[发明专利]一种转向管柱及其设计方法

权利要求书

1.一种转向管柱，包括上管柱、下管柱、安装支架、上芯轴和下芯轴，所述上管柱和下管柱的一端套接，所述上芯轴和下芯轴的一端通过花键连接而另一端通过轴承分别安装在上管柱和下管柱内，所述上管柱、下管柱与安装支架通过夹紧螺栓、锁紧凸轮及调节手柄固定连接，其特征在于：所述上柱管与下管柱的摩擦面之间分别设有设于下柱管上的内管摩擦层和设于上管柱上且与内管摩擦层相适配的外管摩擦层，所述上柱管与下管柱的摩擦面之间的摩擦力逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的一种转向管柱，其特征在于：所述下柱管上的内管摩擦层的厚度逐渐增大。

3.根据权利要求1所述的一种转向管柱，其特征在于：所述下柱管上的内管摩擦层的摩擦系数逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的一种转向管柱，其特征在于：所述下柱管上的内管摩擦层的厚度和摩擦系数均逐渐增大。

5.根据权利要求1至4任一所述的一种转向管柱，其特征在于：所述上管柱与安装支架的摩擦面之间分别设有设于上管柱上的摩擦层Ⅰ和设于安装支架上的摩擦层Ⅱ。

6.一种转向管柱的设计方法，其特征在于，包括以下设计步骤：

1)查询相关医学资料，查得在碰撞过程中驾驶员头部、胸部承受来自方向盘的无痛最大压力、无损最大压力、无需手术治疗最大压力以及不至死最大压力；

2)根据现有碰撞试验数据，绘制上柱管相对下管柱的滑动行程与驾驶员承受来自方向盘的压力的关系图；

3)根据步骤1)查得的各种最大压力和步骤2)绘制的滑动行程-压力关系图，设计上柱管与下管柱的摩擦面之间的摩擦力，使之满足相当于从无痛最大压力逐步过渡到不至死最大压力的摩擦力逐渐增大的要求；同时，设计上管柱与安装支架的摩擦面之间的摩擦力，使之满足在碰撞过程中驾驶员头部、胸部与方向盘的接触面积最大的要求；

4)进行碰撞试验，验证上柱管与下管柱的摩擦面之间的摩擦力及上管柱与安装支架的摩擦面之间的摩擦力是否满足步骤3)中的设计要求，同时验证驾驶员承受来自方向盘的压力是否满足步骤1)中的设计要求；

5)若碰撞试验结果满足设计要求，则对现有的滑动行程-压力关系图进行优化；若碰撞试验结果不满足设计要求，则重复步骤3)～步骤5)，直至满足设计要求为止。

7.根据权利要求6所述的一种转向管柱的设计方法，其特征在于，所述步骤3)中使上柱管与下管柱的摩擦面之间的摩擦力逐渐增大的方法为：在所述上柱管与下管柱的摩擦面之间分别设置设于下柱管上的内管摩擦层和设于上管柱上且与内管摩擦层相适配的外管摩擦层，所述下柱管上的内管摩擦层的厚度逐渐增大。

8.根据权利要求6所述的一种转向管柱的设计方法，其特征在于，所述步骤3)中使上柱管与下管柱的摩擦面之间的摩擦力逐渐增大的方法为：在所述上柱管与下管柱的摩擦面之间分别设有设于下柱管上的内管摩擦层和设于上管柱上且与内管摩擦层相适配的外管摩擦层，所述下柱管上的内管摩擦层的摩擦系数逐渐增大。

9.根据权利要求6所述的一种转向管柱的设计方法，其特征在于，所述步骤3)中使上柱管与下管柱的摩擦面之间的摩擦力逐渐增大的方法为：在所述上柱管与下管柱的摩擦面之间分别设有设于下柱管上的内管摩擦层和设于上管柱上且与内管摩擦层相适配的外管摩擦层，所述下柱管上的内管摩擦层的厚度和摩擦系数均逐渐增大。

10.根据权利要求6所述的一种转向管柱的设计方法，其特征在于，所述步骤3)中使上管柱与安装支架的摩擦面之间的摩擦力满足设计要求的方法为：在所述上管柱与安装支架的摩擦面之间分别设有设于上管柱上的摩擦层Ⅰ和设于安装支架上的摩擦层Ⅱ。