汪育全+劉德滿+饒陽

摘 要：本文闡述了前風窗下裝飾板系統(tǒng)水管理的概念，指出了前風窗下裝飾板系統(tǒng)雨水管理不當可能導致的問題。詳細分析了雨水流入流出的路徑，通過分類對水管理的方法進行了詳細的分析說明，也對前風窗下裝飾板系統(tǒng)水管理的結構設計進行了詳細的介紹和對比。對于合理設計前風窗下裝飾板系統(tǒng)導水、排水提供了詳細的結構優(yōu)化方案和設計指導。

關鍵詞：前風窗下裝飾板系統(tǒng)；水管理；導水；排水

中圖分類號：U463.85 文獻標識碼：A 文章編號：1005-2550（2017）03-0090-05

The Water Management Design Research Of Cowl Top

WANG Yu-quan； LIU De-man； Rao yang

（Dongfeng Motor Corporation Technical Center， Wuhan430058， China）

Abstract： This article expound the Water Management concept of cowl top， and piont out the problems which produced because of the water misgovern of cowl top system. The paper analyzes the way of rainwater inflow and outflow， and analyzes the methods of water management in detail. It also introduces and contrasts the design of water management of cowl top in detail. It provides a more detailed structure optimization and design guidance for the rational design of cowl top， such as water conduction， retaining and drainage.

Key Words： Cowl Top； Water Management； Water Diversion； Drain Away Water

前 言

乘用車前風窗下裝飾板系統(tǒng)位于前風擋玻璃與發(fā)動機罩之間，通常由一系列的黑色塑料件組成，是重要的外觀件，對造型美觀以及用戶感知均有著重要的意義。同時其更是重要的功能件，起著空調外循環(huán)進氣、發(fā)動機罩后部密封、前風窗玻璃雨水的導水排水的作用。本文主要對前風窗下裝飾板系統(tǒng)水管理原理、水流路徑的分類和結構設計優(yōu)化進行論述。

1 概述

1.1 前風窗下裝飾板系統(tǒng)結構特點

前風窗下裝飾板系統(tǒng)包含發(fā)動機罩系統(tǒng)、前風擋玻璃、雨刮系統(tǒng)、翼子板、前圍鈑金、線束水管等環(huán)境件，如圖1所示。前風窗下裝飾板系統(tǒng)一般有多個塑料件組成，共同達成其功能要求，如圖2所示。前風窗下裝飾板系統(tǒng)所處環(huán)境復雜，需與多系統(tǒng)進行配合，同時其自身系統(tǒng)零件眾多，結構復雜。

1.2 前風窗下裝飾板系統(tǒng)水管理概述

前風窗下裝飾板系統(tǒng)水管理，即將雨水通過合理的結構布置，有序地排出車外，并且不影響空調外循環(huán)進氣、不影響雨刮電機、不影響傳動系統(tǒng)、不影響電子電器元件等。同時在正常的雨水環(huán)境、車輛位置等條件下，前風窗下裝飾板系統(tǒng)仍能做到不積水、不滲水；雨水仍可按照設計的線路排出車外。

2 水管理原理

2.1 水流來向

前風擋前裝飾板的水流主要來源于下雨天前風擋玻璃流下的水，而根據車輛位置狀態(tài)和雨水大小，其水流量大小及速度均有所不同；另一水流來源為車輛洗車時，水槍不規(guī)則的洗刷流入到風窗下裝飾板的雨水。其中，前者下雨天雨水一般特點為持續(xù)時間長、強度?。欢笳呦窜嚹Ｊ降奶攸c一般為時間短、強度大。

2.2 水流去向

雨水流到風窗下裝飾板上后，可能進入雨水的途徑從上往下分析有：①前風窗下裝飾板系統(tǒng)與翼子板或A柱的縫隙，②前風窗下裝飾板系統(tǒng)與玻璃匹配的縫隙，③前風窗下裝飾板系統(tǒng)排水孔，④前風窗下裝飾板系統(tǒng)雨刮軸開孔，⑤前風窗下裝飾板系統(tǒng)空調進氣孔，⑥前風窗下裝飾板系統(tǒng)與前圍鈑金匹配間隙，⑦線束管道與前風窗下裝飾板之間的縫隙。如圖3所示，為以上七種路徑示意圖。針對以上七種水流去向可按照水流下一步去向進行分類。①⑥⑦可歸類為前風窗下裝飾板系統(tǒng)的機艙防水，②③⑤可歸類為前風窗下裝飾板系統(tǒng)防止雨水進入空調系統(tǒng)，②③④可歸類為前風窗下裝飾板系統(tǒng)防止雨水進入雨刮電機。以上水流路徑均需進行合理的管控，然后需將水流引到前圍流水槽，最終通過前圍流水槽排水孔排出車外。

3 水管理結構設計

3.1 導水結構設計

3.1.1 防止雨水進入機艙的設計

前文已經講到，進入機艙雨水的通道主要有①⑥⑦，因此就①⑥⑦進水途徑進行優(yōu)化設計，使雨水流向可控。

前風窗下裝飾板系統(tǒng)與翼子板或A柱裝配完成后產生縫隙，此位置縫隙為多零件之間的裝配間隙，因此無法完全消除，但可對水流路徑進行優(yōu)化。如圖4所示，原方案前風窗下裝飾板系統(tǒng)、翼子板、前風擋玻璃之間存在漏洞，優(yōu)化后此漏洞可減小，使原本流向鉸鏈加強板的雨水均流向了前風窗下裝飾板系統(tǒng)排水孔。

風窗下裝飾板系統(tǒng)前部安裝在前圍上蓋板上，與前圍上蓋板之間存在裝配間隙，雨水順著前風窗下裝飾板背面特征，可能流入到前風窗下裝飾板系統(tǒng)與前圍鈑金之間，造成雨水進入機艙。如圖5所示，原方案前風窗下裝飾板系統(tǒng)密封條位置設計不合理，造成雨水通過安裝卡扣進入機艙，同時雨水易堆積在前風窗下裝飾板系統(tǒng)與前圍上蓋板之間的縫隙中，長時間易造成密封條腐蝕；優(yōu)化后的方案，密封條在安裝卡扣之后，可有效阻絕雨水進入固定卡扣區(qū)域，同時雨水不易堆積，可及時排入前圍流水槽后再排出車外。

部分車型雨刮電機線束、洗滌液噴水管等布置在前風窗下裝飾板系統(tǒng)與前圍鈑金之間，雨水易順著線束或者水管進入機艙。如圖6所示，線束正上方為進氣孔，雨水易從進氣孔滴入到雨刮線束上，而雨刮線束位置前風窗下裝飾板系統(tǒng)密封條不能完全密封，且雨刮線束機艙段高度較低，易形成導水線，雨水直接順著線束流入到機艙；優(yōu)化后的方案，在線束及水管正上方取消進氣孔，可降低線束和水管上滴入雨水的風險；同時線束機艙段位置較高，角度θ為15°，雨水受重力影響，將在線束最低點落下，返回至前圍流水槽，機艙進水風險將大大的減小。

3.1.2 防止雨水進入空調系統(tǒng)的設計

前文2.2節(jié)講到②③⑤可歸類為前風窗下裝飾板系統(tǒng)防止雨水進入空調系統(tǒng)，可對此路徑水流進行優(yōu)化，防止雨水進入空調系統(tǒng)。

前風窗下裝飾板系統(tǒng)與前風擋玻璃匹配為重要的外觀特征，此位置處理方案較多，如圖7所示，如此位置密封不嚴，容易造成雨水從該縫隙直接滲入到空調進氣口。圖7中，方案一和方案二因前風窗下裝飾板與玻璃匹配可能存在縫隙導致雨水雨水流向不可控，而方案三和方案四密封因均有軟膠進行干涉配合，可降低縫隙產生的可能性，因此可降低雨水不可控的風險。如前風窗下裝飾板系統(tǒng)與前風擋玻璃縫隙之間有雨水進入，且雨水正對著空調進氣口或者雨刮電機，可在前風窗下裝飾板系統(tǒng)底部增加導水板，導水板焊接固定在前風窗下裝飾板本體上，可將空調進氣口或者雨刮電機上方雨水向兩側導出，如圖8所示：

前風窗下裝飾板系統(tǒng)排水孔為水流主要排出路徑，合理設計排水孔大小、數量、位置可有效降低空調進氣口進水的風險。如圖9所示，優(yōu)化前方案，排水孔設計正對著空調進氣口，空調開啟外循環(huán)時雨水直接被吸入鼓風機；優(yōu)化后的方案為排水孔設計在前風窗下裝飾板系統(tǒng)兩側避開空調進氣口。此優(yōu)化方案同樣適用于雨刮電機防水。

前風窗下裝飾板系統(tǒng)空調進氣孔布置應盡量避開空調進氣口，這樣可從布置上避免從進氣孔進入的水被吸入鼓風機系統(tǒng)，如圖9所示；而當進氣孔受布置限制，進氣孔必須布置在空調進氣口正上方時，可在前風窗下裝飾板系統(tǒng)底部增加空調進氣口擋水板，擋水板焊接固定于風窗下裝飾板本體背部，空氣可從擋水板左右及下方進氣空調系統(tǒng)，而雨水則被擋水板隔絕，如圖10所示：

3.1.3 防止雨水進入雨刮電機的設計

前文2.2節(jié)講到②③④可歸類為前風窗下裝飾板系統(tǒng)防止雨水進入雨刮電機，可此路徑水流進行優(yōu)化，防止雨水流入到雨刮電機。其中路徑②③分別在3.1.2章節(jié)中提到。

前風窗下裝飾板系統(tǒng)雨刮軸位置開孔，雨水易通過此開孔順著雨刮軸流到雨刮電機上，對雨刮電機損害較大。針對前風窗下裝飾而言，其優(yōu)化方案如圖11所示。其中方案一和方案二，前風窗下裝飾板系統(tǒng)增加凸臺或者翻邊，可抵擋一部分雨水，但對于暴雨或者洗車沖洗情況仍會有雨水進入；方案三，在風窗下裝飾板底部翻邊上增加排水缺口，翻邊其他位置與雨刮軸上裝配的膠墊貼合，即可管理進入雨刮軸后雨水的流出路徑。

3.2 排水結構設計

3.2.1 排水通道設計

雨水最終排出車外有兩種途徑：一是通過前圍流水槽兩側排水孔排出，二是通過翼子板輪罩外部排出，因此可根據此路徑設計前風窗下裝飾板系統(tǒng)的導水通道。如圖12所示為通過前圍流水槽兩側排水口的水流通道。水流可從前風窗下裝飾板排水孔先排到前圍流水槽底部，也可在前風窗下裝飾板底部增加專門的排水管，將雨水直接排出到前圍流水槽排水口。圖13為通過翼子板輪罩外部排水口的水流通道。

3.2.2 排水孔布置與設計

前風窗下裝飾板系統(tǒng)上雨水主要流出路徑為通過排水孔排出，因此合理設計排水孔大小、形狀，位置、數量對水管理至關重要。排水孔需滿足大小合適、形狀統(tǒng)一、多處分布、總面積滿足極限工況下不積水的原則。

4 總結

本文通過對前風窗下裝飾板系統(tǒng)水流通道的梳理與歸類，總結了水管理的結構優(yōu)化方法和設計選型，為后續(xù)設計者提供導水結構的細節(jié)設計思路，同時也提供了排水結構設計的思路。

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