舍弗勒推出適用于電動汽車轉向系統的新型鐘擺軸承
2019-02-22
機電一體式轉向系統已經成為現代汽車上不可或缺的一項技術，因為此類系統不僅可以降低油耗，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，許多消費者已經開始使用全自動泊車輔助系統。不過，在車輛轉向過程中，轉向齒輪可能會發出令人不適的噪音，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。
全球范圍內共有四種電動助力轉向系統
今天，全球范圍內的汽車電動助力轉向系統可以分為四種。在齒條式電動助力轉向系統中，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。在該轉向系統中，電機通過皮帶驅動滾珠絲杠單元。滾珠絲杠驅動單元的主軸與齒條直接相連。舍弗勒研發和生產一系列滾珠絲杠驅動產品，用于此類轉向系統中。
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，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實現，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，此類轉向系統稱為雙小齒輪式電動助力轉向（EPSdp）。總的來說，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，還要能夠抵消系統中產生的噪音。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，使軸承發生傾斜，采用傳統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，舍弗勒開發了創新的鐘擺軸承，采用了特殊弧度的調心外圈。得益于新的設計，軸承內圈能夠自動傾斜，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，渦桿可以從徑向實現預緊，這樣渦桿和渦輪之間就不會產生間隙。采用這種方式可以減少轉向中常常出現的“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：適用于電動汽車的解決方案
今天的消費者已經習慣于享受靜謐舒適的車內環境，在車輛操控及泊車時因助力轉向的使用產生的噪音會引起消費者極度不適。尤其在自動泊車過程中，當車輛連續快速轉向時，或者當車輛本身為電動汽車時，這種現象更為明顯，因為電動汽車沒有發動機噪音，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展所做的努力——不僅包括復雜的電驅動系統，還體現在產品設計的細微之處。