朱春州

摘 要：針對某車型主動進氣格柵（AGS）實際生產(chǎn)裝配工藝、采購成本及密封性能等方面存在的不足之處，在該車型更新?lián)Q代及升級產(chǎn)品設(shè)計中加以改進，進行優(yōu)化設(shè)計，從而提高產(chǎn)品性能及市場競爭力。從輕量化、提升產(chǎn)品性能、控制零部件生產(chǎn)成本等角度分析及總結(jié)，由分體式改為整體式結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計，為設(shè)計者今后在該領(lǐng)域提供更好的設(shè)計思路及解決方案。

關(guān)鍵詞：AGS；優(yōu)化設(shè)計；輕量化；設(shè)計思路；解決方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.001

0 引言

主動式進氣格柵就相當于汽車可打開、可關(guān)閉的百葉窗，傳統(tǒng)的進氣格柵是固定敞開的，當車輛高速行駛時，整車的空氣阻力系數(shù)會很大[1-2]，而主動式進氣格柵會根據(jù)傳感器的實時監(jiān)控，在保障發(fā)動機合適溫度的條件下，進行適時調(diào)節(jié)開合度，從而降低了空氣阻力系數(shù)[3]。同時，汽車冷啟動時主動式進氣格柵關(guān)閉，機艙熱量就不容易外散，可縮短預(yù)熱時間，可保留住發(fā)動機溫度，使得機油的升溫加快，保障發(fā)動機快速進入工作狀態(tài)，可大大節(jié)省油耗，提高燃油經(jīng)濟性[4]。所以，增加主動式進氣格柵是汽車節(jié)能降耗的有效手段之一[5]，目前已廣泛應(yīng)用于各品牌汽車。

1 主動式進氣格柵空氣阻力的構(gòu)成

汽車高速行駛空氣阻力有摩擦阻力、誘導(dǎo)阻力、內(nèi)循環(huán)阻力、干擾阻力、形狀阻力（圖1），主動式進氣格柵主要是對占總阻力12%的內(nèi)循環(huán)阻力進行優(yōu)化改善。

2 對某車型原主動式進氣格柵的結(jié)構(gòu)（分體式）分析及改進優(yōu)化方案

2.1 體積及布置空間方面

現(xiàn)狀：由于分體式的主動進氣格柵總成是前端模塊主體與AGS主體分開（圖2），在結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)工作時需要的空間大，所以需要的布置空間就大，這樣給機艙的布置帶來很大的不便。

改進優(yōu)化方案：根據(jù)這一情況，通過簡化及改進結(jié)構(gòu)，把前端模塊主體與AGS主體合并成一體，并符合結(jié)構(gòu)及功能的需求。

2.2 零件數(shù)量及重量方面

現(xiàn)狀：分體式的主動進氣格柵總成多出一個FEM本體零件總成，整個系統(tǒng)的重量較大。

改進優(yōu)化方案：通過優(yōu)化改進，將AGS/FEM集成一個總成設(shè)計（圖3），同時使用輕量化，簡化及優(yōu)化結(jié)構(gòu)，使得零件數(shù)量得到減少，同時系統(tǒng)總成重量也得到減輕。

2.3 零件總成開發(fā)費用及成本方面

現(xiàn)狀：分體式主動進氣格柵總成是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，AGS本體和FEM本體是獨立的，涉及的零件數(shù)多一些，所以整體的零件總成開發(fā)費用及成本方面會比較高。

改進優(yōu)化方案：采用AGS本體和FEM本體集成一體設(shè)計思路，減少零件數(shù)量，從而降低零件總成開發(fā)費用及成本。

2.4 裝配工藝方面

現(xiàn)狀：AGS分體裝配工藝（圖4）：冷卻模塊裝配→上橫梁鈑金裝配→機罩鎖裝配→拆防撞梁→導(dǎo)流板裝配→線束裝配→主動進氣格柵裝配→防撞梁裝配，裝配時間288秒。

改進優(yōu)化方案：通過集成整體式AGS總成后，裝配工藝（圖5）：分體式裝配中的零件均可模塊成前端模塊，由供應(yīng)商組裝好之后，在總裝線上裝配一個前端模塊總成即可，裝配時間60秒，比分體裝配時間少228秒。

兩方案裝配工藝對比：

2.5 系統(tǒng)性能方面

2.5.1 密封性能

現(xiàn)狀：分體式主動進氣格柵總成在AGS/FEM本體與冷卻模塊四周區(qū)域，零件之間的間隙難于消除，所以分體式方案密封性稍差。

改進優(yōu)化方案：AGS/FEM本體集成一體后（圖6），不存在冷卻模塊與AGS模塊之間的間隙，改善葉片之間的密封，確保系統(tǒng)的密封性能。

2.5.2 空氣阻力系數(shù)

現(xiàn)狀：由于分體式主動進氣格柵總成存在自身密封性能不足問題，加裝該系統(tǒng)后整車的空氣阻力系數(shù)下降了0.0115。

改進優(yōu)化方案：AGS/FEM本體集成一體后，系統(tǒng)的密封性能得到一定改善，通過CFD模擬計算，加裝該系統(tǒng)后整車的空氣阻力系數(shù)下降了0.0117，有一定的改善。

2.6 改善前后效果情況對比

改進前后效果對比，如下表3所示。

3 結(jié)論

分體式主動進氣格柵總成是屬于比較早運用于汽車發(fā)動機艙的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)本身存在體積、重量、裝配工藝、零件成本和開發(fā)費用及性能等方面的局限性及不足，當前很多主機廠AGS系統(tǒng)開發(fā)中，AGS/FEM本體集成成為一種趨勢，都采用集成方案進行開發(fā)，從而實現(xiàn)輕量化、輕便化，降低開發(fā)費用及零件成本，提高整車性能的目標。

參考文獻：

[1]周亞文，魯錦濤，彭行翠.發(fā)動機前置式機艙內(nèi)氣熱模型的構(gòu)建及分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（18）：284.

[2]嚴金霞.主動進氣格柵對汽車性能的影響[J].山東理工大學學報（自然科學版），2018，32（05）：42-45.

[3]吳向東，張倩.一種乘用車保險杠格柵設(shè)計[J].汽車實用技術(shù)，2018（15）：138-140.

[4]王偉，呂俊成，單新平.微型商用車前艙進氣系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計研究[J].裝備制造技術(shù)，2013（07）：203-205.

[5]黃柳升，朱海龍，彭有榮.主動進氣格柵對整車油耗和排放的影響[J].汽車科技，2018（02）：32-35.