[發明專利]一種具有良好潰縮特性的轉向管柱及轉向機構、汽車

在審

• 申請號: 201810579477.8
• 申請日: 2018-06-07
• 公開（公告）號: CN109080694A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 劉慧建;陶薛磊;孫國軍;翟超亞
• 申請（專利權）人: 奇瑞汽車股份有限公司
• 主分類號: B62D1/19
• 分類號: B62D1/19
• 代理公司: 廣州中瀚專利商標事務所 44239
• 代理人: 黃洋;蓋軍

本發明的目的是提出一種具有良好潰縮特性的轉向管柱，以及采用該轉向管柱的轉向機構及汽車，該轉向管柱的潰縮峰值力及持續力可控制在預定區間，有利于減少對駕駛員的傷害，提高安全性。本發明的轉向管柱包括上芯軸、下芯軸、上柱管、下柱管及上支架，所述上芯軸、下芯軸通過各自的軸承分別安裝于上柱管、下柱管中，上芯軸與下芯軸通過花鍵配合連接；上柱管與上支架固定連接，上支架通過注塑銷及拉脫塊與儀表橫梁固定連接；關鍵在于所述上柱管與下柱管套接，所述上柱管與下柱管之間夾設有隔套。轉向軸發生潰縮時，上、下柱管之間也同步相對滑動，上、下柱管中間的隔套提供穩定的吸能力，保證上、下柱管之間能夠順利潰縮以吸收二次碰撞的部分能量。

技術領域

本發明涉及車輛工程領域，具體涉及轉向管柱及轉向機構、汽車。

背景技術

隨著汽車消費的普及，汽車安全事故越來越多，對汽車安全的要求也越來越高。當高速行駛的汽車撞擊到低速或者靜止的物體后，高速行駛的汽車就會有一個比較大的減速度，根據牛頓定律，駕駛員由于慣性的作用，會向前繼續運動，導致頭部和胸部對方向盤產生沖擊，該沖擊通過方向盤會傳遞給轉向管柱，轉向管柱反過來會對駕駛員的頭部和胸部產生反向沖擊力，從而對人體造成傷害。

正面碰撞時方向盤、轉向管柱和轉向器組成的轉向系統對駕駛員造成的損傷占到駕駛員損傷的46%。轉向系統對人體的傷害來自于方向盤和轉向管柱，傷害部位集中在頭部、胸部。國家強制法規GB11557已對該沖擊力進行如下規定：

1、處于正常工況下的車輛以48.3Km/h-53.1Km/h的速度進行正面碰撞時，沿平行于車輛縱向中心軸線的水平方向所測量的車輛轉向柱和轉向軸頂端相對車內不受碰撞影響的某點的向后移動量不得大于127mm；沿垂直方向所測量的車輛轉向柱和轉向軸頂端相對車內不受碰撞影響的某點的向上移動量不大于127mm。

2、人體模塊以24.1Km/h-25.3km/h的相對速度撞擊轉向操縱裝置時，轉向操縱裝置作用在人體模塊上的水平力不得超過11123N。

為達到該目標，汽車轉向管柱采用潰縮吸能結構設計，當沖擊力達到轉向管柱設計峰值力時，管柱與橫梁固定點潰縮脫開。目前轉向管柱只利用注塑銷釘的方式來控制轉向管柱是否發生潰縮，但是在潰縮開始后，沒有其它相應的結構來控制潰縮力，因此潰縮過程可控性較差，存在一定的安全隱患。

發明內容

本發明的目的是提出一種具有良好潰縮特性的轉向管柱，以及采用該轉向管柱的轉向機構及汽車，該轉向管柱的潰縮峰值力及持續力可控制在預定區間，有利于減少對駕駛員的傷害，提高安全性。

本發明的具有良好潰縮特性的轉向管柱包括上芯軸、下芯軸、上柱管、下柱管及上支架，所述上芯軸、下芯軸通過各自的軸承分別安裝于上柱管、下柱管中，上芯軸與下芯軸通過花鍵配合連接；上柱管與上支架固定連接，上支架通過注塑銷及拉脫塊與儀表橫梁固定連接；關鍵在于所述上柱管與下柱管套接，所述上柱管與下柱管之間夾設有隔套。

當車輛發生碰撞時，上支架與拉脫塊之間的注塑銷被沖擊力剪斷，上芯軸與下芯軸之間沿軸向相對滑動，使得轉向軸開始發生潰縮；同時上、下柱管之間也同步相對滑動，上、下柱管中間的隔套提供穩定的吸能力，保證上、下柱管之間能夠順利潰縮以吸收二次碰撞的部分能量。

進一步地，所述隔套與上柱管、下柱管均為過盈配合，以提高上柱管、下柱管之間的結合力，從而相應地提高吸能能力，設計人員可以根據需要來選擇合適的過盈量，以調節吸能力的大小。

進一步地，所述隔套為尼龍或橡膠材料制成，以降低或避免可能產生的異響。

進一步地，上芯軸與下芯軸的接觸面上設有尼龍涂層，以避免金屬制成的上芯軸與下芯軸直接接觸而產生異響，同時還使得兩者之間的滑動力較小，可降低管柱總成的吸能力，保證上芯軸與下芯軸之間順利潰縮。