風道設計規(guī)范

XXXXXX有限公司風道設計規(guī)范編制：校對：審核：同意：--公布--實施XXXXXX有限公司公布前言本規(guī)范的重要目的在于提高汽車乘坐的舒適性以及汽車空調系統(tǒng)的通風性能。1、范疇本文獻合用于XXXXXX有限公司本部乘用車儀表板風道總成（下列簡稱風道總成），事業(yè)部/分子公司遵照執(zhí)行。2、規(guī)范性引用文獻GB11555-汽車風窗玻璃除霜和除霧系統(tǒng)的性能規(guī)定及實驗辦法GB11556-汽車風窗玻璃除霜系統(tǒng)的性能規(guī)定及實驗辦法3、術語和定義新風口：指將車外新鮮空氣導入車內部的部件。新風過分風道：指從新風口道HVAC入風口中間的進風管道。前風道：指輸送前HVAC入風口之間的進風管道。后風道：指輸送后HVAC入風口之間的進風管道。本指南合用于汽車儀表板風道總成系列，普通涉及除霜風管總成、吹面風道總成、及包覆風道表面泡棉等系列。全車風道總成的功效為：運輸暖風機吹出的風，確保吹出來的風在風道中按規(guī)定的截面積、規(guī)定的風速、風量和規(guī)定的方向且以最小的壓力損失吹到駕駛室及前擋風玻璃和前排側玻璃；材料性能滿足下列規(guī)定；GB8410-《汽車內飾材料的燃燒特性》GB/T30512-《汽車禁用物質規(guī)定》GB/T27630-《乘用車內空氣質量評價指南》4、概述在整個汽車空調系統(tǒng)中，風道和出風口構成空調通風系統(tǒng)，肩負著將通過解決（溫度調節(jié)，濕度調節(jié)，精髓）的氣流送到汽車駕駛艙內，以完畢駕駛艙內通風，制冷，加熱，除霜除霧，凈化空氣等的功效。風道連接空調器與出風口，是空調系統(tǒng)中制冷和制熱空氣的通道?，F(xiàn)在空調系統(tǒng)由空調廠商加工設計，車廂內的空氣流場與溫度流場不僅與車廂構造以及空調制冷系統(tǒng)親密有關。風道的布置走向、風道占用空間（截面積）以及風道中空氣的流速等均影響車廂內的制冷效果，影響系統(tǒng)的經(jīng)濟性和外觀造型。重要設計內容1、配合樣件測量2、根據(jù)點云逆向初步設計3、擬定風道布置方式和安裝方式4、擬定風道的成型加工方式5、建立三維數(shù)模6、根據(jù)造型改動規(guī)定修改風道設計7、進行二維圖設計8、與模具廠及制造商進行協(xié)調，修改設計6、設計規(guī)范6.1材料選擇 風道總成部件慣用材料見表1，實際設計時可根據(jù)需要適宜調節(jié)。表1風道總成慣用材料序號零件名稱材料名稱基本壁厚工藝備注1吹面風道總成PP\HDPE1.5mm注塑\吹塑\2除霜風道總成PP\HDPE1.5mm注塑\吹塑\3包覆風道泡棉PU+FOAM+帶背膠\PP/PET雙組分吸音棉10mm\\備注：普通采用中空成型工藝，通過吹漲比來控制產品壁厚尺寸。材料基本選用吹塑級的HDPE。熔點約為130℃，相對密度0.94~0.97，含有良好的耐熱性和耐寒性，化學穩(wěn)定性好，剛性和韌性較高。機械強度好，介電性能、耐環(huán)境應力開裂性較好；如果規(guī)定通風管比較軟易于裝配，能夠添加適量的LDPE。有關風道泡棉：普通PU+FOAM+帶背膠的泡棉密度為20-25Kg\m3，厚度5-10mm;其中背膠應為低VOC、氣味背膠符合長安規(guī)定；PP/PET雙組分吸音棉密度為200-250g\㎡，厚度為10-15mm；泡棉均為全部包覆風管表面，達成保溫性能，避免產生冷凝水，有關包覆泡棉保溫效果需電裝實驗驗證確認；6.2除霜風道總成布置、設計規(guī)定6.2.1暖風機布置；暖風機布置：對除霜通風影響重要有暖風機的性能和所處的位置關系所擬定，暖風機的出風口位置最佳處在以XZ為對稱平面再向Y向正方向移動不大于20mm；6.2.2暖風機通風原理；空調系統(tǒng)的重要作用是凈化空氣，調節(jié)車內空氣溫度，空調系統(tǒng)調節(jié)的最后體現(xiàn)形式就是使車內氣體與車外氣體不停交換，氣流的流動過程：車內氣體與車外氣體混合，進入HVAC在這里進行配氣，（調配成符合設定值的空氣），然后進入通風道路，通過各個出風口吹出，與車內空氣混合，最后排除到車外；6.2.3前除霜風道總成布置6.2.3.1前除霜風道總成尺寸布置長度方向的實際通風口尺寸L：500≤L，最佳在左右位置能達成B區(qū)的邊界限在儀表板上垂直的投影線；寬度方向的實際通風口尺寸A：推薦：15≤A≤20；最后輸入由電裝空調及CFD輸入為準。LL圖1：除霜風口總成長度圖2圖2：除霜風口位置尺寸前除霜風口開口長度L和寬度A比例關系：通過實驗和CAE驗證成果分析，普通來講A區(qū)風速>2m/s區(qū)域80%;B區(qū)風速>1m/s區(qū)域95%能夠達成法規(guī)規(guī)定。同理除霜風口的最小風速不得低于2m/s（除霜區(qū)域最外兩側除外）。其中風速和面積的關系。風量風量/有效通風截面積=截面平均風速其中風量來源于空調鼓風機送風量，為空調設計時的性能定值。如果有效面積過大，則風速減少，達不到2m/s的最低速度規(guī)定，那么除霜除霧裝置就有可能失效。因此通過：通風面積=風口長度L×寬度A關系，判斷L和A的選用，對于除霜除霧的性能至關重要。6.2.3.2前除霜風道位置布置；根據(jù)不同的狀況，選用下面的辦法進行計算辦法一：以玻璃下邊沿為起點，沿玻璃向上達成玻璃的1/3處為終點，連接起點與終點作一條直線L，同時做出與L成17°28°的兩線，做出的兩條線與儀表板的交線即為前除霜風口的位置，見圖三；普通狀況確保從前風玻璃以出風口中心距離為60-80mm左右；最佳能超出組合儀表板的對稱平面對Y向負向50mm；對于前除霜風口，要設計導風構造使風均勻分布；最后布置還需通過CAE進行CFD分析成果進行修正；此辦法重要適應用于B、C級車型；圖圖3：前除霜風口的位置辦法二：按風擋玻璃與IP的夾角進行選擇，此辦法適應于全部M1類車型；圖四：前除霜風口總成位置圖圖四：前除霜風口總成位置圖4：前除霜風口總成位置6.3除霜風道的設計6.3.1前除霜風道的類型6.3.1.1動壓型風道：合用中小型轎車圖圖5動壓型風道圖五是動壓式前除霜風口處斷面示意（虛線框處所示），風管從HVAC到出風口截面積是減小的，風管中空氣壓力逐步增大，吹風速度逐步加緊，出風口處壓力最大，風速最快。動壓性風管優(yōu)點是風速快，使得目的區(qū)域的積霜直接快速的得到解除。缺點在于由于風向不能有大的變化，因此對于前風窗面積大、空調風量偏小的狀況，開口寬度L不能做足夠長，對兩端進行充足的送風很難。圖6靜壓型風道6.3.1.2靜壓型風道；合用于大型轎車、前擋風玻璃傾角較小和裝備送風能力較弱的圖6靜壓型風道圖六是靜壓式前除霜風口處斷面示意（虛線框處所示），風管從HVAC到出風口截面積是增大的，在出口附近為一空腔，由空調通過風管進入空腔后形成一固定壓力，然后從空腔所連接的全部的風管的開口送出同等壓力的風至玻璃。靜壓式風管優(yōu)點在于在前擋風玻璃面積大的狀況下，前除霜風口寬度L能夠做大（如圖七），能夠有助于風被送至兩端。靜壓式風管缺點在于：1.相對于動壓式：出風速度較動低，化冰速度慢。2.前擋風玻璃的傾斜角度大的車采用靜壓式且HVAC風量偏小時，前除霜的風在儀表板和玻璃之間形成滯留，在乘員的臉附近產生暖風，產生一種不舒適的環(huán)境（如圖八）。方法只能加大HAVC風量，提高風口出風速，將此滯留區(qū)吹散。圖7圖7動壓型風道和靜壓型風道風口寬度比較圖圖8低風量HVAC靜壓式風管暖風區(qū)位置圖示6.3.2前除霜風道構造設計6.3.2.1前除霜風道構造分為整體式和兩片式圖圖9：中央除霜風道與側除霜風道---集成整體式圖圖10：中央除霜風道---兩片式6.3.2.2安裝點與定位點的布置(僅討論普通狀況)定位點：主定位普通選在Y0處，中央除霜風口附近，如圖1區(qū)域；次定位設計在兩側，普通在側除霜風口及及側吹面風口處，設計局部定位構造，如圖23所示區(qū)域；安裝點：在中央除霜風口周邊布置某些（緊固6至10個，卡接2至4個）安裝點，以確保與儀表板上的處出風口格柵配合良好；如圖1.2.3.4.5.6.7.8.9.10區(qū)域；連接點：在進風口處布置與吹面風管連接點，如圖8.9.10區(qū)域，確保兩者與HVAC的對接均可靠；圖圖11：前除霜風道定位點、安裝點布置風量分派；中央除霜風管直接擔任著左、右及中央除霜風口風量分派的任務，普通的分派比例是1：8：1；中央除霜口位置；除霜口的位置、形狀最小截面積應合理，以確保最后的除霜效果符合GB-11555-《汽車風窗玻璃除霜和除霧系統(tǒng)的性能規(guī)定及實驗辦法》的第4.1、4.2、4.3條以及GB11556-<汽車風窗玻璃除霜系統(tǒng)的性能規(guī)定及實驗辦法》的第4條規(guī)定；強度規(guī)定：規(guī)定中央除霜風管要有足夠的強度，整體的強度對儀表板前部起支撐作用或者起加強儀表板前部強度的作用，在進風口處要有加強構造，避免進風口變形，在中央除霜口處要有加強構造；6.3.2.3前除霜風道與周邊零件配合形式及規(guī)定1、與儀表板的配合關系：螺釘連接、固定和震動摩擦焊接連接、固定；圖圖12：中央除霜風道與儀表板的固定方式—螺釘固定圖圖13：中央除霜風道與儀表板的固定方式—震動摩擦焊接固定2、與側除霜管道的配合關系；搭接、卡接或集成一體式；密封泡棉厚度普通為8mm，壓縮量為6mm;圖圖14：中央除霜風管與側除霜風管連接方式---搭接（左圖）卡接（右圖）3、與暖風機的配合關系及規(guī)定；風道總成與暖風機通過對接方式推薦斷面圖以下；推薦斷面尺寸；a：暖風機開口尺寸與風道總成開口尺寸相似（兩者橫截面積相似），確保風量順暢；b:暖風機開口與風道總成開口之間配合間隙5-7.5mm；泡棉厚度10—15mm,風管裝上后壓縮量50%;c：風道總成開口外邊沿處設計翻邊，確保裝配后風道總成開口能夠完全蓋住暖風機開口，確保風道總成開口與暖風機配合出不漏風；d：風道總成內部搭接翻邊與暖風機搭接處寬度不得不大于15mm圖15圖15；前除霜風道與暖風機的配合關系、規(guī)定4、與前除霜口的配合關系及規(guī)定除霜管與儀表板本體貼合之間增加泡棉，避免出現(xiàn)漏風和異響，配合關系以下圖；圖圖16：前除霜風道與前除霜口的配合關系6.3.3前除霜風道尺寸設計規(guī)范（適限于動壓型風管）6.3.4前除霜風道導風板設計為了達成法規(guī)規(guī)定的除霜除霧功效，規(guī)定除霜口的風量分派合理，引導從HVAC出來的風部份向車寬方向吹出，因此需要設計導風構造，導風構造能夠作為獨立的構造安裝在除霜管內，也能夠通過除霜口的構造實現(xiàn)，還能夠通過除霜管本身的構造實現(xiàn)，全部除霜風口均需要設計導風板，具體構造需通過CAE分析確認；圖17圖17：前除霜導風分板6.3.5側除霜風管的設計6.3.5.1側除霜構造形式：整體式和分離式；圖18圖18：側除霜構造形式整體式（左圖）、分離式（右圖）6.3.5.2側除霜風管安裝與定位點布置定位點擬定在出風口處，在出風口處一定要布置安裝點，安裝點的布置要避免在風管的一側，最佳兩側交錯布置；圖圖19：側除霜風管布置點（左圖合理、右圖不合理）強度規(guī)定；整體強度普通規(guī)定不高，如果儀表板需要支撐，則應加強整體的構造，在風管表面加加強筋，在近出霜口處適宜做加強構造；6.3.5.3側除霜風管與周邊零件配合形式及規(guī)定；1、與儀表板配合關系；螺釘連接固定、震動摩擦焊接固定圖圖20：側除霜與儀表板配合關系2、與側除霜蓋板配合關系；普通沒有連接、只是在出口處有定位點和安裝點；圖21圖21：側除霜風管與側除霜口配合關系3、與吹面風管的配合關系：普通用彈簧螺母加螺釘固定；圖圖22：側除霜風管與吹面風管配合關系6.4吹面風管的設計6.4.1吹面風管的構成：前排吹面風管和后排吹面風管；前排吹面風管又涉及中央吹面風管和側吹面風管；這里僅討論前排吹面風管；6.4.2吹面風管安裝點與定位點的布置；a：中央吹面風管、側吹面風管（左、右）都有一種主定位，布置在出風口附近；以下圖1.2.3所示區(qū)域；b：中央吹面風管、側吹面風管（左、右）在出風口處一定要布置安裝點，安裝點的布置要避免在風管的一側，最佳兩側交錯布置；如圖1.2.3.4.5.6.7.8所示區(qū)域；圖23圖23：吹面風管定位點、安裝點布置強度規(guī)定與側除霜風管形同；風量分派：普通狀況下，前排吹面四個風口的風量分派是均勻的，各位25%±2%.若有后排吹面，后排吹面約占全部吹面風量的20%，風管的橫截面積的比例直接影響風量的分派，參考風量分派比例擬定和截面積的比例，同一種風管，要盡量保持橫截面積不變化或者變化極少；6.4.3、吹面風管與周邊零件的配合關系；6.4.3.1吹面風口與出風口的配合關系，推薦斷面尺寸(以下圖)；a：風口殼體直徑與風管出風口處直徑相似，確保風量順暢；b；風口殼體與風管最小間隙A應不不大于4mm；確保裝配不干涉；c：風管開口處做翻邊、導向，確保裝配簡樸，風口殼體進一步風管量B應不不大于15mm;風管轉角半徑C應不不大于70mm，且轉角后的直線距離D應不不大于100mm（最小不能不大于80mm）;圖圖24：吹面風管與吹面風口配合關系6.4.3.2吹面風管與儀表板的連接方式：螺釘連接、固定，超聲波焊接；6.4.3.3吹面風管之間的連接：普通采用搭接（圖14），卡接的連接方式；圖圖25：吹面風管與吹面本身連接---卡接連接6.4.4.4吹面風管與暖風機的配合關系，如上圖15所示；6.4.4.5吹面風管導風構造為確保出風口的出風方向與總體給的方向相似，普通規(guī)定吹面風管（涉及除霜風管）離出風口有一定的導風長度；如圖24中比較直的一段距離D部分就是導風構造；6.5其它設計規(guī)定6.5.1產品設計時擬定外形輪廓時，一定要充足考慮產品的壁厚，確保接插位置順暢無干涉，外形與其它產品無干涉且連接牢固。6.5.2過長過大的通風管能夠采用分開設計成型，減少產品成型工藝難度，并減少成本；普通長