随着汽车行业的快速发展, 乘客对舒适性的要求也越来越高, 如何提高乘客的舒适性, 成为汽车设计公司关注的焦点。空调作为保证舒适性的最重要的产品之一, 尤其空调模式盘由于同时控制着吹脚、吹面、除霜三个风门运动, 其的运动轨迹是三个风门运动的耦合, 设计难度大, 精度要求高。随着科学技术的高度发展, 传统的AUTOCAD 在三维设计产品开发上越来越不能满足人们的需求, 不仅开发时间长, 而且往往只在制造成品时才能发现问题, CATIA模式仿真模块利用了“角度-时间”这一对应的曲线法则，可有效地控制在进行空调模式切换之时各风门离开当前模式、进入下一个模式和在下一个模式保持的时间，可有效避免由此而引起的噪声问题，极大地降低了开发成本, 有效的保证了空调设计的可行性和合理性。
汽车空调风门模式设计要素
一、 基础知识
空调HVAC总成的模式总共有吹面、吹面吹脚、吹脚、吹脚除霜、除霜，五种模式。而空调的风门通常有2～3个，要取到前述的五种模式，需要通过一个机构将各个风门的动作协调起来。
二、风门模式要求的功能和要素
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功能 |
要素 |
目标 |
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1、风门开闭 2、风门需要量使其动作 3、位置保持 |
操作力 |
能够不用过大的力或过小的力进行操作 |
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动作特性 |
能对准目标风门位置正确的动作 |
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保持性 |
保持目标位置，不会因为送风负荷和振动等移动 |
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操作感 |
可以判断是用心情舒适的（适当）力进行操作，有操作信赖感 |
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操作音 |
没有损害商品性的异音 |
进行详细设计时，应注意以下要素：
1. 由于受控制侧动作的影响，主操纵杆的停止位置存在偏差。设计时有必要设计出富余空间。 （主操纵杆角2°）
2. 由于发生副操纵杆的速度变化剧烈，噪音和难于操作，所以变曲点的边缘应该用圆滑的R进行相连。 （R6销直径5㎜时）
3. 风门动作角设计时，为减少操纵臂的由于缝隙松动而导致实动角减少和压缩壳体及两侧，使壳体两侧更薄。操纵杆侧角度比壳体的风门动作角度大2°。
理论行程为60°实际总行程应为两侧各加2°富余量，避免风门由于旋转和样件误差造成风门关闭不严的隐患。
基于CATIA模拟仿真进行空调运动机构设计应用实例
一、利用CATIA进行空调运动机构设计需要以下步骤
步骤一：确定所需要设计的HVAC总成中风门位置信息
步骤二：确定模式调节时，风门位置和调节时间的关系
步骤三：生成轨迹线，完成空调模式盘的设计
步骤四：提取模式盘凸轮槽中心轨迹线，进行仿真分析验证
二、模式风门角度定义
2.1 风门位置示意图
2.2角度定义
模式盘角度定义
吹面风门角度定义
吹脚风门角度定义
模式盘（102度）初始位置吹面
三、在CATIA模拟仿真进行模式盘设计
3.1将3D产品零部件在DUM模块进行运动副设计
结论与展望
CATIA建模与模拟仿真有效的验证了模式盘及机构的有效运行，确保开发的有效性和合理性，为优化空调系统模式控制提供了依据，并且此类仿真方法可以拓展其他领域，为产品的可开发提供新方法，提高产品设计的效率和质量
参考文献
1．王国义, 南文虎, 肖根先.基于UG运动仿真的汽车空调设计[M]. 甘肃科技. 2009第17期
2. 潘文斌. CATIA V5中文版设计基础与实践. 机械工业出版社: 北京 2012
作者简介
许振华 祖润青 马建文 吴远培
长城汽车股份有限公司技术中心
技术文档
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