儀表板功能及設(shè)計(jì)

王士川 關(guān) 杰

(曙光汽車集團(tuán) 黃海汽車沈陽研究院，遼寧 沈陽 110000)

一 儀表板的功能要求

儀表板應(yīng)具有如下功能要求:要有足夠的強(qiáng)度，能夠承載各種安裝附件的負(fù)荷;良好的吸收沖擊能量的能力，保護(hù)前排駕乘人員的安全;要有良好的尺寸穩(wěn)定性，能夠保證在-40～120℃的范圍內(nèi)不變形;耐老化性好，可長期耐紫外線的輻射;耐各種酸、堿及油類的腐蝕;良好的視覺感，表面最好啞光處理，不使前排駕乘人員產(chǎn)生炫目、刺眼的感覺;不允許產(chǎn)生使汽車玻璃出現(xiàn)模糊的揮發(fā)物，應(yīng)有適宜的裝飾性并能滿足不同消費(fèi)人的需求等。

二 儀表板的種類及材料

儀表板主要有注塑儀表板、軟皮發(fā)泡儀表板兩種。

1.注塑儀表板

注塑儀表板一般為PP材料。但是由于注塑工藝較難控制大制件的表面質(zhì)量，因此注塑儀表板表面不可避免的存在熔接痕、縮痕、頂出白痕等缺陷。而且PP材料較軟，表面易發(fā)生刮擦。此類型儀表板開發(fā)成本較低，多用于經(jīng)濟(jì)型的轎車或硬朗風(fēng)格的SUV中，如賽歐、長安嘉年華等。

2.軟皮發(fā)泡儀表板

軟皮發(fā)泡儀表板主要有真空成型表皮、搪塑表皮、PU Spray表皮三種材料。軟皮發(fā)泡儀表板給人柔軟的質(zhì)感，適合溫馨豪華的內(nèi)飾風(fēng)格，此類型儀表板制作工藝復(fù)雜，開發(fā)成本較高，多用于中、高級(jí)的車型，如帕薩特、Polo等。

三 儀表板組成零件

儀表板主要由儀表板本體、風(fēng)道系統(tǒng)、手套箱總成、出風(fēng)口總成、中控面板、煙灰缸、杯托、護(hù)腳板等組成。

四 儀表板組成零件結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)要求

1.儀表板本體

儀表板本體是儀表板的重要組成部分，儀表板本體的設(shè)計(jì)不但要有可靠的強(qiáng)度，完善的功能，美觀的外型，還需要滿足國家強(qiáng)制法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。必須滿足以下標(biāo)準(zhǔn):(1)GB11551-2003(CMVDR 294)＜＜乘用車正面碰撞的乘員保護(hù)＞＞。(2)GB11552-2009(CMVDR 209)＜＜轎車內(nèi)部凸出物＞＞法規(guī)要求。(3)GB11556-2009(CMVDR 632)＜＜汽車風(fēng)窗玻璃除霜和除霧系統(tǒng)的性能和實(shí)驗(yàn)方法＞＞。(4)GB 8410-2006＜＜汽車內(nèi)飾材料的燃燒特性＞＞。

除此之外，還要滿足以下設(shè)計(jì)要求:(1)可靠性目標(biāo):2年內(nèi)或50000公里完好率98%;6年內(nèi)或150000公里完好率94%;10年內(nèi)或250000公里完好率90%。(2)儀表板系統(tǒng)要求在-40°到 +82°的環(huán)境溫度下，+40°時(shí)相對濕度達(dá)到90%，滿足外觀和功能的要求。(3)儀表板系統(tǒng)上的零件經(jīng)過3次拆裝后，各零件應(yīng)滿足所有外觀和功能的要求。(4)需滿足駕駛側(cè)與副駕駛側(cè)的膝部撞擊要求(北美和歐洲法規(guī)要求，視客戶需求決定)。(5)儀表板暴露在自然環(huán)境下，當(dāng)儀表板處于空調(diào)引起的快速冷熱時(shí)，在運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)過程中，不能發(fā)出可辨的噪聲。(6)振動(dòng)試驗(yàn)要求:振動(dòng)頻率33Hz，振動(dòng)加速度70m/s2，上下4小時(shí)，左右2小時(shí)，前后2小時(shí)。試驗(yàn)后產(chǎn)品不應(yīng)有松動(dòng)、脫落、表面凹陷、破損、斷裂等影響正常使用的功能及外觀缺陷。

2.風(fēng)道系統(tǒng)

風(fēng)道系統(tǒng)主要由除霜風(fēng)道和空調(diào)風(fēng)道兩部分組成。(1)除霜風(fēng)道:采用整體焊接風(fēng)道結(jié)構(gòu)，在儀表板本體背面設(shè)計(jì)雙層結(jié)構(gòu)，風(fēng)道板材通過焊接或其他連接方式固定在儀表板背面，形成的空腔成為風(fēng)管。(2)空調(diào)風(fēng)道:采用PE吹塑風(fēng)管或PP注塑風(fēng)管來連接空調(diào)機(jī)出口和IP出風(fēng)口。

風(fēng)道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要滿足以下要求:(1)除霜器噴嘴必須布置在距前擋風(fēng)玻璃底部45毫米到100毫米的范圍內(nèi)。(2)駕駛員觀察左右后視鏡的視線在左右車窗上形成視野區(qū)域，左右除霧器的出風(fēng)方向需吹向該區(qū)域。(3)吹向乘員的空調(diào)風(fēng)管一般需保證3000mm2的截面積。開啟狀態(tài)的Register損失20%的截面積。(4)前除霜器、左右除霧器需滿足國家強(qiáng)制除霜、除霧試驗(yàn)。試驗(yàn)條件下10分鐘內(nèi)去除車窗指定區(qū)域90%的凝結(jié)霜霧。

3.手套箱總成

手套箱結(jié)構(gòu)主要有兩種形式:一種是Drop down式，手套箱斗與蓋板焊接成一體式;另一種是開門式，盛物的斗與門分開。兩種結(jié)構(gòu)都可以增加緩沖開門機(jī)構(gòu)。

手套箱設(shè)計(jì)要滿足以下要求:手套箱斗的寬度應(yīng)大于75%手套箱門的寬度。手套箱可以放下275X45X175尺寸的塊體，打開的尺寸為275X100。(3)駕駛側(cè)氣囊激發(fā)后，手套箱門不能打開。

4.出風(fēng)口總成

出風(fēng)口主要有Barrel式、旋轉(zhuǎn)式、Vane葉片式三種形式。其中Barrel式主要用于一些較老的車型中，目前新車型多使用旋轉(zhuǎn)式，而Vane葉片式為主流設(shè)計(jì)，在中高檔車中普遍運(yùn)用。

出風(fēng)口設(shè)計(jì)要滿足以下要求:(1)儀表板一般提供最少4個(gè)出風(fēng)口，通?？照{(diào)出風(fēng)口的作用范圍達(dá)到車廂內(nèi)50%的空間。(2)當(dāng)駕駛者坐在最遠(yuǎn)的位置上時(shí)，駕駛側(cè)出風(fēng)口可調(diào)節(jié)吹風(fēng)方向，吹到駕駛員右肩;中間出風(fēng)口可以吹到駕駛員左肩;同時(shí)，當(dāng)副駕駛員坐在最遠(yuǎn)的位置時(shí)，副駕駛員出風(fēng)口可調(diào)節(jié)吹風(fēng)方向，吹到副駕駛員左肩，中間出風(fēng)口可以吹到副駛員右肩。(3)出風(fēng)口向上應(yīng)該能夠吹到99%的眼橢圓，向下應(yīng)能夠吹到假人的H點(diǎn)。(4)所有的出風(fēng)口應(yīng)高于前座椅H點(diǎn)上方356mm處的水平面;從出風(fēng)口做到99%眼橢圓的切線，切線長度不大于653mm。(5)出風(fēng)口需要布置在沒有任何零件(方向盤、控制器等)阻擋氣流吹向任何目標(biāo)的位置，能夠吹到人腰部以上80%的空間。如果不能，就要考慮設(shè)置輔助出風(fēng)口。

5.中控面板

中控面板是儀表板上結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的部分，分兩種形式:一種是獨(dú)立的控制面板;另一種是與CD或DVD面板結(jié)合在一起的控制面板。但不論采用哪種形式，中控面板都集成中部左右出風(fēng)口、中部儲(chǔ)物盒、空調(diào)控制器、CD或DVD、車用開關(guān)等功能部件。也有許多車型在中部面板上安裝杯托等功能部件。

中部面板設(shè)計(jì)要滿足以下要求:(1)電器開關(guān)的布置便于駕駛員操作。(2)如是與CD或DVD面板結(jié)合在一起的中控面板需能夠承受較重的CD機(jī)和DVD機(jī)的重量。(3)中央儲(chǔ)物盒需后仰一定角度避免物件受顛跳出，盒底部要有緩沖墊防止噪音。(4)帶屏幕的電器件避免前車窗折射反光。

6.煙灰缸

煙灰缸結(jié)構(gòu)主要有兩種形式:一種是抽屜式手開煙缸，低檔經(jīng)濟(jì)型車上應(yīng)用較多;另一種是帶緩沖的自動(dòng)翻開式，多用于中高檔車型上。

煙灰缸設(shè)計(jì)要滿足以下要求:

(1)前煙灰缸打開的寬度為100毫米，打開的面積為5000平方毫米;總?cè)莘e為200立方厘米;后煙灰缸打開的寬度為75毫米，打開的面積為2000平方毫米;總?cè)莘e為80立方厘米。

(2)將煙灰缸缸體轉(zhuǎn)入或取出的作用力為:

SNAP-IN 方式:20N

DRAWER/SLIDE 方式:15N

PIVOT/HINGED 方式:15N

(3)煙灰缸蓋在受到11N的載荷時(shí)，Y方向變形＜5毫米;Z方向變形＜3毫米。

(4)在手部不接觸到滅煙處的情況下，煙灰缸缸體可以很方便的取出。

7.杯托

杯托結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)種類多種多樣，杯托設(shè)計(jì)要滿足以下要求:

(1)杯托上可以放置最小75毫米直徑的容器，深度不小于40毫米。

(2)杯托的最大開啟和關(guān)閉力為:

開啟:DRAWER/SLIDE:25N

PUSH/PUSH:15N

關(guān)閉:DRAWER/SLIDE:30N

PUSH/PUSH:15N

(3)杯托的插入的部分在其中心受到4.5N的載荷，在43攝氏度和90%相對濕度環(huán)境下，放置24小時(shí)后，杯托能夠滿足所有的功能。

8.護(hù)腳板

護(hù)腳板在儀表板的最底部，護(hù)腳板不僅僅是為了保護(hù)駕乘人員腳部安全，也是儀表板與地板的過度連接。

護(hù)腳板設(shè)計(jì)要滿足以下要求:在設(shè)計(jì)護(hù)腳板時(shí)要給駕乘人員腳部留出足夠的活動(dòng)空間，起到護(hù)腳作用的同時(shí)還要使駕乘人員腳部舒適，減少駕乘人員乘車疲勞。

五 結(jié)束語

隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，特別是新技術(shù)、新產(chǎn)品的推力作用，儀表板也變的越來越復(fù)雜，但是不管多復(fù)雜的設(shè)計(jì)都必須擁有儀表板應(yīng)具有的功能，同時(shí)儀表板要通過噪音、內(nèi)部溫度和濕度的控制，進(jìn)一步改善駕駛室的內(nèi)部環(huán)境，并通過色彩、織物及裝飾的不斷改進(jìn)、使駕乘人員在視覺上達(dá)到舒適和協(xié)調(diào)，為駕乘人員提供舒適駕乘空間。

[1]李光耀.汽車內(nèi)飾件設(shè)計(jì)與制造工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.8

[2]張志軍.汽車內(nèi)飾設(shè)計(jì)概論.北京：人民交通出版社，2008.11

[3]李力.塑料成型模具設(shè)計(jì)與制造.北京：國防工業(yè)出版社，2007