汽车转向管柱制造技术

本实用新型专利技术公开了一种汽车转向管柱，包括转向管柱本体，所述转向管柱本体具有颈管和共振腔，颈管和共振腔均为圆柱形腔体且颈管和共振腔相连通，颈管的直径小于共振腔的直径。本实用新型专利技术的汽车转向管柱，采用亥姆霍兹共振器，可减小转向系的噪音，提高车辆NVH性能，提升驾驶时的舒适性；而且由于采用中间挖空的设计，降低了车辆整备质量，实现车辆轻量化，提高车辆动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。降低排气污染。降低排气污染。

Automobile steering column

【技术实现步骤摘要】
汽车转向管柱


[0001]本技术属于汽车零部件
，具体地说，本技术涉及一种汽车转向管柱。

技术介绍

[0002]低频噪声目前是全球工程界亟需处理的难点问题，在汽车上，低频噪声可以引起人体部分器官的共振，造成强烈的不适感，降低了舒适性品质。汽车的转向系统是主要的噪声源之一，加强对此系统噪声控制是解决车辆噪声的一种有效途径，现有转向管柱在工作过程中会产生低频噪声。
[0003]汽车的燃油消耗与汽车自身总质量成正比，整车重量降低10％，燃油效率可提高6％
‑
8％，整车质量每减少100公斤，则每百公里油耗可降低至0.3
‑
0.6升。车辆轻量化已成为推动整个车用材料、制造装备与技术工艺的关键因素，现有转向管柱未实现轻量化。

技术实现思路

[0004]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提供一种汽车转向管柱，目的是减小转向系统的噪音，提高车辆NVH性能，提升驾驶时的舒适性。
[0005]为了解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：汽车转向管柱，包括转向管柱本体，所述转向管柱本体具有颈管和共振腔，颈管和共振腔均为圆柱形腔体且颈管和共振腔相连通，颈管的直径小于共振腔的直径。
[0006]所述颈管中设置调节装置。
[0007]所述共振腔中设置调节装置。
[0008]所述调节装置包括调节支架和可旋转的设置于调节支架上的调节块。
[0009]所述调节装置的扇形圆心角设置为120
°
。
[0010]本技术的汽车转向管柱，采用亥姆霍兹共振器，可减小转向系的噪音，提高车辆NVH性能，提升驾驶时的舒适性；而且由于采用中间挖空的设计，降低了车辆整备质量，实现车辆轻量化，提高车辆动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。
附图说明
[0011]图1为本技术汽车转向管柱的内部结构示意图；
[0012]图2为本技术汽车转向管柱的结构示意图；
[0013]图3为调节装置的结构示意图；
[0014]图4为调节支架的结构示意图；
[0015]图5为调节块的结构示意图；
[0016]图6为亥姆霍兹共振器及其简化模型原理图；
[0017]上述图中的标记均为：1、转向管柱本体；2、颈管；3、共振腔；4、上挡板；5、下挡板；
6、调节块；7、连接板。
具体实施方式
[0018]下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本技术的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
[0019]如图1和图2所示，本技术提供了一种汽车转向管柱，包括转向管柱本体1，转向管柱本体1具有颈管2和共振腔3，颈管2和共振腔3均为圆柱形腔体且颈管2和共振腔3相连通，颈管2的直径小于共振腔3的直径。
[0020]具体地说，亥姆霍兹共振器的原理并不复杂，首先，建立一个由理想刚体构成的密闭空腔，这个空腔就叫做“亥姆霍兹共振腔”，在空腔的表面开一个面积相对于空腔表面积很小的孔，在孔上插入一根空心刚体管道，组成的结构就称为“亥姆霍兹共振器”。对于一个亥姆霍兹共振器而言，当其内部空气受到外界波动的强制压缩时(无论强制力施加于空腔内的空气还是管道内的空气，施加的外力是来自声波还是腔体振动)，管道内的空气会发生振动性的运动，而空腔内的空气对之产生恢复力，可以看作共振腔内的空气是一个“空气弹簧”，如图6所示。在声波波长远大于共振器几何尺度的情形下，可以认为共振器内空气振动的动能集中于管道内空气的运动，势能仅与腔体内空气的弹性形变有关。这样，这个共振器是由管道内空气有效质量和腔体内空气弹性组成的一维振动系统，因而对施加作用的波动有共振现象。
[0021]如图1和图2所示，转向管柱本体1内部掏空处理，具体为在转向管柱本体1内设置位于上部的颈管2及与颈管2连通且位于下部的共振腔3，颈管2位于共振腔3的上方，颈管2和共振腔3同轴。
[0022]如图3至图5所示，颈管2和共振腔3中均设置有调节装置，通过调节装置调节颈管横截面积和共振腔体积可以调节亥姆霍兹共振器的共振频率。利用亥姆霍兹共振器可减小车辆的振动噪音，提升乘坐舒适性。同时，由于亥姆霍兹共振器的制作本质上即对构件内部进行掏空处理，管柱的总质量也会减少，而汽车整备质量的降低可以提高汽车动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。
[0023]如图3至图5所示，调节装置包括调节支架和可旋转的设置于调节支架上的调节块6，调节块6通过中心轴安装在调节支架上，调节支架与转向管柱本体固定连接。调节装置的扇形圆心角设置为120
°
，即开度范围为120
°
到240
°
。调节块6是横截面(该横截面为与调节块6的长度相垂直的截面，调节块6的长度方向与中心轴的轴线相平行)为扇形的块状结构，调节块6的横截面的扇形圆心角为120
°
。调节支架包括上挡板4、下挡板5以及设置在上挡板4和下挡板5之间的连接板7，上挡板4和下挡板5为相对布置，连接板7与上挡板4和下挡板5固定连接，上挡板4和下挡板5均是扇形块状结构，调节块6与上挡板4和下挡板5为同轴设置，调节块6位于上挡板4和下挡板5之间。连接板7是在上挡板4和下挡板5的一端与上挡板4和下挡板5连接，对调节块6起到限位作用，调节块6可以从上挡板4和下挡板5的另一端旋转至调节支架的外部。
[0024]如图6所示，颈部的横截面尺寸较小，颈部的直径为d1，颈部的长度为l1。充满流体的共振腔只有在声波波长明显超过主要共振腔尺寸的频率下才表现出纯弹簧状行为，共振
腔的直径为d2，共振腔的高为l2。因此，可以假定入射场中的声压在共振器的颈管入口处是均匀的，并且其对给定激励压力的响应与入射场的形式无关。
[0025]图6中亥姆霍兹共振器可以简化为具有阻尼项的弹簧
‑
质量系统。与机械振动系统相比较，颈管内的空气像一个活塞一样来回振动，它的作用相当于机械振动系统中的振子；声学系统中当空气被迫流过颈管时，会使声能转变为其它能量，它的作用相当于机械振动系统中的摩擦阻尼；共振腔内的空气具有压缩性，它的作用相当于机械振动系统中的弹簧。当受到外部声波时，颈部的质量振动，共振腔内的空气产生恢复力。如果入射波的频率等于系统的固有频率，则颈部气柱将产生严重的共振振动，克服摩擦阻力，消耗声能。
[0026]由以上参数可以推出该亥姆霍兹共振器的共振频率其中c为声速，S1为颈管横截面积，V为共振腔体积，l1为颈管长度，d1为颈管直径，d2为共振腔直径，l2为共振腔长度。可见，共振频率与颈管的横截面积成正比，与颈管的长度和共振腔的体积成反比。
[0027]根据测量得到的实际管柱尺寸，总长为130mm，最小端直径为12mm。设计部分裕量后，取l1＝l2为50mm，d1取1mm，d2取10mm。对于设置在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.汽车转向管柱，包括转向管柱本体，其特征在于：所述转向管柱本体具有颈管和共振腔，颈管和共振腔均为圆柱形腔体且颈管和共振腔相连通，颈管的直径小于共振腔的直径。2.根据权利要求1所述的汽车转向管柱，其特征在于：所述颈管中设置调节装置。3.根据权利要求2所述的汽车转向管柱，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志虎，胡广地，郭熙，李国超，周红梅，刘雷，秦玉林，柯俊，董红莉，徐成亮，霍桂花，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：