乘用车转向管柱及传动轴总成技术浅述
汽车转向管柱设计概述
汽车转向管柱设计概述转向系统是汽车底盘的重要系统之一，其中转向管柱是转向系统的重要部件，使驾驶员作用在转向盘上的力矩通过管柱、转向机、转向横拉杆等部件转化为车轮的运动，实现车辆转向的目的。
目前转向管柱的主要形式有液压助力、电动助力。
文章主要介绍转向系统中的转向管柱开发策略，根据不同车型特点，提出在开发过程中应注意的事项。
标签：转向系统；转向管柱；液压助力；电动助力前言转向管柱是车辆转向系统中的重要部件。
它的主要作用是通过驾驶员作用在方向盘上的扭矩，使方向盘的转动通过转向管柱及转向机、横拉杆、万向节等部件转化为车轮转动，实现车辆转向。
随着安全性的要求逐步提升，转向管柱还要承担二次碰撞中溃缩和能量吸收作用，以保护乘员的安全。
文章主要介绍转向系统中的转向管柱开发策略，提出了转向管柱特点及应注意的事项。
1 转向管柱开发的方向现代转向管柱集功能与节能环保为一体。
随着技术的不断发展，电动助力转向EPS日趋成熟，分为转向管柱式电动助力、齿轮轴式电动助力及齿条轴式电动助力。
其中带有助力电机的转向管柱式电动转向模式己经被逐步应用，该种方式是将助力电机安装在转向管柱上，电机的助力和驾驶员操纵力矩通过中间轴作用在转向机小齿上。
其最大优点是电机、ECU、减速机构等都安装在驾驶舱内，部件的工作环境较好。
但由于所有助力都将通过转向管柱传递到转向小齿轮和齿条上，转向管柱自身的受力较大，导致其助力的大小受到限制。
2 转向管柱的功能特征在确定开发方向采用机械式转向管柱后，需要确定管柱需实现的功能。
逆向设计不但可以减短开发周期，而且可以借鉴一些成熟的经验。
所以根据车型转向管柱布置硬点，通过借鉴市场上己有的成熟的结构进行开发。
在管柱开发中，针对多款竞争车型的产品进行样件分析，给出了分析报告，以全面了解转向管柱所应具有的功能（如表1所示）。
对标杆车型管柱对比分析，调节方式有手动调节和电动调节。
电动调节开发周期长，费用高。
轴向调节范围多在±25mm范围，角度调节在±30mm范围。
浅谈汽车转向管柱总成的功能分析
量生产时往往是多个产品连续生产，要求工 艺参数相近，以保证最大的生产效率。
现考虑在回火时间一定的情况下，回火 温度与硬度的关系，从而通过实验找出最佳 温度控制参数。
通过查阅金属学及热处理[1]可知，65Mn 钢在460—500℃温度区间回火时，材料对回 火温度和保温时间比较敏感，回火温度偏高 或保温时间过长时可导致工件硬度大幅度降 低，图2为65Mn回火硬度曲线。
图 2 硬度随回火温度的变化
HRC 50 48 46 44 42 40 38 36 34
340 360 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560
T/℃
65Mn 等温转变曲线：
3 结论
HRC 800 A3
700 A1 A
600
500
A+F+C
A+F P+F
400
300
1 普通式转向管柱
普通式转向管柱一般由：转向轴、开关 固定板、方向锁套、深沟球轴承、管柱支 架、定位支架、固定座、防尘罩、万向节叉 组成、传动轴、套管等组成。如图1所示。
（1）转向轴是驾驶员作用于转向盘的转 向操纵力矩传给转向器的传力轴，它的上部 与转向盘固定连接，下部与转向器连接。
（2）开关固定板是固定汽车开关的位置。 （3）方向锁套是固定汽车锁的位置。 （4）管柱支架与固定座是固定整个管柱 在汽车上的位置。 （5）转向轴与套管的连接是通过深沟球 轴承、滚针轴承的支撑实现转向轴在套管内 转动。 （6）防尘罩防止灰尘进到转向器中。 （7）万向节叉是实现变角度动力传递 的机 件 ， 用 于 需 要 改 变 传 动 轴 线 方 向 的 位 置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的 关节部件。
转向管柱总成百科
转向管柱总成百科汽车转向管柱总成，包括上柱管、下柱管、上转向轴、下转向轴、上安装支架和下安装支架，下柱管的上端部套接在上柱管的下端部内，上转向轴设置在上柱管内，下转向轴设置在下柱管内，上转向轴和下转向轴通过花键连接，上安装支架与上柱管的中部焊接在一起，下安装支架与下柱管焊接在一起，下转向轴为两端直径大，中部直径小的柱状结构，在下转向轴中部直径小的轴端沿轴向和周向焊接若干金属弹片，弹片的周向高出下转向轴两端大直径部分，下转向轴两端大直径部分均设置有花键槽。
不仅转向管柱吸能效果好，而且溃缩后还能继续转向，安装支架还能在碰撞后够吸收部分能量。
目录• 1. 转向管柱总成分类• 2. 汽车转向管柱总成组成• 3. 转向管柱总成异响1转向管柱总成分类汽车转向管柱及传动轴总成是安装在方向盘与转向器之间的连接部件。
主要用于控制汽车行进方向、传递扭矩、吸收汽车撞击时的能量。
为满足驾驶者舒适度要求，转向管柱上下及前后方向可以调节，与点火锁安装连接后，可以实现汽车的防盗锁车功能。
根据产品工作原理可分为：机械式和电动助力式转向管柱两种。
按照结构型式可分为：普通式、溃缩吸能式、机械可调倾角式及电动可调升降式。
2汽车转向管柱总成组成汽车转向系统分为两大类：机械转向系统和动力转向系统。
其中基本的机械转向系以驾驶员的体力作为转向能源，其中所有传力件都是机械的。
机械转向系由转向操纵机构、转向器和转向传动机构三大部分组成。
3转向管柱总成异响转向泵异响主要原因可能是由于整个转向系统内部清洁度差及泵在过度疲劳的情况下运转及系统之间的匹配等问题。
在排除故障前，应首先检查整个转向系统的清洁度。
故障原因分析：（1）油杯油面过低，系统有漏油或动力转向系统中有空气。
（2）油杯内的滤芯脏造成转向泵吸油不良。
（3）转向系统内部清洁度差，造成内部零件过度磨损。
（4）油管在有堵塞、弯折或产生共振及进出油不畅现象。
（5）转向系统因过度负荷运转，造成转向泵内部的定、转子过度磨损，从而造成泵内的油液不规则运动从而产生异响声。
轿车转向管柱总成技术规范
轿车转向管柱总成技术规范前言轿车转向管柱总成技术规范1 范围本标准规定了转向管柱总成试验项目、试验样品、损坏判定、试验条件、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB 11557 防止汽车转向机构对驾驶员伤害的规定3 试验项目3.1 转向柱和转向轴的静扭强度试验3.2 转向下柱静扭试验3.3 静扭疲劳寿命试验3.4 万向节轴承挤压拉拨力试验3.5 管柱转动力矩试验3.6 管柱总成间隙试验3.7 可调式转向管柱的角度和高度调整范围试验3.8 转向管柱轴向自由间隙3.9 万向节十字轴的轴向间隙试验3.10 车锁锁止试验3.11 万向节最大工作角度试验3.12 万向节最大转动间隙试验3.13 万向节摆动力矩试验3.14 转向管柱总成锁定试验3.15 转向管柱壳体的吸能性能试验（不适用于伸缩式转向管柱）3.16 上转向传动轴的吸能性能试验（不适用于伸缩式转向管柱）3.17 下转向传动轴的吸能性能试验3.18 胸块发射试验4 试验样品试验样品应按照规定程序批准的图样和技术文件制造，其材料、尺寸、热处理及装配状态应符合图样和技术文件规定。
每项试验样品数量不少于3件。
5 损坏的判定5.1 总成的零件表面出现可见裂纹。
5.2 总成运动不灵活，不能继续使用。
6 技术要求6.1 转向管柱和转向轴的静扭强度试验：经过7.1.1.1试验, 转向柱和转向轴不允许有裂纹、脱焊。
总成不允许出现转动不灵活现象；6.2 转向下柱静扭试验：经过7.1.1.2试验, 转向下柱不得出现裂纹、脱焊或转动不灵现象；6.3 静扭疲劳寿命试验：经过7.1.2.1试验,总成不允许出现裂纹及转动不灵活现象；6.4 万向节轴承的压出力试验：经过7.1.2.2试验,测出的轴承的压出力不应小于2kN；6.5 转向管柱转动力矩试验：在7.2.1试验中，转向轴转动必须平顺、安静，转动力矩应小于0.2N.m ～0.3N.m；6.6 转向管柱总成间隙试验：经过7.2.2试验,总成扭转角度不大于30′；6.7 可调式转向管柱的角度和高度调整范围试验：经过7.2.3试验，调整角度和高度符合转向管柱图纸要求；转向管柱在进行伸缩调节时，拉伸力和压入力应小于100N；伸缩调节和角度调节应顺畅，无卡滞感；在任何位置锁止调节手柄后，在轴向和垂向施加500N力作用下，应能可靠地保持在该位置。
浅谈汽车转向管柱总成的功能分析
浅谈汽车转向管柱总成的功能分析作者：王静来源：《时代汽车》2017年第01期摘要：本文主要介绍了汽车转向管柱总成的结构组成及各部分功能分析。
关键词：转向管柱；万向节叉；传动轴汽车向管柱及传动轴总成是安装在方向盘与转向器之间的连接部件。
主要用于控制汽车行进方向、传递扭矩、吸收汽车撞击时的能量。
为满足驾驶者舒适度要求，转向管柱上下及前后方向可以调节，与点火锁安装连接后，可以实现汽车的防盗锁车功能。
按照结构型式可分为：普通式、可调倾角式、溃缩吸能式。
最常见机械式转向管柱的基本形式：1 普通式转向管柱普通式转向管柱一般由：转向轴、开关固定板、方向锁套、深沟球轴承、管柱支架、定位支架、固定座、防尘罩、万向节叉组成、传动轴、套管等组成。
如图1所示。
（1）转向轴是驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部与转向器连接。
（2）开关固定板是固定汽车开关的位置。
（3）方向锁套是固定汽车锁的位置。
（4）管柱支架与固定座是固定整个管柱在汽车上的位置。
（5）转向轴与套管的连接是通过深沟球轴承、滚针轴承的支撑实现转向轴在套管内转动。
（6）防尘罩防止灰尘进到转向器中。
（7）万向节叉是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的关节部件。
2 可调倾角式转向管柱可调倾角式转向管柱是根据每个驾驶员身材的不同，如高矮胖瘦使方向盘可以沿汽车前进方向进行上下、前后四个档位的变换。
此外驾驶员在长时间保持一种姿态驾驶时，容易感到疲劳，可根据实际情况改变方向盘的角度，调整坐姿达到缓解疲劳的效果。
可调倾角式转向管柱一般由：转向轴、柱管、锁止手柄、传动轴、万向节叉组成、手柄紧固螺栓、扭簧、锁紧螺母、上端紧固螺栓、定位支架、拉簧、限位板、定位滑块等组成。
如图2所示。
（1）柱管在可调倾角式转向管柱起着关键性作用，既可以固定汽车开关及汽车锁的位置，又可以使柱管在定位支架里上下滑动，滑动范围为70mm左右，实现上下两档变换。
汽车管柱式电动助力转向器浅析
汽车管柱式电动助力转向器浅析作者：文/何永昌来源：《时代汽车》 2016年第3期何永昌同济大学汽车学院上海市201804摘要：本人介绍了汽车电动助力转向系统的发展现状，市场现状，重点介绍了管柱式电动助力转向器的发展情况，结构，及各部件的功能。
关键词：转向系统；电动助力转向器；转向器结构1转向系统发展概述汽车转向系统的发展经历了以下阶段：机械式转向系统（简称MS）——传统的液压助力式转向系统（简称HPS）——电液助力式转向系统(简称EHPS) -电动助力式转向系统（简称EPS）。
在上面四种类型的转向系统中，转向操纵机构和传动机构基本没有大的变化，而转向器的结构都不相同，转向系统的发展基本集中在转向器上。
传统的HPS由于转向助力受液压泵和本身机械特性的限制，提供的助力和效率难以实现突破，一旦零件加工完成，产品的助力特性就已经确定好了，在低速时无法提供较大的助力，而在高速通常助力要求非常小以保持车辆的行驶稳定性，且液压系统时刻需要消耗能量以维持随时转向所需的高压助力，而EPS摒弃了传统的转向助力泵、转向助力油管、转向助力液等，仅在需要转向提供动能，具有良好的操控性及行驶稳定性。
而在未来汽车智能化，甚至无人驾驶的发展趋势下，具有无需依赖传统发动机动力，能够自动转向的EPS将全面替代传统的HPS和EHPS。
2 EPS简介EPS在日本最先获得实际应用，它将最新的电机技术和高性能的电子控制技术应用于汽车转向系统，从而显著改善汽车转向的动态和静态特性，大大提高了车辆行驶中驾驶员的舒适性和安全性。
同时随着人们环保节能意识的增强，减少能量消耗和环境污染已成为各大汽车公司开发和研究的主流，在这方面具有绝对优势的电动助力转向技术也得到迅速发展。
从研究中可以看到，在综合路面的试验中，电动助力转向系统消耗的能量仅是传统的液压助力式转向系统的十分之一，因而装配电动助力转向系统的汽车在油耗，环保等方面具有很大的优势。
EPS根据机械结构差异，还有助力作用的位置不同，可分为：管柱式电动转向器( C-EPS)、齿轮式电动转向器(P-EPS)、平行轴式电动转向器( RP-EPS)。
浅谈汽车转向管柱总成的功能分析
浅谈汽车转向管柱总成的功能分析作者：王静来源：《时代汽车》 2017年第1期王静北方重工集团有限公司汽车转向系统分公司辽宁省沈阳市110141摘要：本文主要介绍了汽车转向管柱总成的结构组成及各部分功能分析。
关键词：转向管柱；万向节叉；传动轴汽车向管柱及传动轴总成是安装在方向盘与转向器之间的连接部件。
主要用于控制汽车行进方向、传递扭矩、吸收汽车撞击时的能量。
为满足驾驶者舒适度要求，转向管柱上下及前后方向可以调节，与点火锁安装连接后，可以实现汽车的防盗锁车功能。
按照结构型式可分为：普通式、可调倾角式、溃缩吸能式。
最常见机械式转向管柱的基本形式：1 普通式转向管柱普通式转向管柱一般由：转向轴、开关固定板、方向锁套、深沟球轴承、管柱支架、定位支架、固定座、防尘罩、万向节叉组成、传动轴、套管等组成。
如图1所示。
（1）转向轴是驾驶员作用于转向盘的转向操纵力矩传给转向器的传力轴，它的上部与转向盘固定连接，下部与转向器连接。
（2）开关固定板是固定汽车开关的位置。
（3）方向锁套是固定汽车锁的位置。
（4）管柱支架与固定座是固定整个管柱在汽车上的位置。
（5）转向轴与套管的连接是通过深沟球轴承、滚针轴承的支撑实现转向轴在套管内转动。
（6）防尘罩防止灰尘进到转向器中。
（7）万向节叉是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，它是汽车驱动系统的万向传动装置的关节部件。
2 可调倾角式转向管柱可调倾角式转向管柱是根据每个驾驶员身材的不同，如高矮胖瘦使方向盘可以沿汽车前进方向进行上下、前后四个档位的变换。
此外驾驶员在长时间保持一种姿态驾驶时,容易感到疲劳，可根据实际情况改变方向盘的角度,调整坐姿达到缓解疲劳的效果。
可调倾角式转向管柱一般由：转向轴、柱管、锁止手柄、传动轴、万向节叉组成、手柄紧固螺栓、扭簧、锁紧螺母、上端紧固螺栓、定位支架、拉簧、限位板、定位滑块等组成。
如图2所示。
（1）柱管在可调倾角式转向管柱起着关键性作用，既可以固定汽车开关及汽车锁的位置，又可以使柱管在定位支架里上下滑动，滑动范围为70mm左右，实现上下两档变换。
乘用车转向管柱及传动轴总成技术浅述
乘用车转向管柱及传动轴总成技术浅述摘要本文主要介绍了转向管柱的伸缩结构、倾角锁紧机构、吸能功能、倾角调节功能。
关键词转向管柱；转向轴组成；套管组成转向管柱是连接方向盘和转向器的传动元件，是汽车转向系统的核心部件。
主要用于控制汽车行进方向、传递扭矩、吸收汽车撞击时的能量。
1 性能要求转向管柱除具备上述基本功能外，还具有可调节方向盘的位置和防撞击并吸收部分有害撞击能量的功能，以起到适应驾驶员的操作习惯，并在汽车车发生正面碰撞时，能随汽车变形区域沿车体纵向同步阻尼收缩，使方向盘不向汽车乘员空间发生位移，避免侵入乘员空间，吸收部分撞击能量，降低驾乘人员受伤害的程度，使安全气囊有打开空间的作用。
管柱总成还具有一定的刚度，以保证车辆在正常行驶时驾驶人员有和使用原型转向管柱相同的“路感”。
要达到上述要求，一般乘用车转向管柱在方案设计时应达到下述性能：（1）管柱应能可靠地支撑、固定方向盘，有效传递驾驶人员通过方向盘施加的扭矩驱动方向机工作，以起到控制汽车行驶方向的作用。
（2）管柱自身摩擦扭矩值应在汽车行业规定的范围内。
（3）管柱方向盘端的位置，应能轻松地在一定范围内前后调节，调节结束后，应能方便、快速、有效地锁定管柱，使其不得有丝毫松动。
（4）管柱安装位置处于车体变形区，当车体变形，安装位置产生位移时，为使管柱不随变形车体发生位移，应有脱开装置使管柱和车体分离。
2 方案设计鉴于上述分析，一般乘用车转向管柱总成方案设计如图 1 所示，主要由上转向轴组成、套管组成、倾角锁紧机构、中间轴组成、上支架组成、下支架组成和传动轴组成七部分组成。
转向轴组成通过花键+锥面配合结构与方向盘连接，转向轴可以传递扭矩（转向启动力矩小于0.3Nm），其上焊接的方向锁套还担负锁车功能；中间轴组成设计成花键轴和花键套滑动配合结构，中间轴组成上还装有轴承架，轴承架与车身前围板连接；传动轴组成通过万向节叉上的花键与转向机连接。
套管组成是连接轴系与车体的纽带，套管组成主体是由套管（内部铆轴承）与两个冲压件焊接组成，内部通过轴承与轴系连接，外部安装有上、下支架组成。
转向管柱带中间轴总成设计指南
转向管柱带中间轴总成设计指南底盘部图1 转向管柱带中间轴总成示意图1.概述转向管柱带中间轴总成是连接转向盘与转向机的传动机构。
它基本上有两部分组成：一部分是转向管柱总成，另一部分是中间轴总成。
它的作用是将作用在转向盘上的手力传递给转向机，并将转向轮受到的力和冲击回传到转向盘使驾驶员能够感知路面情况，对汽车采取正确的操控。
转向管柱上一般固定有方向盘、时钟弹簧、组合开关、点火开关以及组合开关护罩等件，所以设计时要做好各件配合部分的尺寸链计算。
从结构方面可以分为可调转向管柱和不可调转向管柱，可调转向管柱一般分角度可调、高度可调以及角度和高度均可调三种。
2.转向管柱带中间轴总成的布置要求2.1空间角度要求整车布置时考虑到人机工程以及为了避免与其他件干涉，转向管柱与中间轴总成布置时存在空间角度，即转向芯轴中心线、中间轴中心线、转向机输入轴中心线形成的空间角度，它们形成的夹角影响力矩波动和传动效率。
转向芯轴中心线与中间轴中心线形成的角度为β1中间轴中心线与转向机输入轴中心线形成的角度为β2（如图2所示）对于多段式空间布置的传动轴形式，我们首先考虑相邻三段轴的计算，按照下列公式可求得相邻三段的等效夹角：βe2 ＝（（β12-β22⨯cos 2（2（ψα+）））2+β24⨯sin 4（2（ψα+）））211β―――输入轴（转向芯轴）与中间轴夹角 2β―――中间轴与输出轴（转向机输入轴）夹角α―――输入轴（转向芯轴）和中间轴所在平面与中间轴和输出轴（转向机输入轴）所在平面的夹角ψ―――中间轴相位角e β―――等效夹角为了达到最佳的传动性能，等效夹角βe 应尽可能小，从上式可以看出，当α+ψ＝0时，等效夹角βe 取得最小值(β12 - β22 )1/2，也即是说ψ＝－α为中间轴下端连接叉的最佳相位角，在把传动轴调整到最佳相位角的基础上，三段式的传动轴可以简化成下式计算：e β= (|β12-β22|)21a.对传动效率的影响 为了获得较高的传动效率，要求1β、2β锐角小于等于030，此角度越小越好。
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乘用车转向管柱及传动轴总成技术浅述
作者：高健王静
来源：《科学与信息化》2017年第02期
摘要本文主要介绍了转向管柱的伸缩结构、倾角锁紧机构、吸能功能、倾角调节功能。
关键词转向管柱；转向轴组成；套管组成
转向管柱是连接方向盘和转向器的传动元件，是汽车转向系统的核心部件。
主要用于控制汽车行进方向、传递扭矩、吸收汽车撞击时的能量。
1 性能要求
转向管柱除具备上述基本功能外，还具有可调节方向盘的位置和防撞击并吸收部分有害撞击能量的功能，以起到适应驾驶员的操作习惯，并在汽车车发生正面碰撞时，能随汽车变形区域沿车体纵向同步阻尼收缩，使方向盘不向汽车乘员空间发生位移，避免侵入乘员空间，吸收部分撞击能量，降低驾乘人员受伤害的程度，使安全气囊有打开空间的作用。
管柱总成还具有一定的刚度，以保证车辆在正常行驶时驾驶人员有和使用原型转向管柱相同的“路感”。
要达到上述要求，一般乘用车转向管柱在方案设计时应达到下述性能：
（1）管柱应能可靠地支撑、固定方向盘，有效传递驾驶人员通过方向盘施加的扭矩驱动方向机工作，以起到控制汽车行驶方向的作用。
（2）管柱自身摩擦扭矩值应在汽车行业规定的范围内。
（3）管柱方向盘端的位置，应能轻松地在一定范围内前后调节，调节结束后，应能方便、快速、有效地锁定管柱，使其不得有丝毫松动。
（4）管柱安装位置处于车体变形区，当车体变形，安装位置产生位移时，为使管柱不随变形车体发生位移，应有脱开装置使管柱和车体分离。
2 方案设计
鉴于上述分析，一般乘用车转向管柱总成方案设计如图1 所示，主要由上转向轴组成、套管组成、倾角锁紧机构、中间轴组成、上支架组成、下支架组成和传动轴组成七部分组成。
转向轴组成通过花键+锥面配合结构与方向盘连接，转向轴可以传递扭矩（转向启动力矩小于0.3Nm），其上焊接的方向锁套还担负锁车功能；中间轴组成设计成花键轴和花键套滑动配合结构，中间轴组成上还装有轴承架，轴承架与车身前围板连接；传动轴组成通过万向节叉上的花键与转向机连接。
套管组成是连接轴系与车体的纽带，套管组成主体是由套管（内部铆
轴承）与两个冲压件焊接组成，内部通过轴承与轴系连接，外部安装有上、下支架组成。
上、下支架组成均为焊接件，对外通过螺栓安装在车身管梁上，对内，下支架组成通过芯轴固定在套管组成上；上支架组成通过倾角锁紧机构固定在套管组成上。
上转向轴组成与中间轴组成通过十字轴万向节铆压在一起，由于整车底盘较高，因此设计的管柱轴向较其他管柱长，为便于汽车厂安装，传动轴与中间轴组成设计成可拆卸的结构。
整车安装点分为三处：上、下支架组成两处安装点与车体管梁相连接。
由于整车安装匹配误差较大，所以在设计管柱时要考虑总体安装调整调整量，上支架处安装孔设计成腰形长孔，下支架处安装孔为圆孔，单边留出0.5mm余量。
3 结构特点
3.1 伸缩结构
中间轴组成的结构是可以伸缩滑动的，轴与轴套连接处为18齿花键，二者不是直接金属接触，轴套上内花键是直接在管内加工出来的，关键点在轴上，轴上花键外表注塑一层尼龙。
尼龙花键既可传递扭矩，又能减少振动和噪音，同时还可增加轴、套间的耐磨性，花键轴与花键套相对滑动距离设计为80mm，滑动力为20～110N。
考虑到尼龙花键由于时间过长或其他因素导致的老化、破裂而无法正常工作，传动轴花键在设计时，尼龙花键内部也设计成花键结构，且保证尼龙花键失效时，轴上金属部分花键仍可传递扭矩，这样，即使在突发情况下，也不会导致转向失灵。
3.2 倾角锁紧机构
可变倾角锁紧机构是一般乘用车转向管柱的重要组成结构之一，该转向管柱的可变倾角锁紧机构，采用锁紧螺栓夹紧式锁紧机构，依靠摩擦力达到倾角锁紧。
装配时要对锁紧螺母施加一预紧力，并利用两个凸轮旋转产生的高度差来达到松开、锁紧功能。
凸轮采用耐磨性高的粉末冶金制成，见图4所示。
工作时，里侧凸轮不动，外侧凸轮随倾角手柄一起旋转，凸轮上圆周的四处凸台为限位台，可防止过位操作。
4 功能分析
4.1 吸能功能
一般乘用车转向管柱带有吸能功能，吸能装置上支架与车体管梁安装处。
在上支架组成的两侧各嵌入一个零件（塞座），塞座和上支架上各有两个注塑孔，塞座和上支架装配后，在注塑孔中注入尼龙销作为塞座的剪切装置，塞座的剪切装置允许塞座在碰撞过程中能够从转向管柱上支架上脱离。
车辆发生碰撞时，由于惯性的作用使驾驶员向前倾，通过方向盘传递给转向管柱上支架向下运动的力，当力达到一定程度时塞座与支架间连接用尼龙销被剪断，支架带动
套管组成向远离驾驶员的方向脱落。
使塞座与支架产生脱落的力为880～1600N。
保证塞座与支架脱落的力的大小，是通过塞座与支架间的尼龙销的直径及尼龙销的数量来保证的。
4.2 倾角调节功能
倾角锁紧机构置于转向管柱右下侧，向下压手柄，锁紧螺母松开，两个凸轮相对旋转到最底端，调整好管柱的位置后，反方向抬起手柄，锁紧螺母锁紧。
其中锁紧角度为30°，锁紧轴向行程1.3 mm，手柄松开、锁紧操作力60～90 N，倾角调节操作力小于80 N，锁紧机构保持力大于600 N。
管柱以下支架连接芯轴为旋转中心，手柄倾角机构（倾角芯轴）带动套管组成绕旋转中心在上支架组成的弧形槽中滑动，旋转半径为232.5 mm，管柱可调节角度为±2°。
5 结束语
乘用车转向管柱集可调节方向盘的位置和防撞吸能两大功能为一体，顺应了汽车市场的驾驶舒适性和安全性要求。
为满足驾驶者舒适度要求，该转向管柱上下及前后方向可以调节，汽车发生正面碰撞时，沿车体纵向阻尼收缩，吸收部分撞击能量，缩短汽车正面碰撞时转向盘后移尺寸，降低了驾乘人员受伤害的程度，从而提高了汽车驾驶舒适性和被动安全性。