摘要：以某商用汽车为研究对象，对汽车空调手动控制器旋钮手感不适的原因进行分析，并对改进该不适提供了整改措施。经过市场装车验证，改进后的汽车空调在售后服务和索赔方面大大减小，提高了该空调系统的稳定性和可靠性，赢得了市场声誉。

    现阶段，随着汽车工业的不断发展和普及，人们对于汽车空调的要求也不断提高。汽车空调控制器在车身内饰中不仅仅只是一个装饰品，更重要的是其实实在在起到空气调节的功能性作用。特别是汽车空调手动控制器，由于其价格相对低廉，且售后服务简单易操作，在很多商用车以及部分乘用车上普遍采用。当然，人们针对其外观上的审美设计，手感上的轻巧灵便，操作上的舒适方便，需求也就越来越高。如何达到并满足顾客这一需求，成了汽车空调厂家必须解决的课题。

    1 原因分析
    本文主要以汽车空调手动控制器为研究对象。手动控制器旋钮手感不适种类主要分为：①旋钮手柄尺寸和外观设计不合理，影响操纵舒适性，灵活和轻便性；②旋钮操纵力矩设计不合理，偏大，增加了客户操纵疲劳强度，偏小，操纵档位不清晰，无档位感；③旋钮手柄反弹，不能准确保留或停留某一档位，要么回弹，要么跳档，不能给人一个准确的指示信息，影响人的主观判断。原因分为以下3种。
    1）汽车空调控制器本身的设计和制造问题引起操纵手感不适。例如汽车空调的手柄尺寸、外观设计不合理，控制器模式转换档位锁紧力不够，控制器摇臂和拉丝出线角度设计不合理等。
    2）汽车空调暖风机本体上和控制器拉丝联动的机构设计不合理，造成控制器手感不适。如出现以下问题：模式分配盘行程和控制器行程不匹配、模式分配盘轨迹设计不合理、模式分配盘发卡，都会造成控制器手感不适。
    3）控制器和暖风机总成连接安装方式错误，同样会造成控制器旋钮手感不适等现象。

    2 实例剖析及解决方案
    2.1控制器本身的设计和制造问题
    1）控制器旋钮手柄设计尺寸和外观不合理。现阶段，人们在美学和外观学方面比较注重，这方面的设计投人比较大，改进和设计的投入力度比较多。加上有很多成熟的产品和样件可以作为参考，在外观和人机工程学方面，特别是国内目前人们的消费需求和观念还不是很高的时候，国内大多汽车空调控制旋钮的外观和尺寸基本上能够满足要求。
    2）控制器模式旋钮档位锁紧力度不够。控制器旋钮锁紧力矩一般规定为15～30 N·cm，超过30N·cm力矩后，启动旋钮进行旋转的扭转力矩就越大，客户手感上的不适就越明显。小于15N·cm力矩后会造成旋钮在某一档位停留不住，特别是在鼓风机风压较大的时候，有可能直接带动控制器旋钮进行旋转，使控制器不能停留在客户需要的位置，从而造成控制器失效。图1为空调控制器模式档位锁紧装置示意图。

    由图1可以看出控制器模式调节臂上有钢珠定位槽，控制器模式旋钮和模式调节臂刚性相连。当旋转控制器模式旋钮时（图2），就同时驱动控制器模式调节臂进行旋转。当模式旋钮由吹脸旋转至吹脸／吹脚时，模式调节臂也由第1个定位槽旋转至第2个定位槽，模式旋钮的模式定位就靠模式调节臂定位槽进行定位和控制。控制器空载时的操纵力矩就靠锁紧调节弹簧和模式调节臂定位槽深度控制。

    当控制器模式调节臂定位槽深度太深（或锁紧弹簧力度较大）时，钢珠脱离定位槽需要的切向扭力就越大，客户在操纵时手感就特别不适，容易疲劳。定位槽太浅（或锁紧弹簧力度较小）时，钢珠脱离定位槽特容易，档位感就显得不清晰。另一个隐患就是在控制器负载状态下，风压较大时，旋钮很难在某一档位停留甚至自动脱离档位定位槽溜滑至其他部位去了，造成控制器旋钮指示标示失效。
    所以，在控制器的操纵力矩设计阶段，多参照以往成熟的设计样件和经验，在真正开模具之前，没有确切把握的话，应该进行快熟成型工艺进行实物验证。目前，国内汽车空调手动控制器模式旋钮操纵力矩一般定位15～30N·cm之间。当然，该力矩仅为参考，不同类型的车用空调，该力矩值可能会有些许偏差。但大的方向是以满足客户需求为目的和主导。
    3）控制器摇臂和拉丝出线角度设计不合理，同样会造成控制器手感不适。如图3、图4所示。



    如图4所示，假设：控制器摇臂向拉丝传递力为F，拉丝得到的沿其运动方向的操纵力为F1，拉丝承受的法向作用力为F0摇臂与拉丝出线方向的角度为β，受力分析如下：F1=Fsinβ，F0=Fcosβ。当β =90°时，F1 =F， F0=0，此时控制器操纵最省力；当0＜β<90°时，β增大，F1增大，F0减小；当90° <β<180°时，β减小，F1增大，F0减小。
    从上分析可知，β应尽可能靠近90°，才能最大限度地减少控制器操纵力的法向损失，控制器旋钮手感将会最轻便。当然，在总的操纵力不变的情况下，增大操纵力臂的长度L，同样会增大控制器旋转扭矩，达到顾客的需求。但要结合控制器总成的空间尺寸和结构才可。

    2.2汽车空调暖风机本体上和控制器拉丝联动的机构设计不合理
    暖风机本体上和控制器拉丝联动的机构主要是模式分配盘，模式分配盘是直接将控制器的操纵力传递给暖风机联动机构的重要部件，是驱动暖风机风门进行运动和风向分配的直接带动者。其造成控制器手感不适主要因素有以下几个方面。
    1）暖风机模式分配盘行程和控制器行程不匹配，造成控制器反弹主要体现为：模式分配盘行程偏小，而控制器行程偏大，当控制器自某初始模式（如图2中的吹脸模式）旋转至快接近最后的极限模式（如图2中的除霜模式）时，由于模式盘行程偏小已经走完全部行程，造成控制器多出的行程在继续行进中受阻，从而形成控制器旋钮手柄反弹。
    具体的改进措施有2种方案：一是减小控制器模式摇臂行程；二是增大模式分配盘的行程。
    2）模式盘轨迹设计不合理引起的控制器手感不适，主要体现为模式盘轨迹曲线角度设计不合理和模式盘轨迹拐角设计不合理，造成模式旋钮发卡、跳档、异响等。如图5所示。

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