李朔
（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601）
摘要：仪表板设计中除霜风道设计是其最重要的设计之一。阐述了仪表板除霜风道设计的主要思路：先确定燃烧点位置、吹风方向、格栅位置、格栅长度及分布等关键要素，再进行结构设计，并简明介绍了各风口分风比、格栅出口处气流速度、风挡玻璃表面风速分布等相关CFD指标，以此保证仪表板除霜风道的最优化设计，为整车的除霜功能打下坚实的基础。
关键词：仪表板；除霜风道；CFD指标
中图分类号：U463 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2017.10.011 文章编号：1006－0316 (2017) 10－0051－04
The Design of Dashboard Defrost Duct
LI Shuo
( Anhui Jianghuai Automobile Group. Ltd., Hefei 230601, China )
Abstract: The design of defrosting duct is one of the most important part in dashboard design. This article focuses on the main ideas of dashboard defrost duct design: determine the location of the combustion point, blowing direction, grille position, grid length and distribution, and then begin the structural design. And the article related CFD target to ensure optimal design for the dashboard defrost duct defrost function, and make great contribution to the vehicle defrost.
Key words：dashboard；defrost duct；CFD target
随着社会的发展，人们对汽车舒适性、可靠性、安全性等的要求越来越高。汽车除霜是指除去风窗玻璃霜层为驾驶员提供可行的视野环境。在车外温度较低的情况下，汽车内人员的散热及呼气量会使汽车内部温度升高，汽车内外温差加大，造成风窗玻璃在车速及冷风的影响下开始结霜。这种情况下，如果没有开启除霜，汽车行驶一段时间后，风窗玻璃就会结霜，影响驾驶员视野。所以汽车除霜性能的好坏，将直接影响汽车的舒适性和安全性。汽车除霜问题越来越引起人们的重视，特别是在中国北方地区，除霜问题显得十分重要。1 原理
1.1 相关规范
依据GB 11555确定前风挡的A区、B区及A'区，如图1所示。
除霜要求：
（1）试验开始20 min，A区域已完成除霜80%；
（2）试验开始25 min，A'区域已完成除霜80%；
（3）试验开始40 min，B区域已完成除霜95%。
———————————————
除雾要求：
（1）试验开始10 min，A区域已完成除雾90%；
（2）试验开始10 min，B区域已完成除雾80%。
图1 前风窗玻璃区域
1.2 结霜原因
当车外环境温度低，车辆外部与冷空气接触，致使玻璃内表面温度低于车内的平均温度，车内湿空气与玻璃内表面接触，而玻璃内表面的温度又低于空气的露点温度，那么空气中水蒸气就会达到饱和状态。如果这个时候温度低于0℃，则水蒸气就会在玻璃内表面上直接凝华为霜；如果高于0℃，则会在玻璃表
面上结露，影响驾驶员视野。
1.3 除霜原理
经过除霜风道吹出的气流在汽车玻璃内表面形成一道热风幕。将车内的空气与玻璃隔开，并通过对流以及辐射向玻璃内表面散热，使玻璃的内表面温度升高，从而将风窗上的霜除去。
2 设计思路
2.1 前除霜风道的设计
2.1.1 燃烧点定义
除霜主方向与玻璃表面的交点即为燃烧点。
2.1.2 燃烧点位置的确认
燃烧点的位置直接影响到整车的除霜效果，所以燃烧点的选择就显得极其重要，根据经验燃烧点位置确定方法如下：
在Y＝0断面上作一条沿V2点与水平线夹角向下的角度为3°的线，这条线与前挡风玻璃内表面的交点为燃
烧点的位置。如图2所示。
图2 燃烧点位置图解
2.1.3 主出风方向及前除霜格栅位置的确定
在燃烧点位置确定以后，就可以基本确定前除霜格栅的位置，具体方法如下：
沿燃烧点作一条与前风挡玻璃内表面成30°的直线，这条线的方向即为前除霜格栅的主出风方向，同时也确定了前除霜格栅的具体位置。如图3所示。
图3 主出风方向及前除霜格栅位置图解
根据不同的车型以及造型的需要，除霜格栅位置也可以相应的进行调整，但必须满足以下几点要求：
（1）主出风方向与前风挡玻璃的夹角的最佳值为30°，可依据实际情况在20°～40°之内进行调整，但是要保证整个除霜口与前风挡玻璃的间距和角度保持一致；
（2）为了保证格栅出口气流速度满足要求，前除霜格栅开口宽度一般为10～13 mm；
燃烧点
主出风方向
A区A'区
B区
3°5°1°
30°
65
40
12
（3）前除霜格栅与仪表台前端的水平距离为40～100 mm ，距离太近会使气流被压迫，距离太远的话气流就会分散而且速度可能无法达到要求；
（4）前除霜格栅向下保证40 mm 以上的直线路径，以保证气流的导向。 2.1.4 前除霜格栅长度与分布
前除霜格栅一般情况多为两段式的，每一段长度一般为350～400 mm ，依据车身宽度调整每一段的尺寸，并且两端中间开口边缘部位要尽量的靠近车身的中心线。需要注意，如果车身的尺寸过宽，则前除霜格栅需要设置多段式，如大型客车和大型卡车等。如图4所示。
图4 前除霜格栅分布图解
2.1.5 前除霜风道的结构设计
一般情况，将前格栅的两段分别等分为五个开口，在前格栅内部增加叶片，再将前挡风玻璃黑边内区域沿Z 方向进行4等分，下1/4处的点就是前除霜区域的边界点，除霜主风道的内表面可以按照此点与除霜格栅开口边缘处连线制作，其它前格栅叶片角度和长度要考虑气流覆盖整个前风挡玻璃。如图5所示。
图5 前除霜风道结构设计图解
2.2 侧除霜风道的设计
2.2.1 确定外后视镜在侧风窗玻璃上可视区域
根据假人作出外后视镜的视线范围，此外后视镜视线范围与侧风窗玻璃相交叉的区域即外后视镜在侧风窗玻璃的可视区域。如图6所示。 2.2.2 燃烧点位置确定
燃烧点的位置一般在可视区域前轮廓线上的1/3处。如图6所示。
图6 可视区域及燃烧点位置图解
2.2.3 主出风方向及侧除霜格栅位置确定
侧除霜格栅的中心点在造型的允许情况下
尽量靠近侧风窗玻璃，中心点与燃烧点的连线为侧除霜气流的设计主出风方向。
侧除霜格栅的位置根据造型确定，但必须满足以下要求：
（1）侧除霜的开口在主出风方向上的投影区域要避开A 柱内饰板；
（2）侧除霜的主出风方向在XY 平面的投影线与X 轴角度小于30°；
（3）侧除霜的主出风方向在ZX 平面的投影线与X 轴角度需要在20°～40°之间； 2.2.4侧除霜风道的结构设计
侧除霜出风中心至少有80 mm 的风管部分要与侧除霜主出风方向一致，以保证出风方向。
2.3 分风比确定
侧除霜风口与中间除霜风口的分风比最好设计为10%（左侧除霜）、40%（左前除霜）、40%（右前除霜）、10%（右侧除霜）。
2.4 CFD 分析
在除霜风道结构设计完完后需要进行CFD
这个尺寸尽可能小
350 mm ～400 mm
燃烧点
可视区域
外后视镜
目标点
风道内壁
分析，再根据CFD分析对除霜风道进行调整，最终完成除霜风道设计。如图7所示。
图7 前除霜CFD分析样图
CFD分析需要重点关注以下几点：
（1）分风比
侧除霜风口与中间除霜风口的分风比最好分别为10%、40%、40%、10%。
（2）格栅出口处的气流速度
格栅出口处气流速度在6～9 m/s，风速过高会产生异响，气流过低会影响除霜效果。
（3）前风挡玻璃表面风速分布
A区和A'区2 m/s风速的覆盖范围大于80%；
B区1 m/s风速的覆盖范围100%。
3 总结
仪表板除霜风道设计是仪表板设计中的重要组成部分，也是整车除霜功能的重要保证之一，其设计贯穿了整个仪表板设计周期，包含外CAS面的燃烧点位置确认、内CAS面的主出风方向和除霜格栅位置确认、结构数据的叶片和风道设计（包括相关CFD分析）。本文主要说明了除霜风道设计的流程和方法，为后续车型仪表板除霜风道设计提供系统性的思路。汽车仪表图解
参考文献：
[1]张志军，叶阳. 汽车内饰设计概论[M]. 北京：人民交通出版社，2008.
[2]曹渡. 汽车内外饰设计与实战[M]. 北京：机械工业出版社，2011.
[3]GB 11555，汽车风窗玻璃除霜和除雾系统的性能和试验方法[S]. .
未来10年工业机器人与协作机器人市场发展预测
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器和人工智能（AI）等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。自研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展迅速，如今已成为柔性制造系统（FMS）、自动化工厂（FA）和计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。
在国外，工业机器人技术日趋成熟，已经成为一种标准设备被工业界广泛应用。在国内，工业机器人产业起步较晚，大概从20世纪80年代“七五”科技攻关开始起步，高校和科研单位全面开展工业机器人的研究，但近年来的增长势头非常强劲。
从近几年世界机器人发展来看，工业机器人技术正在向智能化、模块化和系统化的方向发展。未来会有越来越多的人购买更多的新产品，设备制造的工业机器人市场也会随之增长。
然而，更多的市场增长并不会来自于传统的工业机器人领域，而会是不断涌现的新一代协作机器人。协作机器人的设计初衷是为了让人类能在有机器人的环境下安全作业，它们比传统机械更具协作性、更小、更敏锐。协作机器人作为一个比较新的概念，在2014年左右才兴起，不过其市场正处于快速发展的阶段，当时并没有很多的协作机器人产品出现。而现在有很多机器人厂家都纷纷推出了协作机器人产品，主要原因是企业看到了市场的需求。
根据预测，到2025年协作机器人将占工业机器人总销量的34%。2016年，协作机器人仅占工业机器人销量的3%。这些机器人体积更小，拥有更多的传感器，如果在运行时有人类或者其他物体靠近，这些特点
使得协作机器人可做出更快、更智能的反应。因此，相比于传统机器人，协作机器人的市场前景将更加广阔。（信息来源：iw/ 下载时间：2017-10-19）
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