方向盘的发展及研究.pdf

方向盘的发展及研究
刘洁,王佐辅
(1.上汽依维柯红岩商用车有限公司技术中心价值分析处,重庆40112;
2.重庆长安汽车股份有限公司商用车事业部,重庆400023)
摘要:汽车方向盘作为汽车最重要的部件之一,随着汽车的发展也经历了从简单到复杂的过程。主要介绍了方向盘的起源及
发展,分析了方向盘主要的材料,重点列举了方向盘上运用的新技术并对方向盘的未来进行了展望。
关键词:方向盘;材料;功能;新技术
Development and Research of Steering Wheel in Automobile
LIU Jie. WANG Zuofu
(1. Value Department, SAIC-IVECO Hongyan Commereial Vehicle Co, Ltd, Chongging 401122, China
2. Commercial Vehicle Division, Chongging Changan Automobile Stock, Itd. Chongging 400023, China)
Abstract: Steering wheel is one of the most vital parts in an automobile. With the development of automobile, steering wheel experi
ences from simple to complex process. The origin and development of steering wheel were investigated. The main materials of steering wheel
were analyzed. The new technologies used on the steering wheel were focused on. The evolution trend of the steering wheel was prospecte
Keywords Steering wheel: Material; Function; Technology
0引言
从一百多年前第一辆蒸汽汽车的诞生,到现今集节能
智能、安全、多功能为一体的新型汽车,作为汽车的转向操
纵装置和驾驶汽车的重要部件一一方向盘也随着汽车的发展,
从最初的垂直方向安装的与轮船的方向舵相似的双手柄十字
交又结构(图1),改良成转向柱和方向盘倾斜式安装方式的
最老的劳斯莱斯方向盘(图2),再进步成现在集成了许多功
能按钮的真皮结构(图3)。方向盘在结构、材料、功能上都
图3集成了多功能的方向盘
有了飞速的发展。文中主要描述了方向盘的发展历史,并结
合最新技术在方向盘上的应用对方向盘未来的发展趋势做了
汽车的发展带来的方向盘的发展
展望。
86年1月29日,德国曼海姆专利局批准卡尔?本茨为
其在1885年研制成功的三轮汽车申请的专利,被大多数人认
为是第一辆汽油车。它置于后部的发动机为水平单气筒式
时速15km/h,是世界上最早装备差动齿轮装置的汽车?。该
车行驶靠的是单手柄转向操纵杆,在垂直杆上端安装一个操纵
手柄,驾驶员单手握住此手柄控制转向,这个手柄造型来源于
轮船的方向舵
圆形方向盘的诞生,源于1891年汽车发动机的前置。汽
车行驶中,由于车头质量增加,方向舵形式的汽车手柄会把剧
烈振动传导给驾驶者,加剧其疲劳。于是引入了齿轮系统,使
图1方向舵
图2最老的劳斯莱斯
操作灵活,隔绝振动,因此手柄操纵杆被淘汰,圆形方向盘的
结构
方向盘
新设计便应运而生,“方向盘”一词也从此名副其实。同时,方
收稿日期
作者简介:刘洁(1981-),硕土研究生,工程师,研究方向为聚氨酯复合材料、汽车产业整车零部件设计成本。F-mail:w925 liujie(a
2013.12 Automobile Parts
研究与开发
053
向盘连同转向轴也由中线位置移动到两侧。早期操纵杆的垂直式的简化实现骨架的通用从而提高方向盘的通用化率。不管外
安装方式变革为转向柱和方向盘的倾斜式安装方式。
面的造型是三辐条或四辐条都可以建立在二辐条骨架的基础
进入20世纪,汽车方向盘的基本造型定型为圆形方向盘。上
最初出现的是四辐方向盘,圆盘内由4个辐条支撑形成稳定的
结构。继四辐方向盘之后产生的新造型是三辐方向盘。它是由3.2方向盘超纤包覆
于仪表盘从中间位置随方向盘转移到了相对应的位置,为了驾
超纤皮全称是“超细纤维增强PU皮革”,它具有极其优
驶员能更清楚地看到仪表盘上的参数,方向盆原来的4个辐条异的耐磨性能,优异的耐寒、透气、耐老化性能。它是继PNC
被去掉个,盘的上部留出足够空间,让驾驶员从中方便地观皮和合成纤维皮之后的第三代人造皮。超纤皮在手感上最为接
察仪表盘。三辐结构同样比较稳定。随着汽车技术的发展,三近真皮且价格比真皮便宜很多。如果市场可以接受这种皮代替
辐方向盘得到了改进,圆盘和辐条尺寸加大。随着驾驶员审美真皮成为方向盘的包覆材料,方向盘的成本将会大大降低。
观的提高,方向盘上增加了装饰盖。
在功能上,原始方向盘只具有转向功能,后来喇叭开关被
3全塑方向盘
安放在方向盘上。由于方向盘在驾驶汽车时离驾驶员位置最
2011年8月10日,沙特基础创新塑料公司采用1exan共
近,双手操纵最方便,视线触及最直接,现在越来越多的方向
聚物注塑了全塑方向盘,市面上的传统型方向盘都是在金属核
盘在拇指所及的位置增加了一些附加功能键。多功能方向盘的
心件上采用聚氨酯包覆成型。全塑方向盘目前限于使用在拖拉
优点是驾驶员手不离开方向盘,直视前方就可以方便地控制车
内许多功能,既提高了驾驶汽车时的安全性,同时也增加了驾
机和其他低速交通工具上,因为担心在碰撞试验中成绩不佳而
未能在道路交通工具上应用。该公司正在不断改进塑料配方,
驶员的驾驶乐趣。
当全塑方向盘达到了所有安全标准,它就可以被应用于日常用
汽车上。全塑方向盘比普通方向盘轻20%,除减轻质量外,采
2方向盘用材料及成形方法研究进展
用塑料材质还能赋予汽车制造商和设计人员更大的灵活性,还
方向盘作为汽车上最重要的安全部件之一,是确保汽车沿可以在其中镶嵌电子产品和供暖与冷却装置。
正确路线行驶的关键“。除需要具有一定强度、硬度,并能承
受一定扭转力及弯曲应力外,还需要具有一定的柔初性。这3.4电加热功能的方向盘
羊不仅美化外观,还能使驾驶员感到舒适,更重要的是当遇到
这种方向盘在骨架上先缠绕了一圈电热丝再发泡,这样的
碰撞等紧急事故时能起到缓冲作用,确保驾驶员的安全?。鉴
方向盘具备电加热功能。在寒冷的天气,打开开关,3~4min
于此,方向盘通常是由强度、刚度相对较高的金属骨架外加具
后方向盘表面温度可以上升到20℃,驾驶员手感温暖
有一定韧性的包覆层制作而成。常用的方向盘骨架是由碳钢、
镁铝合金、硬质塑料等通过冲压、焊接、压铸、注射成形等方
法制成,包覆层则常用聚氨酯、聚丙烯、木材等通过注射成
3.5可吹出空调风的方向盘
形、镶嵌等方式包覆在金属骨架上,而皮革作为大多数中高档
有专门设计的方向盘带空调风的通风管和出风口,空调风
汽车的表面材料往往又因代表了一辆车的品味被广