现代汽车最新技术：汽车安全转向柱

汽车发生正面碰撞时，为了吸收碰撞的大部分能量，汽车的前部会发生塑性变形。在碰撞力的作用下，汽车前部的转向柱及转向柱管中的转向轴要向后，即向驾驶员胸部方向运动。同时，驾驶员由于惯性作用会冲向转向盘，造成人身伤害。安全式转向柱是设置在转向柱上，能够吸收碰撞能量的装置，可以防止汽车紧急制动或发生撞车事故时，驾驶员的胸部由于惯性冲撞到转向盘而受到伤害。当撞击力达到预设值时，转向盘将向下溃缩，让出一定的空间，从而减轻驾驶员伤害。另外，如果有撞击力从下往上作用在转向轴上，转向轴将从中间断开，从而避免转向柱上移而伤害到驾驶员。

图9－28所示为钢球连接的分开式转向轴结构，由上转向轴和套在轴上的下转向轴两部分组成，二者用塑料销钉连成一体。转向柱管由上柱管和下柱管两部分组成，上、下柱管之间装有钢球，钢球直径比下柱管的外径与上柱管的内径之间的间隙稍大。上、下柱管连同柱管托架一起通过特制橡胶垫稳固在车身上，橡胶垫则利用塑料销钉与托架连接。

当汽车发生碰撞时，转向柱被转向器总成施加轴向冲击力(第一次冲击)，连接上、下转向轴的塑料销钉被切断，下转向轴便套在上转向轴上向上滑动，如图9－29所示。在此过程中，上转向轴和上柱管的空间位置没有因冲击而上移，故可避免驾驶员遭受伤害。

如果驾驶员因惯性冲向转向盘(第二次冲击)，连接橡胶垫与柱管托架的塑料销钉则被切断，托架脱离橡胶垫，如图9－29所示，即上转向轴和上转向柱管连同转向盘、托架一起，相对于下转向轴和下转向柱管向下滑动，从而减缓了对驾驶员胸部的冲击。在上述两次冲击过程中，上、下转向柱管之间均产生相对滑动。因为钢球的直径稍大于上、下柱管之间的间隙，所以滑动中带有对钢球的挤压，冲击能量能够在这种边滑动边挤压的过程中被吸收。

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图9－28　钢球连接的分开式转向轴结构

图9－29　钢球连接的分开式转向轴工作原理

转向轴和转向柱管的吸能装置除上述外，还有多种形式，包括波纹管式安全转向柱、网格式安全转向柱和双层管式安全转向柱等。其工作原理相同，均为当转向轴受到巨大冲击而产生轴向位移时，通过转向柱管或支架产生塑性变形、转向轴产生错位等方式，吸收冲击能量。