后圍出風(fēng)口總成設(shè)計(jì)要求

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(fēng)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(shè)計(jì)階段既要考慮車廂容積和壓入的空氣量保證開(kāi)口尺寸，同時(shí)也要避免因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，在葉片翻起時(shí)，在出風(fēng)口處形成的渦流使雜質(zhì)、灰塵等進(jìn)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(fēng)口設(shè)計(jì)參數(shù)入手，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可避免灰塵進(jìn)入車廂內(nèi)的后圍出風(fēng)口總成。

2 功能原理

1、本文所述的這種出風(fēng)口主要由出風(fēng)口本體、密封圈、葉片和葉片壓條組成、如圖1。出風(fēng)口設(shè)置在本體內(nèi)測(cè)，本體外側(cè)設(shè)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(fēng)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(duì)車廂內(nèi)環(huán)境形成密封。

圖1

出風(fēng)口本體一般設(shè)置有2～4 個(gè)出風(fēng)口，每個(gè)出風(fēng)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(duì)出風(fēng)口本體進(jìn)行封閉，同時(shí)，在出風(fēng)口框體外環(huán)一周粘接EPDM 密封條，從而完成出風(fēng)口葉片在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)對(duì)車身外部環(huán)境的隔絕，如圖2。

圖2

2、出風(fēng)口與車身鈑金的卡接量推薦為2～2.5mm，葉片厚度設(shè)計(jì)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(kāi)啟角度，一般開(kāi)啟角度≤55°，葉片與后圍出風(fēng)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(jìn)行選擇，這三種材料和側(cè)圍鈑金干涉量設(shè)計(jì)值一一對(duì)應(yīng)，分別為：2.5mm、1.5mm 和1mm，如圖3。

圖3

一、葉片與壓條

1、通風(fēng)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(guān)閉時(shí)需要被氣流頂起，因此，建議后圍通風(fēng)口的葉片壁厚t=0.4～0.7mm，當(dāng)葉片厚度設(shè)計(jì)為該范圍內(nèi)時(shí)，可以保證葉片開(kāi)閉的及時(shí)性和閉合狀態(tài)的密閉性。

2、在整車生命周期內(nèi)的開(kāi)關(guān)車門都會(huì)引起車廂出風(fēng)口所有葉片的開(kāi)啟和閉合，我們?cè)谠O(shè)計(jì)車廂出風(fēng)口時(shí)，葉片卡接頭單邊卡接量≥2.5mm，可保證50 萬(wàn)次正常開(kāi)閉的磨損，工程師根據(jù)車型的生命周期，可適當(dāng)加大卡接量設(shè)計(jì)，可保證更多的開(kāi)閉次數(shù)。

3、壓條與排氣口本體熔接：當(dāng)排氣口本體被輸送到分裝線體上后，機(jī)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(duì)葉片的鎖定，為避免在鎖定過(guò)程中熔融物質(zhì)對(duì)葉片造成燙傷，同時(shí)保證壓條對(duì)葉片的鎖緊力，我們建議壓條熔接柱相對(duì)于本體的突出高度設(shè)計(jì)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(guò)卡接方式配合，如采用此種方式，需要在排氣口本體上預(yù)留可在實(shí)施壓緊力時(shí)從根部斷裂的壓條，這樣，當(dāng)排氣口本體被輸送到分裝線體上后，機(jī)械臂將葉片掛接到排氣口本體上，機(jī)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(shí)，壓條翻折卡入排氣口本體的卡腳上，卡腳保證葉片不會(huì)因開(kāi)啟角度過(guò)大脫離出風(fēng)口本體，同時(shí)不能影響葉片的開(kāi)啟角度，因此：我們建議卡腳與葉片的卡接量設(shè)計(jì)值0.5～1mm，如圖5。

圖5

二、出風(fēng)口本體

1、出風(fēng)口本體要求設(shè)計(jì)足夠的通風(fēng)面積，保證車廂內(nèi)氣體排出量，在葉片復(fù)位后提供支撐格柵，我們建議格柵寬度A 設(shè)計(jì)為10～25mm，如圖6。

圖6

2、出風(fēng)口本體通過(guò)自卡接結(jié)構(gòu)卡在左右側(cè)圍鈑金后部，此過(guò)程在總裝車間內(nèi)飾線體完成裝配，后圍出風(fēng)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(shè)計(jì)為2～2.5mm，為了便于總裝車間員工裝配，出風(fēng)口本體的外側(cè)應(yīng)設(shè)計(jì)有卡接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，根據(jù)裝配現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，此導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可設(shè)計(jì)成楔形導(dǎo)向凸臺(tái)，導(dǎo)向凸臺(tái)厚度較薄的一側(cè)優(yōu)先在出風(fēng)口本體安裝面的一側(cè)進(jìn)行布置，如圖7。

圖7

3、因出風(fēng)口的左右兩側(cè)各布置有兩個(gè)自卡接結(jié)構(gòu)，為了進(jìn)一步方便員工裝配，我們?cè)谠O(shè)計(jì)出風(fēng)口卡接凸臺(tái)時(shí)，應(yīng)使同一出風(fēng)口兩個(gè)側(cè)面的上方卡接凸臺(tái)與出風(fēng)口本體形成間隙，正是這個(gè)間隙的設(shè)計(jì)，出風(fēng)口本體在卡入鈑金時(shí)，卡接凸臺(tái)可以向留有間隙的一側(cè)發(fā)生形變，從而達(dá)到利于裝配的目的，如圖8。

圖8

4、葉片在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)整個(gè)車廂需保證密封環(huán)境，避免灰塵、雨水進(jìn)入車廂，為此我們?cè)诔鲲L(fēng)口本體周圍設(shè)計(jì)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(fēng)板：擋風(fēng)板與排氣口本體的裝配方式卡接時(shí)，擋風(fēng)板卡爪高度尺寸B 設(shè)計(jì)值（1～1.5）mm，如圖10

圖10

3 防錯(cuò)設(shè)計(jì)

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

圖11

4 NVH 性能

根據(jù)市場(chǎng)售后終端反饋，有少量SUV和MPV 車主反饋：在駕駛室內(nèi)關(guān)門后，出風(fēng)口葉片關(guān)閉時(shí)撞擊出風(fēng)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(guān)閉車門瞬間，有較多的空氣需要從車廂內(nèi)排出，排氣時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，此過(guò)程不同于轎車的特點(diǎn)在于：SUV 和MPV 的車門關(guān)閉聲音已徹底消失，葉片敲擊出風(fēng)口本體的動(dòng)作剛剛開(kāi)始，這種“噗噗”雜音無(wú)法被關(guān)閉車門的厚重音質(zhì)掩蓋，進(jìn)而影響駕乘人員對(duì)靜音的需求。

對(duì)此，我們建議在SUV 和MPV 兩種車型上對(duì)出風(fēng)口進(jìn)行以下優(yōu)化設(shè)計(jì)：

①增加出風(fēng)口的有效通風(fēng)面積，增設(shè)一個(gè)出風(fēng)口并且使兩個(gè)出風(fēng)口位置關(guān)于XOZ平面對(duì)稱，或增加單個(gè)出風(fēng)口的葉片數(shù)量，將2 個(gè)葉片增加至4 到5 個(gè)葉片。前者的關(guān)鍵在于整車處于工程數(shù)據(jù)階段時(shí)，外飾工程師對(duì)車身工程師提出在側(cè)圍鈑金后部多預(yù)留一個(gè)出風(fēng)口的開(kāi)口結(jié)構(gòu)和布置此出風(fēng)口的鈑金內(nèi)測(cè)空間；后者的關(guān)鍵在于整車總布置階段即發(fā)現(xiàn)整車的其中一側(cè)無(wú)法預(yù)留出風(fēng)口的開(kāi)孔位置和足夠空間，則需要重新修改設(shè)計(jì)，增加可布置出風(fēng)口一側(cè)的側(cè)圍鈑金的開(kāi)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(shí)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(shè)變成本遠(yuǎn)高于方案②，工程師因考慮整車成本和項(xiàng)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(duì)于豪華車型，我們還可以在出風(fēng)口本體的格柵筋位上粘貼棉氈或無(wú)紡布，這樣可以對(duì)葉片下落即將關(guān)閉的時(shí)候起到緩沖作用，從而減弱葉片與出風(fēng)口本體相撞時(shí)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(fēng)口格柵筋位和葉片二者設(shè)計(jì)為間隙配合，此間隙的大小應(yīng)根據(jù)棉氈和無(wú)紡布的厚度來(lái)定義。避免將來(lái)的實(shí)物零件出現(xiàn)葉片被無(wú)紡布干涉頂起，導(dǎo)致出風(fēng)口失去對(duì)車廂的封閉作用。

以上，本文通過(guò)四個(gè)部分對(duì)車廂出風(fēng)口總成的功能、原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和NVH 性能進(jìn)行了詳細(xì)介紹，原理和結(jié)構(gòu)介紹兩個(gè)部分的參數(shù)直接決定出風(fēng)口總成的功能和NVH性能。后圍出風(fēng)口總成相對(duì)于其他外飾大總成的結(jié)構(gòu)看似簡(jiǎn)單，但麻雀雖小、五臟俱全，為避免在試制階段出風(fēng)口總成出現(xiàn)雜音和漏水問(wèn)題，設(shè)計(jì)工程師應(yīng)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)詳細(xì)了解，以避免后續(xù)對(duì)模具進(jìn)行設(shè)變導(dǎo)致整車成本增加。