[实用新型]一种汽车转向柱

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种具有可溃缩碰撞吸能性能的汽车转向柱。特别涉及一种结构简单、成本低、可靠性高的汽车转向柱。

背景技术

转向柱在正常行驶过程中承担着传递驾驶员输入方向盘转向信息，提供车辆转向系统工作输入要求的作用，同时在车辆发生碰撞时，与安全带、安全气囊等整车安全约束系统一起构成了乘员防护的整车被动安全系统，以确保在车辆发生碰撞时将对驾驶员和乘员受到的伤害降到最低限度。

通常具有压溃式吸能功能的转向柱，其包括转向上轴、转向下轴、转向上套筒、转向下套筒、上下轴承、含可脱离压块的上支架和固定下支架。转向上轴、下轴以及转向上、下套筒通过一定形式连接，该连接形式在特定的压溃力作用下断开，转向上下轴以及转向上下套筒发生相对滑动，沿远离驾驶员的方向运动，吸收碰撞的能量。同时，上支架的压块在受到大于特定的压溃力时，会在支架上发生相对滑动，保证转向管柱能沿着远离驾驶员的方向滑动，同时吸收部分碰撞产生的能量。传统转向柱的转向轴和套筒均由可分离的上、下两部分组成，压溃吸能系统由三组共六个零部件构成，结构复杂。这种转向柱由于结构复杂，造成整体公差范围较大，对整车碰撞被动安全性能匹配的准确性造成一定影响。

因此，需要一种结构简单、使用可靠的溃缩式碰撞吸能转向管柱来实现整车碰撞安全性能准确匹配的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、使用可靠的溃缩式碰撞吸能转向柱，来实现整车碰撞安全性能准确匹配的目的。

为了实现上述目的，本实用新型的汽车转向柱包括转向轴、转向套筒、上支架和下支架，轴承设在转向套筒内支撑转向轴，上支架和下支架固定在车身横梁上，所述的下支架由可变形材料制成。

优选方式，所述的转向轴和套筒均为一体成形。

优选方式，可变形材料是SPCE(深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带)。

优选方式，所述的下支架屈服强度为230-355Mpa。

优选方式，所述的上支架中设有压块，上支架通过所述压块与车身横梁连接。

优选方式，所述的压块通过铆压或者注塑方式与上支架连接。

本实用新型的转向柱在车辆碰撞过程中，利用转向柱上、下支架共同作用，在吸收碰撞能量的同时发生溃缩，确保驾驶员胸部不会因为方向盘的后移造成进一步的伤害。

本实用新型利用下支架的预期变形，无需断开式的转向轴及转向套筒，即可实现转向柱的溃缩和能量吸收，结构简单，成本低廉、安全可靠。

附图说明

下面，将结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明，其中：

图1是本实用新型一种实施例的转向柱示意图；

图2是本实用新型上支架示意图；

图3是图2溃缩时的工作原理图；

图4是本实用新型下支架溃缩吸能时的工作原理图。

具体实施方式

请参阅图1，本实用新型一种实施例的转向柱，包括转向轴1、上轴承2、转向套筒3、上支架4、下轴承5和下支架6。上、下轴承2、5设在转向套筒3内用来支撑转向轴1，转向轴1传递方向盘输入的扭矩至中间轴和转向机。

上支架4与下支架5固定在车身横梁上。其中上支架4通过压块与车身横梁9连接。压块通过铆压或者注塑方式与上支架4连接。下支架6为可变形支架，通过下支架材料的选择和结构设计来实现可变形。下支架材料、厚度、以及结构尺寸的主要取决于整车碰撞安全性对于转向柱压溃力和曲线变化的要求。这些参数在整车中后期开发过程中整车碰撞试验后，可根据实际要求做进一步调整，以提高整车安全性能。优选地，下支架采用SPCE(深冲用冷轧碳素钢薄板及钢带)，屈服强度为230-355Mpa，厚度范围是2-5mm。

参照图1，转向轴1和套筒3均为一体成形，在一个套筒3内设有一根转向轴1，转向轴1和套筒3都是一体式。这不同于现有技术的采用分段式转向轴和转向套筒，转向柱的转向轴和套筒均由可分离的上、下两部分组成。本实用新型采用这样的设计，使得转向柱结构简单，更好地实现溃缩功能。当然，本实用新型的转向柱也可以采用分段式或者其他类似结构。

如图2所示，转向柱上支架溃缩时的工作原理图，上支架4通过车身横梁焊接螺栓7与螺母8固定在车身横梁上，压块12通过一定的方式固定在上支架4上，如铆压、注塑等。当车辆发生碰撞时，转向柱受到外力冲击，当转向柱所受的轴向力大于某一设定值时，压块12相对上支架4发生滑动，转向柱向远离驾驶员的方向滑动(见图3所示箭头A方向)。由于被螺母8紧固在车身横梁9，压块12最终将脱离转向管柱上支架4而留在车身横梁9上。在上述转向柱滑动的过程中，碰撞的能量一部分被吸收。