霍长宏，秦昀，汤灏

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

仪表板出风口设计与验证研究

霍长宏，秦昀，汤灏

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

仪表板出风口是仪表板重要的功能件，它对车内温度和乘坐人员的感官舒适度有着直接的影响。该模块设计偏向于功能件厂家对风门、叶片、拨钮等功能实现的设计，对其整体布置的设计研究和总成验证方法相对薄弱，亦很难查询到此方面的相关设计准则。文章从设计要求和验证要求两大方面阐述出风口设计和验证要求，对仪表板出风口的整体布置设计和验证有很高的指导作用。

仪表板出风口；设计要求；验证要求

引言

仪表板出风口是仪表板重要的功能件，是汽车空调通风系统的终端零部件，一般由面框、壳体、风门、拨轮、拨钮、连杆、叶片等部件组成；其主要作用是：将经过处理（温度调节，湿度调节，净化）的气流送到汽车驾驶舱内，以完成驾驶舱内通风，制冷，加热和空气净化。

出风口安装在仪表板外观面上，它对车内温度和乘坐人员的感官舒适度有着直接的影响。作为汽车仪表板系统中的重要组成部分，它的设计是一项非常复杂的过程；因其功能部件的属性，出风口设计一直偏向于功能件厂家对风门、叶片、拨钮等具体结构的设计与实现，而主机厂对其整体布置的设计要求和总成验证方法的研究相对薄弱，亦很难查询到此方面的相关准则。

本文从实际车型设计出发，基于深入实践的经验总结，归纳了主机厂对仪表板出风口设计和验证的要点，从设计要求和验证要求两大方面阐述，对仪表板出风口的整体布置设计和验证有极高的指导作用。

1 设计要求

一般情况下，仪表板上布置四个吹面风口，分别布置于驾驶员和副驾驶侧，按左侧一个、中间两个、右侧一个分布（图1），其中左侧出风口1和中左出风口2侧重驾驶员区域温度调节，中右出风口3和右侧出风口4侧重副驾驶员区域温度调节。以空调总出风量 100%计，四个风口风量分配满足25%±5%即可。以下具体阐述布置设计要求：

图1 出风口布局示意图

1.1 左侧出风口和右侧出风口

1.1.1 左右吹风范围要求

左侧出风口，左右吹风范围过驾驶员假人肩宽。

右侧出风口，左右吹风范围过驾驶员假人肩宽。

左侧出风口和右侧出风口的左右吹风范围覆盖整个汽车前排区域。分别满足主副假人左右吹风范围要求（图2）。

图2 左右侧出风口左右吹风范围示意图

1.1.2 上下吹风范围要求

风口上吹过眼点和头部区域。

下吹角度在H点上方100mm左右区域。

如此即可基本满足主副假人上半身吹风范围要求。

图3 左右侧出风口上下吹风范围示意图

图4 中左出风口左右吹风范围示意图

1.2 中间出风口

1.2.1 中左出风口左右吹风范围要求

中左出风口，左右吹风范围过驾驶员假人肩宽，兼顾副驾驶左肩（图4）。

中右出风口，左右吹风范围过副驾驶员假人肩宽，兼顾驾驶员右肩。

中左风口和中右风口的左右吹风范围覆盖前排区域，以满足前排驾乘人员左右吹风范围要求。

1.2.2 中间出风口上下吹风范围要求

中间出风口向上吹过眼点和头部区域。

向下吹风角度要求在H点上方250mm左右区域（图5）。

此方面要求左中和右中出风口要求一致。

图5 中间出风口上下吹风范围示意图

经过多款量产整车的出风口市场问题分析总结，我们得出出风口的问题主要集中在以下几个方面：1.外观在严寒和酷暑等状态下出现异常变形、褪色等；2.拨轮、拨钮和叶片等操作脱落、失效；3.风门关闭后出风口漏风；4.不同路面行驶时风口有令人无法忍受的噪音产生；5.使用若干年后拨轮、拨钮等操作力发生变化，变大或者变小。针对以上问题，我们总结了量产前出风口的模拟试验方法和要求。

验证要求可以分为两部分，第一部分为生产验证要求，分为热存放、冷存放和温度循环试验要求等；第二部分为设计验证要求，分为耐久性、密封性、保持力、振动异响和操作负载的要求。具体如下：

2.1 生产验证方法及要求

2.1.1 热存放

依实车状态进行出风口试验，将出风口放于高温箱中，100℃下放置240h，然后取出出风口，和封存样品进行对比。

100℃的环境下存放240h后，与供货状态相比不允许出现功能失效和肉眼可辨的变化如：裂缝，变形，开裂，变色，光泽度改变。

2.1.2 冷存放

依实车状态进行出风口试验，将出风口放置于低温箱中，-40℃下放置24h，取出出风口，和封存样品进行对比。

-40℃下放置24h后，与供货状态相比不允许出现功能失效和肉眼可辨的变化如：裂缝，变形，开裂，变色，光泽度改变。

2.2 设计验证方法及要求

2.2.1 耐久性

1）依实车的安装位置将出风口放于专用工装上；

2）以(1-2)次/min，进行以下条件试验：

叶片循环寿命：23±3℃ 下4900次；-25±3℃下700次；65±3℃ 下700次；40±3℃ 湿度 95%±5%下700次。

拨轮循环寿命：23±3℃ 下2450次；-25±3℃下350次；65±3℃下350次 ；40±3℃ 湿度95%±5%下350次。

要求承受如上6000次的叶片耐久性测试和3500次拨轮耐久性测试后,不得出现影响功能的轴承元件的变形及干扰性噪音。

2.2.2 密封性

将出风口装于测试台(图6)上，关闭叶片，调节的压力值至220Pa，记录泄漏空气的流速，并和要求值对比。

图6 密封试验台示意图

密封性试验结果需满足出风口的空气泄露总量不得超过4m3/h，漏气不能集中在一点而必须分布在整个密封区域.

2.2.3 振动异响

为避免不同路面行驶时风口有令人无法忍受的噪音产生，我们可以模拟实际状态进行振动试验。具体方法推荐：

在常温环境下，振动试验台Z方向施加0.5g的加速度，在5min时间里，从（10-60-10）Hz用正弦波扫频进行试验；共进行10周期。

试验中，叶片和风门需要调整至各个位置检测振动异响。出风口在振动异响测试过程中及试验后均不可发出任何不可接受的噪声。

2.2.4 操作负载变化

为防止使用若干年后拨轮、拨钮等操作力发生变化，变大或者变小，可以随机挑选10个出风口作为试验样本，按照图7方式测量操作力。

1）初始静止位置，将在室温下存放24h的试验样本测量的工作力作为初始力。

2）高低温试验

样本在下面所示温度条件下存放3个试验周期后，将试验样本存放于室温下，24h后测量。（80°C下 3h，室温下1h，-30ºC下3h）×3次循环。

图7 操作负载测试方法示意图

3）冷空气试验

在恒温80ºC的空间内放置3h后，取出试验样本与风管相连。将 15+-05℃的冷空气以1.3m3/min的速度吹入管中。

试验样本与风管相连后分别测试3min、5min和8min后的工作力。

4）热空气试验

在恒温0ºC的空间内放置3h后，取出试验样本与风管相连。将60ºC的冷空气以1.3m3/min的速度吹入管中，分别测试5min、10min和15min后的工作力。

出风口初始负载为 0.3±0.1kg，高低温试验、冷空气试验后为0.1kg-0.5 kg，热空气试验后为0.1kg-0.7 kg，各试验前后负载变化不得超过原负载的20%，试验过程不得出现不规则噪声。

3 总结

出风口作为汽车内饰仪表板系统中重要的功能件，其设计验证一直是汽车主机厂仪表板设计人员的薄弱环节，本文中提出的一些设计和验证方法都是以往经验的总结，随着消费者对汽车仪表板要求的不断提高，这些设计和验证方法还会有不断的提高和创新，但设计和验证原理是相通的，希望本文能给仪表板设计人员一点启发和帮助。

[1] 曹渡. 汽车内外饰设计与实践[M]. 北京：机械工业出版社,2011.1.

[2] 张志军. 汽车内饰设计概论[M]. 北京：人民交通出版社,2008.9.

[3] 于金生,张浩,李龙.关于汽车仪表板设计中的人机工程[J].汽车与配件.2016（6）;15-16.

Study On Instrument Panel Vent Design and Test

Huo Changhong, Qin Yun, Tang Hao
( Anhui Jianghuai Automobile limited company, Anhui Hefei 230601 )

The vents are important function parts of instrument panel. They directly affect the temperature of inner cab and comfort sense of the passengers. These parts rely on supplier’s design to realize the function of damper, vane, air outlet button and other parts. It lack of lay out design and assembly test method, and it hard to search for design rule of this aspect. This paper introduced the design and test demand of instrument panel vents. It’s useful for guide to instrument panel vents lay out design and test.

Instrument panel vents; design demand; test demand

CLC NO.: U467.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)12-139-03

U467.4 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)12-139-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.12.046

霍长宏（1981-），女，工程师，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司，主要从事内饰设计工作。