李帥

山西吉利汽車部件有限公司 山西省晉中市 030600

1 引言

后圍出風口總成屬于外飾塑料小件，結(jié)構(gòu)輕巧，但功能及其重要，設計階段既要考慮車廂容積和壓入的空氣量保證開口尺寸，同時也要避免因結(jié)構(gòu)設計不合理，在葉片翻起時，在出風口處形成的渦流使雜質(zhì)、灰塵等進入車廂內(nèi)部，降低乘坐人員的舒適性。因此本文從車廂出風口設計參數(shù)入手，設計一種結(jié)構(gòu)簡單，可避免灰塵進入車廂內(nèi)的后圍出風口總成。

2 功能原理

1、本文所述的這種出風口主要由出風口本體、密封圈、葉片和葉片壓條組成、如圖1。出風口設置在本體內(nèi)測，本體外側(cè)設置有與側(cè)圍鈑金卡接的自卡接結(jié)構(gòu)。密封圈安裝在出風口本體周圈，在本體外側(cè)的自卡接結(jié)構(gòu)與側(cè)圍鈑金卡緊后，密封圈依靠自身的彈性變形抵觸于本體和鈑金中間，對車廂內(nèi)環(huán)境形成密封。

圖1

出風口本體一般設置有2～4 個出風口，每個出風口上方布置有葉片和葉片的掛接、旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。這些葉片因自身的重力可以對出風口本體進行封閉，同時，在出風口框體外環(huán)一周粘接EPDM 密封條，從而完成出風口葉片在關閉狀態(tài)時對車身外部環(huán)境的隔絕，如圖2。

圖2

2、出風口與車身鈑金的卡接量推薦為2～2.5mm，葉片厚度設計值推薦為0.4～0.7mm，根據(jù)車廂容積量可調(diào)整葉片數(shù)量和開啟角度，一般開啟角度≤55°，葉片與后圍出風口本體的安裝方式可分為壓片壓觸方式和熔接柱焊接方式，密封圈的材料可以在EPDM、TPO 和PU 三種橡膠中進行選擇，這三種材料和側(cè)圍鈑金干涉量設計值一一對應，分別為：2.5mm、1.5mm 和1mm，如圖3。

圖3

一、葉片與壓條

1、通風口的葉片在正常狀態(tài)為閉合狀態(tài)，此閉合狀態(tài)靠葉片自身的垂直重力，車門關閉時需要被氣流頂起，因此，建議后圍通風口的葉片壁厚t=0.4～0.7mm，當葉片厚度設計為該范圍內(nèi)時，可以保證葉片開閉的及時性和閉合狀態(tài)的密閉性。

2、在整車生命周期內(nèi)的開關車門都會引起車廂出風口所有葉片的開啟和閉合，我們在設計車廂出風口時，葉片卡接頭單邊卡接量≥2.5mm，可保證50 萬次正常開閉的磨損，工程師根據(jù)車型的生命周期，可適當加大卡接量設計，可保證更多的開閉次數(shù)。

3、壓條與排氣口本體熔接：當排氣口本體被輸送到分裝線體上后，機械臂將葉片掛接到排氣口本體上，超聲波槍頭將熔接柱熔融，完成對葉片的鎖定，為避免在鎖定過程中熔融物質(zhì)對葉片造成燙傷，同時保證壓條對葉片的鎖緊力，我們建議壓條熔接柱相對于本體的突出高度設計值2.5～3mm，如圖4。

圖4

4、壓條與排氣口本體卡接：壓條與排氣口本體也可通過卡接方式配合，如采用此種方式，需要在排氣口本體上預留可在實施壓緊力時從根部斷裂的壓條，這樣，當排氣口本體被輸送到分裝線體上后，機械臂將葉片掛接到排氣口本體上，機械手按壓排氣口本體上的壓條，壓條隨即從排氣口本體根部斷裂，在斷裂的同時，壓條翻折卡入排氣口本體的卡腳上，卡腳保證葉片不會因開啟角度過大脫離出風口本體，同時不能影響葉片的開啟角度，因此：我們建議卡腳與葉片的卡接量設計值0.5～1mm，如圖5。

圖5

二、出風口本體

1、出風口本體要求設計足夠的通風面積，保證車廂內(nèi)氣體排出量，在葉片復位后提供支撐格柵，我們建議格柵寬度A 設計為10～25mm，如圖6。

圖6

2、出風口本體通過自卡接結(jié)構(gòu)卡在左右側(cè)圍鈑金后部，此過程在總裝車間內(nèi)飾線體完成裝配，后圍出風口裝配要求卡入力≤50N，拔出力≥180N，因此建議卡腳和鈑金卡接量設計為2～2.5mm，為了便于總裝車間員工裝配，出風口本體的外側(cè)應設計有卡接導向機構(gòu)，根據(jù)裝配現(xiàn)場經(jīng)驗，此導向機構(gòu)可設計成楔形導向凸臺，導向凸臺厚度較薄的一側(cè)優(yōu)先在出風口本體安裝面的一側(cè)進行布置，如圖7。

圖7

3、因出風口的左右兩側(cè)各布置有兩個自卡接結(jié)構(gòu)，為了進一步方便員工裝配，我們在設計出風口卡接凸臺時，應使同一出風口兩個側(cè)面的上方卡接凸臺與出風口本體形成間隙，正是這個間隙的設計，出風口本體在卡入鈑金時，卡接凸臺可以向留有間隙的一側(cè)發(fā)生形變，從而達到利于裝配的目的，如圖8。

圖8

4、葉片在關閉狀態(tài)時整個車廂需保證密封環(huán)境，避免灰塵、雨水進入車廂，為此我們在出風口本體周圍設計有密封圈，與側(cè)圍鈑金的干涉量：1.5～2mm，如圖9。

圖9

5、擋風板：擋風板與排氣口本體的裝配方式卡接時，擋風板卡爪高度尺寸B 設計值（1～1.5）mm，如圖10

圖10

3 防錯設計

1、在中大型SUV 的后圍出風口因車廂容積影響，需要在車輛后方左右側(cè)各安裝一個出風口，在總裝內(nèi)飾線裝配時，要注意將左右側(cè)出風口布置在線體兩側(cè)，避免左右側(cè)出風口錯裝、混裝、出風口密封圈與鈑金配合不良。此外，當車型涉及到左右出風口時，需要在左、右出風口上采用打刻“L”和“R”標識區(qū)分左右件；在出風口側(cè)部打刻向上箭頭標識，進行上下防錯；當然我們推薦在設計階段將鈑金和出風口上部與下部圓角半徑區(qū)分兩個設計值，進行結(jié)構(gòu)防錯，如圖11。

圖11

4 NVH 性能

根據(jù)市場售后終端反饋，有少量SUV和MPV 車主反饋：在駕駛室內(nèi)關門后，出風口葉片關閉時撞擊出風口本體，有“噗噗”音，其原因是：SUV 和MPV 車廂車廂容積較大，車門在XOZ 平面的投影面隨之增大，在關閉車門瞬間，有較多的空氣需要從車廂內(nèi)排出，排氣時間相對較長，此過程不同于轎車的特點在于：SUV 和MPV 的車門關閉聲音已徹底消失，葉片敲擊出風口本體的動作剛剛開始，這種“噗噗”雜音無法被關閉車門的厚重音質(zhì)掩蓋，進而影響駕乘人員對靜音的需求。

對此，我們建議在SUV 和MPV 兩種車型上對出風口進行以下優(yōu)化設計：

①增加出風口的有效通風面積，增設一個出風口并且使兩個出風口位置關于XOZ平面對稱，或增加單個出風口的葉片數(shù)量，將2 個葉片增加至4 到5 個葉片。前者的關鍵在于整車處于工程數(shù)據(jù)階段時，外飾工程師對車身工程師提出在側(cè)圍鈑金后部多預留一個出風口的開口結(jié)構(gòu)和布置此出風口的鈑金內(nèi)測空間；后者的關鍵在于整車總布置階段即發(fā)現(xiàn)整車的其中一側(cè)無法預留出風口的開孔位置和足夠空間，則需要重新修改設計，增加可布置出風口一側(cè)的側(cè)圍鈑金的開口尺寸。

②因熱塑性彈性體TPE 的比重?。?.89～0.98），EPDM 橡膠的比重大（1.3～1.5），我們可以將葉片材料由TPE 改為EPDM 同時更改葉片厚度，葉片厚度由0.6mm 減少至0.4mm。

這兩種方法均可提升整車NVH 性能和乘客的舒適滿意度，其中方案①的設變成本遠高于方案②，工程師因考慮整車成本和項目周期等因素，再根據(jù)不同車型的不同定位做出選擇。

③對于豪華車型，我們還可以在出風口本體的格柵筋位上粘貼棉氈或無紡布，這樣可以對葉片下落即將關閉的時候起到緩沖作用，從而減弱葉片與出風口本體相撞時的撞擊聲，此方案需要工程師在工程數(shù)據(jù)階段在將出風口格柵筋位和葉片二者設計為間隙配合，此間隙的大小應根據(jù)棉氈和無紡布的厚度來定義。避免將來的實物零件出現(xiàn)葉片被無紡布干涉頂起，導致出風口失去對車廂的封閉作用。

以上，本文通過四個部分對車廂出風口總成的功能、原理、結(jié)構(gòu)設計和NVH 性能進行了詳細介紹，原理和結(jié)構(gòu)介紹兩個部分的參數(shù)直接決定出風口總成的功能和NVH性能。后圍出風口總成相對于其他外飾大總成的結(jié)構(gòu)看似簡單，但麻雀雖小、五臟俱全，為避免在試制階段出風口總成出現(xiàn)雜音和漏水問題，設計工程師應對各項參數(shù)詳細了解，以避免后續(xù)對模具進行設變導致整車成本增加。