CN109080694A - 一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车 - Google Patents

一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车 Download PDF

Info

Publication number
CN109080694A
CN109080694A CN201810579477.8A CN201810579477A CN109080694A CN 109080694 A CN109080694 A CN 109080694A CN 201810579477 A CN201810579477 A CN 201810579477A CN 109080694 A CN109080694 A CN 109080694A
Authority
CN
China
Prior art keywords
column tube
mandrel
steering
column
crumple
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810579477.8A
Other languages
English (en)
Inventor
刘慧建
陶薛磊
孙国军
翟超亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
SAIC Chery Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SAIC Chery Automobile Co Ltd filed Critical SAIC Chery Automobile Co Ltd
Priority to CN201810579477.8A priority Critical patent/CN109080694A/zh
Publication of CN109080694A publication Critical patent/CN109080694A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16Steering columns
    • B62D1/18Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B62D1/192Yieldable or collapsible columns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

本发明的目的是提出一种具有良好溃缩特性的转向管柱,以及采用该转向管柱的转向机构及汽车,该转向管柱的溃缩峰值力及持续力可控制在预定区间,有利于减少对驾驶员的伤害,提高安全性。本发明的转向管柱包括上芯轴、下芯轴、上柱管、下柱管及上支架,所述上芯轴、下芯轴通过各自的轴承分别安装于上柱管、下柱管中,上芯轴与下芯轴通过花键配合连接;上柱管与上支架固定连接,上支架通过注塑销及拉脱块与仪表横梁固定连接;关键在于所述上柱管与下柱管套接,所述上柱管与下柱管之间夹设有隔套。转向轴发生溃缩时,上、下柱管之间也同步相对滑动,上、下柱管中间的隔套提供稳定的吸能力,保证上、下柱管之间能够顺利溃缩以吸收二次碰撞的部分能量。

Description

一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车
技术领域
本发明涉及车辆工程领域,具体涉及转向管柱及转向机构、汽车。
背景技术
随着汽车消费的普及,汽车安全事故越来越多,对汽车安全的要求也越来越高。当高速行驶的汽车撞击到低速或者静止的物体后,高速行驶的汽车就会有一个比较大的减速度,根据牛顿定律,驾驶员由于惯性的作用,会向前继续运动,导致头部和胸部对方向盘产生冲击,该冲击通过方向盘会传递给转向管柱,转向管柱反过来会对驾驶员的头部和胸部产生反向冲击力,从而对人体造成伤害。
正面碰撞时方向盘、转向管柱和转向器组成的转向系统对驾驶员造成的损伤占到驾驶员损伤的46%。转向系统对人体的伤害来自于方向盘和转向管柱,伤害部位集中在头部、胸部。国家强制法规GB11557已对该冲击力进行如下规定:
1、处于正常工况下的车辆以48.3Km/h-53.1Km/h的速度进行正面碰撞时,沿平行于车辆纵向中心轴线的水平方向所测量的车辆转向柱和转向轴顶端相对车内不受碰撞影响的某点的向后移动量不得大于127mm;沿垂直方向所测量的车辆转向柱和转向轴顶端相对车内不受碰撞影响的某点的向上移动量不大于127mm。
2、人体模块以24.1Km/h-25.3km/h的相对速度撞击转向操纵装置时,转向操纵装置作用在人体模块上的水平力不得超过11123N。
为达到该目标,汽车转向管柱采用溃缩吸能结构设计,当冲击力达到转向管柱设计峰值力时,管柱与横梁固定点溃缩脱开。目前转向管柱只利用注塑销钉的方式来控制转向管柱是否发生溃缩,但是在溃缩开始后,没有其它相应的结构来控制溃缩力,因此溃缩过程可控性较差,存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是提出一种具有良好溃缩特性的转向管柱,以及采用该转向管柱的转向机构及汽车,该转向管柱的溃缩峰值力及持续力可控制在预定区间,有利于减少对驾驶员的伤害,提高安全性。
本发明的具有良好溃缩特性的转向管柱包括上芯轴、下芯轴、上柱管、下柱管及上支架,所述上芯轴、下芯轴通过各自的轴承分别安装于上柱管、下柱管中,上芯轴与下芯轴通过花键配合连接;上柱管与上支架固定连接,上支架通过注塑销及拉脱块与仪表横梁固定连接;关键在于所述上柱管与下柱管套接,所述上柱管与下柱管之间夹设有隔套。
当车辆发生碰撞时,上支架与拉脱块之间的注塑销被冲击力剪断,上芯轴与下芯轴之间沿轴向相对滑动,使得转向轴开始发生溃缩;同时上、下柱管之间也同步相对滑动,上、下柱管中间的隔套提供稳定的吸能力,保证上、下柱管之间能够顺利溃缩以吸收二次碰撞的部分能量。
进一步地,所述隔套与上柱管、下柱管均为过盈配合,以提高上柱管、下柱管之间的结合力,从而相应地提高吸能能力,设计人员可以根据需要来选择合适的过盈量,以调节吸能力的大小。
进一步地,所述隔套为尼龙或橡胶材料制成,以降低或避免可能产生的异响。
进一步地,上芯轴与下芯轴的接触面上设有尼龙涂层,以避免金属制成的上芯轴与下芯轴直接接触而产生异响,同时还使得两者之间的滑动力较小,可降低管柱总成的吸能力,保证上芯轴与下芯轴之间顺利溃缩。
进一步地,所述下芯轴的底端通过万向节叉连接有中间轴总成,所述中间轴总成由花键套与花键轴套接而成,其中花键套与花键轴的接触面设有尼龙涂层。
具体来说,所述拉脱块固定于仪表横梁上,所述拉脱块设有导向槽,所述上支架的边缘伸入到导向槽内,拉脱块与上支架通过穿过导向槽槽壁的注塑销固定连接。当注塑销剪断后,上述导向槽可以限制上支架的移动路径,以使上支架安装预定路径移动。
本发明提出了一种转向机构,所述转向机构包括方向盘和上述的转向管柱,所述方向盘安装于上芯轴的顶端。
本发明提出了一种汽车,所述汽车包含上述的转向机构。
本发明在满足转向管柱总成可靠性的同时,还可以保证其吸能机构在整车发生正面或偏置碰撞时能够顺利吸收碰撞能量,通过转向管柱的溃缩,不仅能在碰撞事故发生时为驾驶员提供更大的生存空间,而且通过匹配合适溃缩力能够充分缓冲驾驶员与气囊接触的冲击力,进而减小方向盘对驾驶员的伤害及提供足够的逃脱空间,提高安全性。
附图说明
图1是本发明的转向管柱的结构示意图。
图2是本发明的中间轴总成的结构示意图。
图3是本发明的上、下芯轴及上下管柱的配合示意图。
图4是拉脱块与上支架的连接示意图。
附图标示:1、上芯轴;2、下芯轴;3、上柱管;4、下柱管;5、上支架;6、注塑销;7、拉脱块;71、导向槽;8、万向节叉;9、中间轴总成;91、花键套;92、花键轴;10、隔套。
具体实施方式
下面对照附图,通过对实施实例的描述,对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。
实施例1:
本实施例提出了一种具有良好溃缩特性的转向管柱,该转向管柱的溃缩峰值力及持续力可控制在预定区间,有利于减少对驾驶员的伤害,提高安全性。
本发明的具有良好溃缩特性的转向管柱包括上芯轴1、下芯轴2、上柱管3、下柱管4及上支架5;上柱管3与上支架5固定连接,上支架5通过注塑销6及拉脱块7与仪表横梁固定连接,保证转向功能安全可靠。具体来说,拉脱块7通过螺栓固定于仪表横梁上,所述拉脱块7设有导向槽71,所述上支架5的边缘伸入到导向槽71内,拉脱块7与上支架5通过穿过导向槽71槽壁的注塑销6固定连接。当注塑销6剪断后,上述导向槽71可以限制上支架5的移动路径,以使上支架5安装预定路径移动。通过调整注塑销6的直径或者注塑工艺参数或注塑材料来调整注塑销6剪切力大小,注塑销6仅提供管柱的溃缩峰值力。
所述上芯轴1、下芯轴2通过各自的轴承分别安装于上柱管3、下柱管4中,上芯轴1为花键轴,而下芯轴2为花键套管,这样上芯轴1与下芯轴2通过花键配合连接;上芯轴1与下芯轴2的接触面上设有尼龙涂层,以避免金属制成的上芯轴1与下芯轴2直接接触而产生异响,同时还使得两者之间的滑动力较小,可降低管柱总成的吸能力,保证上芯轴1与下芯轴2之间顺利溃缩。
下芯轴2的底端通过万向节叉8连接有中间轴总成9,所述中间轴总成9由花键套91与花键轴92套接而成,其中花键套91与花键轴92的接触面设有尼龙涂层,花键套91与花键轴92之间可沿轴向相对滑动,同时同步转动,尼龙涂层具有降低溃缩峰值力和减轻噪音的作用。
上柱管3与下柱管4套接,所述上柱管3与下柱管4之间夹设有隔套10,隔套10与上柱管3、下柱管4均为过盈配合,以提供溃缩后持续保持力,设计人员可以根据需要来选择合适的过盈量,以调节吸能力的大小。
转向管柱溃缩时间历程的因素主要有转向管柱的溃缩力特性和可溃缩距离,溃缩力特性又可细分为溃缩峰值力及溃缩持续力。
碰撞发生时,人体作用在方向盘的力传递给转向管柱的上芯轴1,上芯轴1将该作用力传递给上柱管3及上支架5,上支架5与拉脱块7之间的注塑销6被剪切断裂,此后上支架5与拉脱块7的连接断开并发生相对运动,实现溃缩,从而稳定的吸收了整车碰撞时的部分能量,减轻碰撞后转向管柱对驾驶员造成的伤害。同时中间轴总成9可吸收碰撞时前舱部分侵入量,保证管柱顺利溃缩。
由于惯性作用,人体将继续对管柱施加作用力,为平稳吸收撞击能量,管柱由上柱管3、隔套10、下柱管4提供持续的吸能力。针对持续吸能力,可根据整车被动安全约束系统匹配情况进行匹配,通过调整隔套10在上柱管3和下柱管4之间的过盈量调整柱管吸能力,通过调整隔套10的尺寸调整吸能力大小。
实施例2:
本实施例提出了一种转向机构,所述转向机构包括方向盘和上述实施例1的转向管柱,所述方向盘安装于上芯轴1的顶端。
实施例3:
本实施例提出了一种汽车,所述汽车包含上述实施例2的转向机构。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述,显然本发明具体设计并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进,或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有良好溃缩特性的转向管柱,包括上芯轴、下芯轴、上柱管、下柱管及上支架,所述上芯轴、下芯轴通过各自的轴承分别安装于上柱管、下柱管中,上芯轴与下芯轴通过花键配合连接;上柱管与上支架固定连接,上支架通过注塑销及拉脱块与仪表横梁固定连接;其特征在于所述上柱管与下柱管套接,所述上柱管与下柱管之间夹设有隔套。
2.根据权利要求1所述的具有良好溃缩特性的转向管柱,其特征在于所述隔套与上柱管、下柱管均为过盈配合。
3.根据权利要求2所述的具有良好溃缩特性的转向管柱,其特征在于所述隔套为尼龙或橡胶材料制成。
4.根据权利要求1或2或3所述的具有良好溃缩特性的转向管柱,其特征在于上芯轴与下芯轴的接触面上设有尼龙涂层。
5.根据权利要求1或2或3所述的具有良好溃缩特性的转向管柱,其特征在于所述下芯轴的底端通过万向节叉连接有中间轴总成,所述中间轴总成由花键套与花键轴套接而成,其中花键套与花键轴的接触面设有尼龙涂层。
6.根据权利要求1或2或3所述的具有良好溃缩特性的转向管柱,其特征在于所述拉脱块固定于仪表横梁上,所述拉脱块设有导向槽,所述上支架的边缘伸入到导向槽内,拉脱块与上支架通过穿过导向槽槽壁的注塑销固定连接。
7.一种转向机构,其特征在于,所述转向机构包括方向盘和权利要求1~6中任一权利要求所述的转向管柱,所述方向盘安装于上芯轴的顶端。
8.一种汽车,其特征在于,所述汽车包含权利要求7所述的转向机构。
CN201810579477.8A 2018-06-07 2018-06-07 一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车 Pending CN109080694A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810579477.8A CN109080694A (zh) 2018-06-07 2018-06-07 一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810579477.8A CN109080694A (zh) 2018-06-07 2018-06-07 一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109080694A true CN109080694A (zh) 2018-12-25

Family

ID=64839714

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810579477.8A Pending CN109080694A (zh) 2018-06-07 2018-06-07 一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109080694A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110758547A (zh) * 2019-11-04 2020-02-07 长安大学 一种基于负泊松比结构的溃缩式汽车转向装置
CN111452865A (zh) * 2020-04-30 2020-07-28 汉腾新能源汽车科技有限公司 一种转向管柱及其设计方法
CN113212536A (zh) * 2021-06-07 2021-08-06 哈尔滨工业大学(威海) 一种基于电动推杆的可自动溃缩汽车转向管柱
CN115214760A (zh) * 2022-06-15 2022-10-21 杭州琳达汽配有限公司 一种转向管的溃缩安装装置
CN115503809A (zh) * 2022-10-26 2022-12-23 郑州日产汽车有限公司 一种断开式不同轴转向管柱

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000313340A (ja) * 1999-04-28 2000-11-14 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置付ステアリングコラム装置
CN201472454U (zh) * 2009-08-12 2010-05-19 武汉捷隆汽车电动转向系统有限公司 角度、高度四向可调式吸能转向管柱
CN102030029A (zh) * 2010-11-26 2011-04-27 奇瑞汽车股份有限公司 一种吸能式转向管柱
CN201895574U (zh) * 2010-11-11 2011-07-13 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种汽车中间轴结构
CN102730049A (zh) * 2012-06-29 2012-10-17 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动转向管柱角度、高度调节装置
CN203211366U (zh) * 2013-02-04 2013-09-25 广州汽车集团股份有限公司 一种转向管柱及汽车
CN103832461A (zh) * 2014-03-24 2014-06-04 奇瑞汽车股份有限公司 一种吸能式汽车转向管柱组件
CN203920878U (zh) * 2014-06-08 2014-11-05 武汉捷隆汽车电动转向系统有限公司 一种具有双联动锁止机构的四向可调式吸能汽车转向管柱
CN105329308A (zh) * 2015-10-30 2016-02-17 奇瑞汽车股份有限公司 一种转向管柱总成
CN205930868U (zh) * 2016-08-25 2017-02-08 重庆耐世特转向系统有限公司 吸能衬套以及具有该吸能衬套的转向管柱
CN205930869U (zh) * 2016-08-25 2017-02-08 重庆耐世特转向系统有限公司 滑动溃缩式转向管柱
CN206344868U (zh) * 2016-12-28 2017-07-21 杭州新世宝电动转向系统有限公司 方向盘两向调节的稳定溃缩结构

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000313340A (ja) * 1999-04-28 2000-11-14 Nsk Ltd 電動パワーステアリング装置付ステアリングコラム装置
CN201472454U (zh) * 2009-08-12 2010-05-19 武汉捷隆汽车电动转向系统有限公司 角度、高度四向可调式吸能转向管柱
CN201895574U (zh) * 2010-11-11 2011-07-13 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种汽车中间轴结构
CN102030029A (zh) * 2010-11-26 2011-04-27 奇瑞汽车股份有限公司 一种吸能式转向管柱
CN102730049A (zh) * 2012-06-29 2012-10-17 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动转向管柱角度、高度调节装置
CN203211366U (zh) * 2013-02-04 2013-09-25 广州汽车集团股份有限公司 一种转向管柱及汽车
CN103832461A (zh) * 2014-03-24 2014-06-04 奇瑞汽车股份有限公司 一种吸能式汽车转向管柱组件
CN203920878U (zh) * 2014-06-08 2014-11-05 武汉捷隆汽车电动转向系统有限公司 一种具有双联动锁止机构的四向可调式吸能汽车转向管柱
CN105329308A (zh) * 2015-10-30 2016-02-17 奇瑞汽车股份有限公司 一种转向管柱总成
CN205930868U (zh) * 2016-08-25 2017-02-08 重庆耐世特转向系统有限公司 吸能衬套以及具有该吸能衬套的转向管柱
CN205930869U (zh) * 2016-08-25 2017-02-08 重庆耐世特转向系统有限公司 滑动溃缩式转向管柱
CN206344868U (zh) * 2016-12-28 2017-07-21 杭州新世宝电动转向系统有限公司 方向盘两向调节的稳定溃缩结构

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110758547A (zh) * 2019-11-04 2020-02-07 长安大学 一种基于负泊松比结构的溃缩式汽车转向装置
CN110758547B (zh) * 2019-11-04 2023-11-14 长安大学 一种基于负泊松比结构的溃缩式汽车转向装置
CN111452865A (zh) * 2020-04-30 2020-07-28 汉腾新能源汽车科技有限公司 一种转向管柱及其设计方法
CN113212536A (zh) * 2021-06-07 2021-08-06 哈尔滨工业大学(威海) 一种基于电动推杆的可自动溃缩汽车转向管柱
CN115214760A (zh) * 2022-06-15 2022-10-21 杭州琳达汽配有限公司 一种转向管的溃缩安装装置
CN115214760B (zh) * 2022-06-15 2023-08-11 杭州琳达汽配有限公司 一种转向管的溃缩安装装置
CN115503809A (zh) * 2022-10-26 2022-12-23 郑州日产汽车有限公司 一种断开式不同轴转向管柱

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109080694A (zh) 一种具有良好溃缩特性的转向管柱及转向机构、汽车
CN106184339B (zh) 一种可溃缩防脱落吸能式汽车转向管柱
WO2005019680A3 (en) Crash attenuator with cable and cylinder arrangement for decelerating vehicles
CN106347265B (zh) 一种外延蓄能式汽车前保险杠
CN202481129U (zh) 一种改良结构的汽车管柱的吸能机构
CN105584440A (zh) 一种汽车碰撞缓冲吸能装置
US20140207340A1 (en) Adaptive crash structure for a vehicle and associated vehicle
CN207751700U (zh) 一种汽车aebs测试试验用移动模拟目标车
US7118131B2 (en) Adaptive energy absorber
CN203713512U (zh) 高速纯电动汽车用电池仓安全防撞装置
CN106985776B (zh) 一种抗撞结构的导向刚度补偿装置
CN206394587U (zh) 一种利于保护行人的汽车防撞梁和保险杠结构
CN2892579Y (zh) 气囊型汽车碰撞缓冲吸能装置
EP1437268B1 (en) Vehicle with a movable front portion, in particular for pedestrian safety in the event of accidents
CN209096663U (zh) 一种汽车前后防撞装置
CN206394592U (zh) 汽车前防撞梁缓冲装置
CN202389440U (zh) 一种汽车管柱的吸能机构
CN203637752U (zh) 一种用于防止追尾车辆钻底的车辆装置
CN208325184U (zh) 一种汽车制动踏板安全装置
CN106114295A (zh) 一种座椅平台及使用该座椅平台的车辆
CN205951752U (zh) 座椅平台及使用该座椅平台的车辆
CN204895552U (zh) 一种汽车转向管柱总成及其溃缩吸能装置
CN206243236U (zh) 一种可伸缩式汽车转向柱
CN206485304U (zh) 用于客车的防护栏
CN201015981Y (zh) 汽车减震保险杠

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181225