专利名称:一种车用仪表板横梁主管的制作方法
【专利摘要】一种车用仪表板横梁主管。该车用仪表板横梁主管为铝合金材料制成的、中空且横截面形状为椭圆形的管状结构；管状结构的轴线为直线，并且管状结构在轴线方向上形状一致，且所述车用仪表板横梁主管的管壁厚度沿圆周方向上不均匀分布，管壁厚度根据具体性能要求而定。上述车用仪表板横梁主管通过第一转向管柱支架和第二转向管柱支架与转向管柱装配在一起，且所述仪表板横梁主管椭圆形横截面的长轴所在的平面与所述转向管柱轴线所在的安装平面平行。这种车用仪表板横梁主管能够满足仪表板横梁性能要求(如转向管柱模态、碰撞侵入量等)，有利于仪表板横梁的轻量化和驾驶舱的布置。
【专利说明】_种车用仪表板横梁主管
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种车用仪表板横梁主管。
【背景技术】
[0002]仪表板横梁主要由仪表板横梁主管，转向管柱、空调等固定和安装支架组成。其中，仪表板横梁主管是仪表板横梁最主要的结构和承载部件，起到支撑人机界面控制设备的作用，并和车辆的其他安全控制部件一起构成车辆安全系统，保护车内驾驶员及乘客的安全。
[0003]目前市场上仪表板横梁主管材料大部分为钢，受到制造工艺和成本的限制，钢制主管的横截面形状多为比较规则的圆形，管壁厚度均匀，这对仪表板横梁的轻量化和驾驶舱的布置带来不利的影响。
实用新型内容
[0004]本实用新型公开了一种车用仪表板横梁主管。这种车用仪表板横梁主管采用了不同于传统的铝合金材料，同时改变了传统单一的圆形结构，采用椭圆形的管状结构，并优化了管壁厚度的设计。这种车用仪表板横梁主管能够满足仪表板横梁的各项性能要求(如转向管柱模态、碰撞侵入量等)，同时有利于仪表板横梁的轻量化和驾驶舱的布置。
[0005]具体地，本实用新型公开了一种车用仪表板横梁主管，该车用仪表板横梁主管为铝合金材料制成的、中空且横截面形状为椭圆形的管状结构；管状结构的轴线为直线，并且管状结构在轴线方向上形状一致，且所述车用仪表板横梁主管的管壁厚度沿圆周方向上不均匀分布，管壁厚度根据性能要求而定。
[0006]优选地，所述车用仪表板横梁主管的管壁厚度是均匀渐变的。
[0007]优选地，所述车用仪表板横梁主管椭圆横截面的长轴和短轴的长度比为4:3。
[0008]优选地，所述车用仪表板横梁主管上焊接有第一转向管柱支架和第二转向管柱支架，转向管柱安装在所述第一转向管柱支架和所述第二转向管柱支架上。
[0009]优选地，所述车用仪表板横梁主管和转向管柱在车上的布置位置满足以下要求:车用仪表板横梁主管椭圆形截面的长轴所在的平面与所述转向管柱轴线所在的安装平面平行。
[0010]本实用新型公开的车用仪表板横梁主管的长度和横截面壁厚可根据具有设计和应用的车型进行相应的调整，与传统钢制圆形的仪表板横梁主管相比，本实用新型采用的铝合金材料密度小，通过优化管壁厚度进一步节省了材料用量。通过CAE计算和试验测试证明本实用新型公开的车用仪表板横梁主管能够满足仪表板横梁的性能要求(如转向管柱模态、碰撞侵入量等)，有利于仪表板横梁的轻量化和驾驶舱的布置。
【附图说明】
[0011]图1所示的是本实用新型公开的车用仪表板横梁主管一个实施例的横截面形状示意图；
[0012]图2所示是图1所示实施例的管壁厚度分布图；
[0013]图3所示另一个实施例的管壁厚度分布图；
[0014]图4是包含图1所示主管的仪表板横梁的布置位置示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合一个实施例详细说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0016]本实用新型首先公开了一种车用仪表板横梁主管，该仪表板横梁主管主体采用了铝合金材料制成的椭圆形管状结构，并且优化了管壁厚度，有利于仪表板横梁的轻量化和驾驶舱的布置，能够较好地满足仪表板横梁的各项性能要求(如转向管柱模态、碰撞侵入量等)O
[0017]具体地，如图1所示的是本实用新型公开的车用仪表板横梁主管一个实施例的横截面形状示意图，该车用仪表板横梁主管I包含铝合金材料制成的、中空的管状结构。所述管状结构的轴线为直线，在轴线方向上形状一致，所述仪表板横梁主管的横截面形状为椭圆形，且管壁厚度沿圆周方向不均匀分布。横截面形状为如图1所示的椭圆形，椭圆的长轴和短轴如图1所示a和b。所述仪表板横梁主管I的管壁c的厚度是不均匀分布的，管壁厚度根据具体性能要求而定。
[0018]图2所示的是本实施例的管壁厚度分布图，在本实施例中，仪表板横梁主管I的管壁厚度最大的部分为3.6mm，最小部分为2.5mm，具体厚度值根据CAE模拟计算优化出合理的结果，主要依据是仪表板横梁主管I截面的不同部位对仪表板横梁的各项性能要求(如转向管柱模态、碰撞侵入量等)的贡献。显然，根据不同的车型，管壁厚度的值可以有多种选择，图3给出了另一个实施例的管壁厚度分布图，在该分布图中，与图2不同的是，管壁厚度沿圆周方向不同位置对应的不同厚度值是突变的。不论管壁厚度是渐变还是突变，本实用新型中主管的管壁厚度沿圆周方向是不均匀分布。图2和图3所示的管壁厚度值仅作为本实用新型的一个具体实施例，而不构成对本实用新型的限制。
[0019]另外作为优选实施例，图2中的仪表板横梁主管I的管壁厚度变化是均匀渐变的。具体实现方式包括在上述两个不同厚度且相邻的管壁部分结合处设置过渡斜面或过渡弧面两种方式中任意一种，通过这种均匀渐变的管壁厚度设计能够有效减少管壁c的应力集中，避免管壁c表面出现尖角。同时，通过CAE计算和试验测试证明，这种管壁厚度均匀变化的仪表板横梁主管I能够较好的满足仪表板横梁的性能要求(如转向管柱模态、碰撞侵入量等)，同时节约材料，有利于仪表板横梁轻量化。
[0020]在本实施例中，所述仪表板横梁主管I的横截面2椭圆的长轴和短轴的长度比为4:3。通过CAE计算和试验测试表明，这种比例的仪表板横梁主管I能够较好的满足仪表板横梁的性能要求。本领域技术人员还可以根据仪表板横梁主管I的具体应用场景优化横截面2椭圆的长轴a和短轴b比例，以达到仪表板横梁的性能要求。
[0021]本实用新型还公开了前述车用仪表板横梁主管和转向管柱在车上布置关系要求。图4所示的是所述仪表板横梁实施例的布置位置示意图。由图4可知该仪表板横梁中所述仪表板横梁主管I与转向管柱的布置关系。转向管柱是影响仪表板横梁性能的主要部件，因此，转向管柱5与仪表板横梁主管I的布置位置关系直接影响仪表板横梁和车辆的性能。
[0022]本实用新型中，仪表板横梁主管I通过第一转向管柱支架3和第二转向管柱支架4与转向管柱5装配在一起。所述第一转向管柱支架3和第二转向管柱支架4焊接到所述仪表板横梁主管I上，所述第一转向管柱支架3和第二转向管柱支架4的在焊接处于所述仪表板横梁主管I椭圆形管壁匹配。相互匹配的转向管柱支架和仪表板横梁主管I的外形结构能保证二者可靠连接。如图4所示该仪表板横梁主管I上焊接有第一转向管柱支架3和第二转向管柱支架4，转向管柱装配在第一转向管柱支架3和第二转向管柱支架4上。
[0023]另外，在实用新型给出的仪表板横梁中，优选地，转向管柱在布置要求所述仪表板横梁主管I的长轴所在截面2与所述转向管柱轴线所在的安装平面6平行。
[0024]本实用新型公开的车用仪表板横梁主管的长度和横截面壁厚可根据具有设计和应用的车型进行相应的调整，与传统钢制圆形的仪表板横梁主管相比，本实用新型采用的铝合金材料密度小，通过优化管壁厚度进一步节省材料用量。通过CAE计算和实验测试证明本实用新型公开的车用仪表板横梁主管能够满足仪表板横梁的性能要求(如转向管柱模态、碰撞侵入量等)，有利于仪表板横梁的轻量化和驾驶舱的布置。
【权利要求】
1.一种车用仪表板横梁主管，其特征在于，所述车用仪表板横梁主管为铝合金材料制成的、中空且横截面形状为椭圆形的管状结构；管状结构的轴线为直线，并且管状结构在轴线方向上形状一致，且所述车用仪表板横梁主管的管壁厚度沿圆周方向上不均匀分布，管壁厚度根据性能要求而定。2.根据权利要求1所述的车用仪表板横梁主管，其特征在于，所述车用仪表板横梁主管的管壁厚度是均匀渐变的。3.根据权利要求1所述的车用仪表板横梁主管，其特征在于，所述车用仪表板横梁主管椭圆横截面的长轴和短轴的长度比为4:3。4.根据权利要求1-3任一所述的车用仪表板横梁主管，其特征在于，所述车用仪表板横梁主管上焊接有第一转向管柱支架和第二转向管柱支架，转向管柱安装在所述第一转向管柱支架和所述第二转向管柱支架上。5.根据权利要求4所述的车用仪表板横梁主管，其特征在于，所述车用仪表板横梁主管和转向管柱在车上的布置位置满足以下要求:车用仪表板横梁主管椭圆形截面的长轴所在的平面与所述转向管柱轴线所在的安装平面平行。
【文档编号】B62D25-14GK204279652SQ201420706842
【发明者】袁峰, 余钦, 倪康庭, 江典贵, 张华 [申请人]上海通用汽车有限公司, 泛亚汽车技术中心有限公司