范雷彪

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汽車雙排路通風換氣裝置

范雷彪

摘 要：利用車頂行李架基本結構以及車門下方支撐框架中的空隙在其內部配置必要的元件和機構（碟閥、連桿機構）在保留使原有功能作用的基礎上又具有通風換氣功能。關鍵詞：排風換氣裝置；行李架；蝶閥；電磁操縱開關

中圖分類號：U463.9

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2016)02-28-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.010

CLC NO.: U463.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)02-28-03

引言

現(xiàn)行的各類轎車及越野車其密閉性能越來越強隨之而來的問題是車廂內通風換氣功能的改善不夠理想，雖然在一些中高檔車內裝有內外循環(huán)系統(tǒng)，但是其循環(huán)流量較小對氣流的外排主要靠氣體的滲、泄、露，此方式難以滿足開車人長時間對供氧量的需求（供氧不足易使人出現(xiàn)疲勞），要保障車廂內的空氣質量仍需靠傳統(tǒng)方法（開天窗或側窗）來實現(xiàn)，這樣做一是有噪音；二是在冬季只能臨時開一會不能長久，因此為各類汽車配置一套高效的排放裝置是必然之選。

1、基本結構

雙排路換氣裝置是由上部排氣系統(tǒng)和下部排氣系統(tǒng)兩部分構成。上部排氣系統(tǒng)是利用了行李架的外形結構將其與車廂內部貫通并使尾端開口，之后在內部增設一套輔助機構而形成（見圖1）。在內部結構中增設了三道密封閥門，它們分別被安置在尾端排氣口、前端的進氣口和中間位的進氣口處，閥門的開啟由前置的電磁操縱開關，控制內設的連桿機構。閥門是選用了自由翻轉蝶閥（洗手池中應用的那種），這種閥的成本較低密封性能可靠開啟靈活。

下部排氣系統(tǒng)是利用車架的支撐框在四個門下方的那一段部分，在其內通一根異形塑料管，管的一端通過彎頭通出車體，同時在四個門下方的位置處開四個口，每個口加設一滑移堵蓋。

圖1

2、功能作用

采用上下雙排風結構是考慮到在冬季和夏季汽車對排風目的不同需求，在冬季排風要考慮到兩方面因素，即保溫和除哈氣作用因此走上排風系統(tǒng)合適；在夏季排風走下排路既有利于通風還又有著明顯的降溫效果（座底一部分熱量會隨氣流帶出）增加了舒適敢同時也不會帶起塵埃。

2.1 通風換氣量大無噪音

我們知道長時間行駛的汽車在密閉的情況下車廂內易使二氧化碳濃度升高（特別是在冬季開空調的時候），在這種狀態(tài)下極易導致駕駛員疲勞、反應遲緩。開啟天窗或側窗一方面有較大的噪音，另一方面也不易保持車廂溫度，還影響車速。如果為汽車配置有這種裝置后此些問題就可以有效的解決，因為汽車在行進中頂部和底部產生的擾動氣流能快速的將車廂內氣體帶出，這是因為氣流的流速與車速成正比，使車廂內外形成較大的壓差，即使人在車內抽煙也不會太影響到車內的空氣質量。

2.2 除哈氣防結霜、降溫效果明顯

在冬季應用該裝置有著明顯的防結霜效果，我們知道在冬季如果車內人多時即使開啟暖風吹也阻止不了玻璃結霜，有了該裝置后車廂內人員哈出的部分水氣會隨著空氣的流動而排出外部，可極大的減少霜的形成量。

在夏季車停放時間略長些車廂溫度會升的很高有時可達到40°至50°度，使人一下難以進入，有了該裝置車廂與外部形成貫通部分熱量會被排出起到限定車廂內溫度的不斷高升的作用。

3、排風換氣裝置的結構部件及成本

在上排風系統(tǒng)中共由七個構件組成，在外形結構中有前端的尼龍腔體（或硬塑料材質）；中間為鋁合金導管；硅橡膠墊；尾端布設有尼龍支座。在內部結構里有電磁操縱開關；連桿機構；蝶閥。下排風系統(tǒng)由四個滑移堵蓋加堵塞構件。

圖2

相關部件的成本：

①前端的尼龍腔體（見圖2），該部件的作用是對鋁合金導管起支撐與連接作用也是電磁操縱開關與連桿機構的安裝位，其形狀由注塑形成，一套注塑模具約5000元（由幾何尺寸決定），根據(jù)結構粗略計算其重量約有80克，尼龍的價格為12元/公斤，則單個價格為80×12/1000≈1.0元。

②鋁合金導管，導管呈直線布設緊貼與車頂，這樣不會影響到轎車的美觀性（結構形狀見圖2），長度約為1.6米，壁厚1.6mm。開模具費用約3000元，鋁合金的單價22元/公斤。根據(jù)截面結構計算周長：3.14×4+4+6＝22.56cm，底面積：22.56×0.16＝3.6cm2，鋁合金的比重2.7，則重量＝3.6×2.7×160=1458克，價格1.45×22＝31.9（元）。

圖3

③尼龍支座：形狀見圖，開模具費需5000元，重量約50克，單個價格12×50/1000=0.6（元）。

④硅橡膠墊：為了保證裝置與車頂結合處的密封效果特設計了硅橡膠墊（見圖3），使用硅橡膠墊是因為其抗老化性能好，熱膨脹系數(shù)極低將其粘在車頂位置不會因鐵皮的熱脹冷縮產生出間隙。

硅橡膠的市場價格28元/公斤，根據(jù)幾何尺寸其重量約80克，28×80/1000＝2.24元，有兩處用到則以5元計。

⑤連個機構：20元。（估測價）

⑥電磁操縱開關：型號：（待定）價格80元（綜和比較的價格）。

⑦蝶閥：共用3個，每個18元，總計54元。

⑧滑移堵塞：共四個，每個估價5元，合計20元

這樣配齊一套裝置需用的模具費用：5000+3000+5000+ 600＝13600（元）。

材料成本（兩套）：（1.0+32+0.6+5+80+20+54）×2+20 ＝202.6×2+20=405.2（元）。

以上雖是粗略的估算但與實際數(shù)據(jù)不會有太大的出入。

4、市場應用分析

以一個年銷10萬輛，成本價在6萬元的某品牌車為例進行說明，如果應用了該裝置每臺會有405元的成本增加，總體會有4050萬的投入，但這個投入量占到總成本的0.67%。將每臺的成本加入到銷售價中即使利潤率略有降低，但是該裝置的功能作用一旦被消費者認可，

那么每年的銷量就有可能多增加幾個百分點，每多增加1%的銷量就是1000臺。多增加出幾個百分點就是幾千多萬的利潤，這對于生產廠家來講是非常有利可圖的事，為總之汽車配置了該裝置既不會過多增加成本又多了一項新實用功能可謂一舉兩得。

5、結束語

關于車內低氧導致駕駛員疲勞、反應遲緩這種現(xiàn)象雖然目前沒有系統(tǒng)的科學統(tǒng)計，但是易疲勞與低氧狀態(tài)有著密切的關聯(lián)性，據(jù)有關的數(shù)據(jù)顯示，交通事故中有近40﹪的事故時由于疲勞駕駛引起的，其實在這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)中有相當一部分應歸屬于長期低氧二氧化碳濃度高所致，由此可見改善車廂內的氣流環(huán)境對保障駕駛員的生命安全有著不可忽視的作用。

為汽車安裝排風換氣裝置關鍵問題在于解決好冬季車廂內的保溫問題，既能保證排風通暢又不會降低車廂的溫度，在本設計中采用了兩道蝶閥加堵蓋的密封方式，基本上能夠保證密封需求。

Auto double row way ventilation device

Fan Leibiao

Abstract:Using the basic structure and roof rack door below the support frame in the gaps in its internal configuration necessary components and institutions (butterfly valves, linkage) on the basis of retain the original function and have the function of ventilated take a breath.

keywords:exhaust ventilation; Rack; Butterfly valve; The electromagnetic switch

作者簡介：范雷彪，就職于內蒙包頭市地震局，研究方向工程抗震中減震器的開發(fā)及應用，業(yè)余愛好機械設計和發(fā)明。