CN107719460A - 减振转向管柱安装支架以及包含其的ccb系统和汽车 - Google Patents

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CN107719460A CN201711148405.XA CN201711148405A CN107719460A CN 107719460 A CN107719460 A CN 107719460A CN 201711148405 A CN201711148405 A CN 201711148405A CN 107719460 A CN107719460 A CN 107719460A
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Ooros Automotive Co Ltd
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Ooros Automotive Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种减振转向管柱安装支架以及包含其的CCB系统和汽车。支架包括有：左支架体，具有依次设置的第一左区域和第二左区域；右支架体，与左支架体相对设置且具有依次设置的第一右区域和第二右区域；以及横向加强板，连接于左支架体和右支架体之间，横向加强板的左端具有一凸出部；其中，转向管柱的前安装位置位于第一左区域和第一右区域，横向加强板与第一左区域、第二左区域、第一右区域以及第二右区域均固定连接，凸出部与第一左区域固定连接。通过增加横向加强板，改变支架的结构特性，从而改变转向系统的Y向模态固有频率，使得其与发动机的二阶激励频率解耦，从而解决了发动机怠速运行且空调开启时方向盘振动过大问题。

Description

减振转向管柱安装支架以及包含其的CCB系统和汽车
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种减振转向管柱安装支架以及包含其的CCB系统(CCB系统即：Cross Car Beam System，仪表盘横梁系统)和汽车。
背景技术
NVH(Noise、Vibration、Harshness，即噪声、振动与声振粗糙度)是衡量汽车制造质量的一个综合性指标，会给汽车用户带来很直观的舒适感受。随着社会发展、科技进步，人们对减振降噪的呼声日益高涨，各大主机厂对汽车NVH的控制也越来越严格。
汽车行驶过程中，发动机，进排气系统，空调系统，底盘系统，风的激励等都是噪声振动源。其中空调系统开启时的噪声振动问题是常见的NVH问题之一。现有技术中，在发动机怠速运行，开启空调的情况下，方向盘通常会产生较大的振动，极大地降低了使用者的舒适感受。为了解决这一问题，通常可以增加风扇动不平衡要求，增加风扇安装悬置隔振，改变风扇安装支架结构等；但是在转向系统本身模态频率较低，且与空调开启时发动机激励频率相近的情况下，即使改变了风扇系统的特性，也未必能降低振动。故而，还需要找出一种解决方案，能够解决或至少部分解决在发动机怠速运行且空调开启时方向盘的振动问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中在发动机怠速运行且空调开启时方向盘振动过大的缺陷，提供一种减振转向管柱安装支架以及包含其的CCB系统和汽车。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种减振转向管柱安装支架，其特点在于，其包括有：
左支架体，所述左支架体具有依次设置的第一左区域和第二左区域；
右支架体，所述右支架体与所述左支架体相对设置且具有依次设置的第一右区域和第二右区域，所述第一右区域与所述第一左区域相对设置，所述第二右区域与所述第一左区域相对设置；以及
横向加强板，所述横向加强板连接于所述左支架体和所述右支架体之间，所述横向加强板的左端具有一凸出部；
其中，转向管柱的前安装位置位于所述第一左区域和所述第一右区域，所述横向加强板与所述第一左区域、所述第二左区域、所述第一右区域以及所述第二右区域均固定连接，所述凸出部与所述第一左区域固定连接。
较佳地，所述横向加强板包括：
第一加强板，所述第一加强板的左端与所述第一左区域以及所述第二左区域固定连接，所述凸出部位于所述第一加强板，所述第一加强板的右端与所述第一右区域固定连接；以及
第二加强板，所述第二加强板的左端与所述第二左区域固定连接，所述第二加强板的右端与所述第二右区域固定连接。
较佳地，所述第一左区域与所述第二左区域之间通过第一左过渡区连接，所述第一加强板的左端面与所述第一左过渡区之间存在间隙。
较佳地，所述第二加强板为弯折板，所述第二加强板的左端固定设于所述左支架体的面向所述右支架体的表面，且所述第二加强板的右端固定设于所述右支架体的边缘。
较佳地，所述减振转向管柱安装支架还包括前围板固定部件，所述前围板固定部件与所述第二左区域的边缘以及所述第二右区域的边缘固定连接，所述前围板固定部件设有前围板固定孔。
较佳地，所述左支架体还具有第三左区域，所述第一左区域、所述第二左区域、以及所述第三左区域依次设置，所述第二左区域与所述第三左区域之间通过第二左过渡区连接；并且
所述右支架体还具有第三右区域，所述第一右区域、所述第二右区域、以及所述第三右区域依次设置，所述第二右区域与所述第三右区域之间通过第二右过渡区连接；
其中，所述第三左区域和所述第三右区域均与仪表盘横梁主体固定连接。
较佳地，所述减振转向管柱安装支架还包括：
前端连接板，所述前端连接板固定连接于所述第二左过渡区和所述第二右过渡区；以及
后端连接板，所述后端连接板固定连接于所述第三左区域的远离所述第二左区域的一端和所述第三右区域的远离所述第二右区域的一端，并且所述后端连接板具有一延伸板，所述延伸板与所述仪表盘横梁主体固定连接。
较佳地，所述减振转向管柱安装支架还包括：
左安装部，所述左安装部与所述左支架体间隔设置；以及
右安装部，所述右安装部与所述左安装部相对设置且与所述右支架体间隔设置；
其中，所述转向管柱的后安装位置位于所述左安装部和所述右安装部。
较佳地，所述横向加强板具有翻边以及工艺孔；且所述横向加强板与所述左支架体以及所述右支架体焊接。
横向加强板的设置同时考虑了转向管柱的安装空间问题。
一种CCB系统，其特点在于，其包括有：
如上所述的减振转向管柱安装支架；以及
仪表盘横梁主体，所述减振转向管柱安装支架固定设于所述仪表盘横梁主体。
一种汽车，其特点在于，其包括如上所述的CCB系统。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明公开的减振转向管柱安装支架以及包含其的CCB系统和汽车，通过增加布置在第一左区域、第二左区域、第一右区域以及第二右区域的横向加强板，改变减振转向管柱安装支架的结构特性，增加了减振转向管柱安装支架的横向刚度，从而改变转向系统的Y向模态固有频率，使得其与发动机的二阶激励频率解耦，从而解决了发动机怠速运行且空调开启时方向盘振动过大问题。
附图说明
图1为本发明一实施例下的汽车的立体示意图。
图2为本发明一实施例下的CCB系统与转向系统在一个角度下的立体示意图。
图3为本发明一实施例下的CCB系统与转向系统在另一个角度下的立体示意图。
图4为本发明一实施例下的CCB系统在一个角度下的立体示意图。
图5为本发明一实施例下的CCB系统在另一个角度下的立体示意图。
图6为本发明一实施例下的转向管柱安装支架的主视示意图。
图7为本发明一实施例下的转向管柱安装支架的左视示意图。
图8为本发明一实施例下的转向管柱安装支架的右视示意图。
图9为本发明一实施例下的转向管柱安装支架的仰视示意图。
图10为本发明一实施例下的转向管柱安装支架在一个角度下的立体示意图。
图11为本发明一实施例下的转向管柱安装支架在另一个角度下的立体示意图。
图12为本发明一实施例下的转向管柱安装支架在再一个角度下的立体示意图。
图13为本发明一实施例下的第一加强板在一个角度下的立体示意图。
图14为本发明一实施例下的第一加强板在另一个角度下的立体示意图。
图15为本发明一实施例下的第二加强板在一个角度下的立体示意图。
图16为本发明一实施例下的第二加强板在另一个角度下的立体示意图。
图17为本发明一实施例下的转向管柱安装支架的部分右视示意图，其中仅示出了左支架体和横向加强板。
附图标记说明：
10：汽车
20：CCB系统
100：转向管柱安装支架
110：左支架体
111：第一左区域
112：第一左过渡区
113：第二左区域
114：第二左过渡区
115：第三左区域
120：右支架体
121：第一右区域
1211：第一右安装区域
1212：第一右延伸区域
122：第一右过渡区
123：第二右区域
124：第二右过渡区
125：第三右区域
130：横向加强板
131：第一加强板
1311：加强板本体
1312：凸出部
1313：第一翻边
132：第二加强板
1321：上板体
1322：下板体
1323：第二翻边
140：前围板固定部件
141：前围板固定孔
150：前端连接板
160：后端连接板
161：后端主板体
162：后端延伸板
170：左安装部
180：右安装部
190：后支架体
200：仪表盘横梁主体
30：转向系统
31：方向盘
32：转向管柱
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图1所示，汽车10具有如图2-3所示的CCB系统20和转向系统30。由于CCB系统20和转向系统30都被车身外壳遮挡在内，故在图1中未标出。
图2-3分别示出了两个角度下的CCB系统20和转向系统30的立体示意图。图4-5分别示出了两个角度下的CCB系统20的立体示意图。其中，图4与图2的角度一致，图5与图3的角度一致。
CCB系统20包括减振转向管柱安装支架(即转向管柱安装支架100)以及仪表盘横梁主体200，转向管柱安装支架100固定设于仪表盘横梁主体200；仪表盘横梁主体200的两端一般固定在车身的左围板以及右围板上。仪表盘横梁主体200为空心阶梯管，以图3为例，从左上到右下，仪表盘横梁主体200的管径呈阶梯性变化，且从较粗段变化为较细段。转向系统30包括：方向盘31、转向轴、转向管柱32、转向器等结构，方向盘31通过转向轴与转向器连接，转向轴穿设于转向管柱32且支撑在转向管柱32内的轴承和衬套上。转向管柱32安装在转向管柱安装支架100上，方向盘31旋转时带动相应部件运动，实现汽车10的转向。本领域技术人员应当知晓，CCB系统20还包括一些与现有技术相同的其他结构，转向系统30还包括一些其他结构，在图中并未示出。
图6-9分别示出了转向管柱安装支架100的主视示意图、左视示意图、右视示意图以及仰视示意图。图10-12示出了三个不同角度下的转向管柱安装支架100的立体示意图。下文描述的方位中，以汽车中朝向车头的方向为向前，朝向车尾的方向为向后；从前往后看为主视图，以主视图中在左的方向为左，以主视图中在右的方向为右(与坐车车内的驾驶员的左右相反)。
如图中所示，转向管柱安装支架100在前包括有：左支架体110、右支架体120以及横向加强板130。同时，转向管柱安装支架100在前还包括有前围板固定部件140、前端连接板150以及后端连接板160。其中，左支架体110与右支架体120相对设置，横向加强板130、前围板固定部件140、前端连接板150以及后端连接板160均连接于左支架体110和右支架体120之间。左支架体110、右支架体120以及横向加强板130等优选均为钣金件，通过冲压、折弯等工艺加工而成。
转向管柱安装支架100在后包括有：左安装部170、右安装部180以及后支架体190。左安装部170与左支架体110间隔设置，右安装部180与左安装部170相对设置且与右支架体120间隔设置。后支架体190大体覆盖左安装部170和右安装部180并与它们固定连接。
结合图2-5可知，在前的左支架体110和右支架体120均直接与仪表盘横梁主体200固定连接，具体为焊接；在后的左安装部170、右安装部180以及后支架体190均直接与仪表盘横梁主体200固定连接，具体为焊接。转向管柱32穿过转向管柱安装支架100，转向管柱32的前安装位置位于左支架体110和右支架体120的远离仪表盘横梁主体200的末端(下文将进一步详述)；转向管柱32的后安装位置位于左安装部170和右安装部180，具体地，转向管柱32直接与后支架体190接触，再与左安装部170和右安装部180固定连接，具体为螺纹紧固件连接。
重点参照图7和图10，左支架体110具有依次设置的第一左区域111、第二左区域113和第三左区域115。第一左区域111与第二左区域113之间通过第一左过渡区112连接，第二左区域113与第三左区域115之间通过第二左过渡区114连接；从第一左区域111至第二左区域113，左支架体110相对右支架体120收缩，从第二左区域113至第三左区域115，左支架体110相对右支架体120扩展。左支架体110上设有若干加强筋以加强结构。左支架体110为一体成型的钣金件，通过冲压、折弯等工艺加工而成。整个左支架体110的外周沿设有翻边。
重点参照图8和图12，右支架体120具有依次设置的第一右区域121、第二右区域123和第三右区域125。第一右区域121与第二右区域123之间通过第一右过渡区122连接，第二右区域123与第三右区域125之间通过第二右过渡区124连接；从第一右区域121至第二右区域123，右支架体120相对左支架体110收缩，从第二右区域123至第三右区域125，右支架体120相对左支架体110扩展。右支架体120上也设有若干加强筋以加强结构。第一右区域121具右成角度的第一右安装区域1211以及第一右延伸区域1212。右支架体120为一体成型的钣金件，通过冲压、折弯等工艺加工而成。整个右支架体120的外周沿设有翻边。
其中，第一右区域121与第一左区域111相对设置，具体为，第一右延伸区域1212朝向左支架体110延伸，第一右区域121的第一右安装区域1211与第一左区域111大体相对设置；第二右区域123与第二左区域113大体相对设置；同样地，第三右区域125与第三左区域115大体相对设置。
上文已述，转向管柱32的前安装位置位于左支架体110和右支架体120的远离仪表盘横梁主体200的末端。将左支架体110和右支架体120细化，转向管柱32的前安装位置具体位于第一左区域111和第一右区域121，更具体为第一左区域111和第一右区域121的第一右安装区域1211；转向管柱32具体安装在第一左区域111的安装孔和第一右安装区域1211的安装孔处。
上文已述，结合图2-5可知，左支架体110和右支架体120均直接与仪表盘横梁主体200焊接。将左支架体110和右支架体120细化，结合图6-12，第三左区域115具有与仪表盘横梁主体200相配合的弧状部，直接与仪表盘横梁主体200焊接；第三右区域125也具有与仪表盘横梁主体200相配合的弧状部，直接与仪表盘横梁主体200焊接。
接下来，将结合附图描述：转向管柱安装支架100的其他部件及它们之间的位置关系。
重点参照图6、9和12，横向加强板130的左端具有一凸出部1312。横向加强板130与第一左区域111、第二左区域113、第一右区域121以及第二右区域123均固定连接。凸出部1312与第一左区域111固定连接。同时，横向加强板130优选具有翻边以及工艺孔，翻边用于增强结构的强度，工艺孔用于横向加强板130加工时的定位。横向加强板130优选与左支架体110以及右支架体120焊接。
本实施例中，横向加强板130包括：分离开来的第一加强板131和第二加强板132。可替代的实施例中，横向加强板130也可为一体成型的一块板；或者可替代的实施例中，横向加强板130也可分为更多块，但是横向加强板130的覆盖区域要满足要求。本实施例中，横向加强板130的厚度为2mm。
图13和图14示出了两个不同角度下的第一加强板131的立体示意图。其中，图13示出了第一加强板131的前面，图14示出了第一加强板131的背面。凸出部1312位于第一加强板131，第一加强板131还具有加强板本体1311，凸出部1312凸出于该加强板本体1311。第一加强板131的左端与第一左区域111以及第二左区域113固定连接，具体为凸出部1312的左端与第一左区域111焊接，加强板本体1311的部分左端与第二左区域113焊接。第一加强板131的右端与第一右区域121固定连接，具体为与第一右延伸区域1212焊接。由于凸出部1312的存在，第一加强板131的左端面为阶梯面，如图6中所示，该阶梯面与第一左过渡区112之间存在间隙，具有安装容易、配合方便的优点。如图中所示，第一加强板131具有第一翻边1313，第一加强板131的工艺孔位于加强板本体1311。
图15和图16示出了两个不同角度下的第二加强板132的立体示意图。其中，图15示出了第二加强板132的前面，图16示出了第二加强板132的背面。第二加强板132为弯折板，具体地第二加强板132具有成角度的上板体1321和下板体1322。第二加强板132的左端与第二左区域113固定连接，具体为固定设于左支架体110的面向右支架体120的表面；第二加强板132的右端与第二右区域123固定连接，具体为固定设于右支架体120的边缘。如图15和16所示，第二加强板132具有第二翻边1323；本实施例中，第二翻边1323在上板体1321的左边缘、下板体1322的左边缘以及下边缘均有设置；位于左边缘的第二翻边1323还能起到增大第二加强板132与左支架体110的接触面积的作用，使得焊接更加方便、稳固。本实施例中，第一加强板131的工艺孔位于下板体1322。上板体1321和下板体1322连接边缘处(图15中靠右)设有一凹槽，为工艺槽。
图17示出了转向管柱安装支架100的部分右视示意图，其中仅示出了左支架体110和横向加强板130，也就是说，右支架体120等部件均省去了，图中示出的为左支架体110朝向右支架体120的表面，而非外表面。可以清晰看到横向加强板130与左支架体110的相对位置关系，以及第一加强板131与第二加强板132的相对位置关系。可知，本实施例中，第一加强板131与第二加强板132并非完全对齐，第二加强板132的下板体1322相对于第一加强板131往内缩一定距离。
回到图6-12，前围板固定部件140与第二左区域113的边缘以及第二右区域123的边缘固定连接。前围板固定部件140设有前围板固定孔141。前围板固定部件140可利用螺纹紧固件与车身的前围板固定连接。
前端连接板150固定连接于第三左过渡区114和第三右过渡区124。后端连接板160固定连接于第三左区域115的远离第二左区域113的一端和第三右区域125的远离第二右区域123的一端。并且后端连接板160具有后端主板体161以及延伸板(即后端延伸板162)，后端延伸板162与仪表盘横梁主体200固定连接(可结合图2和图4)，进一步增强结构。
本实施例中，测试结果表明：转向系统30的Y向一阶模态固有频率从原来的28.8Hz变化为32Hz，从而与发动机的二阶激励频率25.67Hz差距较大；并因此方向盘31振动从原来的0.49m/s2降为0.19m/s2。
以上，通过增加布置在第一左区域111、第二左区域113、第一右区域121以及第二右区域123的横向加强板130，改变转向管柱安装支架100的结构特性，增加了转向管柱安装支架100的横向刚度，从而改变转向系统30的Y向模态固有频率，使得其与发动机的二阶激励频率解耦，从而解决了发动机怠速运行且空调开启时方向盘31振动过大问题。
此外，多个对比实施例的测试结果和/或软件分析结果如下表，其中，对比实施例1采用技术手段1；对比实施例2采用技术手段2至技术手段10组合；对比实施例3采用技术手段3至技术手段6组合；对比实施例4采用技术手段11。在上文结合图1至图17的描述的结构的基础上，各个技术手段中，均仅对结构不同之处进行阐述。
上表中“垂直支撑梁”、“十字加强梁”在图中均未示出；垂直支撑梁大体垂直于仪表盘横梁主体200，垂直支撑梁的一端与仪表盘横梁主体200焊接，垂直支撑梁的另一端与车体车身连接；十字加强梁的两端分别与仪表盘横梁主体200和垂直支撑梁焊接。
对比实施例1的测试结果为转向系统的Y向一阶模态固有频率增加1.5Hz，软件分析结果为频率增加1.2Hz；对比实施例2的软件分析结果为频率增加0.4Hz；对比实施例3的测试结果为频率增加0.75Hz；对比实施例4的软件分析结果为频率增加0.25Hz。
对比可知，1.5mm厚的横向加强板虽然提高频率的能力不如2mm厚的横向加强板，但是对比实施例1相较于对比实施例2-4优异性明显，即增加横向加强板的方案相较于其他技术手段或其他技术手段组合的方案优异性明显。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种减振转向管柱安装支架，其特征在于，其包括有：
左支架体，所述左支架体具有依次设置的第一左区域和第二左区域；
右支架体，所述右支架体与所述左支架体相对设置且具有依次设置的第一右区域和第二右区域，所述第一右区域与所述第一左区域相对设置，所述第二右区域与所述第一左区域相对设置；以及
横向加强板，所述横向加强板连接于所述左支架体和所述右支架体之间，所述横向加强板的左端具有一凸出部；
其中，转向管柱的前安装位置位于所述第一左区域和所述第一右区域，所述横向加强板与所述第一左区域、所述第二左区域、所述第一右区域以及所述第二右区域均固定连接，所述凸出部与所述第一左区域固定连接。
2.如权利要求1所述的减振转向管柱安装支架，其中，所述横向加强板包括：
第一加强板，所述第一加强板的左端与所述第一左区域以及所述第二左区域固定连接，所述凸出部位于所述第一加强板，所述第一加强板的右端与所述第一右区域固定连接；以及
第二加强板，所述第二加强板的左端与所述第二左区域固定连接，所述第二加强板的右端与所述第二右区域固定连接。
3.如权利要求2所述的减振转向管柱安装支架，其中，所述第一左区域与所述第二左区域之间通过第一左过渡区连接，所述第一加强板的左端面与所述第一左过渡区之间存在间隙。
4.如权利要求2所述的减振转向管柱安装支架，其中，所述第二加强板为弯折板，所述第二加强板的左端固定设于所述左支架体的面向所述右支架体的表面，且所述第二加强板的右端固定设于所述右支架体的边缘。
5.如权利要求1所述的减振转向管柱安装支架，其中，所述减振转向管柱安装支架还包括前围板固定部件，所述前围板固定部件与所述第二左区域的边缘以及所述第二右区域的边缘固定连接，所述前围板固定部件设有前围板固定孔。
6.如权利要求1所述的减振转向管柱安装支架，其中：
所述左支架体还具有第三左区域，所述第一左区域、所述第二左区域、以及所述第三左区域依次设置，所述第二左区域与所述第三左区域之间通过第二左过渡区连接；并且
所述右支架体还具有第三右区域，所述第一右区域、所述第二右区域、以及所述第三右区域依次设置，所述第二右区域与所述第三右区域之间通过第二右过渡区连接；
其中，所述第三左区域和所述第三右区域均与仪表盘横梁主体固定连接。
7.如权利要求6所述的减振转向管柱安装支架，其中，所述减振转向管柱安装支架还包括：
前端连接板，所述前端连接板固定连接于所述第二左过渡区和所述第二右过渡区；以及
后端连接板，所述后端连接板固定连接于所述第三左区域的远离所述第二左区域的一端和所述第三右区域的远离所述第二右区域的一端，并且所述后端连接板具有一延伸板，所述延伸板与所述仪表盘横梁主体固定连接。
8.如权利要求1所述的减振转向管柱安装支架，其中，所述减振转向管柱安装支架还包括：
左安装部，所述左安装部与所述左支架体间隔设置；以及
右安装部，所述右安装部与所述左安装部相对设置且与所述右支架体间隔设置；
其中，所述转向管柱的后安装位置位于所述左安装部和所述右安装部。
9.如权利要求1-8任一项所述的减振转向管柱安装支架，其中，所述横向加强板具有翻边以及工艺孔；且所述横向加强板与所述左支架体以及所述右支架体焊接。
10.一种CCB系统，其特征在于，其包括有：
如权利要求1-9任一项所述的减振转向管柱安装支架；以及
仪表盘横梁主体，所述减振转向管柱安装支架固定设于所述仪表盘横梁主体。
11.一种汽车，其特征在于，其包括如权利要求10所述的CCB系统。
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