呂奉陽 楊金秀 項明

（廣州汽車集團股份有限公司汽車工程研究院）

隨著技術(shù)進步和生活水平的提高，人們對汽車質(zhì)量和品質(zhì)的要求日益提高。汽車空調(diào)外循環(huán)進風口的設計不僅要滿足進風量的要求，同時也要滿足水管理的要求[1]。如果排水結(jié)構(gòu)設計不合理，淋雨試驗或下雨天很容易出現(xiàn)空調(diào)外循環(huán)進風口進水問題，影響乘員艙的舒適性，引發(fā)客戶抱怨或投訴[2]。文章針對某車型淋雨試驗中空調(diào)外循環(huán)進風口進水的問題，從內(nèi)因和外因2 個方面系統(tǒng)分析進水原因，在總結(jié)進水原因的基礎上給出了具體的解決措施，通過重新進行淋雨試驗驗證，解決了空調(diào)外循環(huán)進風口進水的問題。

1 問題描述

對某車型進行淋雨試驗，發(fā)現(xiàn)副駕駛位置有水滴落入地毯，拆下空調(diào)濾芯后發(fā)現(xiàn)空調(diào)濾芯內(nèi)部有大量積水，如圖1 所示。

圖1 汽車空調(diào)濾芯積水

2 原因分析

2.1 車身結(jié)構(gòu)分析

車身結(jié)構(gòu)是空調(diào)外循環(huán)進風口進水問題的內(nèi)因?？照{(diào)外循環(huán)進風結(jié)構(gòu)可分為集成式和獨立式2 種，國產(chǎn)車型一般采用集成式結(jié)構(gòu)[3]?？照{(diào)外循環(huán)進風口位置的車身結(jié)構(gòu)斷面，如圖2 所示，主要進水路徑如下：

1）從雨刮蓋板的進氣格柵掉落的水滴隨氣流進入空調(diào)外循環(huán)進風口；

2）從前風窗玻璃內(nèi)壁前沿掉落的水滴隨氣流進入空調(diào)外循環(huán)進風口；

3）水流沿著前風窗橫梁表面流入空調(diào)外循環(huán)進風口；

4）空調(diào)進風口位置與流水槽Z 向距離較小，排水孔尺寸小，流水槽積水沒過空調(diào)外循環(huán)進風口。

圖2 汽車空調(diào)外循環(huán)進風口進水路徑

2.2 試驗條件的影響

試驗條件是空調(diào)外循環(huán)進風口進水問題的外因，主要影響因素包括：淋雨坡度、淋雨時間和淋雨強度、是否開啟空調(diào)外循環(huán)最大風量、是否開啟雨刮、是否拆除空調(diào)濾芯、玻璃涂膠狀態(tài)等。

1）淋雨坡度：駐坡淋雨試驗坡度要求為15%，某車型軸距為2 800 mm，后輪在平地，前輪抬高420 mm 即為15%坡度。駐坡淋雨相對于平置淋雨，雨刮蓋板進水口Z 向投影面積加大，排水口與進氣口高度差減小，增加了進水風險。

2）淋雨時間和淋雨強度：駐坡淋雨試驗時間要求為5 min，淋雨強度為24 mm/min。為方便觀察漏雨點，可以適當加大淋雨強度，延長淋雨時間。

3）空調(diào)外循環(huán)最大風量：通過淋雨驗證，不開啟空調(diào)時空調(diào)濾芯無進水問題，開啟空調(diào)外循環(huán)最大風量后，空調(diào)濾芯存在進水問題。

4）是否開啟雨刮：企業(yè)標準對雨刮開啟沒有要求，通過實際淋雨驗證，關(guān)閉雨刮會增加雨刮蓋板的積水深度，增加進水風險。

5）是否拆除空調(diào)濾芯：淋雨試驗不拆空調(diào)濾芯，淋雨驗證時為方便觀察漏雨點有時會拆掉濾芯，導致進氣口風力變大，觀察時漏雨問題惡化。

6）玻璃涂膠狀態(tài)：量產(chǎn)階段的玻璃膠一般采用機器人自動涂膠，試制階段一般采用人工涂膠。人工涂膠容易產(chǎn)生涂膠不良，進而引發(fā)漏雨問題[4]。

2.3 進水原因總結(jié)

通過對以上問題點進行分析排查，總結(jié)某車型主要進水原因為：1）雨刮蓋板進氣格柵開孔位置不合理；2）排水孔尺寸偏??；3）前風窗玻璃人工涂膠質(zhì)量不良。

3 解決措施

3.1 優(yōu)化雨刮蓋板進氣格柵開孔位置

為避免雨水直接淋到或被吸入空調(diào)進風口，雨刮蓋板上的進氣格柵需盡量遠離空調(diào)進風口，Y 向距離一般要求大于100 mm。檢查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，雨刮蓋板右側(cè)進氣格柵開孔距離進風口63 mm，如圖3 所示。進氣格柵開孔位置不滿足設計要求，存在進水風險。解決措施為：取消右側(cè)進氣格柵開孔，為保證進風量，在左側(cè)遠離空調(diào)進風口的位置增加同等尺寸的進氣格柵開孔。

圖3 汽車空調(diào)雨刮蓋板進氣格柵開孔位置

3.2 優(yōu)化排水孔尺寸

汽車空調(diào)流水槽排水孔位置，如圖4 所示。

圖4 汽車空調(diào)流水槽排水孔位置

排水孔的尺寸設計應保證單位時間內(nèi)流水槽的排水量大于雨刮蓋板的進水量，根據(jù)動量定理可以推導出經(jīng)驗公式如下：

式中：S1——雨刮蓋板進氣格柵開孔面積，mm2；

S2——流水槽排水孔面積，mm2；

h1——雨刮蓋板平均積水深度，mm；

h2——流水槽排水孔到空調(diào)進風口的高度，mm。

根據(jù)式（1），可以計算出某車型排水孔最小開孔直徑為49 mm。實車測量開孔尺寸為36 mm，在長時間高強度的淋雨工況下，存在流水槽積水無法及時排出，積水高于進風口下邊緣而導致車內(nèi)進水的風險。解決措施為：增加排水孔尺寸，將排水孔直徑由36 mm 改為49 mm。

3.3 優(yōu)化前風窗玻璃涂膠質(zhì)量

問題車輛為試制車輛，前風窗玻璃采用人工涂膠，玻璃膠位置與設計狀態(tài)存在偏差，擋水泡棉與玻璃膠之間存在間隙，涂膠不良導致?lián)跛菝逈]有充分隔斷水流。通過加裝泡棉進行淋雨驗證，空調(diào)濾芯積水量減少，進水問題有明顯改善。解決措施為：優(yōu)化玻璃涂膠質(zhì)量，保證擋水泡棉與玻璃膠的相對位置符合設計要求，泡棉上端與玻璃膠相連，下端延伸至玻璃前沿，充分隔斷水流。優(yōu)化前后的玻璃涂膠位置，如圖5 所示。

圖5 某車型前風窗玻璃涂膠位置優(yōu)化

4 試驗驗證

將以上解決措施應用到實車上，重新進行淋雨試驗，淋雨工況，如表1 所示。經(jīng)過淋雨試驗后，各淋雨工況均無進水問題，證明了解決方案的有效性，解決了空調(diào)外循環(huán)進風口的進水問題。

表1 某車型淋雨工況說明

2019年7月基本型乘用車（轎車）銷售匯總表

5 結(jié)論

通過對某車型空調(diào)進風口進水問題的分析與解決，總結(jié)出預防空調(diào)外循環(huán)進風口進水問題的設計經(jīng)驗如下：

1）雨刮蓋板進氣格柵開孔位置應遠離空調(diào)外循環(huán)進風口位置，Y 向距離一般大于100 mm，如不滿足要求，雨刮蓋板應考慮增加遮雨板[5]；

2）為了防止前風窗玻璃內(nèi)壁前沿的水流在進風口上方落入流水槽，應在前風窗玻璃前端遠離進風口的位置增加擋水泡棉或橡膠塊，讓水流提前落入流水槽，降低隨氣流吸入進風口的風險；

3）為了防止水流沿前風窗橫梁進入進風口，前風窗橫梁應增加導水槽或進風口上方增加擋水板，進風口盡可能采用翻邊孔；

4）為了防止流水槽積水倒灌進入進風口，進風口下邊緣到流水槽的Z 向距離一般大于70 mm，排水孔尺寸應滿足經(jīng)驗公式要求。