曹兆亮 潘浩

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)私人汽車保有量逐年上升，私家車已經(jīng)不再是奢侈品的代名詞，私家車已經(jīng)成為了越來(lái)越多家庭的出行選擇。而眾所周知，空調(diào)是決定汽車乘坐體驗(yàn)的重要因素，因此對(duì)于汽車空調(diào)控制模塊的設(shè)計(jì)問(wèn)題進(jìn)行一定探討有著其現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)結(jié)合我國(guó)實(shí)際情況，即機(jī)械式汽車空調(diào)控制器擁有較大占比，本文主要對(duì)機(jī)械式汽車空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)闡述。

關(guān)鍵詞：汽車空調(diào);空調(diào)控制器;模塊化設(shè)計(jì)

引言

汽車空調(diào)控制器的主要作用是調(diào)節(jié)車內(nèi)空調(diào)設(shè)備，控制車內(nèi)溫度、出風(fēng)口風(fēng)速風(fēng)力、以及前后玻璃除霜。作為汽車內(nèi)部的主要環(huán)境控制元件，汽車空調(diào)控制器的主要原理是將車內(nèi)溫度檢測(cè)元件所檢測(cè)到的溫度信息轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)，從而進(jìn)一步調(diào)節(jié)離合驅(qū)動(dòng)器等元件實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車內(nèi)部溫度的控制，進(jìn)而保障車內(nèi)人員的乘坐體驗(yàn)。

一、機(jī)械式空調(diào)控制器結(jié)構(gòu)分析

隨著我國(guó)汽車數(shù)量的不斷增加，與汽車結(jié)構(gòu)相關(guān)的設(shè)施研究也在逐步增多，機(jī)械式空調(diào)控制器也是其中非常重要的一環(huán)，它的主要作用是幫助駕駛者以及乘客完成對(duì)汽車內(nèi)溫度、送風(fēng)速度等因素的控制從而達(dá)到更加舒適的汽車內(nèi)環(huán)境。

上圖為機(jī)械式空調(diào)控制器的組成圖，其中每個(gè)部件都有其獨(dú)特的作用，圖中的旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)組件就是整個(gè)機(jī)械式空調(diào)控制器的核心，它直接安裝在汽車儀表盤上，其中的旋鈕開(kāi)關(guān)組件能夠是駕駛員通過(guò)操作這些組件來(lái)完成對(duì)汽車空調(diào)的控制。面板組件則屬于汽車空調(diào)控制器的顯示輸出部分，它能夠?qū)⑵噧?nèi)部的相關(guān)溫度情況反饋給駕駛員，從而幫助駕駛者完成對(duì)汽車內(nèi)溫度等環(huán)境的控制。圖一中剩下的組件多為系統(tǒng)傳感器或者系統(tǒng)控制執(zhí)行結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)將駕駛者的控制操作進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，以上幾個(gè)部分結(jié)合在一起從而實(shí)現(xiàn)調(diào)控溫度、送風(fēng)、內(nèi)外循環(huán)以及除霧等功能的實(shí)現(xiàn)[1]。

在進(jìn)行對(duì)機(jī)械式空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)以及研究時(shí)要根據(jù)不同類型的汽車來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，不僅要考慮到控制器對(duì)溫度控制功能的實(shí)現(xiàn)，在控制器外觀上也有著一定的要求，例如背景基本顏色、紋理、燈光等方面的設(shè)計(jì)，還要契合不同類型汽車的風(fēng)格特點(diǎn)。盡管有以上外觀設(shè)計(jì)上的差異，但是在基本功能的實(shí)現(xiàn)方面都大致相同，即都具有對(duì)汽車內(nèi)溫度控制、出風(fēng)方式、出風(fēng)風(fēng)量控制等功能，并且這些功能的要求也基本相同，這就組成了機(jī)械式空調(diào)控制器的基本設(shè)計(jì)要求。除了以上這些基本功能，部分控制器還具有除霜、休眠等功能。

二、機(jī)械式空調(diào)控制器模塊化設(shè)計(jì)要求

一般而言機(jī)械式空調(diào)控制器通常安裝在較為經(jīng)濟(jì)的低配車型中，這也就對(duì)其設(shè)計(jì)制造的成本有了一定的要求，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)與制造時(shí)所消耗的成本是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，如何在保證控制器質(zhì)量的前提下盡量較少制造工藝與成本是生產(chǎn)企業(yè)著重考慮的因素。對(duì)空調(diào)控制器進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)是一個(gè)很好的設(shè)計(jì)方案，這種設(shè)計(jì)方法的主要原理是對(duì)控制系統(tǒng)中各個(gè)結(jié)構(gòu)劃分為不同的模塊，然后將各個(gè)模塊作為設(shè)計(jì)整體來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃，同時(shí)將各個(gè)模塊進(jìn)行整合來(lái)構(gòu)成完整的機(jī)械式空調(diào)控制器整體，這樣的設(shè)計(jì)方法能夠在一定程度上減少相關(guān)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，并且提升控制器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的工作穩(wěn)定性。

在圖一中就可以通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制器的各項(xiàng)功能，首先是內(nèi)部傳動(dòng)模塊，其中內(nèi)部傳動(dòng)模塊又包括溫度調(diào)節(jié)傳動(dòng)模塊、風(fēng)向調(diào)節(jié)傳動(dòng)模塊以及內(nèi)外循環(huán)切換模塊。前兩個(gè)模塊的的功能實(shí)現(xiàn)主要依靠齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)將齒輪以及扇形齒輪相結(jié)合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)的功能，在進(jìn)行模塊設(shè)計(jì)時(shí)依照這樣的設(shè)計(jì)思路再對(duì)具體的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)模塊的完整功能。其次是內(nèi)外循環(huán)切換模塊，其工作原理圖如圖二所示，在具體設(shè)計(jì)時(shí)還需要根據(jù)拉絲需要行進(jìn)的行程來(lái)更改拉桿孔間距。

其次是風(fēng)機(jī)風(fēng)量調(diào)節(jié)模塊，顧名思義其作用是對(duì)汽車內(nèi)風(fēng)量的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，其結(jié)構(gòu)圖如圖三所示。在進(jìn)行此模塊的設(shè)計(jì)制造時(shí)需要注意風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)，這是使用者需要經(jīng)常使用的關(guān)鍵按鈕，因此在進(jìn)行開(kāi)關(guān)材質(zhì)的選擇上需要格外注意，應(yīng)當(dāng)選擇質(zhì)量可靠并且具有較強(qiáng)通用性的材質(zhì)作為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)模板，然后根據(jù)不同的設(shè)計(jì)外觀以及功能需要選取新的材料，通過(guò)調(diào)整旋鈕結(jié)合的角度來(lái)實(shí)現(xiàn)外觀上的差異化設(shè)計(jì)[2]。

最后是拉線模塊的設(shè)計(jì)，機(jī)械式空調(diào)控制器結(jié)構(gòu)中就是通過(guò)拉線來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于空調(diào)機(jī)風(fēng)門以及風(fēng)道的控制，而拉線模塊又根據(jù)進(jìn)行制造的工藝劃分為兩種，第一種是將多股鋼絲通過(guò)澆筑式的工藝將拉線頭澆筑在一起，而另一種則是將單股不銹鋼絲進(jìn)行繞圈式連接，同時(shí)根據(jù)孔徑的不同劃分為不同的規(guī)格。

三、模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)與弊端

通過(guò)模塊化進(jìn)行控制器的設(shè)計(jì)也有著其優(yōu)勢(shì)與弊端，而我們未來(lái)的研究設(shè)計(jì)方向就是不斷優(yōu)化，深入發(fā)掘優(yōu)勢(shì)同時(shí)盡量將其弊端消除。

通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)有：首先進(jìn)行選材時(shí)能夠直接選用較為成熟穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這樣能夠有效減少故障部件出現(xiàn)的概率，提升了系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性與可靠性;其次在進(jìn)行制造時(shí)能夠減少一些獨(dú)特部件的使用，使得零件的采購(gòu)儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)更加地便捷，有效提升了制造的效率;另外在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)能夠直接采用現(xiàn)有的成熟模塊，使得設(shè)計(jì)時(shí)不用再去進(jìn)行重新的設(shè)計(jì)，有效地縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間。

與此同時(shí)運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)也有著一定的弊端：模塊化設(shè)計(jì)在進(jìn)行一些較為簡(jiǎn)單模塊的設(shè)計(jì)時(shí)是十分高效的，但是在設(shè)計(jì)一些較為復(fù)雜的模塊時(shí)由于各個(gè)模塊之間不能夠很好地相互結(jié)合，就需要耗費(fèi)更多的精力去進(jìn)行模塊優(yōu)化;模塊化設(shè)計(jì)更像是一種較為程式化的設(shè)計(jì)方法，這能夠應(yīng)對(duì)大多數(shù)的設(shè)計(jì)要求，但是在面對(duì)一些客戶的個(gè)性化需求時(shí)就不能夠按照模塊化去進(jìn)行設(shè)計(jì)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，汽車空調(diào)控制器的模塊化設(shè)計(jì)與生產(chǎn)已經(jīng)成為了汽車行業(yè)內(nèi)的主要潮流，不僅能夠在一定程度上實(shí)現(xiàn)一些元件的通用，對(duì)于汽車行業(yè)的后續(xù)發(fā)展也有著較為重要的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭淳允. 乘用車多功能空調(diào)控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].華南理工大學(xué)，2017.

[2]潘雁艷，陳宇.機(jī)械式汽車空調(diào)控制器模塊化設(shè)計(jì)[J].福建農(nóng)機(jī)，2016（04）：40-41+46.

（作者單位：南京利德東方橡塑科技有限公司）