CN102589864A

CN102589864A - 转向管柱试验台

Info

Publication number: CN102589864A
Application number: CN2012100346655A
Authority: CN
Inventors: 董远明; 马芳武; 杨国斌; 赵子顺; 赵福全
Original assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Geely Holding Group Co Ltd; Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co Ltd
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2012-02-16
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2032-02-16
Also published as: CN102589864B

Abstract

一种转向管柱试验台，用于对转向管柱总成的扭转强度进行研究。所述转向管柱总成包括转向轴与套设于转向轴外的转向管柱，所述转向管柱试验台包括第一支撑架、第二支撑架、扭矩传感器以及扭转作动件，所述扭转作动件与所述扭矩传感器相连，所述扭矩传感器与所述转向轴的一输入端相连，所述第一支撑架与所述转向轴的一输出端相连，所述第二支撑架包括位置可调的两个部分，将所述转向管柱夹设于所述两个部分之间。在本发明的转向管柱试验台中，第二支撑架在试验台架上的位置可沿垂直于转向管柱的方向调整，使得本发明的转向管柱试验台可适用于不同直径的转向管柱总成。并且，本发明的转向管柱试验台还具有结构简单，安装方便等优点。

Description

转向管柱试验台

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种汽车的转向管柱试验台。

背景技术

汽车行驶方向的改变是由驾驶员通过操纵转向系统而改变转向轮的偏转角度来实现的。转向系统不仅可以改变汽车的行驶方向，使其按照驾驶员规定的方向行驶，还可克服由于路面侧向干扰使车轮自行产生的转向，恢复汽车原来的行驶方向。

汽车的转向系统一般由转向操纵机构、转向器、转向传动机构三部分组成。转向操纵机构包括方向盘、转向管柱和转向轴等部件。转向轴下端的蜗杆与扇形齿轮构成转向器。转向器是一个减速增距机构，经转向器放大的力矩传给转向传动机构。转向传动机构与转向节铰接，将转向器输出的运动和动力传递给转向轮，使之偏转，实现汽车的转向。

在汽车的转向系统中，方向盘通过转向轴与转向器连接。转向管柱套设于转向轴外且支撑着方向盘，对转向轴进行定位。当需调节车辆行驶方向时，方向盘转动所产生的力矩通过转向轴和转向管柱转递给转向器、转向传动机构，转向传动机构将转向器输出的运动和动力传递给转向车轮，实现车辆的转向。

在汽车转向时，由于由转向管柱和转向轴等构成的转向管柱总成需要承载一定的扭转力矩，因而，其需要具有一定的扭转强度，以满足安全性的要求。如果转向管柱的扭转强度不够，则可能使转向管柱的力矩传递性能减弱，使车辆的转向不够灵活、准确，并可能造成安全事故。因此，需要对汽车的转向管柱总成的扭转强度进行合理设计，使其满足安全性的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可用于对汽车的转向管柱总成的扭转强度进行研究的转向管柱试验台。

本发明提供的转向管柱试验台，用于对转向管柱总成的扭转强度进行研究。所述转向管柱总成包括转向轴与套设于转向轴外的转向管柱，所述转向管柱试验台包括第一支撑架、第二支撑架、扭矩传感器以及扭转作动件，所述扭转作动件与所述扭矩传感器相连，所述扭矩传感器与所述转向轴的一输入端相连，所述第一支撑架与所述转向轴的一输出端相连，所述第二支撑架包括位置可调的两个部分，将所述转向管柱夹设于所述两个部分之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一支撑架包括一第一基座、一第一支座以及一输出端连接块，所述第一基座以位置可调的方式固定至一试验台架上，所述第一支座与所述第一基座相连且朝向所述第二支撑架，所述输出端连接块固定于所述第一支座上，所述转向轴的所述输出端以沿所述转向轴的周向相对固定的方式与所述输出端连接块相连。

根据本发明的一个实施例，所述第一基座上设有第一安装孔，所示试验台架上对应所述第一安装孔设有沿所述转向管柱的延伸方向排列的若干第二安装孔，所述第一支撑架通过穿设于所述第一安装孔与其中一个第二安装孔内的固定件固定于所述试验台架上。

根据本发明的一个实施例，所述第二支撑架位于所述扭转作动件与所述第一支撑架之间，其包括两个第二基座及两个第二支座，所述第二基座上设有第三安装孔，一试验台架对应所述第三安装孔设有沿垂直于所述转向管柱的方向排列的若干第四安装孔，所述第二基座通过穿设于所述第三安装孔与其中一个第四安装孔内的固定件固定于所述试验台架上，所述第二支座与所述第二基座相连且垂直于所述第一支座，所述第二支座之间形成一收容转向管柱的容置槽。

根据本发明的一个实施例，所述转向管柱试验台还包括一第三支撑架，所述第三支撑架位于所述第二支撑架和所述扭转作动件之间，其包括两个第三基座、两个第三支座以及一横梁，所述第三支座与所述第三基座相连，所述横梁架设于所述第三支座之间，所述转向管柱总成的一部分架设于所述横梁上。

根据本发明的一个实施例，所述转向管柱总成还包括一防盗锁，所述防盗锁设于所述第三支撑架和所述扭转作动件之间。

本发明提供的另外一种转向管柱试验台，包括第一支撑架、第三支撑架以及扭转作动件，所述扭转作动件与所述转向轴的一输入端相连，所述第一支撑架与所述转向轴的一输出端相连，所述第三支撑架包括相互分隔的两个部分，以及架设于所述两个部分之间的横梁，所述转向管柱总成的一部分架设于所述横梁之上。

根据本发明的一个实施例，所述横梁上设有一收容槽，所述收容槽的形状与所述转向管柱总成与所述横梁相接触的部分的形状相同。

根据本发明的一个实施例，所述转向管柱试验台还包括第二支撑架，所述第二支撑架包括位置可调的两个部分，将所述转向管柱夹设于所述两个部分之间。

根据本发明的一个实施例，所述第一支撑架包括一第一基座、一第一支座以及一输出端连接块，所述第一基座以位置可调的方式固定至一试验台架上，所述第一支座与所述第一基座相连，且垂直于所述转向管柱总成，所述输出端连接块固定于所述第一支座上，所述转向轴的所述输出端以沿所述转向轴的周向相对固定的方式与所述输出端连接块相连。

在本发明的转向管柱试验台中，第一支撑架在试验台架上的位置可沿转向管柱的延伸方向调整，使得本发明的转向管柱试验台可适用于不同长度的转向管柱总成。第二支撑架在试验台架上的位置可沿垂直于转向管柱的方向调整，使得本发明的转向管柱试验台可适用于不同直径的转向管柱总成。并且，本发明的转向管柱试验台还具有结构简单，安装方便等优点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明转向管柱试验台和转向管柱总成的分解示意图。

图2所示为本发明转向管柱试验台、转向管柱总成以及试验台架的立体示意图。

图3所示为图2中转向管柱试验台和转向管柱总成由另一个角度的立体示意图。

图4所示为本发明的一个实施例所示的第一支撑架和/或第二支撑架与试验台架的组装示意图。

图5所示为本发明的另一实施例所示的第一支撑架和/或第二支撑架与试验台架的组装示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的转向管柱试验台其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

首先需要说明的是，本发明的转向管柱试验台主要用于对转向管柱总成进行扭转加载试验，以研究转向管柱总成的扭转强度，设计出满足安全性要求的转向管柱总成。

如图1至图3所示，转向管柱总成100主要包括转向轴110、转向管柱120及防盗锁130。所述转向轴110的输入端与汽车的方向盘相连，输出端与转向器相连，用于将方向盘转动时产生的扭矩传递至转向器。所述转向管柱120套设于所述转向轴110上，支撑着方向盘，并与转向轴110一起传递扭矩。所述防盗锁130设于转向管柱120上，其具有一卡销，当防盗锁130锁上时，所述卡销与所述转向管柱120相卡合，起防盗的作用。

本发明的转向管柱试验台200由左至右依次包括第一支撑架210、第二支撑架220、第三支撑架230、扭矩传感器240以及扭转作动件250。

所述第一支撑架210固定于一试验台架300上，其包括一第一基座211、一第一支座212、两个第一加强筋213、一第一法兰214以及一输出端连接块215。所述第一基座211的两侧设有一对第一安装孔211a，所述试验台架300上对应所述第一安装孔211a设有沿所述转向管柱120的延伸方向间隔排列的若干对第二安装孔301，通过穿设于第一安装孔211a和其中一对第二安装孔301内的螺栓等固定件将所述第一支撑架210固定于所述试验台架300上。所述第一支座212垂直于所述第一基座211和所述转向管柱120的延伸方向、朝向所述第二支撑架220且与所述第一基座211连成一体。所述第一加强筋213设于所述第一基座211的两侧，垂直所述第一基座211和第一支座212且与所述第一基座211和第一支座212连成一体。所述第一法兰214上均布有若干固定孔214a。所述第一法兰214通过穿设于所述固定孔214a内并紧固于所述第一支座212上的螺栓等固定件固定于所述第一支撑架210上。所述第一法兰214的中部设置一扁形定位孔214b，所述输出端连接块215对应所述定位孔214b设有一扁形安装头215a，通过所述定位孔214b和安装头215a之间的过盈配合将所述输出端连接块215固定于所述第一法兰214的中部。所述输出端连接块215的中部设有一用于收容所述转向管柱120的输出端的输出端容置孔215b，所述输出端容置孔215b和所述转向轴110的输出端之间可采用花键连接，将所述转向轴110的输出端以沿所述转向轴110的周向相对固定的方式固定至所述输出端容置孔215b内，即以转向轴110与输出端容置孔215b不可相对转动的方式固定至输出端容置孔215b内。

所述第二支撑架220固定于所述试验台架300上，其包括两个第二基座221、两个第二支座222以及两个第二加强筋223。所述第二基座221的两侧设有一组第三安装孔221a，所述试验台架300上对应所述第三安装孔221a设有沿垂直于所述转向管柱120的方向间隔排列的若干组第四安装孔302，通过穿设于第三安装孔221a和其中一组第四安装孔302内的螺栓等固定件将所述第而支撑架固定于所述试验台架300上。所述第二支座222垂直于所述第二基座221和所述第一支座212且与所述第二基座221连成一体。所述第二加强筋223设于所述第二基座221的两侧，垂直所述第二基座221和第二支座222且与所述第二基座221和第二支座222连成一体。上述两个第二基座221和第二支座222相对设置，在第二支座222之间形成一容置槽222a，所述容置槽222a的大小与所述转向管柱120的直径相等，以将所述转向管柱120夹设于所述容置槽222a内，固定所述转向管柱120，防止其在运动时发生晃动。

所述第三支撑架230固定于所述试验台架300上，其包括两个第三基座231、两个第三支座232、两个第三加强筋233以及一横梁234。所述第三基座231通过螺栓等固定件固定于所述试验台架300上。所述第三支座232垂直于所述第三基座231和所述第一支座212且与所述第三基座231连成一体。所述第三加强筋233设于所述第三基座231的两侧，垂直所述第三基座231和第三支座232且与所述第三基座231和第三支座232连成一体。上述两个第三基座231和第三支座232相对设置，在第三支座232之间形成一间隔。所述横梁234架设于所述第三支座232间形成的间隔内，且垂直于所述第三支座232。所述横梁234上设置一收容槽234a，所述收容槽234a的形状与所述转向管柱总成100与所述横梁234相接触的部分的形状相同，以使所述转向管柱总成100的与所述横梁234相接触的部分刚好收容于所述收容槽234a内，同时起到定位、防止晃动和摆动等作用。

所述扭转作动件250可以为扭转气缸或液压伺服扭转作动缸，其通过一底座251固定至所述试验台架300上，其输出端与扭矩传感器240相连。所述扭矩传感器240的前端与一第二法兰260相连。一输入端连接块270通过穿设于所述第二法兰260以及输入端连接块270内的螺栓等固定件固定于所述第二法兰260的中部。所述输出端连接块215的中部设有一用于收容所述转向管柱120的输入端的输入端容置孔270a，所述输入端容置孔270a和所述转向轴110的输入端之间可采用花键连接，将所述转向轴110的输入端固定至所述输入端容置孔270a内。

当利用本发明的转向管柱试验台200进行转向管柱120的载荷试验时，首先，将转向管柱120的输入端插入输入端容置孔270a内，将转向管柱总成100的对应部分置入所述第三支撑架230的收容槽234a内，接着将输出端插入输出端容置孔215b，调节好第一支撑架210的位置后，通过固定件固定第一支撑架210的位置，同时调节第二支撑架220的位置，使转向管柱总成100的对应部分刚好夹设于第二支撑架220的第二支座222之间，然后开动扭转作动件250，通过扭转作动件250给转向管柱总成100施加扭矩，通过扭矩传感器240感测加载过程的载荷变化，进行后期试验数据的分析。

另外，本发明的转向管柱试验台200还可进行防盗锁130的载荷试验，在进行防盗锁130的载荷试验时，只需将防盗锁130锁上，即可通过扭转作动件250的载荷加载和扭矩传感器240的记载分析加载过程中防盗锁130处的载荷变化，对防盗锁130进行分析。

在上述实施例中，在本发明的转向管柱试验台200中，由于在试验台架300上设有与第一安装孔211a对应的若干对第二安装孔301，使得第一支撑架210在试验台架300上的位置可沿转向管柱120的延伸方向调整，而使得本发明的转向管柱试验台200可适用于不同长度的转向管柱总成100。由于在试验台架300上设有与第三安装孔221a对应的若干组第四安装孔302，使得第二支撑架220在试验台架300上的位置可沿垂直于转向管柱120的方向调整，而使得本发明的转向管柱试验台200可适用于不同直径的转向管柱总成100。

另外需要说明的是，在上一实施例中，第一支撑架210和第二支撑架220位置的调节是通过在试验台架300上设置与第一安装孔211a和第三安装孔221a对应的数量较多的第二安装孔301和第四安装孔302，通过第一安装孔211a与第三安装孔221a与不同位置的第二安装孔301和第四安装孔302之间的固定来实现，可以理解的，第一支撑架210和第二支撑架220的位置调节方式不限于此，图4及图5示出了第一支撑架210和/或第二支撑架220的另外的调节方式，如图4所示，试验台架400上设有T型滑槽401，滑槽401内设有可相对滑槽401滑动的滑板402，滑板402上开设有与第一安装孔211a对应的第二安装孔403，在固定转向管柱总成100时，可根据转向管柱总成100的长度调整滑板402在滑槽401内的相对位置，当调整好位置后，将固定件215穿设于第一安装孔211a和第二安装孔403内，旋紧固定件215，令固定件215与滑槽401的底部相抵，即可将第一支撑架210定位在试验台架400的合适位置。

图5所示的实施例与图4所示的实施例大致相同，在图5中，滑槽401内没有设置滑槽402，而直接在第一支撑架210的第一基座211的下方凸设一滑块216，令第一安装孔211a穿透的滑块216，且另滑块216收容于滑槽401的开口处，且可相对滑槽401滑动，在固定转向管柱总成100时，可根据转向管柱总成100的长度调整滑块216在滑槽401内的相对位置，当调整好位置后，将固定件215穿设于第一安装孔211a内，旋紧固定件215，令固定件215与滑槽401的底部相抵，即可将第一支撑架210定位在试验台架300的合适位置。在图4和图5所示的实施例中，第二支撑架220的固定方式与第一支撑架210大致相同，在此不再赘述。

综上所述，在本发明的转向管柱试验台200中，第一支撑架210在试验台架300、400上的位置可沿转向管柱120的延伸方向调整，使得本发明的转向管柱试验台200可适用于不同长度的转向管柱总成100。第二支撑架220在试验台架300、400上的位置可沿垂直于转向管柱120的方向调整，使得本发明的转向管柱试验台200可适用于不同直径的转向管柱总成100。并且，本发明的转向管柱试验台300、400还具有结构简单，安装方便等优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.一种转向管柱试验台，用于对转向管柱总成（100）的扭转强度进行研究，所述转向管柱总成（100）包括转向轴（110）与套设于转向轴（110）外的转向管柱（120），其特征在于：所述转向管柱试验台（200）包括第一支撑架（210）、第二支撑架（220）、扭矩传感器（240）以及扭转作动件（250），所述扭转作动件（250）与所述扭矩传感器（240）相连，所述扭矩传感器（240）与所述转向轴（110）的一输入端相连，所述第一支撑架（210）与所述转向轴（110）的一输出端相连，所述第二支撑架（220）包括位置可调的两个部分，将所述转向管柱（120）夹设于所述两个部分之间。

2.如权利要求1所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述第一支撑架（210）包括一第一基座（211）、一第一支座（212）以及一输出端连接块（215），所述第一基座（211）以位置可调的方式固定至一试验台架（300、400）上，所述第一支座（212）与所述第一基座（211）相连且朝向所述第二支撑架（220），所述输出端连接块（215）固定于所述第一支座（212）上，所述转向轴（110）的所述输出端以沿所述转向轴（110）的周向相对固定的方式与所述输出端连接块（215）相连。

3.如权利要求2所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述第一基座（211）上设有第一安装孔（211a），所示试验台架（300、400）上对应所述第一安装孔（211a）设有沿所述转向管柱（120）的延伸方向排列的若干第二安装孔（301、403），所述第一支撑架（210）通过穿设于所述第一安装孔（211a）与其中一个第二安装孔（301、403）内的固定件（215）固定于所述试验台架（300、400）上。

4.如权利要求1所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述第二支撑架（220）位于所述扭转作动件（250）与所述第一支撑架（210）之间，其包括两个第二基座（221）及两个第二支座（222），所述第二基座（221）上设有第三安装孔（221a），一试验台架（300、400）对应所述第三安装孔（221a）设有沿垂直于所述转向管柱（120）的方向排列的若干第四安装孔（302），所述第二基座（221）通过穿设于所述第三安装孔（221a）与其中一个第四安装孔（302）内的固定件固定于所述试验台架（300、400）上，所述第二支座（222）与所述第二基座（221）相连且垂直于所述第一支座（212），所述第二支座（222）之间形成一收容转向管柱（120）的容置槽（222a）。

5.如权利要求1所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述转向管柱试验台（200）还包括一第三支撑架（230），所述第三支撑架（230）位于所述第二支撑架（220）和所述扭转作动件（250）之间，其包括两个第三基座（231）、两个第三支座（232）以及一横梁（234），所述第三支座（232）与所述第三基座（231）相连，所述横梁（234）架设于所述第三支座（232）之间，所述转向管柱总成（100）的一部分架设于所述横梁（234）上。

6.如权利要求5所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述转向管柱总成（100）还包括一防盗锁（130），所述防盗锁（130）设于所述第三支撑架（230）和所述扭转作动件（250）之间。

7.一种转向管柱试验台，用于对转向管柱总成（100）的扭转强度进行研究，所述转向管柱总成（100）包括转向轴（110）与套设于转向轴（110）外的转向管柱（120），其特征在于：所述转向管柱试验台（200）包括第一支撑架（210）、第三支撑架（230）以及扭转作动件（250），所述扭转作动件（250）与所述转向轴（110）的一输入端相连，所述第一支撑架（210）与所述转向轴（110）的一输出端相连，所述第三支撑架（230）包括相互分隔的两个部分，以及架设于所述两个部分之间的横梁（234），所述转向管柱总成（100）的一部分架设于所述横梁（234）之上。

8.如权利要求7所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述横梁（234）上设有一收容槽（234a），所述收容槽（234a）的形状与所述转向管柱总成（100）与所述横梁（234）相接触的部分的形状相同。

9.如权利要求7所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述转向管柱试验台（200）还包括第二支撑架（220），所述第二支撑架（220）包括位置可调的两个部分，将所述转向管柱（120）夹设于所述两个部分之间。

10.如权利要求7所述的转向管柱试验台，其特征在于：所述第一支撑架（210）包括一第一基座（211）、一第一支座（212）以及一输出端连接块（215），所述第一基座（211）以位置可调的方式固定至一试验台架（300、400）上，所述第一支座（212）与所述第一基座（211）相连，且垂直于所述转向管柱总成（100），所述输出端连接块（215）固定于所述第一支座（212）上，所述转向轴（110）的所述输出端以沿所述转向轴（110）的周向相对固定的方式与所述输出端连接块（215）相连。