隨著汽車行業的快速發展, 乘客對舒適性的要求也越來越高, 如何提高乘客的舒適性, 成為汽車設計公司關注的焦點?？照{作為保證舒適性的最重要的產品之一, 尤其空調模式盤由于同時控制著吹腳、吹面、除霜三個風門運動, 其的運動軌跡是三個風門運動的耦合, 設計難度大, 精度要求高。隨著科學技術的高度發展, 傳統的AUTOCAD 在三維設計產品開發上越來越不能滿足人們的需求, 不僅開發時間長, 而且往往只在制造成品時才能發現問題, CATIA模式仿真模塊利用了“角度-時間”這一對應的曲線法則，可有效地控制在進行空調模式切換之時各風門離開當前模式、進入下一個模式和在下一個模式保持的時間，可有效避免由此而引起的噪聲問題，極大地降低了開發成本, 有效的保證了空調設計的可行性和合理性。

汽車空調風門模式設計要素

 一、           基礎知識

    空調HVAC總成的模式總共有吹面、吹面吹腳、吹腳、吹腳除霜、除霜，五種模式。而空調的風門通常有2～3個，要取到前述的五種模式，需要通過一個機構將各個風門的動作協調起來。

 

二、風門模式要求的功能和要素

功能	要素	目標
1、風門開閉 2、風門需要量使其動作 3、位置保持	操作力	能夠不用過大的力或過小的力進行操作
動作特性	能對準目標風門位置正確的動作
保持性	保持目標位置，不會因為送風負荷和振動等移動
操作感	可以判斷是用心情舒適的（適當）力進行操作，有操作信賴感
操作音	沒有損害商品性的異音

進行詳細設計時，應注意以下要素：

1.     由于受控制側動作的影響，主操縱桿的停止位置存在偏差。設計時有必要設計出富余空間。 （主操縱桿角2°）

2.     由于發生副操縱桿的速度變化劇烈，噪音和難于操作，所以變曲點的邊緣應該用圓滑的R進行相連。 （R6銷直徑5㎜時）

 

3.     風門動作角設計時，為減少操縱臂的由于縫隙松動而導致實動角減少和壓縮殼體及兩側，使殼體兩側更薄。操縱桿側角度比殼體的風門動作角度大2°。

理論行程為60°實際總行程應為兩側各加2°富余量，避免風門由于旋轉和樣件誤差造成風門關閉不嚴的隱患。

基于CATIA模擬仿真進行空調運動機構設計應用實例

一、利用CATIA進行空調運動機構設計需要以下步驟

步驟一：確定所需要設計的HVAC總成中風門位置信息

步驟二：確定模式調節時，風門位置和調節時間的關系

步驟三：生成軌跡線，完成空調模式盤的設計

步驟四：提取模式盤凸輪槽中心軌跡線，進行仿真分析驗證

二、模式風門角度定義

2.1 風門位置示意圖

                      

         

2.2角度定義

模式盤角度定義

吹面風門角度定義

吹腳風門角度定義

模式盤（102度）初始位置吹面

 

三、在CATIA模擬仿真進行模式盤設計

3.1將3D產品零部件在DUM模塊進行運動副設計

 

 

 

結論與展望

CATIA建模與模擬仿真有效的驗證了模式盤及機構的有效運行，確保開發的有效性和合理性，為優化空調系統模式控制提供了依據，并且此類仿真方法可以拓展其他領域，為產品的可開發提供新方法，提高產品設計的效率和質量

參考文獻

1．王國義, 南文虎, 肖根先.基于UG運動仿真的汽車空調設計[M]. 甘肅科技. 2009第17期

2. 潘文斌. CATIA V5中文版設計基礎與實踐. 機械工業出版社: 北京 2012

作者簡介

許振華 祖潤青  馬建文  吳遠培 

長城汽車股份有限公司技術中心