后围出风口总成设计要求

李帅

山西吉利汽车部件有限公司 山西省晋中市 030600

1 引言

后围出风口总成属于外饰塑料小件，结构轻巧，但功能及其重要，设计阶段既要考虑车厢容积和压入的空气量保证开口尺寸，同时也要避免因结构设计不合理，在叶片翻起时，在出风口处形成的涡流使杂质、灰尘等进入车厢内部，降低乘坐人员的舒适性。因此本文从车厢出风口设计参数入手，设计一种结构简单，可避免灰尘进入车厢内的后围出风口总成。

2 功能原理

1、本文所述的这种出风口主要由出风口本体、密封圈、叶片和叶片压条组成、如图1。出风口设置在本体内测，本体外侧设置有与侧围钣金卡接的自卡接结构。密封圈安装在出风口本体周圈，在本体外侧的自卡接结构与侧围钣金卡紧后，密封圈依靠自身的弹性变形抵触于本体和钣金中间，对车厢内环境形成密封。

图1

出风口本体一般设置有2～4 个出风口，每个出风口上方布置有叶片和叶片的挂接、旋转结构。这些叶片因自身的重力可以对出风口本体进行封闭，同时，在出风口框体外环一周粘接EPDM 密封条，从而完成出风口叶片在关闭状态时对车身外部环境的隔绝，如图2。

图2

2、出风口与车身钣金的卡接量推荐为2～2.5mm，叶片厚度设计值推荐为0.4～0.7mm，根据车厢容积量可调整叶片数量和开启角度，一般开启角度≤55°，叶片与后围出风口本体的安装方式可分为压片压触方式和熔接柱焊接方式，密封圈的材料可以在EPDM、TPO 和PU 三种橡胶中进行选择，这三种材料和侧围钣金干涉量设计值一一对应，分别为：2.5mm、1.5mm 和1mm，如图3。

图3

一、叶片与压条

1、通风口的叶片在正常状态为闭合状态，此闭合状态靠叶片自身的垂直重力，车门关闭时需要被气流顶起，因此，建议后围通风口的叶片壁厚t=0.4～0.7mm，当叶片厚度设计为该范围内时，可以保证叶片开闭的及时性和闭合状态的密闭性。

2、在整车生命周期内的开关车门都会引起车厢出风口所有叶片的开启和闭合，我们在设计车厢出风口时，叶片卡接头单边卡接量≥2.5mm，可保证50 万次正常开闭的磨损，工程师根据车型的生命周期，可适当加大卡接量设计，可保证更多的开闭次数。

3、压条与排气口本体熔接：当排气口本体被输送到分装线体上后，机械臂将叶片挂接到排气口本体上，超声波枪头将熔接柱熔融，完成对叶片的锁定，为避免在锁定过程中熔融物质对叶片造成烫伤，同时保证压条对叶片的锁紧力，我们建议压条熔接柱相对于本体的突出高度设计值2.5～3mm，如图4。

图4

4、压条与排气口本体卡接：压条与排气口本体也可通过卡接方式配合，如采用此种方式，需要在排气口本体上预留可在实施压紧力时从根部断裂的压条，这样，当排气口本体被输送到分装线体上后，机械臂将叶片挂接到排气口本体上，机械手按压排气口本体上的压条，压条随即从排气口本体根部断裂，在断裂的同时，压条翻折卡入排气口本体的卡脚上，卡脚保证叶片不会因开启角度过大脱离出风口本体，同时不能影响叶片的开启角度，因此：我们建议卡脚与叶片的卡接量设计值0.5～1mm，如图5。

图5

二、出风口本体

1、出风口本体要求设计足够的通风面积，保证车厢内气体排出量，在叶片复位后提供支撑格栅，我们建议格栅宽度A 设计为10～25mm，如图6。

图6

2、出风口本体通过自卡接结构卡在左右侧围钣金后部，此过程在总装车间内饰线体完成装配，后围出风口装配要求卡入力≤50N，拔出力≥180N，因此建议卡脚和钣金卡接量设计为2～2.5mm，为了便于总装车间员工装配，出风口本体的外侧应设计有卡接导向机构，根据装配现场经验，此导向机构可设计成楔形导向凸台，导向凸台厚度较薄的一侧优先在出风口本体安装面的一侧进行布置，如图7。

图7

3、因出风口的左右两侧各布置有两个自卡接结构，为了进一步方便员工装配，我们在设计出风口卡接凸台时，应使同一出风口两个侧面的上方卡接凸台与出风口本体形成间隙，正是这个间隙的设计，出风口本体在卡入钣金时，卡接凸台可以向留有间隙的一侧发生形变，从而达到利于装配的目的，如图8。

图8

4、叶片在关闭状态时整个车厢需保证密封环境，避免灰尘、雨水进入车厢，为此我们在出风口本体周围设计有密封圈，与侧围钣金的干涉量：1.5～2mm，如图9。

图9

5、挡风板：挡风板与排气口本体的装配方式卡接时，挡风板卡爪高度尺寸B 设计值（1～1.5）mm，如图10

图10

3 防错设计

1、在中大型SUV 的后围出风口因车厢容积影响，需要在车辆后方左右侧各安装一个出风口，在总装内饰线装配时，要注意将左右侧出风口布置在线体两侧，避免左右侧出风口错装、混装、出风口密封圈与钣金配合不良。此外，当车型涉及到左右出风口时，需要在左、右出风口上采用打刻“L”和“R”标识区分左右件；在出风口侧部打刻向上箭头标识，进行上下防错；当然我们推荐在设计阶段将钣金和出风口上部与下部圆角半径区分两个设计值，进行结构防错，如图11。

图11

4 NVH 性能

根据市场售后终端反馈，有少量SUV和MPV 车主反馈：在驾驶室内关门后，出风口叶片关闭时撞击出风口本体，有“噗噗”音，其原因是：SUV 和MPV 车厢车厢容积较大，车门在XOZ 平面的投影面随之增大，在关闭车门瞬间，有较多的空气需要从车厢内排出，排气时间相对较长，此过程不同于轿车的特点在于：SUV 和MPV 的车门关闭声音已彻底消失，叶片敲击出风口本体的动作刚刚开始，这种“噗噗”杂音无法被关闭车门的厚重音质掩盖，进而影响驾乘人员对静音的需求。

对此，我们建议在SUV 和MPV 两种车型上对出风口进行以下优化设计：

①增加出风口的有效通风面积，增设一个出风口并且使两个出风口位置关于XOZ平面对称，或增加单个出风口的叶片数量，将2 个叶片增加至4 到5 个叶片。前者的关键在于整车处于工程数据阶段时，外饰工程师对车身工程师提出在侧围钣金后部多预留一个出风口的开口结构和布置此出风口的钣金内测空间；后者的关键在于整车总布置阶段即发现整车的其中一侧无法预留出风口的开孔位置和足够空间，则需要重新修改设计，增加可布置出风口一侧的侧围钣金的开口尺寸。

②因热塑性弹性体TPE 的比重小（0.89～0.98），EPDM 橡胶的比重大（1.3～1.5），我们可以将叶片材料由TPE 改为EPDM 同时更改叶片厚度，叶片厚度由0.6mm 减少至0.4mm。

这两种方法均可提升整车NVH 性能和乘客的舒适满意度，其中方案①的设变成本远高于方案②，工程师因考虑整车成本和项目周期等因素，再根据不同车型的不同定位做出选择。

③对于豪华车型，我们还可以在出风口本体的格栅筋位上粘贴棉毡或无纺布，这样可以对叶片下落即将关闭的时候起到缓冲作用，从而减弱叶片与出风口本体相撞时的撞击声，此方案需要工程师在工程数据阶段在将出风口格栅筋位和叶片二者设计为间隙配合，此间隙的大小应根据棉毡和无纺布的厚度来定义。避免将来的实物零件出现叶片被无纺布干涉顶起，导致出风口失去对车厢的封闭作用。

以上，本文通过四个部分对车厢出风口总成的功能、原理、结构设计和NVH 性能进行了详细介绍，原理和结构介绍两个部分的参数直接决定出风口总成的功能和NVH性能。后围出风口总成相对于其他外饰大总成的结构看似简单，但麻雀虽小、五脏俱全，为避免在试制阶段出风口总成出现杂音和漏水问题，设计工程师应对各项参数详细了解，以避免后续对模具进行设变导致整车成本增加。