汽車空調送風模式控制機構優(yōu)化設計研究.pdf

1、汽車空調作為汽車舒適性的重要保障之一，日益受到汽車生產廠家和用戶的重視。汽車空調有一項重要功能是控制空氣流向和分配，實現不同模式下的空氣調節(jié)。空調的送風模式主要有吹臉、吹腳、除霜三大模式，以及在此基礎上增加的吹臉/吹腳、吹腳/除霜復合模式。汽車空調的送風模式分配盤作為汽車空調控制系統(tǒng)中調節(jié)送風模式的關鍵部件，涉及吹臉/除霜、吹腳兩個風門的耦合運動，其結構設計的優(yōu)劣直接關系到模式控制的精確性和操縱力的輕便性。目前常用的送風模式控制機構是拉

2、索機構和凸輪機構的組合機構，可以進一步簡化為曲柄搖塊機構，擺動導桿機構與滾子擺動從動件盤形溝槽凸輪機構的組合機構，其中的曲柄搖塊機構是以導桿為主動件，曲柄在有限角度范圍內擺動的曲柄搖塊演化機構;擺動導桿機構是曲柄在有限的角度范圍內擺動的擺動導桿機構;凸輪機構是一個凸輪盤帶動兩個擺桿的特殊凸輪機構。該組合機構結構十分緊湊，能很好的節(jié)省裝配空間，除了拉索為鋼絲和塑料套管組合外，其它構件的材料都是工程塑料，材料成本低，注塑成型工藝簡單，生產成

3、本也十分低。但是該組合機構是一種純機械的控制機構，缺少反饋機制，要很好的實現對吹臉和吹腳風門的準確控制，各個零件的設計和制造精度都必須很高，如此就增大了模式分配盤凸輪輪廓曲線的設計難度，如何保證空調在指定送風模式下其它送風口無漏風情況和如何優(yōu)化控制機構的載荷以減小操作力并避免旋鈕回彈是設計中的難點。
　　 本文以某汽車空調為例，分析了送風模式控制機構的組成及各基礎機構的工作原理和運動特性，給出了送風模式控制機構的基本設計方法，包

4、括機構的簡化方法，行程的計算方法，運動規(guī)律曲線的獲得方法，凸輪輪廓曲線的產生方法，以及零件的設計方法，為精確設計控制機構提供了可靠的保證;對送風模式控制機構進行了力學分析，并通過理論計算推導出了凸輪控制機構的力傳遞公式，確定了拉力的優(yōu)化參數;利用ADAMS，結合Pro/E建立了送風模式控制機構動力學分析模型，進行了動力學的仿真分析，研究了風門、聯動臂、模式盤及拉索運動規(guī)律，模式盤凸輪壓力角和拉索的載荷大小等;在仿真分析的基礎上利用ADA

5、MS建立了送風模式控制機構優(yōu)化模型，將操縱機構操縱力作為優(yōu)化目標，將風門搖臂與聯動臂連接點的初始位置坐標以及聯動臂與模式分配盤連接點的初始位置坐標作為一類設計變量，將吹臉吹腳風門運動規(guī)律上不影響模式控制的參數點作為另一類設計變量，以模式分配盤上的兩段溝槽凸輪的壓力角大小為約束條件，通過自動求解、最終得到最優(yōu)化的風門控制機構關鍵點坐標和運動規(guī)律設計參數值;提供了利用ADAMS快速精確的生成凸輪輪廓曲線的方法，考慮到ADAMS建模的復雜性，