方向盘设计指南
1、简要说明
方向盘是用来控制车辆行驶方向，对车辆和人员的安全起关键作用，所以方向盘是安全件。
方向盘骨架目前一般采用镁铝合金，重量轻，性能指标好；但是价格较贵。现在也有采用钢骨架的方向盘。本体主要有发泡，外包真皮及镶嵌桃木。
一般方向盘有两种形式：带气囊的方向盘和不带气囊的方向盘，两者之间的区别在方向盘的底部，不带气囊的方向盘比带气囊的方向盘多一个拨叉的结构。
拨叉是实现转向灯回位的功能的，例如：当向左转弯时，首先向下拨动转向灯开关，这时组合开关里面的回位块会移动到相应位置，方向盘逆时针转动。当方向盘回转时，拨叉拨动回位块，使转向灯开关回位。
带气囊的方向盘没有这种结构，这种方向盘是通过在本体下部加装一个时钟弹簧来实现转向灯回位的功能（时钟弹簧上有拨叉）。
方向盘上的喇叭有两种形式：浮动式和按键式。
2、设计构想（思想、理念）
方向盘是正对驾驶员的一个大件，和它配合的件主要有转向管柱，组合开关，在设计初期对边界的确认非常重要，另外因方向盘是一个外观件，其表面的颜纹理需与整车内饰的风格相匹配，其开发流程一般如下：造型－A面设计－结构设计－模具开发－样件匹配。
在产品开发初期，一般先做快速成型件来确认造型和外观，在尺寸匹配确认后，再开金属模具。
2.1 人机工程分析
当汽车受到正面撞击的时候，转向盘向后窜动，以及转向盘遭受撞击时吸收能量的要求。
整备车辆以48.3——53.1km/h之间的速度正面撞击障碍壁时，转向管柱和转向轴的上端允许沿着汽车纵向中心线的水平方向向后窜动，不大于127mm(在动态下测量)。
人体模块以24.1——25.3km/h的速度水平撞击转向盘时，作用在转向盘上的水平力不大于11
123N。（详见GB 11557-1998）。
2.2 间隙、台阶、公差分析
1、方向盘、时钟弹簧、组合开关护罩、转向柱的配合关系如图
方向盘与DAB模块、时钟弹簧、组合开关护罩的配合，方向盘下护罩底面与时钟弹簧上表面保持5mm间隙，且时钟弹簧上表面与组合开关的上表面最好同一平面或者时钟弹簧上表面底也可以。
2、方向盘与喇叭盖间隙
方向盘与喇叭盖间隙经验值为1.0±0.5。
3、拨叉和组合开关回位块的配合
一般要求组合开关回位块的最内侧和拨叉的内侧面到转向管柱中心的距离一致。
2.3 制造工艺可行性（要求供应商确认）
主要是确认脱模角度。
工艺方法：发泡成型；具体的优缺点（模具材料的选择），主要从成本和产品满足的要求进行分析。
2.4 装配工艺可行性（要求装配工艺人员确认）
工艺方法：确定顶方向盘和周边件的装配顺序，分析对装配质量带来的影响，并提出建议。
2.5 紧固方式
方向盘一般根据转向管柱上端的直径选用紧固件，由一个螺母紧固在转向管柱上。
2.6 风险分析
1、方向盘的花键套和转向管柱的花键配合面不够，导致方向盘下沉，方向盘的花键套变形；
2、向盘骨架断裂影响行车安全，可能的原因有骨架浇注有气孔，模具缺少排气孔。
2.7 主要性能要求 
外观颜  应均匀一致，并符合板或初始认可的样件状态要求。
表面花纹处理  花纹纹理应清晰、均匀，并符合纹理样板或初始认可的样件状态要求。
表面无飞边、无残留物、无尖棱、无毛刺、无脱模划伤等。
表面不允许有气孔、脱皮、划伤、拉毛、眩目或反光等现象，无夹杂物及凹陷等缺陷存在。
序号
项 目
性 能 要 求
1
邵氏硬度A
原始状态：60±10；热时效后 相对原始状态≤3；潮湿热时效后，相对原始状态≤3
2
泡沫层拉断延伸率
原始状态：≥100%；热时效后：≥100%；潮湿热时效后：≥100%
3
温度变化稳定性
不允许出现裂纹和颜及外表的改变
4
耐汗液性能
不允许形成气泡和改变颜
5
耐磨损性能
不允许出现褪以及表面呈现明显的改变
6
耐光老化性能
灰度等级为5级（若图纸有要求，则按图纸）
7
燃烧性能
燃烧速度≤75mm/min
8
气味性
气味等级≤3.5级（若图纸有要求，则按图纸）
9
冲击试验
方向盘任何部分及骨架均无破坏，允许变形
10
抗扭强度
弹性变形≤3°，永久变形≤0.5°，不得被破坏
11
变形元件的变形力
允许最大变形力见各变形元件的图纸要求
12
断裂试验
连接部分和幅条不允许断裂，允许变形
13
轮毂强度
试验过程中不许出现裂纹
14
共振特性
轮毂表皮、金属骨架均无断裂和裂缝
15
弹性
弹性变形≤50mm，塑性变形≤1.5mm
16
固有频率下的耐久强度
骨架无裂纹
17
扭转疲劳强度
轮圈、轮幅及轮毂均无断裂或裂缝
18
正弦波形载荷
不许因破坏而影响其功能
19
电气零件试验
在试验中以及试验后，其功能必须仍能得到保证
汽车方向盘套
20
通电试验
通电灵敏，按压灵活
13、方向盘的结构及材料类型
2方向盘的骨架：钢骨架，镁铝合金骨架
3本体一般采用PU发泡，较先进的方向盘采用全桃木本体，骨架采用镁铝合金。
44、失效模式
4.1 性能失效：如表面变、花键套磨损、方向盘下沉等；
4.2 尺寸失效，主要是和周边件的配合不好。
5、方向盘的发展趋势
应用在方向盘上的新技术：
①在方向盘的上半部分设置了6个按钮，可操作雨刷及车灯等装置，此外还在方向盘的里侧配备了两个选项旋钮。
高级方向盘控制界面
在方向盘表面设有六个功能选择按钮，此外，左右还配有两个确定按钮。另外，方向盘还内置有显示器。“Ride & Drive”的主要活动是进行试乘，此次只展出了与该技术有关的试制品。
该控制界面的特点是：通过在方向盘上集成具有不同功能的按钮，可防止进行各种操作时影
响驾驶，此外，通过配合使用选项旋钮减少了开关的数量。而且，还可根据用户要求定制按开关时的功能。展示中，六个按钮从左侧开始按音响、温度调节、手机、导航、雨刷及车灯排列，可轮番切换及追加功能。“即使是第一次使用的用户也可在1分钟内学会操作”，具有在操作上容易适应的优点。
方向盘里侧设有两个选项旋钮
②仅仅方向盘外环转动而转向柱中心不动的方向盘
因为方向柱中央置有安全气囊，如果转向柱不动则可以让气囊一直在最佳的位置。
③可加热制冷的方向盘
在方向盘的表皮下面增加可制热制冷的金属丝。