汽車空調(diào)送風(fēng)模式控制機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、汽車空調(diào)作為汽車舒適性的重要保障之一，日益受到汽車生產(chǎn)廠家和用戶的重視。汽車空調(diào)有一項(xiàng)重要功能是控制空氣流向和分配，實(shí)現(xiàn)不同模式下的空氣調(diào)節(jié)。空調(diào)的送風(fēng)模式主要有吹臉、吹腳、除霜三大模式，以及在此基礎(chǔ)上增加的吹臉/吹腳、吹腳/除霜復(fù)合模式。汽車空調(diào)的送風(fēng)模式分配盤(pán)作為汽車空調(diào)控制系統(tǒng)中調(diào)節(jié)送風(fēng)模式的關(guān)鍵部件，涉及吹臉/除霜、吹腳兩個(gè)風(fēng)門(mén)的耦合運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接關(guān)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(fēng)模式控制機(jī)構(gòu)是拉

2、索機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化為曲柄搖塊機(jī)構(gòu)，擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與滾子擺動(dòng)從動(dòng)件盤(pán)形溝槽凸輪機(jī)構(gòu)的組合機(jī)構(gòu)，其中的曲柄搖塊機(jī)構(gòu)是以導(dǎo)桿為主動(dòng)件，曲柄在有限角度范圍內(nèi)擺動(dòng)的曲柄搖塊演化機(jī)構(gòu);擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)是曲柄在有限的角度范圍內(nèi)擺動(dòng)的擺動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu);凸輪機(jī)構(gòu)是一個(gè)凸輪盤(pán)帶動(dòng)兩個(gè)擺桿的特殊凸輪機(jī)構(gòu)。該組合機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)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(gòu)件的材料都是工程塑料，材料成本低，注塑成型工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成

3、本也十分低。但是該組合機(jī)構(gòu)是一種純機(jī)械的控制機(jī)構(gòu)，缺少反饋機(jī)制，要很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)吹臉和吹腳風(fēng)門(mén)的準(zhǔn)確控制，各個(gè)零件的設(shè)計(jì)和制造精度都必須很高，如此就增大了模式分配盤(pán)凸輪輪廓曲線的設(shè)計(jì)難度，如何保證空調(diào)在指定送風(fēng)模式下其它送風(fēng)口無(wú)漏風(fēng)情況和如何優(yōu)化控制機(jī)構(gòu)的載荷以減小操作力并避免旋鈕回彈是設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。
　　 本文以某汽車空調(diào)為例，分析了送風(fēng)模式控制機(jī)構(gòu)的組成及各基礎(chǔ)機(jī)構(gòu)的工作原理和運(yùn)動(dòng)特性，給出了送風(fēng)模式控制機(jī)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)方法，包

4、括機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化方法，行程的計(jì)算方法，運(yùn)動(dòng)規(guī)律曲線的獲得方法，凸輪輪廓曲線的產(chǎn)生方法，以及零件的設(shè)計(jì)方法，為精確設(shè)計(jì)控制機(jī)構(gòu)提供了可靠的保證;對(duì)送風(fēng)模式控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行了力學(xué)分析，并通過(guò)理論計(jì)算推導(dǎo)出了凸輪控制機(jī)構(gòu)的力傳遞公式，確定了拉力的優(yōu)化參數(shù);利用ADAMS，結(jié)合Pro/E建立了送風(fēng)模式控制機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析模型，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)的仿真分析，研究了風(fēng)門(mén)、聯(lián)動(dòng)臂、模式盤(pán)及拉索運(yùn)動(dòng)規(guī)律，模式盤(pán)凸輪壓力角和拉索的載荷大小等;在仿真分析的基礎(chǔ)上利用ADA

5、MS建立了送風(fēng)模式控制機(jī)構(gòu)優(yōu)化模型，將操縱機(jī)構(gòu)操縱力作為優(yōu)化目標(biāo)，將風(fēng)門(mén)搖臂與聯(lián)動(dòng)臂連接點(diǎn)的初始位置坐標(biāo)以及聯(lián)動(dòng)臂與模式分配盤(pán)連接點(diǎn)的初始位置坐標(biāo)作為一類設(shè)計(jì)變量，將吹臉吹腳風(fēng)門(mén)運(yùn)動(dòng)規(guī)律上不影響模式控制的參數(shù)點(diǎn)作為另一類設(shè)計(jì)變量，以模式分配盤(pán)上的兩段溝槽凸輪的壓力角大小為約束條件，通過(guò)自動(dòng)求解、最終得到最優(yōu)化的風(fēng)門(mén)控制機(jī)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)參數(shù)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(fù)雜性，