[實用新型]減振方向盤骨架、含該骨架的方向盤及含該方向盤的汽車

有效

• 申請號: 201220083856.6
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN202449048U
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 于佳;王偉東
• 申請（專利權）人: 上海通用汽車有限公司;泛亞汽車技術中心有限公司
• 主分類號: B62D1/04
• 分類號: B62D1/04
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 黃澤雄;項京

技術領域

本實用新型涉及一種減振方向盤骨架，尤其涉及一種用于汽車的減振方向盤骨架，及包含該方向盤骨架的方向盤及包含該方向盤的汽車。

背景技術

汽車方向盤是重要的人機接觸界面，其怠速振動特性嚴重影響用戶乘坐質量，因此方向盤減振對提高客戶滿意度有重要意義。

汽車方向盤怠速振動源主要來自發動機的二階點火頻率的振動。現有的研究表明，要滿足使用戶“不感覺到不舒服”的目標，即振動加速度小于0.315m.s-2(《汽車噪聲與振動——理論與應用》，北京理工大學出版社，2006年6月第1版，第395頁)，發動機二階點火頻率與方向盤一階安裝頻率之比應小于等于0.75(Validation?of?Vehicle?NVH?Performance?Using?Experimental?Modal?Testing?and?In-Vehicle?Dynamic?Measurements.SAE，2007-01-2320)，以避免方向盤共振或減小其振動響應。

但是由于發動機在怠速時，其負荷變化引起的轉速波動導致發動機二階點火頻率接近方向盤一階安裝頻率，傳統材質、結構和工藝的方向盤骨架較難滿足方向盤的減振要求，如何實現提高方向盤一階安裝頻率從而實現減振是需要解決的技術問題。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提供了一種減振方向盤骨架，其包括輪圈、輻條、輪轂端蓋和輪轂，其中輻條在輪轂端蓋和輪圈之間延伸，并支撐輪圈，輪轂位于輪轂端蓋中，所述輪圈、輻條、輪轂端蓋和輪轂由鎂合金材料制成。

在一個實施方案中，該減振方向盤骨架由整體壓鑄工藝制成。

在一個實施方案中，所述鎂合金材料選自密度約為1.7～1.8g.cm^-3的鎂合金。

本實用新型還提供了一種方向盤，其包括所述的減振方向盤骨架。

本實用新型還提供了一種汽車，其包括前述方向盤。

通過使該方向盤骨架輕量化，可有效降低發動機怠速引起的方向盤振動，提高汽車駕駛舒適性。

附圖說明

圖1為汽車方向盤骨架示意圖；其中，1為方向盤骨架，2為輻條，3為輪轂端蓋，4為輪轂，5為輪圈；

圖2示出了該方向盤骨架的減振原理；其中，6為車身，7為轉向管柱軸，1為方向盤骨架；

圖3為汽車方向盤骨架一階安裝頻率提高Δf_n與其質量減小ΔM的關系。

具體實施方式

以下參考附圖描述本實用新型的具體實施方式。

如圖1所示，該汽車方向盤骨架1的結構與傳統方向盤骨架相同，包括輻條2、輪轂端蓋3、輪轂4和輪圈5(如圖1)。輪轂4將方向盤固定于轉向管柱軸，輪轂端蓋3上將安裝功能模塊。輪圈5上包覆了包覆材料，輻條2在輪轂端蓋3和輪圈5之間延伸，并支撐輪圈5，輪轂4位于輪轂端蓋3中。

在本實用新型中，通過使方向盤骨架輕量化而達到減振效果。在本實用新型的一個實施方案中，方向盤骨架使用由鎂合金材料制成，尤其是所述輪圈、輻條、輪轂端蓋和輪轂由鎂合金材料制成，優選地，所述方向盤骨架使用整體壓鑄工藝由鎂合金材料制成。所述鎂合金材料選自密度約為1.7～1.8g.cm^-3的鎂合金，其比密度為2.7g.cm^-3的鋁合金材料輕約35％，但強度與后者相似，從而使得在滿足方向盤骨架機械強度要求的同時，實現了輕量化，而且并不增加成本。

以下介紹該方向盤骨架的減振原理(如圖2所示)。方向盤骨架固定于轉向管柱軸，假設轉向管柱軸與車身剛性連接，轉向管柱軸為長l的輕質桿，其抗撓剛度為EI，E為輕質桿彈性模量，I為繞輕質桿軸線慣性矩，方向盤骨架集中質量為M，則近似認為該結構為懸臂梁結構，其一階安裝頻率f_n為：

f_n＝(3EI/Ml³)^0.5/(2π)(1)

根據式(1)，減小方向盤骨架質量M，可提高方向盤骨架的一階安裝頻率f_n，方向盤骨架一階安裝頻率提高Δf_n與其質量減小ΔM的關系如圖3所示。保持方向盤骨架結構不變，若方向盤骨架由一種鋁合金(密度為2.7g.cm^-3)材料更改為一種鎂合金(密度為1.74g.cm^-3)材料，其一階安裝頻率增加25％。