汽车空调出风口及风道设计0304190948

汽车空调出风口及风道设计

作者:胡成台

单位:一汽轿车股份有限公司

目录

第1章风道及出风口介绍 (4)

1.1 风道介绍 (4)

1.2 出风口介绍 (4)

1.3 相关法规/标准要求 (5)

1.3.1 国家/政府/行业法规要求 (6)

1.3.2 FCC相关标准要求 (6)

第2章风道及出风口设计规范 (7)

2.1风道及出风口结构 (7)

2.1.1风道结构 (7)

2.1.2出风口结构 (7)

2.1.3出风口及风道实例 (8)

2.1.4材料 (8)

2.2风道及出风口整车布置 (8)

2.2.1风道整车布置 (8)

2.2.2出风口整车布置 (9)

2.3通风性能 (10)

2.3.1 风道中的压力损失 (10)

2.3.2出风量 (10)

2.3.3通风有效面积 (10)

2.4 出风口水平叶片布置方式 (11)

2.4.1叶片数量 (11)

2.4.2叶片尺寸要求 (11)

2.5.3叶片间距 (13)

2.5 出风口垂直叶片布置方式 (13)

2.5.1叶片数量 (13)

2.5.2叶片尺寸要求 (13)

2.5.3叶片间距 (13)

2.6 气流性能 (13)

2.6.1气流方向性 (13)

2.6.2泄漏量 (17)

2.7 出风口手感 (17)

2.7.1拨钮操作力 (17)

2.7.2拨轮操作力 (17)

第3章试验验证与评估 (18)

3.1 设计验证流程 (18)

3.2 设计验证的内容与方法 (18)

第4章附录 (19)

4.1 术语和缩写 (19)

4.2 设计工具 (19)

4.3 参考 (19)

第1章风道及出风口介绍

在整个汽车空调系统中，风道和出风口组成空调的通风系统，担负着将经过处理（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，除霜除雾，净化空气等的功能。

图 1 某车型空调通风系统及周围环境结构爆炸图

1.1 风道介绍

风道连接空调器与出风口,是空调系统中制冷和制热空气的通道。目前空调系统由空调厂商提供,作为空调系统一部分的风道设计,需汽车整车设计部门做匹配设计,车厢内的空气流场与温度场不仅与车厢结构以及空调制冷系统有关,还与空调风道的结构形状密切相关。风道的布置走向、风道占用空间(截面积)以及风道中空气的流速等均影响车厢内的制冷效果,影响系统的经济性和外观造型。

图 2 奔腾B90通风风道

1.2 出风口介绍

空调出风口的布置，大小，型式直接影响到车内气流速度，流动方向，流场组织，从而对空调系统性能，车内安静程度，乘客舒适性有着相当重要的影响。

图 3 2001款凯美瑞出风口

空调出风口处于乘客可见区域，属于外观零件，造型设计师会对它们的形状，外观，颜色，表面处理等进行重点设计，以达到期望的美学效果。

从系统性能要求而言，空调出风口的面积大小，布置，型式会直接影响空调出风口气流速度，方向，流动组织，气流噪音等，对它们的校核设计需要分别进行详尽的描述。

空调出风口作为空调通风系统的终端，对气流组织有着至关重要的作用。

空调系统对出风口的要求：

通常在车厢降温时用，主要将适当风速适当温度的气流吹到乘客脸部区域，来满足对温度，气流流动的要求，并可通过调节出风口叶片方向，来将气流吹到胸部膝部区域，也能通过调节叶片将气流避开乘客身体部位。同时，为了达到车内安静要求，要求风速要合适，过大会造成噪音过大。最大风速一般要求在7.5~10.5m/s范围内。

对不同的车型，出风口的数量及位置也会不同。一般地，普通带两排座位的装空调系统的车，都配有前排吹脸出风口，前排吹脚出风口，前吹窗出风口和侧吹窗出风口。一些档次较高的车，为了照顾后排乘客的舒适性，往往会增配后排吹脸出风口和后排吹脚出风口；一些三排座位的旅行车或更多排座位的大型车，往往还需增配第三排出风口或更多的出风口。

图 4 标致308出风口

1.3 相关法规/标准要求

1.3.1 国家/政府/行业法规要求

中华人民共和国国家标准汽车风窗玻璃除霜系统的性能要求及试验方法，GB 11556-94

中华人民共和国国家标准汽车风窗玻璃除雾系统的性能要求及试验方法，GB 11555-94

1.3.2 FCC相关标准要求

GMW3037 乘用车最大制冷性能验证试验

第2章风道及出风口设计规范

2.1风道及出风口结构

2.1.1风道结构

风道零件一般根据空间布置来确定走向及截面形状。风道可分为除霜风道、通风（吹面）风道、吹脚风道，其中除霜风道又分为前除霜、侧除霜风道；通风（吹面）风道又分为左、右、中左、中右、后通风（吹面）风道；吹脚风道一般分为前左、前右、后左、后右吹脚风道。

风道走向尽量避免过大的转角，这样会增加风阻；在风道内部尽量不要有尖角或突出物，这样容易产生蜗旋气流，并有可能产生噪音；风道截面大小尽量做到均匀；总之，我们需要得到的风道具有风阻小，出风均匀，没有噪音的特点。

2.1.2出风口结构

出风口有前排吹脸出风口和后排吹脸出风口之分，属于外观零件，造型设计师会对它们的形状，外观，颜色，表面处理等进行重点设计，以达到期望的美学效果。

外观:

出风口属于内饰外观零件，必须符合以下外观及人机工程要求：

a)造型分割线应与仪表板或其他内饰零件特征线统一匹配。

b)叶片与面板之间，拨轮与面板之间的间隙必须小而均匀。

c) 出风口里面的叶片连接结构，海绵，密封材料，转动轴等，应当不能或尽量避免直接被看见，否则影响美观。

d) 叶片的分型线应当不明显。

e)当叶片在关闭位置时，应当避免叶片之间存在明显的可见问题。

f) 叶片，拨轮或拨钮，一般会被造型设计师定义成亚光零件

g)如果有关闭风门，当风门关紧时，手感及关闭声音应当明显可感知的。

h) 调节拨轮与面板应当有适当的高度差，造型统一，既保持美观又要使得操作便易。

i) 调节拨轮应当尽量避免使用纯塑料，尽可能地覆盖上橡胶材料，以获得良好的手感，操作手感应当平顺。拨轮上装饰材料应精细，质感好。

j) 调节拨钮造型与叶片应当统一。

k) 对后排吹脚出风口而言，为了美观，需要被座椅遮住，应该特别关注滑动座椅。

组成

结构示意图：

图8 出风口结构示意图

外形及结构：前排出风口外形为异形，后排出风口外形为方形，其上设计有拨轮和拨钮，拨轮上下有标识指示风门的开启和关闭。拨轮控制风门的开启和关闭，控制出风口出风量。叶片上的拨钮控制出风口水平及垂直出风方向。