仪表板功能及设计

王士川 关 杰

(曙光汽车集团 黄海汽车沈阳研究院，辽宁 沈阳 110000)

一 仪表板的功能要求

仪表板应具有如下功能要求:要有足够的强度，能够承载各种安装附件的负荷;良好的吸收冲击能量的能力，保护前排驾乘人员的安全;要有良好的尺寸稳定性，能够保证在-40～120℃的范围内不变形;耐老化性好，可长期耐紫外线的辐射;耐各种酸、碱及油类的腐蚀;良好的视觉感，表面最好哑光处理，不使前排驾乘人员产生炫目、刺眼的感觉;不允许产生使汽车玻璃出现模糊的挥发物，应有适宜的装饰性并能满足不同消费人的需求等。

二 仪表板的种类及材料

仪表板主要有注塑仪表板、软皮发泡仪表板两种。

1.注塑仪表板

注塑仪表板一般为PP材料。但是由于注塑工艺较难控制大制件的表面质量，因此注塑仪表板表面不可避免的存在熔接痕、缩痕、顶出白痕等缺陷。而且PP材料较软，表面易发生刮擦。此类型仪表板开发成本较低，多用于经济型的轿车或硬朗风格的SUV中，如赛欧、长安嘉年华等。

2.软皮发泡仪表板

软皮发泡仪表板主要有真空成型表皮、搪塑表皮、PU Spray表皮三种材料。软皮发泡仪表板给人柔软的质感，适合温馨豪华的内饰风格，此类型仪表板制作工艺复杂，开发成本较高，多用于中、高级的车型，如帕萨特、Polo等。

三 仪表板组成零件

仪表板主要由仪表板本体、风道系统、手套箱总成、出风口总成、中控面板、烟灰缸、杯托、护脚板等组成。

四 仪表板组成零件结构及其设计要求

1.仪表板本体

仪表板本体是仪表板的重要组成部分，仪表板本体的设计不但要有可靠的强度，完善的功能，美观的外型，还需要满足国家强制法规标准。必须满足以下标准:(1)GB11551-2003(CMVDR 294)＜＜乘用车正面碰撞的乘员保护＞＞。(2)GB11552-2009(CMVDR 209)＜＜轿车内部凸出物＞＞法规要求。(3)GB11556-2009(CMVDR 632)＜＜汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和实验方法＞＞。(4)GB 8410-2006＜＜汽车内饰材料的燃烧特性＞＞。

除此之外，还要满足以下设计要求:(1)可靠性目标:2年内或50000公里完好率98%;6年内或150000公里完好率94%;10年内或250000公里完好率90%。(2)仪表板系统要求在-40°到 +82°的环境温度下，+40°时相对湿度达到90%，满足外观和功能的要求。(3)仪表板系统上的零件经过3次拆装后，各零件应满足所有外观和功能的要求。(4)需满足驾驶侧与副驾驶侧的膝部撞击要求(北美和欧洲法规要求，视客户需求决定)。(5)仪表板暴露在自然环境下，当仪表板处于空调引起的快速冷热时，在运动部件运动过程中，不能发出可辨的噪声。(6)振动试验要求:振动频率33Hz，振动加速度70m/s2，上下4小时，左右2小时，前后2小时。试验后产品不应有松动、脱落、表面凹陷、破损、断裂等影响正常使用的功能及外观缺陷。

2.风道系统

风道系统主要由除霜风道和空调风道两部分组成。(1)除霜风道:采用整体焊接风道结构，在仪表板本体背面设计双层结构，风道板材通过焊接或其他连接方式固定在仪表板背面，形成的空腔成为风管。(2)空调风道:采用PE吹塑风管或PP注塑风管来连接空调机出口和IP出风口。

风道系统的设计要满足以下要求:(1)除霜器喷嘴必须布置在距前挡风玻璃底部45毫米到100毫米的范围内。(2)驾驶员观察左右后视镜的视线在左右车窗上形成视野区域，左右除雾器的出风方向需吹向该区域。(3)吹向乘员的空调风管一般需保证3000mm2的截面积。开启状态的Register损失20%的截面积。(4)前除霜器、左右除雾器需满足国家强制除霜、除雾试验。试验条件下10分钟内去除车窗指定区域90%的凝结霜雾。

3.手套箱总成

手套箱结构主要有两种形式:一种是Drop down式，手套箱斗与盖板焊接成一体式;另一种是开门式，盛物的斗与门分开。两种结构都可以增加缓冲开门机构。

手套箱设计要满足以下要求:手套箱斗的宽度应大于75%手套箱门的宽度。手套箱可以放下275X45X175尺寸的块体，打开的尺寸为275X100。(3)驾驶侧气囊激发后，手套箱门不能打开。

4.出风口总成

出风口主要有Barrel式、旋转式、Vane叶片式三种形式。其中Barrel式主要用于一些较老的车型中，目前新车型多使用旋转式，而Vane叶片式为主流设计，在中高档车中普遍运用。

出风口设计要满足以下要求:(1)仪表板一般提供最少4个出风口，通常空调出风口的作用范围达到车厢内50%的空间。(2)当驾驶者坐在最远的位置上时，驾驶侧出风口可调节吹风方向，吹到驾驶员右肩;中间出风口可以吹到驾驶员左肩;同时，当副驾驶员坐在最远的位置时，副驾驶员出风口可调节吹风方向，吹到副驾驶员左肩，中间出风口可以吹到副驶员右肩。(3)出风口向上应该能够吹到99%的眼椭圆，向下应能够吹到假人的H点。(4)所有的出风口应高于前座椅H点上方356mm处的水平面;从出风口做到99%眼椭圆的切线，切线长度不大于653mm。(5)出风口需要布置在没有任何零件(方向盘、控制器等)阻挡气流吹向任何目标的位置，能够吹到人腰部以上80%的空间。如果不能，就要考虑设置辅助出风口。

5.中控面板

中控面板是仪表板上结构较为复杂的部分，分两种形式:一种是独立的控制面板;另一种是与CD或DVD面板结合在一起的控制面板。但不论采用哪种形式，中控面板都集成中部左右出风口、中部储物盒、空调控制器、CD或DVD、车用开关等功能部件。也有许多车型在中部面板上安装杯托等功能部件。

中部面板设计要满足以下要求:(1)电器开关的布置便于驾驶员操作。(2)如是与CD或DVD面板结合在一起的中控面板需能够承受较重的CD机和DVD机的重量。(3)中央储物盒需后仰一定角度避免物件受颠跳出，盒底部要有缓冲垫防止噪音。(4)带屏幕的电器件避免前车窗折射反光。

6.烟灰缸

烟灰缸结构主要有两种形式:一种是抽屉式手开烟缸，低档经济型车上应用较多;另一种是带缓冲的自动翻开式，多用于中高档车型上。

烟灰缸设计要满足以下要求:

(1)前烟灰缸打开的宽度为100毫米，打开的面积为5000平方毫米;总容积为200立方厘米;后烟灰缸打开的宽度为75毫米，打开的面积为2000平方毫米;总容积为80立方厘米。

(2)将烟灰缸缸体转入或取出的作用力为:

SNAP-IN 方式:20N

DRAWER/SLIDE 方式:15N

PIVOT/HINGED 方式:15N

(3)烟灰缸盖在受到11N的载荷时，Y方向变形＜5毫米;Z方向变形＜3毫米。

(4)在手部不接触到灭烟处的情况下，烟灰缸缸体可以很方便的取出。

7.杯托

杯托结构设计种类多种多样，杯托设计要满足以下要求:

(1)杯托上可以放置最小75毫米直径的容器，深度不小于40毫米。

(2)杯托的最大开启和关闭力为:

开启:DRAWER/SLIDE:25N

PUSH/PUSH:15N

关闭:DRAWER/SLIDE:30N

PUSH/PUSH:15N

(3)杯托的插入的部分在其中心受到4.5N的载荷，在43摄氏度和90%相对湿度环境下，放置24小时后，杯托能够满足所有的功能。

8.护脚板

护脚板在仪表板的最底部，护脚板不仅仅是为了保护驾乘人员脚部安全，也是仪表板与地板的过度连接。

护脚板设计要满足以下要求:在设计护脚板时要给驾乘人员脚部留出足够的活动空间，起到护脚作用的同时还要使驾乘人员脚部舒适，减少驾乘人员乘车疲劳。

五 结束语

随着汽车行业的不断发展，特别是新技术、新产品的推力作用，仪表板也变的越来越复杂，但是不管多复杂的设计都必须拥有仪表板应具有的功能，同时仪表板要通过噪音、内部温度和湿度的控制，进一步改善驾驶室的内部环境，并通过色彩、织物及装饰的不断改进、使驾乘人员在视觉上达到舒适和协调，为驾乘人员提供舒适驾乘空间。

[1]李光耀.汽车内饰件设计与制造工艺.北京：机械工业出版社，2009.8

[2]张志军.汽车内饰设计概论.北京：人民交通出版社，2008.11

[3]李力.塑料成型模具设计与制造.北京：国防工业出版社，2007