一種提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)，包括下托架、上托架和轉(zhuǎn)向管柱安裝板。其在轉(zhuǎn)向管柱上、下托架上設(shè)計(jì)一段朝向轉(zhuǎn)向管柱安裝方向盤的方向的延伸段，上、下托架上的轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)也隨延伸段移動(dòng)至向方向盤靠近的位置，與轉(zhuǎn)向管柱安裝板上的安裝硬點(diǎn)的位置錯(cuò)開(kāi)，不在同一高度位置，且轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)與方向盤之間的距離L1要小于安裝硬點(diǎn)與方向盤之間的距離L2。本發(fā)明通過(guò)改變轉(zhuǎn)向管柱上托架與下托架的結(jié)構(gòu)來(lái)控制轉(zhuǎn)向管柱中相對(duì)硬點(diǎn)即轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)的鎖緊位置，從而縮短轉(zhuǎn)向管柱到方向盤段的距離，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的質(zhì)量與剛度分布情況，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的提高。
【專利說(shuō)明】一種提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的功能是按照駕駛員的意愿輸入轉(zhuǎn)向指令，從而獲得汽車整體的轉(zhuǎn)向控制。隨著人們對(duì)駕駛娛樂(lè)性、乘坐舒適性要求的提高，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為人體直接接觸感知的部件，其人機(jī)工程性能以及噪聲振動(dòng)性能成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的指標(biāo)，為了解決不同客戶駕駛樂(lè)趣的要求，越來(lái)越多車型的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)具有角度和高度可調(diào)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)可以使得方向盤的位置在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以滿足不同人群的駕駛習(xí)慣，如《汽車轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)傾角裝置》(專利號(hào):ZL200920203715)所示。然而由于可調(diào)結(jié)構(gòu)的存在，弱化了轉(zhuǎn)向管柱與上托架之間的連接剛度，如圖1、圖2所示。圖1為傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向管柱，圖2是帶有可調(diào)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向管柱。如圖1所示，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，通過(guò)上托架5直接與轉(zhuǎn)向管柱縫焊，連接剛度較高，上托架通過(guò)安裝硬點(diǎn)7與車身固定，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率特性比較好。如圖2所示，而可調(diào)結(jié)構(gòu)采用可調(diào)手柄固定板I和調(diào)節(jié)凸輪9配合一定量的鎖緊力來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向管柱與上托架5的連接。故使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率特性變差，導(dǎo)致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)容易與車身、底盤系統(tǒng)部分產(chǎn)生共振，影響駕駛舒適性和安全性，這就對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)振動(dòng)噪聲的控制帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
[0003]為適應(yīng)市場(chǎng)廣大客戶的需求，汽車研發(fā)的周期也是大大加快，各種車型的升級(jí)改款車也越來(lái)越受到歡迎，尤其是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的升級(jí)，給客戶直觀的升級(jí)感受較強(qiáng)。在傳統(tǒng)的汽車開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率不滿足要求時(shí)，往往是通過(guò)增大轉(zhuǎn)向管柱的直徑、加厚轉(zhuǎn)向管柱的結(jié)構(gòu)件、改變轉(zhuǎn)向管柱連接硬點(diǎn)布置位置等方式來(lái)提升固有模態(tài)，但是改款車由于受到成本、空間、重量的限制，以及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零部件通用性的考慮，轉(zhuǎn)向管柱本身的可設(shè)計(jì)空間很小，導(dǎo)致這種方法收效甚微。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有模態(tài)的提高，針對(duì)不改變轉(zhuǎn)向管柱安裝硬點(diǎn)位置，在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)改動(dòng)較小的情況下，快速便捷的開(kāi)發(fā)出符合要求的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，最大程度的實(shí)現(xiàn)零部件的通用化，從而大大縮短轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期，降低了開(kāi)發(fā)成本。
[0005]根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率公式《 = 可知，系統(tǒng)固有頻率受系統(tǒng)等效剛度和質(zhì)
V m
量分布的影響。本發(fā)明所述的一種提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)。是以機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率公式為理論基礎(chǔ)，在不增加轉(zhuǎn)向系統(tǒng)各結(jié)構(gòu)件尺寸和厚度，不改變轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和制造成本的前提下，采用簡(jiǎn)單實(shí)用的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的調(diào)節(jié)。
[0006]本發(fā)明提出的一種提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)，包括下托架、上托架和轉(zhuǎn)向管柱安裝板；所述轉(zhuǎn)向管柱安裝板上有與車身固定的安裝硬點(diǎn)，上托架與轉(zhuǎn)向管柱安裝板縫焊，上托架上有安裝可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸的可調(diào)滑槽，作為轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)；轉(zhuǎn)向管柱本體與下托架縫焊，下托架與轉(zhuǎn)軸限位U型件縫焊；下托架、上托架通過(guò)可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸連接，可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸穿過(guò)轉(zhuǎn)向管柱上托架上的可調(diào)滑槽、下托架、轉(zhuǎn)軸限位U型件和可調(diào)手柄固定板通過(guò)調(diào)節(jié)凸輪配合連接鎖緊。其改進(jìn)點(diǎn)在于:在轉(zhuǎn)向管柱上、下托架上設(shè)計(jì)一段朝向轉(zhuǎn)向管柱安裝方向盤的方向的延伸段，上、下托架上的轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)也隨延伸段移動(dòng)至向方向盤靠近的位置，與轉(zhuǎn)向管柱安裝板上的安裝硬點(diǎn)的位置錯(cuò)開(kāi)，不在同一高度位置，且轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)與方向盤之間的距離LI要小于安裝硬點(diǎn)與方向盤之間的距離L2。
[0007]本發(fā)明在轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)改變轉(zhuǎn)向管柱上托架與下托架的結(jié)構(gòu)來(lái)控制轉(zhuǎn)向管柱中相對(duì)硬點(diǎn)即轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)的鎖緊位置，從而縮短轉(zhuǎn)向管柱到方向盤段的距離，進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的質(zhì)量與剛度分布情況，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的提高。
[0008]本發(fā)明具有提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的作用，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，能夠通過(guò)極少的變動(dòng)，快速有效的調(diào)整轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的固有頻率，滿足不同車型、狀態(tài)的要求，從而更易于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的平臺(tái)化和通用化，降低開(kāi)發(fā)成本和開(kāi)發(fā)周期，并提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的NVH性能，滿足日益增長(zhǎng)的駕駛樂(lè)趣和安全的要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向管柱的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向管柱帶可調(diào)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明轉(zhuǎn)向管柱結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0012]圖4是傳統(tǒng)的可調(diào)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的45°示意圖。
[0013]圖5是本發(fā)明可調(diào)結(jié)構(gòu)的45°示意圖。
[0014]圖中，1-可調(diào)手柄固定板、2-轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸、3-轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸限位U型件、4-轉(zhuǎn)向管柱下托架、5-轉(zhuǎn)向管柱上托架、6-轉(zhuǎn)向管柱安裝板、7-轉(zhuǎn)向管柱安裝硬點(diǎn)、8-轉(zhuǎn)向管柱上托架可調(diào)滑槽、9-轉(zhuǎn)向管柱調(diào)節(jié)凸輪、10-轉(zhuǎn)向管柱。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0016]參見(jiàn)圖1，轉(zhuǎn)向管柱傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)是在轉(zhuǎn)向管柱上托架5上布置轉(zhuǎn)向管柱安裝硬點(diǎn)7，且與轉(zhuǎn)向管柱10的接觸邊均采用縫焊連接，焊接部位包括上托架外邊緣與內(nèi)孔邊緣。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，連接剛度較高，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)整體的模態(tài)較高，但不能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向管柱的角度，用戶只能在一個(gè)設(shè)計(jì)狀態(tài)下進(jìn)行駕駛。
[0017]參見(jiàn)圖2和圖4，本結(jié)構(gòu)通過(guò)優(yōu)化替換傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)向管柱上托架5且安裝硬點(diǎn)7的位置不變，保證轉(zhuǎn)向管柱10與其他部件的裝配位置不變，使得轉(zhuǎn)向管柱具有一定的可以調(diào)節(jié)方向盤角度的使用功能。該轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)結(jié)構(gòu)由可調(diào)手柄固定板1、轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸2、轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸限位U型件3、轉(zhuǎn)向管柱下托架4、轉(zhuǎn)向管柱上托架5、轉(zhuǎn)向管柱安裝板6等部件構(gòu)成。該轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)結(jié)構(gòu)裝配方式為:轉(zhuǎn)向管柱安裝板6與轉(zhuǎn)向管柱上托架5縫焊；轉(zhuǎn)向管柱10與轉(zhuǎn)向管柱下托架4縫焊；轉(zhuǎn)向管柱下托4與轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸限位U型件3縫焊；轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸2穿過(guò)轉(zhuǎn)向管柱上托架5上的可調(diào)滑槽、轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸限位U型件3和可調(diào)手柄固定板2通過(guò)調(diào)節(jié)凸輪配合連接。調(diào)節(jié)凸輪起到可調(diào)機(jī)構(gòu)的鎖緊作用，鎖緊后轉(zhuǎn)向管柱形成一種位置的工作狀態(tài)，其轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)與方向盤安裝花鍵的投影距離定義為L(zhǎng)。經(jīng)多次分析得出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的模態(tài)對(duì)L的靈敏度較高，故對(duì)不滿足模態(tài)要求的轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)結(jié)構(gòu)的L尺寸進(jìn)行優(yōu)化。
[0018]參見(jiàn)圖3，所述發(fā)明結(jié)構(gòu)為基于以上的優(yōu)化，通過(guò)改變轉(zhuǎn)向管柱上托架5的形貌，使得轉(zhuǎn)向管柱上、下托架的上邊緣向方向盤方向上移，有效縮短了 L的長(zhǎng)度，進(jìn)而改變了整個(gè)轉(zhuǎn)向管柱的質(zhì)量分布情況，從而達(dá)到控制轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的目的。
[0019]結(jié)合圖3和圖4可見(jiàn)，本發(fā)明的一種實(shí)施結(jié)構(gòu)包括下托架5、上托架4和轉(zhuǎn)向管柱安裝板I。轉(zhuǎn)向管柱安裝板I上有與車身固定的安裝硬點(diǎn)7，上托架5與轉(zhuǎn)向管柱安裝板I縫焊，上托架5上有安裝可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸2的可調(diào)滑槽，即為轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)。轉(zhuǎn)向管柱10與下托架4縫焊，下托架4與轉(zhuǎn)軸限位U型件3縫焊，下托架5、上托架4通過(guò)可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸2連接，可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸2穿過(guò)轉(zhuǎn)向管柱上托架5上的可調(diào)滑槽、下托架4、轉(zhuǎn)軸限位U型件3和可調(diào)手柄固定板6通過(guò)調(diào)節(jié)凸輪配合連接鎖緊。本發(fā)明中，在轉(zhuǎn)向管柱上、下托架上具有一段朝向轉(zhuǎn)向管柱安裝方向盤的方向的延伸段A，上、下托架上的可調(diào)滑槽即轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)也隨延伸段A移動(dòng)至向方向盤安裝花鍵靠近的位置，與轉(zhuǎn)向管柱安裝板上的安裝硬點(diǎn)7的位置錯(cuò)開(kāi)，不在同一高度位置，且轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)與方向盤之間的距離LI要小于安裝硬點(diǎn)7與方向盤安裝花鍵之間的距離L2。
[0020]作為進(jìn)一步的實(shí)施例，上托架5可設(shè)計(jì)為η形，其上部在與轉(zhuǎn)向管柱安裝板I縫焊部分的軸向長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)向管柱安裝板的軸向長(zhǎng)度相當(dāng)，而下部設(shè)置可調(diào)滑槽即轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)的部分的軸向長(zhǎng)度向方向盤安裝花鍵的方向變長(zhǎng)，形成一段延伸段Α。
[0021]進(jìn)一步，所述下托架4也為η形，被夾于上托架5內(nèi)，其頂部下凹，焊接轉(zhuǎn)向管柱10，下部與上托架5連接，其軸向長(zhǎng)度與上托架5下部的軸向長(zhǎng)度相當(dāng)。
[0022]從以上結(jié)構(gòu)可見(jiàn)，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)向管柱可調(diào)結(jié)構(gòu)鎖緊點(diǎn)位置的局部上移，改變了整個(gè)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)質(zhì)量、剛度的分布情況，使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的調(diào)整變得簡(jiǎn)單易行，并且實(shí)現(xiàn)了保證性能的前提下，最大程度的實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的通用化，大大縮短了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期和開(kāi)發(fā)成本。
[0023]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選方案對(duì)對(duì)本發(fā)明所作的詳細(xì)描述，不能認(rèn)定為本發(fā)明的具體實(shí)施情況僅局限于這些描述。在未不出的本發(fā)明的其他實(shí)施案例中，轉(zhuǎn)向管柱各個(gè)零件形狀可以不同于以上所述各個(gè)部分，從而適應(yīng)于具體功能的要求，但仍能實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的控制，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)，包括下托架、上托架和轉(zhuǎn)向管柱安裝板；所述轉(zhuǎn)向管柱安裝板上有與車身固定的安裝硬點(diǎn)，上托架與轉(zhuǎn)向管柱安裝板縫焊，上托架上有安裝可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸的可調(diào)滑槽，作為轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)；轉(zhuǎn)向管柱本體與下托架縫焊，下托架與轉(zhuǎn)軸限位U型件縫焊；下托架、上托架通過(guò)可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸連接，可調(diào)手柄轉(zhuǎn)軸穿過(guò)轉(zhuǎn)向管柱上托架上的可調(diào)滑槽、下托架、轉(zhuǎn)軸限位U型件和可調(diào)手柄固定板通過(guò)調(diào)節(jié)凸輪配合連接鎖緊；其特征在于:所述轉(zhuǎn)向管柱上、下托架上具有一段朝向轉(zhuǎn)向管柱安裝方向盤的方向的延伸段，上、下托架上的轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)也隨延伸段移動(dòng)至向方向盤靠近的位置，與轉(zhuǎn)向管柱安裝板上的安裝硬點(diǎn)的位置錯(cuò)開(kāi)，不在同一高度位置，且轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)與方向盤安裝花鍵之間的距離LI要小于安裝硬點(diǎn)與方向盤之間的距離L2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述上托架為η形，其上部在與轉(zhuǎn)向管柱安裝板縫焊部分的軸向長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)向管柱安裝板相當(dāng)，而下部設(shè)置轉(zhuǎn)向管柱鎖緊點(diǎn)的部分的軸向長(zhǎng)度向安裝方向盤的方向變長(zhǎng)，形成一段延伸段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高轉(zhuǎn)向系統(tǒng)固有頻率的轉(zhuǎn)向管柱托架結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述下托架也為η形，被夾于上托架內(nèi)，其頂部下凹，焊接轉(zhuǎn)向管柱，下部與上托架連接，其軸向長(zhǎng)度與上托架下部的軸向長(zhǎng)度相當(dāng)。
【文檔編號(hào)】B62D1/187GK104149842SQ201410430475
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】豐云秀, 萬(wàn)波, 務(wù)運(yùn)興, 劉黎偉 申請(qǐng)人:重慶長(zhǎng)安汽車股份有限公司