[实用新型]一种溃缩式汽车转向装置

说明书

本实用新型公开了一种溃缩式汽车转向装置，上转向管柱的下端可滑动地套装在下转向管柱的上端，上转向管柱和下转向管柱之间设置有第一吸能装置；上转向传动轴的上端通过第一万向节与下转向管柱的下端连接；上转向传动轴的下端可滑动地套装在下转向传动轴的上端，上转向传动轴和下转向传动轴之间设置有第二吸能装置；其中，第一吸能装置和第二吸能装置均为双箭型负泊松比结构；双箭型负泊松比结构包括多个箭头层和多个箭尾层；箭头层和箭尾层由二维负泊松比结构环绕成圆筒状，并沿径向进行辐射扩展而成。本实用新型能够较大程度吸收碰撞能量；可减小转向系统对驾驶室的侵入量，保证驾驶人员有更多的生存空间。

技术领域

本实用新型属于汽车转向技术领域，特别涉及一种溃缩式汽车转向装置。

背景技术

交通事故统计资料及汽车碰撞试验结果的分析表明：汽车正面碰撞时，转向系统是使驾驶人员受伤的主要元件。GB11557-2011《防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定》中要求汽车在以48km/h的速度、正面同其他物体碰撞的试验中，转向管柱和转向轴在水平方向的后移量不得大于127mm；在台架试验中，用人体模型的躯干以6.7m/s的速度碰撞转向盘时，作用在转向盘上的水平力不得超过11123N。因此设计一种防伤安全转向系统很有必要。

汽车的碰撞过程分为一次碰撞和二次碰撞两个阶段；一次碰撞是指汽车与汽车之间发生的碰撞，在一次碰撞结束后，车内乘员由于惯性的作用会撞向车内的其他部件(如方向盘，仪表板等)，这个碰撞过程称为二次碰撞；一次碰撞和二次碰撞都会对车内乘员造成巨大的危害。汽车发生正面碰撞时，位于汽车前部的包含转向传动轴、转向管柱和方向盘等在内的转向系统会向后移动进入驾驶室，对驾驶人员的生存空间造成威胁；另外，在二次碰撞时，驾驶人的胸部，腹部甚至头部会撞向方向盘，冲击力过大会造成驾驶人的伤亡。

目前，传统转向系统中的转向传动轴为刚性结构，一次碰撞时不易发生变形且没有吸能装置，向驾驶室的侵入量较大；二次碰撞时，由于转向管柱没有吸能装置，会对驾驶人造成较大伤害。

现有的一种溃缩式转向系统是采用波纹管式或网格状转向管柱，这种转向管柱在汽车正面碰撞时会发生塑性变形从而吸收一部分的能量。另外一种转向系统是将转向传动轴分成两段；碰撞时，下转向传动轴插入上转向传动轴的孔中，上转向传动轴被压扁，吸收冲击能量。虽然上述两种现有结构都能吸收撞击能量，但是吸收的能量非常有限；而且这两种转向系统没有考虑到二次碰撞中对驾驶人员安全的保护，不能有效保证驾驶人员的生存空间。

综上，亟需一种新的基于负泊松比结构的溃缩式汽车转向装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种溃缩式汽车转向装置，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本实用新型中，设置有负泊松比结构，能够较大程度吸收碰撞能量；设置有万向节，可减小转向系统对驾驶室的侵入量，保证驾驶人员有更多的生存空间。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型的一种溃缩式汽车转向装置，包括：上转向管柱、第一吸能装置、下转向管柱、第一万向节、上转向传动轴、第二吸能装置和下转向传动轴；所述上转向管柱的下端可滑动地套装在所述下转向管柱的上端，所述上转向管柱和所述下转向管柱之间设置有第一吸能装置；所述上转向传动轴的上端通过第一万向节与所述下转向管柱的下端连接；所述上转向传动轴的下端可滑动地套装在所述下转向传动轴的上端，所述上转向传动轴和所述下转向传动轴之间设置有第二吸能装置；其中，第一吸能装置和第二吸能装置均为双箭型负泊松比结构；所述双箭型负泊松比结构包括多个箭头层和多个箭尾层；箭头层和箭尾层通过胶粘连接；箭头层和箭尾层由二维负泊松比结构环绕成圆筒状，并沿径向进行辐射扩展而成。

进一步地，所述上转向管柱设有键，下转向管柱开设有槽，上转向管柱通过键槽结构插入下转向管柱内；下转向管柱内设空腔，第一吸能装置设置于下转向管柱的空腔内。