汽车烟灰缸设计研究

作者：孙慧翔

来源：《时代汽车》 2017年第19期

孙慧翔

上海延锋金桥汽车饰件系统有限公司 上海市 200233

摘要：汽车烟灰缸是提升家用轿车内饰品质的重要功能零件之一。本文研究了车用烟灰缸设计的产品结构要求和性能要求，以及所需满足的安全要求，对车用烟灰缸的设计开发起到了重要的指导作用。

关键词：烟灰缸：结构设计；性能要求

作者简介

孙慧翔（1979.12-），男，民族，浙江省绍兴县人，工学硕士。研究方向：汽车内饰设计及工程开发、座舱模块系统集成，工程师职称。

1 引言

随着人们生活水平的提高，汽车除了原有的交通运输的基本功能外，它逐渐成为集工作、休闲、娱乐为一体的第三空间，汽车内饰的舒适程度和以人为本的功能性满足水平成为消费者购买汽车的重要考虑因素之一。

烟灰缸一般设计于汽车的仪表板、副仪表板或门板部位，为车内乘员提供熄灭烟头、存放烟灰的功能部件。烟灰缸作为汽车内饰中的功能件，由壳体、门、灭烟片、弹簧、齿轮、阻尼、装饰件、缓冲垫等多个零件组成。烟灰缸作为提升汽车内饰品质的一个重要零部件，在设计中要实现其实用性和美观性，同时，需满足一系列的法规要求，其设计的优劣显得尤为重要。

2 法规标准

烟灰缸作为汽车内饰的零部件，应满足以下法规要求：

2.1 燃烧特性

烟灰缸总成所有子零件的原材料，都必须满足GB8410关于汽车内饰材料的燃烧特性，一般燃烧速率不应大于lOOmm/min。

2.2 内部凸出物的要求

按照在整车的实际装配位置，布置在头碰区域的烟灰缸应满足GB11552乘用车内部凸出物的要求，按照目标销售地，满足FMVSS201或ECE R21的内饰件碰撞乘员保护的相关要求。

3 烟灰缸的分类

烟灰缸的分类方式有很多种，按安装方式可分为移动式和固定式。

3.1 移动式烟灰缸

移动式烟灰缸在满足装配空间和取放条件的前提下，可安装在不同的位置，一般通过翻转顶部的盖体实现开闭（图1）。

3.2 固定式烟灰缸

固定式烟灰缸一般安装在仪表板、副仪表板或门板的某个特定位置，应避免将烟灰缸设计布置在出风口等气流通过部位，按开肩方式可细分为手动翻转开肩式烟灰缸(图2)、Push-push按压开启式烟灰缸（图3）和抽屉推拉式烟灰缸(图4)。

4 烟灰缸功能设计

4.1 烟灰缸的容积

一般布置在前排的烟灰缸容积要求比后排的烟灰缸容积大，各主流汽车厂商对烟灰缸的容积需求不全一致，一般要求大于175cm2，笔者汇总了通用、福特、上汽等公司的烟灰缸容积要求，如表1所示：

4.2 烟灰熄灭特征

常用掐烟的特征有两类型式，(1)独立的镀铬金属片，(2)利用烟缸缸体本身带有凸起的结构特征，其特征大小要求能并排放下两个烟头。

4.3 取烟缸的特征

烟缸的缸体在使用一定时期后需要取出清理，其取出的过程要求留给手指抓取的最小空间为15mm，单手双指拿捏开档距离小于lOOmm，过程中手指不能碰到缸内的烟灰，且不能借助灭烟特征来拿放，一般可设计单一拇指或者两个手指的抓取特征。因空间不足而不能布置抓取特征时，可设计机构将缸体弹起。烟缸在取出的过程中，要求取装有至少2/3满的烟蒂和烟灰的缸体时，烟灰或烟蒂不会洒落。

4.4 照明，漏光

在烟灰缸设计时会考虑满足照明需求，即在不开车内灯的情况下，通过在点烟器布置灯泡和导光原件，看到烟灰缸缸体。结构设计时，借助Genpad分析，检查光线的泄露情况，评判在前挡、侧挡风玻璃上影响驾驶员视线的反光的程度，避免透过间隙发生透光和看见内部结构。

4.5 烟灰缸门的开关设计

美国FMVSS201标准要求车辆行驶途中，烟灰缸门在上下左右lOg加速度，前后30g加速度的条件下不得自行打开或关闭。参考此要求，通过对烟灰缸的锁舌、弹簧、阻尼、转臂直径、重心、缓冲钉等参数的计算以及实物实验，满足烟灰缸要求开启力和开启时间，其设计过程与汽车内饰储物盒门相似。

5 烟灰缸的设计布置

5.1 安装定位特征

烟灰缸与周边零件定位安装特征一般需符合零件定位的3-2-1原则，定位间隙O.lmm，如图9所示。定位点的位置选择需要能够确保DTS的实现。

5.2 与周边零件的静态间隙

(l)外观可见面(A面)的配合间隙。为保证烟灰缸门或盖在开启运动过程中无干涉，门或盖与周边零件的匹配间隙名义值通常为l.0-2.Omm，且需确认门或盖在整个打开过程中的极限最小距离不小于1mm。(2)外观不可见的内部间隙，一般设计预留6mm以上。

5.3 安装过程间隙

烟灰缸总成在安装过程评估时，应确保与周边零件没有装配干涉，外露表面无损伤的风险，同时，需检查安装过程中点烟器线束的手部接插操作空间、可视性要求等。

5.4 操作空间

(l)开闭烟灰缸盖需要的手部空间，在结构布置设计时考虑避免操作过程与其他操纵机构的干涉，如换挡杆、手刹车把手等，如抽屉推拉式烟灰缸的拉伸空间，翻转式烟灰缸盖子的开启过程。

(2)弹烟灰或放烟蒂的空间，要求排挡处于最前方位置时进行校核，方便手弹烟灰到烟缸内。

(3)取放烟缸缸体的空间，要求排挡杆处于P挡或第一挡位置时，评估手取出和放人烟灰缸的空间可行性，过程中避免与排挡杆、制动杆等其他机构干涉。

6 烟灰缸的产品验证

6.1 总体要求

在外界环境温度从-30 0C到+85℃的范围内，烟灰缸应保持自身功能的稳定性、完好性。

6.2 烟灰缸实验项目

(a)操作力；(b)刚度；(c)滥用力；(d)开启时间、速度；(e)操作耐久试验；(f)缸体插入、拔出操作循环耐久；(g)糖饮料试验；(h)热冲击试验；(i)耐热老化；(j)噪音检测；(k)振动测试；(l)安装、拆卸力；(m)熄灭能力；(n)碾压器耐久。

6.3 烟灰缸熄灭能力

熄灭能力测试是烟灰缸特有的性能试验，其做法是①将点燃的香烟放在装有十根烟蒂的烟灰缸中，然后关闭烟灰缸盖并检查是否有冒烟雾的迹象。如有烟雾，将会引起失效。将烟灰缸盖子关闭三分钟，香烟可完全熄灭；②将克重为60g/m2的纸张裁剪出面积为55cm2的试验样品，将其点燃后放人烟灰缸中并关上烟灰缸盖子，如果有过量的烟雾将会引起失效；烟灰缸盖关闭三十秒后打开时，纸应完全熄灭，烟灰缸不应有物理损伤迹象。

7 结语

汽车烟灰缸的设计是一个复杂的过程，本文从烟灰缸的结构设计、性能要求、法规标准等角度，研究了烟灰缸设计的要点，为满足烟灰缸性能指标提供了设计过程的思考方法。

参考文献：

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局GB 8410.汽车内饰材料的燃烧北京：中国标准出版社，2006

[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局GB 11552-2009轿车内部凸出物【S】北京：中国标准出版社，2009

[3]泛亚内饰教材编写组汽车内饰设计概论（第二版）[M]北京：人民交通出版社，2012

[4]烟灰缸总成技术规范[s]上海：上海汽车集团股份有限公司技术中心企业标准