舍弗勒推出適用于電動汽車轉向系統(tǒng)的新型鐘擺軸承
2019-02-22
機電一體式轉向系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車上不可或缺的一項技術，因為此類系統(tǒng)不僅可以降低油耗，還有助于提升駕駛舒適性。消費者都希望車輛能夠擁有平順的轉向性能，尤其在轉向操控或泊車時。目前，許多消費者已經(jīng)開始使用全自動泊車輔助系統(tǒng)。不過，在車輛轉向過程中，轉向齒輪可能會發(fā)出令人不適的噪音，尤其在電動汽車上更加明顯。舍弗勒推出了新型鐘擺軸承來解決這一問題。
全球范圍內(nèi)共有四種電動助力轉向系統(tǒng)
今天，全球范圍內(nèi)的汽車電動助力轉向系統(tǒng)可以分為四種。在齒條式電動助力轉向系統(tǒng)中，電機軸與齒條軸采取平行結構，這種布置通常應用于重型車輛、SUV和小型卡車上，可以提供最大的轉向扭矩助力。在該轉向系統(tǒng)中，電機通過皮帶驅(qū)動滾珠絲杠單元。滾珠絲杠驅(qū)動單元的主軸與齒條直接相連。舍弗勒研發(fā)和生產(chǎn)一系列滾珠絲杠驅(qū)動產(chǎn)品，用于此類轉向系統(tǒng)中。
在小型及輕型車輛上，電動助力轉向通過轉向管柱助力實現(xiàn)，稱為管柱式電動助力轉向（EPSc）。在中型及重型車輛上，電動助力轉向通過齒條上的助力系統(tǒng)實現(xiàn)，直接作用于機械式轉向機構的小齒輪上，稱為小齒輪式電動助力轉向（EPSsp）。在這種應用中，還可以在齒條上增加一個電動齒輪裝置，通過兩個小齒輪將轉向扭矩傳遞給齒條，此類轉向系統(tǒng)稱為雙小齒輪式電動助力轉向（EPSdp）�？偟膩碚f，電機提供的助力通過渦輪渦桿機構將轉向扭矩要么直接傳遞給轉向管柱上的轉向軸（EPSc），要么直接傳遞給轉向齒條（EPSsp及ESPdp）。
新型鐘擺軸承有助于降低摩擦和噪音
對采用渦輪渦桿機構的轉向系統(tǒng)來說，轉向軸承必須同時滿足多個特殊要求。首先，由于起到定位軸承的作用，負責支撐渦桿，必須能夠承受來自軸向和徑向兩個方向的載荷；其次，還要能夠抵消系統(tǒng)中產(chǎn)生的噪音。這是因為，渦桿通過螺旋齒將電機扭矩傳遞給渦輪，造成渦桿垂直方向的運動，使軸承發(fā)生傾斜，采用傳統(tǒng)球軸承在這種情況下常常會導致噪音和摩擦扭矩的增加，從而影響齒輪單元的性能。
針對這一情況，舍弗勒開發(fā)了創(chuàng)新的鐘擺軸承，采用了特殊弧度的調(diào)心外圈。得益于新的設計，軸承內(nèi)圈能夠自動傾斜，從而對渦桿的旋轉角度進行補償，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。這一設計還有一個好處是，渦桿可以從徑向?qū)崿F(xiàn)預緊，這樣渦桿和渦輪之間就不會產(chǎn)生間隙。采用這種方式可以減少轉向中常常出現(xiàn)的“咔嗒”聲——當車輛行駛方向改變，渦桿的旋轉方向隨之改變時，反向齒面嚙合時發(fā)出的噪音。新型鐘擺軸承的旋轉運動還可以對軸承座中的安裝誤差提供補償。
追求細節(jié)：適用于電動汽車的解決方案
今天的消費者已經(jīng)習慣于享受靜謐舒適的車內(nèi)環(huán)境，在車輛操控及泊車時因助力轉向的使用產(chǎn)生的噪音會引起消費者極度不適。尤其在自動泊車過程中，當車輛連續(xù)快速轉向時，或者當車輛本身為電動汽車時，這種現(xiàn)象更為明顯，因為電動汽車沒有發(fā)動機噪音，無法掩蓋掉其他噪音或振動。通過這款軸承，舍弗勒再次展示了其致力于推動電動汽車普及發(fā)展所做的努力——不僅包括復雜的電驅(qū)動系統(tǒng)，還體現(xiàn)在產(chǎn)品設計的細微之處。