楊國星 梁鼎

摘要：在汽車生產(chǎn)與維修保養(yǎng)過程中，需要利用冷媒加注機對其空調(diào)系統(tǒng)進行冷媒的加注與更換。而目前市場上大多數(shù)冷媒加注機的外觀與結(jié)構(gòu)設(shè)計都不甚理想，這嚴重制約了冷媒加注機的綜合性能。本文著重介紹了冷媒加注機外觀的設(shè)計與結(jié)構(gòu)的合理排布，力求將冷媒加注機的外觀設(shè)計得更加富有美感且使其結(jié)構(gòu)更加合理。

該設(shè)備外觀設(shè)計與結(jié)構(gòu)的研發(fā)成果，具有很高的經(jīng)濟價值與指導意義。

關(guān)鍵詞：冷媒加注機 外觀設(shè)計 結(jié)構(gòu)設(shè)計

1 方案的確定與調(diào)研

近年來，隨著人們生活節(jié)奏加快，人們對汽車的使用率也隨之增高，汽車空調(diào)是實現(xiàn)對車廂內(nèi)空氣進行制冷、加熱、換氣和空氣凈化的裝置。它的效能往往決定了汽車內(nèi)部的舒適性，從而為乘車人員創(chuàng)造舒適的乘車環(huán)境，降低駕駛員開車的疲勞強度，使其行車更加安全、可靠。

關(guān)于汽車空調(diào)加注回收一體機的設(shè)計研究在國外開展的比較早，技術(shù)也比較成熟，而在國內(nèi)對其的研究和設(shè)計還剛剛處于起步階段，所得到的研究成果和設(shè)計制造的加注機的功能還不夠完善，外形也不是很美觀，隨著國內(nèi)市場對冷媒加注機的剛性需求逐年增加，所以研究設(shè)計一款功能完備、實用美觀、價格低廉的加注設(shè)備就顯得意義十分重大。

設(shè)計者在設(shè)計前期對目前市場上正在銷售的冷媒加注機分別進行了前期市場調(diào)查，設(shè)計者先后對50名從事汽車行業(yè)等用到冷媒加注機的從業(yè)受試者進行了問卷調(diào)查（問卷內(nèi)容略）。

從調(diào)查所統(tǒng)計的結(jié)果看：大多數(shù)被調(diào)查者都是汽修店、汽美店的工作人員，而且半數(shù)以上的受試者每天都在使用冷媒加注機為汽車空調(diào)注入冷媒，他們對目前市場上冷媒加注機無論是從外觀上還是從機器的使用上都不是非常滿意，使用者不滿意的主要項目見下表一。另外受試者對冷媒加注機的售價也顯得十分關(guān)注（見圖2），大部分都選擇購買一萬元以下的加注機設(shè)備。

調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前國產(chǎn)冷媒加注機存在這兩大缺點——外觀不美觀與內(nèi)部各部件的排布存在缺陷。設(shè)計者針對上述提到的這兩項不足分別進行了研究，并得出了一些成果與修改意見，具體如下：

2 外觀的重新設(shè)計

設(shè)計者針對目前市場正在銷售的幾款冷媒加注機外觀分別進行了調(diào)查與對比，得到了其存在如下幾點共性缺點：

①使用材料單一，制作過程簡單。目前，市面上在售的大多數(shù)冷媒加注機的外觀材料為冷軋板，其普遍工藝都為鈑金工藝，鈑金工藝工藝簡單，生產(chǎn)便捷，生產(chǎn)出產(chǎn)品強度高，牢固且不易變形、制作成本很低。但其外觀往往以直角，立面為主，而缺乏弧面、圓角等柔性因素，且鈑金工藝限制性較大，有時不能得到設(shè)計師想要的高質(zhì)量曲面。另外，單純以冷軋板與鈑金作為外觀材料以及加工方式會給人一種低級、廉價、產(chǎn)品定位低的直觀感覺，從而影響產(chǎn)品進入市場的定位及銷售情況。

②產(chǎn)品尺寸不協(xié)調(diào)、人機性差。由于冷媒加注機在使用時離不開人的實時操作，而市面上在售的冷媒加注機的外型尺寸與人機工程學所測人類身體標準尺寸都或多或少的存在些差異，這些差異會導致人們在操作使產(chǎn)生不便，甚至身體上的不適，使用時間長時還會對身體造成永久性損傷，所以，修改加注機尺寸，使之合乎人機要求就顯得格外重要。

③產(chǎn)品顏色搭配混亂，檔次低下。產(chǎn)品外觀配色是決定一件產(chǎn)品外觀是否高檔、大氣、有設(shè)計感的重要原因。市面上目前在售的冷媒加注機的產(chǎn)品配色多為紅、黃、綠、藍等飽和度較高的顏色，而且顏色單一，缺乏層次與對比，產(chǎn)品給人以低擋、廉價感，不利于提升產(chǎn)品的價格與定位。

設(shè)計者針對上述提到的問題做了認真研究，并結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計與人機工學相關(guān)知識對外觀進行了重新設(shè)計。以下就是設(shè)計者對冷媒加注機外觀修改后的外觀效果圖（見下圖3）。

3 外觀設(shè)計說明

設(shè)計者在設(shè)計本產(chǎn)品的外觀時采用了鈑金與注塑件相結(jié)合的方式。將鈑金牢固、強度大的特點與塑料件外觀美觀、成形性好的特點相結(jié)合，使加注機外觀增加柔和感的同時又不失鈑金的剛毅，將產(chǎn)品的外觀提升了一個檔次。

設(shè)計者在設(shè)計此款產(chǎn)品時充分考慮到人機工學的需求，以下列出部分重要的人機尺寸作為舉例。根據(jù)國標《GB/T 10000-1988 中國成年人人體尺寸》，將中國成年人肘高平均值作為本產(chǎn)品的參考高度（見圖4）。經(jīng)查閱資料可知，成年男性肘高的平均值S1=1024mm，而成年女性肘高的平均值為S2=960mm，所以加注機的高度Sn應為：Sn=■-Pa=942≈950mm（其中Pa為修正值）。

根據(jù)國標《GB/T15084-2008》（圖5）可知，眼睛是操作者重要的感覺器官。實際操作面板（顯示屏）時，應有適當?shù)木嚯x，且人眼視域在水平面以上為最大65°，在水平面以下最大為35°，且最適宜角度為15°，設(shè)計者將15°作為冷媒加注機操作面板的傾斜角度。

設(shè)計者將操作面板的長*寬為430mm*310mm（圖6），根據(jù)國標所示，人手在水平方向內(nèi)用力的范圍為以雙手為半徑400mm處，設(shè)計者設(shè)計面板輪廓尺寸大約在這個范圍內(nèi)，以保證使用人員使用時不會發(fā)生誤操作，同時保護了上肢的健康。

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圖4 冷媒加注機的高度與人肘高對比圖

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圖5 人眼的視域與冷媒加注機操作面板的傾斜角度

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圖6 人雙臂用力范圍與操作面板的面積

設(shè)計者在配色時吸取了汽車設(shè)計的配色經(jīng)驗，通過靜電噴涂將鈑金噴涂深藍色金屬漆，邊框的注塑件的配色為銀色，給人以深沉、奢華的感覺，低調(diào)且不失內(nèi)涵，受到了廣大使用者的肯定。

4 結(jié)構(gòu)的修改與各部件的排布

目前市場上大部分的冷媒加注機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與部件都是相似的。主要由遠程供液單元、基本單元、移動單元以及加注槍四部分組成。以下介紹冷媒加注機各部分組成及具體功能。

如圖7，壓力檢測裝置檢測基本單元儲液罐內(nèi)壓力，當儲液罐內(nèi)的壓力低于最低設(shè)定值時，儲液罐儲液不足，遠程供液單元柱塞泵開始工作，通過管路將儲液桶內(nèi)的冷媒及時補充到基本單元的儲液罐內(nèi)，直到儲液罐內(nèi)壓力達到設(shè)定最高值時停止。

基本單元。由儲液罐、壓力檢測裝置、氣控閥島及安全閥等組成。加注過程啟動時，儲液罐利用罐內(nèi)與車輛空調(diào)管路內(nèi)的壓差將冷媒通過加注管路注入車輛空調(diào)管路內(nèi)。當儲液罐內(nèi)的冷媒消耗到一定程度時，壓力檢測裝置檢測到儲液罐內(nèi)的壓力低于最低設(shè)定值，則遠程供液單元開始向儲液罐補液，直到儲液罐壓力達到設(shè)定上限值時停止。若系統(tǒng)出現(xiàn)故障，儲液罐超過壓力上限值時，安全閥打開泄壓。

移動單元。由隨行機構(gòu)、加注槍升降/擺動機構(gòu)、GOT屏、真空泵、計量器、真空壓力傳感器、氣控閥島等組成。

加注頭。由加注槍管路、加注槍本體、控制按鈕、指示燈、高低壓快速接頭及連接加注槍本體和快速接頭之間的軟管等部分組成。

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圖7 冷媒加注機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

設(shè)計者通過調(diào)查市面上在售的冷媒加注機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，經(jīng)過總結(jié)提出了2條內(nèi)部結(jié)構(gòu)與部件排布的修改方法，都得到了很好的效果。具體的修改方法如下：

①“T”字形面板。由于冷媒加注機內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各部件的相對位置比較復雜，如內(nèi)部電磁閥與閥塊的相對位置、壓縮機與真空泵的相對位置、繼電器與系統(tǒng)油分的相對位置等，這些器件的相對位置必須要在一定的范圍內(nèi)才方便裝配與維修，設(shè)計者經(jīng)過反復調(diào)研設(shè)計了一個“T”字形的面板來放置冷媒加注機內(nèi)部大部分電磁零件與罐體（“T”字形面板見圖8），“T”字形面板有兩個優(yōu)點：其一：為其兩側(cè)的罐體與真空泵讓出空間，方便二者的裝配；其二：“T”字型裝配上下都方便與箱體內(nèi)部連接，能保證連接的強度，不易產(chǎn)生局部損傷。

②油瓶前門。設(shè)計者在設(shè)計調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)兩個油瓶的位置是重要的設(shè)計點，市場上大部分冷媒加注機油瓶的位置在箱體側(cè)面，一部分油瓶掛在前面，設(shè)計者傾向于將油瓶掛在前面，因為可以明顯準確地觀察到油瓶的液位，但是掛在前面的油瓶由于沒有保護裝置有時會被碰掉從而造成泄漏，所以設(shè)計者將前面油瓶部分內(nèi)凹，前面加裝彈簧門，從而對油瓶起到保護作用，減少油瓶的損壞。

5 結(jié)論

本文介紹的汽車空調(diào)冷媒加注一體機設(shè)備即將投入生產(chǎn)制造，此項設(shè)計外觀設(shè)計新穎，符合人機要求，大氣且富有美感，經(jīng)過專家和專業(yè)汽修人員的使用基本可以達到市場對冷媒加注機功能的要求，與此同時，此設(shè)備較同類型加注機產(chǎn)品有明顯的價格優(yōu)勢，預計將來會有一個很好的市場前景。

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作者簡介：楊國星（1983-），女，山西運城人，高校講師，研究方向：模具設(shè)計與制造、工業(yè)設(shè)計。