本發(fā)明涉及車輛工程及汽車安全技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽車的轉(zhuǎn)向管柱總成。本發(fā)明還涉及一種包括上述轉(zhuǎn)向管柱總成的汽車。

背景技術(shù)：

隨著中國機械工業(yè)的發(fā)展，作為其支柱產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)早已得到深入研究和推廣。

汽車上的零件成千上萬，系統(tǒng)和機構(gòu)也不在少數(shù)，彼此配合運行，為汽車帶來強勁的動力和優(yōu)越的性能。但是，關(guān)于汽車的設(shè)計，乘員的安全問題始終是最重要的。針對此，汽車安全系統(tǒng)應(yīng)運而生，一般的，汽車安全系統(tǒng)包括主動安全系統(tǒng)和被動安全系統(tǒng)。其中，主動安全系統(tǒng)為預防汽車發(fā)生事故，避免人員受到傷害而采取的安全設(shè)計，如ABS(Anti-lock Brake System，防抱死制動系統(tǒng))，EBD(Electric Brakeforce Distribution，電子制動力分配)，TCS(Traction Control System，牽引力控制系統(tǒng))等。而被動安全系統(tǒng)為避免或減輕人員在車禍中受到傷害而采取的安全設(shè)計，如安全帶，安全氣囊，車門防撞鋼梁等。

目前，在實際行車過程中，駕駛員主要依靠主動安全系統(tǒng)避免車禍的發(fā)生，而一旦主動安全系統(tǒng)失效，車禍已無可避免地發(fā)生時，乘員的生命安全就完全依靠于被動安全系統(tǒng)的作用，比如彈出安全氣囊等。然而，當汽車發(fā)生劇烈的正面碰撞時，駕駛員會由于巨大的慣性直接撞向轉(zhuǎn)向盤，即使有安全氣囊的緩沖也無濟于事，并且在碰撞力度非常大時，汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中轉(zhuǎn)向管柱總成的轉(zhuǎn)向管柱將可能直接從轉(zhuǎn)向盤后方突出并刺入駕駛室，對駕駛員的頭部、胸部、腹部、下肢等造成致命的傷害。

因此，如何針對汽車轉(zhuǎn)向系優(yōu)化設(shè)計汽車安全系統(tǒng)，使得即使在汽車發(fā)生劇烈正面碰撞的危急情況下也能盡量保證駕駛員的生命安全，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種汽車的轉(zhuǎn)向管柱總成，在汽車發(fā)生劇烈碰撞時，能夠使轉(zhuǎn)向管柱總成有效潰縮并吸能，保障駕駛員的生命安全。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括上述轉(zhuǎn)向管柱總成的汽車。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種汽車的轉(zhuǎn)向管柱總成，包括可軸向移動的轉(zhuǎn)向管柱和設(shè)置于所述轉(zhuǎn)向管柱外壁上的吸能部件，所述吸能部件包括運動部與固定部，所述運動部與所述轉(zhuǎn)向管柱外壁固接，所述固定部與所述車體固接；且所述運動部與所述固定部之間沿所述轉(zhuǎn)向管柱的軸向設(shè)置有可通過拉伸變形吸能的撕裂槽。

優(yōu)選地，所述吸能部件還包括設(shè)置于所述運動部底部的連接板，所述連接板的表面與所述運動部的底面相連，且所述連接板與所述運動部平行，所述連接板的底面與所述轉(zhuǎn)向管柱的外壁固接。

優(yōu)選地，所述運動部的前端與所述連接板的前端通過弧形彎板相連，且所述弧形彎板的彎曲部凸出所述運動部和連接板的前端。

優(yōu)選地，所述固定部為兩個，分別連接于所述運動部的兩側(cè)，并均與所述運動部平行，且所述運動部與各所述固定部之間均設(shè)置有所述撕裂槽；且所述運動部的寬度與所述連接板的寬度相等。

優(yōu)選地，還包括安裝支座和頂板支架，所述安裝支座固接于所述轉(zhuǎn)向管柱外壁，所述頂板支架與車體固接；所述運動部設(shè)置在所述安裝支座上，所述固定部與所述頂板支架固連。

優(yōu)選地，所述運動部的底面設(shè)置有凸臺，所述安裝支座的表面上設(shè)置有用于與所述凸臺相配合的安裝槽。

優(yōu)選地，還包括依次貫穿并同時互相拉緊所述頂板支架、運動部和安裝支座的預緊螺栓。

優(yōu)選地，所述運動部上還設(shè)置有多根可通過剪切斷裂吸能的吸能柱，且各所述吸能柱的兩端分別連接于所述運動部的表面與所述頂板支架的底面。

優(yōu)選地，所述頂板支架上沿所述轉(zhuǎn)向管柱的軸向方向設(shè)置有滑動槽，且所述滑動槽與所述吸能部件位于所述轉(zhuǎn)向管柱的同一徑向方向；還包括用于與所述滑動槽相配合的導向板，且所述導向板的底面與所述運動部的表面固接。

本發(fā)明還提供一種汽車，包括車體和設(shè)置于所述車體內(nèi)的轉(zhuǎn)向管柱總成， 其特征在于，所述轉(zhuǎn)向管柱總成為上述任一項所述的轉(zhuǎn)向管柱總成。

本發(fā)明所提供的汽車的轉(zhuǎn)向管柱總成，主要包括轉(zhuǎn)向管柱和吸能部件。轉(zhuǎn)向管柱設(shè)置在車體上并且可軸向移動，吸能部件設(shè)置在轉(zhuǎn)向管柱的外壁。其中，吸能部件為分體式結(jié)構(gòu)，包括運動部和固定部，該運動部與轉(zhuǎn)向管柱的外壁固接，而固定部與車體固接。重要的是，運動部與固定部之間設(shè)置有可通過拉伸變形撕裂的撕裂槽，并且該撕裂槽的長度方向與轉(zhuǎn)向管柱的軸向平行。本發(fā)明所提供的汽車的轉(zhuǎn)向管柱總成，在汽車發(fā)生劇烈碰撞時，轉(zhuǎn)向管柱會突然沿其軸向迅速往后運動，此時，由于吸能部件的運動部設(shè)置在轉(zhuǎn)向管柱的外壁，因此轉(zhuǎn)向管柱在運動時會帶動運動部同步運動。然后，吸能部件的固定部由于固接在車體上，因此固定部并不能運動。因此，在轉(zhuǎn)向管柱運動時，運動部和固定部之間產(chǎn)生相對運動。最后，由于運動部和固定部之間設(shè)置有可通過變形拉伸撕裂而吸能的撕裂槽，并且該撕裂槽的長度方向平行于轉(zhuǎn)向管柱的軸向方向，因此，在運動部與固定部產(chǎn)生相對運動的同時，該撕裂槽會從其首端沿著長度方向逐漸撕裂，在該撕裂過程中吸收大量能量(主要是運動部的動能)。當運動部的動能被大量吸收后，其速度逐漸減慢，動能降低，從而使轉(zhuǎn)向管柱逐漸停止，如此，即避免了轉(zhuǎn)向管柱在汽車發(fā)生碰撞時突然劇烈運動而突出轉(zhuǎn)向盤刺向駕駛員，保證駕駛員的生命安全。因此，本發(fā)明所提供的汽車的轉(zhuǎn)向管柱總成，能夠在汽車發(fā)生劇烈碰撞時，通過撕裂槽的變形拉伸而有效潰縮并吸能，避免駕駛員因轉(zhuǎn)向管柱失控而受到傷害，提高了行車安全系數(shù)。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提供的第一種具體實施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的吸能部件的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示的吸能部件的底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1所示的安裝支座的具體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明所提供的第二種具體實施方式的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。

其中，圖1—圖4中：

轉(zhuǎn)向管柱—1，吸能部件—2，運動部—201，固定部—202，連接板—203，弧形板—204，撕裂槽—3，安裝支座—4，頂板支架—5，凸臺—6，安裝槽—7，預緊螺栓—8，吸能柱—9。

圖5中：

滑動槽—10，導向板—11。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供的第一種具體實施方式的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

在本發(fā)明所提供的第一種具體實施方式中，汽車的轉(zhuǎn)向管柱總成主要包括轉(zhuǎn)向管柱1和設(shè)置在轉(zhuǎn)向管柱1外壁上的吸能部件2。

其中，轉(zhuǎn)向管柱1是汽車轉(zhuǎn)向系，也是轉(zhuǎn)向管柱總成的重要組成部件，通過其連接轉(zhuǎn)向盤和轉(zhuǎn)向執(zhí)行機構(gòu)，可自由軸向移動。在汽車發(fā)生碰撞，尤其是正面劇烈碰撞時，轉(zhuǎn)向管柱1會突然往其軸向方向劇烈運動，往后退，同時該方向也是轉(zhuǎn)向盤、駕駛員上半身所在的方向。

吸能部件2設(shè)置在轉(zhuǎn)向管柱1的外壁上，該吸能部件2為分體式結(jié)構(gòu)，主要包括運動部201和固定部202。顧名思義，其中運動部201的作用即為運動，與轉(zhuǎn)向管柱1的外壁固定連接。而固定部202與車體固定連接，無法運動。因此，在汽車發(fā)生碰撞時，轉(zhuǎn)向管柱1會突然劇烈運動，由于運動部201與轉(zhuǎn)向管柱1的外壁固定連接，因此轉(zhuǎn)向管柱1會帶動運動部201同時同步運動。但此時固定部202仍然固定在車體上，無法運動，但與運動部201之間產(chǎn)生相對運動。重要的是，在吸能部件2上，具體為運動部201與固定部202之間設(shè)置有可通過拉伸變形撕裂而吸能的撕裂槽3，并且該撕裂槽3的長度方向平行于轉(zhuǎn)向管柱1的軸向方向。因此，汽車發(fā)生碰撞時，即在運動部201與固定部202之間產(chǎn)生 相對運動時，撕裂槽3在運動部201上的一側(cè)受到巨大拉力，該拉力平行于轉(zhuǎn)向管柱1的軸向向后(朝駕駛室)，而撕裂槽3在固定部202上的一側(cè)與車體固定連接無法運動，因此，撕裂槽3的兩部分也產(chǎn)生相對運動，并開始從其前端逐漸撕裂。而一旦撕裂槽3的前端開始撕裂，則迅速往撕裂槽3的長度方向繼續(xù)撕裂。該撕裂槽3的撕裂過程其實為撕裂槽3兩部分之間的“連接片”的拉伸變形直至斷裂的過程，在該過程中即可吸收大量的能量用于拉伸變形。因此，運動部201上由于轉(zhuǎn)向管柱1的劇烈運動而附帶的巨大動能，在撕裂槽3的撕裂作用下，即迅速被吸收從而減速，最終停止運動。

綜上所述，本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)向管柱總成，在汽車發(fā)生碰撞時，轉(zhuǎn)向管柱1會突然沿其軸向迅速往后運動，并同時帶動吸能部件2的運動部201同步運動，然后由于固定部202固定在車體上無法運動，因此運動部201與固定部202之間產(chǎn)生相對運動。而設(shè)置在運動部201與固定部202之間的撕裂槽3在此過程中即開始撕裂，通過拉伸變形直至斷裂的方式吸收運動部201的動能，使其迅速減速直至停止運動。因此，本發(fā)明所提供的轉(zhuǎn)向管柱總成，能夠通過撕裂槽3的變形拉伸而有效潰縮并吸能，避免駕駛員因轉(zhuǎn)向管柱失控而受到傷害，提高行車安全系數(shù)。

如圖2所示，圖2為圖1所示的吸能部件的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

在關(guān)于吸能部件2的一種優(yōu)選實施例中，吸能部件2還包括設(shè)置在運動部201底部的連接板203。該連接板203的表面與運動部201的底面相連，并且連接板203與運動部201平行，其底面與轉(zhuǎn)向管柱1的外壁固定連接。如此設(shè)置，吸能部件2的整體結(jié)構(gòu)即可分為上下兩層結(jié)構(gòu)，由于連接板203的表面與運動部201的底面相連，因此，吸能部件2的上層結(jié)構(gòu)即為運動部201(當然，固定部202實際也算上層結(jié)構(gòu))，而下層結(jié)構(gòu)即為連接板203。如此設(shè)置，吸能部件2即可通過連接板203與轉(zhuǎn)向管柱1的外壁之間的連接，保證運動部201與轉(zhuǎn)向管柱1之間的運動同步性，提高運動穩(wěn)定性。

此外，本實施例還在運動部201的前端(以汽車運動方向為標準)與連接板203的前端之間設(shè)置了弧形彎板204，并且運動部201與連接板203之間通過該弧形彎板204相連。顧名思義，該弧形彎板204的形狀為弧形，并且其彎曲部分凸出運動部201和連接板203的前端，而其兩側(cè)的平直部分則分別與運動部201和連接板203的前端相連。如此設(shè)置，在連接板203運動并促使撕裂槽3 開始撕裂時，即可通過弧形彎板204對力的分散和引導作用，順利地將連接板203對運動部201沿轉(zhuǎn)向管柱1的軸向方向的拉力改變?yōu)檫\動部201對撕裂槽3之間具有一定夾角的、易于撕裂的拉力。當然，運動部201與連接板203之間的連接并不局限于弧形彎板204的連接方式，其余比如設(shè)置于運動部201與連接板203之間的直角彎板或連接柱等結(jié)構(gòu)同樣可以采用。

進一步地，還可以對吸能部件2的結(jié)構(gòu)做優(yōu)化。本實施例中，固定部202的數(shù)量為2個，并分別連接于運動部201的兩側(cè)，且均與運動部201平行。如此，運動部201與各固定部202之間均設(shè)置有撕裂槽3，而此時在吸能部件2上當然設(shè)置有兩條互相平行的撕裂槽3。至此，吸能部件2的整體結(jié)構(gòu)即為上下兩層與中部兩側(cè)的結(jié)構(gòu)，上層結(jié)構(gòu)為運動部201、固定部202，下層結(jié)構(gòu)為連接板203，中部結(jié)構(gòu)為兩條撕裂槽3之間的運動部201，兩側(cè)結(jié)構(gòu)為兩個固定部202。如此設(shè)置，在連接板203由于轉(zhuǎn)向管柱1的劇烈運動而發(fā)生同步運動時，即帶動運動部201開始對兩側(cè)的撕裂槽3同時進行撕裂吸能，對轉(zhuǎn)向管柱1的動能吸收作用大幅提高，并且撕裂槽3的撕裂過程變得更加順利，轉(zhuǎn)向管柱1從高速運動到完全停止所需的時間也會大幅縮小?；谕瑯拥目紤]，本實施例還將運動部201的寬度設(shè)置為與連接板203的寬度相等。如此設(shè)置將更加有利于撕裂槽3的順利撕裂。當然，固定部202在吸能部件2上的分布數(shù)量并不固定，比如1個、2個、4個或更多等均可以采用。并且撕裂槽3在吸能部件2上的分布數(shù)量同樣不固定，比如3條、4條或更多均可行，此時多余的撕裂槽3設(shè)置在運動部201中間，運動部201自然也是分體式結(jié)構(gòu)。而且運動部201的寬度與連接板203的寬度并無固定關(guān)系，比如運動部201的寬度適當大于或小于連接板203寬度，均可行。

另外，為了提高吸能部件2與其周圍的零部件之間的連接穩(wěn)定性，本實施例增設(shè)了安裝支座4和頂板支架5。其中，安裝支座4設(shè)置(一般為套設(shè))在轉(zhuǎn)向管柱1的外壁，并與其固定連接，而頂板支架5與車體(一般為車體頂部)固定連接。并且運動部201設(shè)置在安裝支座4上，而固定部202與頂板支架5固定連接。具體地，運動部201與安裝支座4固定連接，而固定部202的表面與頂板支架5的底面固定連接，比如通過通孔和螺栓的配合等形式。

如圖3和圖4所示，圖3為圖1所示的吸能部件的底部結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為圖1所示的安裝支座的具體結(jié)構(gòu)示意圖。

進一步地，本實施例在運動部201的底面上設(shè)置了凸臺6，與此配合地，同時在安裝支座4的表面上設(shè)置了安裝槽7。如此設(shè)置，即可簡單地通過凸臺6與安裝槽7的配合連接完成運動部201與安裝支座4的固定連接，保證連接穩(wěn)定性。需要說明的是，凸臺6還可以設(shè)置在連接板203的底面上，然后再與設(shè)置在安裝支座4表面上的安裝槽7相配合，同樣能夠達到保證運動部201與安裝支座4之間的安裝穩(wěn)定性的目的。

更進一步地，為了配合撕裂槽3增加吸能效果，本實施例還增設(shè)了預緊螺栓8。該預緊螺栓8依次貫穿了頂板支架5、吸能部件2的運動部201和安裝支座4，并同時在預緊力的作用下將頂板支架5、運動部201和安裝支座4互相拉緊。如此設(shè)置，即可通過調(diào)節(jié)預緊螺栓8的預緊扭矩，使頂板支架5、吸能部件2和安裝支座4之間保證一定的靜摩擦力，使得該靜摩擦力不至于太大而阻礙撕裂槽3的順利撕裂，也不至于太小而失去輔助吸能的作用。需要說明的是，預緊螺栓8還可以依次貫穿頂板支架5、運動部201、連接板203和安裝支座4，同樣能達到保證一定靜摩擦力的效果。

考慮到汽車在發(fā)生非常劇烈的碰撞時，吸能部件2上的撕裂槽4的吸能效果可能不足的情況，本實施例還在運動部201上設(shè)置了吸能柱9。該吸能柱9的一端設(shè)置在運動部201的表面上，另一端與頂板支架5的底面相連。吸能柱9可通過注塑孔的方式設(shè)置在運動部201上，主要通過吸能柱9的注塑結(jié)構(gòu)剪切失效方式來吸收能量。具體為，在運動部201運動時，撕裂槽3逐漸撕裂，而在其撕裂過程中，由于吸能柱9設(shè)置在運動部201之上，并且與頂板支架5的底面相連，因此吸能柱9會在撕裂吸能過程中承受巨大的軸向拉力，并逐漸過渡到徑向拉力，直至因剪切應(yīng)力過大而斷裂。因此，吸能柱9的存在能夠在撕裂槽3的吸能過程中，輔助其進行吸能，提高碰撞能量的吸收量，提高安全系數(shù)。此處如果將撕裂槽3作為一級吸能結(jié)構(gòu)，那么吸能柱9即為二級吸能結(jié)構(gòu)。并且通過調(diào)整吸能柱9的大小和數(shù)量，可以優(yōu)選吸能效果；同時通過調(diào)整撕裂槽3的端面尺寸和“連接片”的韌性，也可以優(yōu)選吸能效果。

本實施例還提供一種汽車，包括車體和設(shè)置在車體內(nèi)的轉(zhuǎn)向管柱總成，其中，該轉(zhuǎn)向管柱總成與前述內(nèi)容相同，此處不再贅述。

請參考圖5，圖5為本發(fā)明所提供的第二種具體實施方式的整體結(jié)構(gòu)俯視圖。

本發(fā)明所提供的第二種具體實施方式，在第一種具體實施方式的基礎(chǔ)上做了改進，具體為：在頂板支架5上設(shè)置了滑動槽10以及與該滑動槽10相配合的導向板11。本實施例所提供的轉(zhuǎn)向管柱總成的其余部分與前述內(nèi)容相同，此處不再贅述。

在本實施例中，考慮到汽車在發(fā)生碰撞時，并非每次碰撞都是完全屬于正面碰撞，如此碰撞對轉(zhuǎn)向管柱1產(chǎn)生的沖擊力并非是其軸向方向。為避免前述原因造成撕裂槽3非正常撕裂，本實施例在前述(任一)實施例的基礎(chǔ)上增設(shè)了潰縮吸能導向機構(gòu)，主要包括設(shè)置在頂板支架5上的滑動槽10和用于與滑動槽10配合滑動的導向板11。其中，滑動槽10一般設(shè)置在頂板支架5的頂部，其長度方向平行于轉(zhuǎn)向管柱1的軸向方向，也即撕裂槽3的長度方向。導向板11設(shè)置在滑動槽10中，并且其底面與運動部201的表面固定連接。由于吸能部件2和滑動槽10相當于均設(shè)置在轉(zhuǎn)向管柱1的外壁，因此，為保證導向板11的正確導向作用，還需滑動槽10與吸能部件2位于轉(zhuǎn)向管柱1的同一徑向方向，即滑動槽10的投影與吸能部件2的投影重合。如此設(shè)置，由于撕裂槽3設(shè)置在運動部201上，其長度方向平行于轉(zhuǎn)向管柱1的軸向，而導向板11的底面又與運動部201的表面固定連接，因此，運動部201在受到碰撞產(chǎn)生的沖擊力時，可能會瞬間產(chǎn)生不同于轉(zhuǎn)向管柱1的軸向的運動趨勢，但是其在即將運動時又受到導向板11在滑動槽10內(nèi)滑動的限制，所以運動部201在經(jīng)受碰撞時只能往轉(zhuǎn)向管柱1的軸向方向運動，如此保證了撕裂槽3的正常撕裂和吸能效果。

綜上所述，本實施例所提供的轉(zhuǎn)向管柱總成，在第一具體實施方式的基礎(chǔ)上增了包括滑動槽10與導向板11的潰縮吸能導向機構(gòu)，能夠保證汽車在發(fā)生非完全正面碰撞時，也能使撕裂槽3發(fā)生正常方向的撕裂并順利吸能。

本實施例還提供一種汽車，包括車體和設(shè)置在車體內(nèi)的轉(zhuǎn)向管柱總成，其中，該轉(zhuǎn)向管柱總成與前述內(nèi)容相同，此處不再贅述。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。