CN203228829U

CN203228829U - 商用车用方向盘骨架

Info

Publication number: CN203228829U
Application number: CN 201320253611
Authority: CN
Inventors: 李启群
Original assignee: SUZHOU RENHE (LAOHEKOU) CAR CO Ltd
Current assignee: Suzhou Renhe Laohekou Automobile Co ltd
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2023-05-10

Abstract

本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，特别涉及一种商用车用方向盘骨架，包括有骨架主体，所述骨架主体包括轮缘、轮辐以及轮毂，所述轮缘通过所述轮辐与所述轮毂连接，其特征在于，所述轮缘为圆形结构设计，所述轮缘包括有半圆弧形的结构段和半圆弧形的把持段；所述轮辐设置有不少于四根，全部的所述轮辐等间隔设置于所述轮缘的结构段上；所述骨架主体为镁合金骨架主体。本实用新型所提供的商用车用方向盘骨架，骨架主体为镁合金骨架主体，由镁合金材料可知，由于其具有较高的抗震减噪性能较高，能够达到提高方向盘骨架抗震减噪性能的目的。

Description

商用车用方向盘骨架

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，具体而言，特别涉及一种商用车用方向盘骨架。

背景技术

在现有技术中，商用车用方向盘骨架一般采用铝合金或者工程塑料制成。其中，由于工程塑料的强度较低并且容易变形，使得铝合金方向盘骨架得到了广泛的应用。

铝合金商用车方向盘骨架的刚度高于工程塑料，并且不易变形。但是，采用铝合金材料制成方向盘骨架虽然具有极高的比刚度（刚度与质量之比）较高，但是其抗震性能较差，导致在驾驶过程中，驾驶员的使用感受较差。

综上所述，如何提高商用车用方向盘骨架的抗震性能，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种商用车用方向盘骨架，以解决上述的问题。

在本实用新型的实施例中提供了一种商用车用方向盘骨架，包括有骨架主体，所述骨架主体包括轮缘、轮辐以及轮毂，所述轮缘通过所述轮辐与所述轮毂连接，所述轮缘为圆形结构设计，所述轮缘包括有半圆弧形的结构段和半圆弧形的把持段；所述轮辐设置有不少于四根，全部的所述轮辐等间隔设置于所述轮缘的结构段上；所述骨架主体为镁合金骨架主体。

在本实用新型中，改进重点为：骨架主体为镁合金骨架主体。镁合金的比强度较高，与现有技术中的铝合金方向盘骨架以及钢制方向盘骨架比强度接近，并且，镁合金的抗震减噪性能较高。由镁合金材料可知，由于其具有较高的抗震减噪性能较高，能够达到提高方向盘骨架抗震减噪性能的目的。

附图说明

图1示出了本实用新型一种实施例中商用车用方向盘骨架的线条图；

图2示出了本实用新型一种实施例中商用车用方向盘骨架的结构示意图；

图3为图2的侧视图；

图1至图3中部件名称与附图标记的对应关系为：

轮缘1；结构段1a；把持段1b；

轮辐2；轮毂3；连接套4。

具体实施方式

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

请参考图1至图3，其中，图1示出了本实用新型一种实施例中商用车用方向盘骨架的线条图；图2示出了本实用新型一种实施例中商用车用方向盘骨架的结构示意图；图3为图2的侧视图。

本实用新型提供了一种商用车用方向盘骨架，包括有骨架主体，骨架主体包括轮缘1、轮辐2以及轮毂3，轮缘1通过轮辐2与轮毂3连接。

在现有技术中，商用车用方向盘骨架一般情况下采用铝合金或者钢材料制成，由于铝合金方向盘骨架或者钢制方向盘骨架的抗震能力较弱，导致在汽车驾驶过程中，驾驶者的使用感受较差。

为了提高商用车用方向盘骨架的抗震能力，本实用新型提出了如下结构改进构思：

轮缘1为圆形结构设计，轮缘1包括有半圆弧形的结构段1a和半圆弧形的把持段1b；轮辐2设置有不少于四根，全部的轮辐2等间隔设置于轮缘1的结构段1a上；骨架主体为镁合金骨架主体。

在上述结构设计中，轮辐2的作用为：第一、实现轮缘1以及轮毂3之间的连接；第二、提高轮缘1的结构强度。为了便于驾驶者对方向盘的把持，轮缘1包括有两段，其中一段为半圆弧形的结构段1a，另一端为半圆弧形的把持段1b。轮辐2设置在结构段1a，实现了轮缘1以及轮毂3之间的连接以及提高轮缘1的结构强度。

具体地，轮辐2设置有不少于四根。在本实用新型的一个具体实施方式中，轮辐2设置为四根，四根轮辐2设置在轮缘1的结构段1a上。

具体地，在本实用新型的一个具体实施方式中，商用车用方向盘骨架还包括有连接套4，连接套4为花键套；轮毂3上开设有安装孔；连接套4可拆卸地设置于安装孔中。安装孔中设置有连接键，连接套4上设置有键槽，如此能够实现轮毂3与连接套4之间的可拆卸连接，同时还能够保证轮毂3与连接套4之间能够固定转动。

连接套4与轮毂3之间采用可拆卸连接，如此，能够使得连接套4与骨架主体之间的更换，满足不同型号直径的方向盘连接。

在本实用新型的一个具体实施方式中，轮缘1上开设有第一结构槽；在本实用新型的另一个具体实施方式中，轮辐2上开设有第二结构槽。

第一结构槽的开设方式为：沿轮缘1的周向（轮缘为圆形结构设计）设置有若干段（可以为两段或者三段设置更多），各段第一结构槽等间隔设置。

第二结构槽的开设方式为：沿轮辐2的延伸方向（一般情况下轮辐2为直线形结构设计）设置有若一段或者两段。

具体地，第一结构槽和第二结构槽的截面为U型结构设计，如此设置既可以提高轮缘1以及轮辐2的结构刚性，同时还能够均匀部件（轮缘或者轮辐）的壁厚。在较为接近的结构强度要求下，设置有第一结构槽和第二结构槽还能够有效降低骨架主体的生产用料，降低产品的制造成本。

在本实施例中，轮毂3上设置有加强筋。如此设置，能够实现对轮毂3的减薄处理。

具体地，骨架主体为压铸骨架主体。

具体地，骨架主体为一体式结构设计。采用一体式结构设计，能够提高骨架主体的整体结构强度。

为了提高方向盘的被动安全性能，本实用新型还提供了用于安装气囊的气囊安装支座。

具体地，轮辐2上设置有第一气囊安装支座；轮缘1上设置有第二气囊安装支座。

本实用新型还对轮缘1的结构尺寸进行了优化设计，轮辐2的直径为440mm至480mm。在本实用新型的一个最优选方式中，轮辐2的直径为460mm。

具体地，骨架主体为AM60B镁合金骨架主体。

本实用新型提供的商用车用方向盘骨架，是依据汽车关键零部件重点应用，开发的一种高强度、高韧性、承载一定单侧扭曲和抗扭转应力耐冲击吸能的汽车用镁合金方向方向盘骨架压铸件。

在本实用新型中，该商用车用方向盘骨架采用四幅结构设计，铸件（骨架主体）最大外径为Φ460mm，轮毂3局部厚度为15mm，铸件平均壁厚为5mm。

商用车用方向盘骨架具有下列特征：

轮缘1及轮辐2均采用“U”形截面设计，既可以提高结构刚性，又能够均匀壁厚，利于压铸成形；

轮毂3采用加强筋减薄处理，中心嵌铸钢质花键套，即提高与转向柱连接强度要求，同时根据转向轴结构类型，更换中心嵌件，满足同型号直径的方向盘连接方式。

为提高被动安全性，该方向盘芯骨在四个轮辐上整合设计了安全气囊安装支座。

此外，在轮毂3上设计了电束穿线孔等结构。

铝镁合金方向盘的特点在于：在弹性范围内，镁合金受到冲击载荷时，吸收的能量比铝合金件大一半，所以镁合金具有良好的抗震减噪性能。镁合金熔点比铝合金熔点低，压铸成型性能好。镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当，一般可达250Mpa，最高可达600Mpa。屈服强度，延伸率与铝合金也相差不大。镁合金还个有良好的耐腐蚀性能，电磁屏蔽性能，防辐射性能，可做到100%回收再利用；镁合金件稳定性较高，压铸件的铸造加工尺寸精度高，可进行高精度机械加工；镁合金具有良好的压铸成型性能，压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应汽车方向盘骨架压铸成形。

商用车用方向盘骨架通过压铸形成，压铸模具浇注系统的设计为：

压铸工艺对压铸模具设计至关重要，对压铸工艺来说，浇注及排溢系统设计是最重要的部分，它将影响到铸件质量、生产效率、模具寿命等。由于镁合金在压铸过程中充型速度快、充型时间短，且合金自身凝固潜热低、易氧化，铸件通常会出现流痕、氧化夹杂、气孔和冷隔等缺陷。因此，合理设计压铸工艺系统尤为重要。根据前期乘用车镁方向盘骨架开发经验，设计人员将该铸件内浇道设在中央轮毂区，并给出2种压铸工艺方案，内浇道厚度为2.5mm。其中方案1采用了矩形内浇道，在轮圈12点、6点方位及两个副辐条与轮圈连接处设置集渣包；方案2采用两段式扇形内浇道，且压铸方位与方案1相反，并在轮圈上预判有合金汇合处设置集渣包(见图2)。

压铸工艺采用CAE分析及优化商用车镁合金方向盘骨架铸件压铸工艺分析采用了MAGMAsoh软件，通过对比两种方案，选择出最优工艺，并对选定方案进行改进和铸件结构的局部优化。通过优化分析确定第二种方案。

关键技术是压铸工艺参数的选择。

在压铸生产过程中，选择合适的工艺参数是获取优质压铸件，发挥压铸机最大生产率的先决条件，是正确设计压铸模具的依据。工艺参数会影响到压铸件的缺陷生成。压铸时，影响合金液充填成型的因素很多，其中主要有压射压力、压射速度、充填时间、留模时间和模具温度等。这些因素相互影响，相互制约，调整一个因素会引起相应的工艺因素变化，因此，正确选择各工艺参数十分重要。

方向盘骨架压铸成形条件：采用力劲冷室压机，压射速度8-10m/s,锁模力为8000KN，合金温度选择650—710℃，模具温度为220—250℃，压射时间设定3—6秒，冷却时间设定8—10秒，二快位置为360—390mm,二快速度设定85—95%。

商用车用方向盘骨架表面防腐也是关键技术：

镁在元素表中位居12，除钠外，镁是第二活泼元素，放置在空气中，很容易和空气中的氧气发生氧化形成氧化镁；公司专门为镁合金防腐进行深入研究，建立一条表面防腐的钝化线，镁合金压铸件经过除油脱脂，酸洗活化，超声波清洗，漂白去灰，表面成膜处理，全过程严格控制药水浓度和溶液温度等表面防腐参数，实现镁合金压铸件表面防腐。

商用车方向盘骨架需要更高的力学性能，故选择AM60B合金。该镁合金铸件压铸成形工艺参数：浇注温度为650～710℃，模具预热温度为220～250℃，留模时间为8s～10s，内浇道速度不低于6m／s。根据商用车镁质方向盘芯骨铸件投影面积并考虑锁模安全系数，选择锁模力为8000kN的冷室压铸机。

针对镁合金方向盘骨架在结构设计和承受的载荷要求，我公司成功研制一种镁合金方向盘骨架结构，实现了压铸工艺突破，从产品结构设计、模具设计、材料选择和设备选择，实现目前国内要求最高和承载最大的方向盘骨架；经过压铸后的镁合金方向盘骨架按国家标准进行了平行刚性、单侧弯曲、静态扭转、冲击吸能及弯曲耐久和扭转耐久试验检测。在规定载荷下，该铸件平行刚性永久变形量小于0.4mm，单侧弯曲永久变形量小于3mm，静态扭转永久变形量小于4mm，并通过15万次耐久试验，达到商用车使用要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种商用车用方向盘骨架，包括有骨架主体，所述骨架主体包括轮缘、轮辐以及轮毂，所述轮缘通过所述轮辐与所述轮毂连接，其特征在于，

所述轮缘为圆形结构设计，所述轮缘包括有半圆弧形的结构段和半圆弧形的把持段；

所述轮辐设置有不少于四根，全部的所述轮辐等间隔设置于所述轮缘的结构段上；

所述骨架主体为镁合金骨架主体。

2.根据权利要求1所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，还包括有连接套，所述连接套为花键套；所述轮毂上开设有安装孔；所述连接套可拆卸地设置于所述安装孔中。

3.根据权利要求2所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述轮缘上开设有第一结构槽；所述轮辐上开设有第二结构槽。

4.根据权利要求3所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述轮毂上设置有加强筋。

5.根据权利要求4所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述骨架主体为压铸骨架主体。

6.根据权利要求5所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述骨架主体为一体式结构设计。

7.根据权利要求1所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述轮辐上设置有用于安装气囊的第一气囊安装支座。

8.根据权利要求7所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述轮缘上设置有用于安装气囊的第二气囊安装支座。

9.根据权利要求1所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述轮辐的直径为440mm至480mm。

10.根据权利要求1至9任一项所述的商用车用方向盘骨架，其特征在于，所述骨架主体为AM60B镁合金骨架主体。