[发明专利]一种吸能的转向柱管

说明书

本发明提供了一种吸能的转向柱管，所述转向柱管可拆卸地连接安装在转向机构之间；所述转向柱管沿着径向由外之内依次为外碳纤维铺层、铝制蜂窝夹层和内碳纤维铺层；铝制蜂窝夹层由菱形胞体上下交错排列而成；所述转向柱管沿着轴向分成上管和下管，下管较长且铝制蜂窝夹层的密度小，上管较短且铝制蜂窝夹层密度大。上述的一款高效吸能的转向柱管，解决了当前汽车的转向柱管无法吸能或吸能不足，使汽车在受到正面冲击时，转向柱管能够迅速的发生溃缩，产生轴向变形，从而达到高效吸能的目的，保证驾驶员的人身安全。

技术领域

本发明涉及汽车被动安全防护领域，尤其涉及一种溃缩式的吸能转向柱管。

背景技术

随着近几年来汽车产业的高速发展，其已经成为国民经济发展的重要支柱产业之一。作为人们日常生活中必不可少的代步工具，其分布密度也是日益增长。然而，交通事故发生的次数也随之增长。一旦发生交通事故，常常会带来无法估计的人财损失。我们知道，当汽车发生碰撞时，由于汽车方向盘的转向柱无法吸能或者吸能不足，使其往往是夺走驾驶员生命的主要原因之一。

近年来，由于公路的改善和汽车车速的提高，许多国家都制定了严格的安全法规，对于汽车的转向柱管必须备有缓和冲击的吸能装置，当受到巨大冲击时，转向轴产生轴向位移，使支架产生塑性变形，从而吸收冲击能量。因此利用蜂窝结构设计一款溃缩式的吸能转向柱管具有十分重要的现实意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的在于解决当前汽车的转向柱管无法吸能或吸能不足，提供一款高效吸能的转向柱管，使汽车在受到正面冲击时，转向柱管能够迅速的发生溃缩，产生轴向变形，从而达到高效吸能的目的，保证驾驶员的人身安全。

为了满足上述使用要求，本发明提供了一种吸能的转向柱管，所述转向柱管可拆卸地连接安装在转向机构之间；

所述转向柱管沿着径向由外之内依次为外碳纤维铺层、铝制蜂窝夹层和内碳纤维铺层；铝制蜂窝夹层由菱形胞体上下交错排列而成；

所述转向柱管沿着轴向分成上管和下管，下管较长且铝制蜂窝夹层的密度小，上管较短且铝制蜂窝夹层密度大。

在一较佳实施例中：所述转向柱管为侧壁呈正弦曲线的波纹管。

在一较佳实施例中：所述转向柱管通过螺栓连接安装在转向机构之间。

相较于现有技术，本发明的有益效果如下：

1.具有良好的溃缩性和吸能性

首先碳纤维和铝材都具有良好的吸能性，采用正弦波纹式的设计不仅能够诱导其溃缩形式还能增大其吸能效果，有利于转向柱管的轴向位移，其次蜂窝芯采用菱形胞体交错布置的排列形式，在碰撞过程中，有利于增加其压溃效果，以保护驾驶员的人身安全，且经过弹性形变,屈服阶段及致密过程三个阶段，并随着应变率的增加,其屈服应力的也呈上升的趋势，这表明该结构在被压缩过程中能够在保持相对较低的应力下吸收大量的压缩能量。

2.逐级吸能，吸能可靠

该转向柱管分为上下两个部分，且两管的长度不同蜂窝芯的密度也不同，下管较长密度小，上管短且密度大，因此两管的强度也不同，在发生碰撞的过程中，下管迅速吸收能量，发生较大的压溃变形，多余的冲击能由结构相对稳定的上管吸收，发生较小的塑性变形，这样设计可以达到逐级吸能的目的，相对于传统的转向柱提供较为可靠地缓冲效果，对保证驾驶员的安全十分有利。

3.质量轻，可替换性强，耐久性好

碳纤维和铝材的具轻质高强度的特性，蜂窝式设计在保证其强度的同时使其具有较低的质量，同时转向柱管采用螺栓连接，在发生压溃之后，可以直接拆卸替换，而不用更换整个转向机构，具有良好的可替换性，节约维修成本和时间。碳纤维铺层有着良好的隔热性和耐腐蚀性，有利于该管的使用寿命，保证其耐久性。

附图说明