舍弗勒推出適用于電動汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的新型鐘擺軸承
2019-02-22
機電一體式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車上不可或缺的一項技術(shù)，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(zhuǎn)向性能，尤其在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向過程中，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)
今天，全球范圍內(nèi)的汽車電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為四種。在齒條式電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電機軸與齒條軸采取平行結(jié)構(gòu)，這種布置通常應(yīng)用于重型車輛、SUV和小型卡車上，可以提供最大的轉(zhuǎn)向扭矩助力。在該轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向系統(tǒng)中。
在小型及輕型車輛上，電動助力轉(zhuǎn)向通過轉(zhuǎn)向管柱助力實現(xiàn)，稱為管柱式電動助力轉(zhuǎn)向（EPSc）。在中型及重型車輛上，電動助力轉(zhuǎn)向通過齒條上的助力系統(tǒng)實現(xiàn)，直接作用于機械式轉(zhuǎn)向機構(gòu)的小齒輪上，稱為小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向（EPSsp）。在這種應(yīng)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(zhuǎn)向扭矩傳遞給齒條，此類轉(zhuǎn)向系統(tǒng)稱為雙小齒輪式電動助力轉(zhuǎn)向（EPSdp）。總的來說，電機提供的助力通過渦輪渦桿機構(gòu)將轉(zhuǎn)向扭矩要么直接傳遞給轉(zhuǎn)向管柱上的轉(zhuǎn)向軸（EPSc），要么直接傳遞給轉(zhuǎn)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(gòu)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來說，轉(zhuǎn)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(fù)責(zé)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(dǎo)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(shè)計，軸承內(nèi)圈能夠自動傾斜，從而對渦桿的旋轉(zhuǎn)角度進行補償，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。這一設(shè)計還有一個好處是，渦桿可以從徑向?qū)崿F(xiàn)預(yù)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(zhuǎn)向中常常出現(xiàn)的“咔嗒”聲——當(dāng)車輛行駛方向改變，渦桿的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)運動還可以對軸承座中的安裝誤差提供補償。
追求細(xì)節(jié)：適用于電動汽車的解決方案
今天的消費者已經(jīng)習(xí)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(zhuǎn)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(dāng)車輛連續(xù)快速轉(zhuǎn)向時，或者當(dāng)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(fù)雜的電驅(qū)動系統(tǒng)，還體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計的細(xì)微之處。