轉向管柱在整車碰撞中的分析與改進

鄭宇 王迪

摘?要：轉向管柱作為汽車轉向系統的重要部分，其獨特的性能與設計對整車的操縱性造成了很大的影響，在整個控制過程中發揮了巨大作用。在汽車碰撞的測試之后，轉向管柱出現了性能不足等問題，其運動速度以及相關的性能，需要在實際操作中進行進一步的分析與優化，以提升轉向管柱的利用性，發揮其在整車操縱中的作用。

關鍵詞：轉向管柱;整車碰撞;轉向系統;設計優化

汽車底盤的系統構成有多個要素，其中最重要的便是轉向系統，轉向系統對車輛轉向以及整車的實際操作都具有重要影響。在整車操縱的過程中，良好的轉向系統能夠發揮其自身的性能優越性，保證汽車行駛的安全，同時系統的靈活性以及特有的轉向管柱，也能夠在汽車整車碰撞過程中起到一定的安全防護作用。

一、轉向管柱在汽車碰撞中的作用

1.1轉向管柱的工作原理

轉向系統是汽車系統的重要組成部分，也是汽車的重要工作系統，轉向系統的良好運行能夠讓汽車的優越性得到充分的發揮，讓汽車的速度以及方向轉變都更加靈活，也更加符合人員需求。在具體的轉向系統構成中，轉向管柱是非常重要的，在轉向行駛的關鍵環節中，便是轉向管柱在發揮作用。這一構成要素，對汽車的操縱性以及穩定性都會造成重要的影響這一構成要素，對汽車的操縱性以及穩定性都會造成重要的影響，也是影響轉向輪之間的協調關系，進行人車互動的關鍵。

轉向管柱的工作原理便是將方向盤和轉向器之間進行有效的連接，發揮各個系統之間的轉向作用，同時將這些作用傳遞到駕駛員手中，是人車之間能夠進行有效的配合，將方向盤的輸入轉矩，也在轉向系統中進行合理的優化，從而促使齒輪的移動，進而對整車的運動進行良好的控制，進行方向和速度上的把握。

1.2轉向管柱在汽車碰撞中的性能發揮

1.2.1控制整車方向，實現及時轉向

對于有可能發生的整車碰撞現象，轉向管柱能夠讓駕駛員對車輛方向和車輛速度進行及時的控制。轉向管柱能夠將駕駛員做出的應急反應通過方向盤傳遞到轉向機和轉向輪上，讓整車的轉向系統快速的運作，從而避免汽車碰撞現象，保證整車的安全。

1.2.2在汽車意外碰撞中保護人員安全

轉向管柱的功能設計能夠讓汽車在發生意外碰撞的時候，即使車身遭到了撞擊與損壞，車內的人員也能保持相對的安全，不會遭受到更多的撞擊損害。尤其是在汽車的正面碰撞時，車內的駕駛人員很容易遭受到外界的撞擊壓力給予人體自身所造成的影響，人體的各個部位都有可能會遭受到嚴重的傷害，而這一結構的存在便能在轉向系統中讓人體所遭受到的碰撞傷害得到有效的降低。

二、轉向管柱在整車碰撞中的問題分析

2.1吸能性能不良

轉向管柱在汽車碰撞中發揮保護作用的結構主要是其性能結構，而吸能的性能也是轉向管柱的重要性能之一。在有可能出現的汽車整車碰撞問題中，對吸能的性能要求是非常高的，轉向管柱依靠吸能迅速發生反應作用。但是在整車碰撞的實際測試過程中，轉向管柱的性能，沒有突出的表現，其吸能存在著性能上的不足。

轉向管柱的性能作用主要是靠壓潰距離和潰縮機進行作用。轉向管柱的結構分為幾個部分，既有上管結構，也有下管結構，其中也有一定的支架支撐著，變形支架在汽車碰撞中是發揮轉向管住性能防傷作用的關鍵。但是經過測試，整車碰撞中的轉向，管柱性能不良的問題就在于轉向管柱的潰縮結構表現不佳，在結構設計以及零件選擇上存在著較大的不足。

2.2汽車的轉向管柱受成本制約較大

在汽車碰撞過程中，不管是首次的碰撞還是二次碰撞，都要預防撞擊給予車身和人員的傷害，這需要轉向管柱能夠有良好的支撐作用以及吸能作用。轉向管柱的構成需要良好的質量要求，已經合格標準，不然汽車的轉向管柱在撞擊過程中不能經受壓力的沖擊，很可能自身結構會支撐力不足，沒有辦法起到吸能作用，發揮其自身的性能。轉向系統的吸能方式是非常多樣的，而方式的選擇也受成本影響較大。根據車輛的不同以及配置的高低，主要出現了材料自身的作用，摩擦力的作用或者是自身的結構構成等來進行功能發揮。但是不同車輛對成本的控制，讓轉向管柱的性能也遭受到了很大的影響，在實際的整車碰撞測試中會發現不同成本控制的轉向管柱的構造，發揮的實際性能作用是不一樣的，成本較低的轉向管柱使用的材料并不好，在整車碰撞中不能完整的發揮作用，也不能起到良好的防護。

三、轉向管柱在整車碰撞中的優化改進

3.1對汽車轉向管柱的設計進行科學分析

轉向管柱對于汽車的組成和發展是有著重大影響的，在汽車的安全性，環保性以及能源利用方面都是重要的影響因素。因此在進行汽車轉向管柱的設計時，便要充分的對轉向管柱的各個要素的構成進行科學設計，需要進行有效的分析和計算，從而讓轉向管柱在實際操作和測試過程中能夠經受住撞擊的考驗，有更多的實際防護能力。比如說可以進行工程科學方面的數學物理計算，對轉向管柱的吸能作用進行優化。可以采用有限元算法來對汽車管住的強度和剛度以及轉向管柱的模態進行設計上的科學分析，通過實際測驗以及相關軟件的使用，來對汽車轉向關注的碰撞吸能作用，和靜態剛度等進行有效的模擬和實驗。

3.2對轉向管柱的位置布置進行優化

在組裝轉向管柱這一汽車結構時，需要按照一定的轉向參數對轉向管柱進行科學上的優化，另外是對轉向管柱在轉向系統中的位置進行合理化的分析，從而讓轉向管柱的位置布置能夠在汽車碰撞中發揮更好的作用。

3.3選擇合適材料，進行潰縮性能的優化

轉向管柱在汽車碰撞中的潰縮性能的表現，受到多方面因素的影響，對性能材料的選擇是非常重要的，也是影響潰縮性能的關鍵。在整車碰撞的過程中，潰縮性能的發揮好壞受吸能材料的影響以及整體的成本影響。在材料方面需要進行進一步的分析，采用性能更加優越，質量更加好的性能材料，從而讓轉向管柱在結構和材質的選擇上面在成本控制的范圍之內能夠達到最優的效果。

四、結語

在整車碰撞的過程中，對轉向管柱進行性能上的分析與優化是非常必要的。而這也代表著未來汽車研究的方向，對其安全性和環保性的追求，也為汽車開發和轉向系統的研究提供了新的思路。

參考文獻

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