滑道機構用于左右側艙的擴展和收攏，每邊側艙各有一套。滑道機構由定軌、動軌和滑輪組組成，滑輪組由定軌與廂體底架副梁連接裝配，動軌與活動艙底部連接。動軌沿著滑輪組運動，側拉廂體的滑道機構采用12#槽鋼做動軌，雙密封軸承滾輪結構，導向和承載結構良好。

2.3側拉廂體電動一鍵控系統

側拉（擴展）系統選擇合適的控制策略（主從控制、互為主從控制）以及選擇合適的控制方法，可極大提高同步精度、方便操作及使用。配置線控和面板控制分為兩種，運動控制裝置設置了機械和電報互鎖控制裝置，能夠根據側拉廂體的運動位置而準確互鎖，以便使側拉廂體處于完全拉出或收攏的位置。

為確保側拉廂體控制方式的可行性和可靠性，專門進行了模擬電路試驗，以進一步驗證電動控一鍵系統運動位置是否能準確互鎖和執行的可靠性，從而對控制電路進一步驗證和分析。同時，增加測試點控電路，分析、對比點控電路和自控電路的可行性方案和分析結論。

經反復模擬測試，自控電路能夠滿足側拉廂體電動一鍵控系統，同時增加了模擬點控電路。盡管點控電路也能滿足使用要求，但是不如自控操作方便。同時，自控電路也設有應急停止按鍵，能夠充分解決自控應急處置。模擬驗證其初步設計方案可行，能夠達到設計使用要求，故樣車側拉廂體控制方式采用電動一鍵控系統。

2.4側拉廂體密封結構

為滿足側拉廂體擴展系統在溫度變化、風雨、砂塵、日曬及煙霧等惡劣自然環境下能夠正常工作，側拉廂體密封結構在設計上選用的是一種新型側拉口專用型材，臺階式結構，新型的氣囊式密封條與固定封條表面密封嚴實，并在固定廂板和側拉廂板之間的銜接處形成階梯狀的密封結構，從而提高密封效果，起到了良好的防雨、防風作用，整體強度高，極大地延長了車廂的使用壽命。側拉廂體設計安裝有展開和閉合密封措施（如圖5），系統集成前，在經廂體裝配調整行駛實驗后，又在專業的淋雨實驗室內進行淋雨實驗。淋雨實驗的降雨強度為7～9 mm/min。噴射方向與鉛垂成45o，降雨時間不少于60 min。經實驗驗證，廂體和側拉廂的密封性能良好。

2.5側拉平臺與抽拉折疊梯

在音頻區右側單開門下方設有抽拉平臺（圖2中的紅色線圈所示），平臺滑動機構為8#槽鋼和帶軸承的滾輪組成，行車時收納至車廂下部，駐車時可將其拉出。平臺內含不銹鋼折疊抽拉工作梯，以方便工作人員出入。在平臺上面裝有可折疊不銹鋼防護欄，平臺和抽拉折疊梯表面均貼覆3 mm厚的花紋鋁板，做防滑處理，在車廂外部裝有拉手及安全標識。

特種車輛通常都在側面或擴展部位配備有抽拉的工作平臺，抽拉平臺周圍若無防護設施，便會對車輛上的工作人員存在著一定的安全隱患。技術解決方案是提供一種可倒伏的扶手裝置，在車輛擴展平臺部位提供一個可靠防護屏障，扶手通過底座和固定銷能夠直立和倒伏。

特種車在其側面基本上開有工作門。為便于工作人員進入車體，一般都需要在工作門位置加裝一個梯臺。故此設計了一種結構簡單、使用簡便和安全可靠的手動滑動抽拉梯臺。

圖5　側拉廂體密封結構示意圖

2.6空調系統

在廂體后部安裝有室外機，工作區和設備分開，并可根據分區情況進行調節。

a. 出風方式：所有工作區域采用浸淋式出風方式，經送風道并通過沖孔頂板令冷風均勻分散地吹到車內空間，使工作人員感受到涼爽但沒有受冷風直吹的感覺。

b. 強制出風風道：為了解決機柜（發熱量大的設備）的冷卻問題，在機柜上面設有專門的強制出風孔，使設備機柜正面強制地吸收冷風而帶走熱量，在達到冷卻目的同時，并不會造成工作人員過冷的感覺。

c. 冷熱交換：空調室內機安裝在機架的上部，目的是將機架后部設備所散發的熱量全部吸回到空調機內，轉換為冷風，再經過送風道吸收到設備架前，經過空氣的流動形成一個大的循環，使車內工作人員和設備所產生的熱量通過空調的轉換達到一個平衡的溫度，保證有一個良好的工作環境（如圖6）。空調室內機的防積水和排水措施如圖7所示。室內機的下面安裝鋁制防水托盤，室內機和托盤分別有排水管將積水排出車外。

2.7駐車平衡支撐

轉播車安裝有自動調平液壓支撐腿和手動支撐腿，可以有效防止工作人員上下車時引起車的晃動，保證駐車時車內設備和人員能在平穩的環境中工作。另外，通信車在較長時間內不使用時，用支撐腿支撐車體，可以減輕車身對輪胎的壓力，延長輪胎壽命。

自動調平液壓支撐腿以24 V直流電源為動力源，將支撐腿通過安裝支架固定在汽車大梁的合適位置，使用時支撐腿向下伸出觸地，將車身頂起，使車輛的大部分自重由支撐腿支撐，從而保持車體的平穩，減輕車輛彈簧鋼板負載。使用完畢，支撐腳向上收起收藏，離地有足夠的高度，以保證有足夠的允許離去角，確保不影響行車及設備的安全。

圖6　機柜散熱模型示意圖

圖7　空調室內機的防積水和防排水措施示意圖

2.8供配電系統

為了滿足現場電視轉播功能，提供良好的工作環境，保證用電設備的安全，在市電接入集中控制系統之前，增加隔離變壓器；為提高轉播設備的可靠性，配置在線式UPS保護。供電系統的設計符合GB 9378－88《配電系統設計標準》國家標準。整車配電系統由隔離變壓器、配電控制盤（配電盤）、UPS、直流電源、充電機、照明系統等組成。內部電氣系統如圖8所示。

電源供給采用三相電和單相電互備。這樣在不具備三相電的場合，轉播車依然可以正常工作。

圖8　供配電氣系統圖

380V外部電源接入車內首先經過隔離變壓器隔離，從隔離變壓器輸出一路220 V進入配電柜，然后再分三路供給設備和空調。其中兩路分別接入兩臺3 P空調，另一路接入穩壓電源。穩壓電源可以通過萬轉開關旁通，確保電路的暢通。穩壓后再經UPS進入配電柜。此處UPS通過萬轉開關可以旁通，確保UPS故障時電路的暢通。通過配電柜后，將UPS電力送入到用電設備。

為了安全起見，整車電源的啟動設立一個啟動按鈕開關。在外電輸入正常的情況下按下啟動按鈕，交流接觸器吸合，電源才真正地送到了控制車內各個部位的空氣開關。如果發生電源瞬間中斷現象，即電源突然中斷然后又通電的情況，交流接觸器會在電源中斷的瞬間自動斷開，啟動按鈕也恢復到斷開。電源再次接通時，由于啟動按鈕開路，交流接觸器不會吸合，這樣便可以避免瞬間電流過大而燒壞車內設備情況的發生。

2.9廂體設計

廂體與大梁緊固采用的是高強度騎馬螺栓將廂體與大梁連接，中間墊橡膠減震墊，起到減振、防移動作的作用。車廂制造工藝采用鋼骨架、鋁蒙皮制造工藝。四角立柱采用高強度專用鋁型材護板，圓弧過渡，美觀大方。廂板制作采用意大利進口熱壓機壓制成型的正壓粘接一次成型技術。

3　結語

側擴展（電視轉播車）經用戶應用結果表明，完全能滿足廂體擴展內部空間要求，機構運行穩定，操控簡便，擴展廂體展開和閉合結構符合密封性能的要求，擴展傳動機構系統（側拉廂），經過質量檢測結果和用戶應用，達到了軍用方艙的標準要求，完全能滿足各類功能性方艙的需要。也可為需要擴展的方艙或專用車輛如電視轉播車、房車、通訊車、野外會議車、指揮車、監控車和其他特種設備車輛等提供參考。

Structure Design of A Lateral Spread OB Van Body

FENG Yong-ye

A structure of TV OB van body design with lateral spread was Introduced, the vehicle structure design, side pull expansion transmission mechanism, a slideway structure, the side pull box body electric button control system, side pull car body sealing structure, air conditioning system and for distribution system design methods are presented in this paper, meeting the users' requirements for TV OB Van.

TV OB van; side pull car body; rack and pinion drive system; side pull slide mechanism

馮永業，男，1978年生，工程師，現從事專用車設計工作。

U469.6.03

C

1004-0226(2016)07-0103-04

2016-04-13