機(jī)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(xiàng)技術(shù)，因?yàn)榇祟愊到y(tǒng)不僅可以降低油耗，還有助于提升駕駛舒適性。消費(fèi)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(shí)。目前，許多消費(fèi)者已經(jīng)開(kāi)始使用全自動(dòng)泊車輔助系統(tǒng)。不過(guò)，在車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程中，轉(zhuǎn)向齒輪可能會(huì)發(fā)出令人不適的噪音，尤其在電動(dòng)汽車上更加明顯。舍弗勒推出了新型鐘擺軸承來(lái)解決這一問(wèn)題。
全球范圍內(nèi)共有四種電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
今天，全球范圍內(nèi)的汽車電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以分為四種。在齒條式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電機(jī)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，可以提供大的轉(zhuǎn)向扭矩助力。在該轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，電機(jī)通過(guò)皮帶驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠單元。滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)單元的主軸與齒條直接相NTN軸承連。舍弗勒研發(fā)和生產(chǎn)一系列滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)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(dòng)助力轉(zhuǎn)向通過(guò)轉(zhuǎn)向管柱助力實(shí)現(xiàn)，稱為管柱式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPSc)。在中型及重型車輛上，電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向通過(guò)齒條上的助力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，直接作用于機(jī)械式轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的小齒輪上，稱為小齒輪式電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPSsp)。在這種應(yīng)用中，還可以在齒條上增加一個(gè)電動(dòng)齒輪裝置，通過(guò)兩個(gè)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(dòng)助力轉(zhuǎn)向(EPSdp)?？偟膩?lái)說(shuō)，電機(jī)提供的助力通過(guò)渦輪蝸桿機(jī)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(duì)采用渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)向軸承必須同時(shí)滿足多個(gè)特殊要求。首先，由于起到定位軸承的作用，負(fù)責(zé)支撐蝸桿，必須能夠承受來(lái)自軸向和徑向兩個(gè)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?yàn)?，蝸桿通過(guò)螺旋齒將電機(jī)扭矩傳遞給渦輪，造成蝸桿垂直方向的運(yùn)動(dòng)，使軸NSK軸承承發(fā)生傾斜，采用傳統(tǒng)球軸承在這種情況下常常會(huì)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(duì)這一情況，舍弗勒開(kāi)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(jì)，軸承內(nèi)圈能夠自動(dòng)傾斜，從而對(duì)蝸桿的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行補(bǔ)償，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。這一設(shè)計(jì)還有一個(gè)好處是，蝸桿可以從徑向?qū)崿F(xiàn)FAG軸承預(yù)緊，這樣蝸桿和渦輪之間就不會(huì)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，蝸桿的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變時(shí)，反向齒面嚙合時(shí)發(fā)出的噪音。新型鐘擺軸承的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)還可以對(duì)軸承座中的安裝誤差提供補(bǔ)償。
追求細(xì)節(jié)：適用于電動(dòng)汽車的解決方案
今天的消費(fèi)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(shí)因助力轉(zhuǎn)向的使用產(chǎn)生的噪音會(huì)引起消費(fèi)者極度不適。尤其在自動(dòng)泊車過(guò)程中，當(dāng)車輛連續(xù)快速轉(zhuǎn)向時(shí)，或者當(dāng)車輛本身為電動(dòng)汽車時(shí)，這種現(xiàn)象更為INA軸承明顯，因?yàn)殡妱?dòng)汽車沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)噪音，無(wú)法掩蓋掉其他噪音或振動(dòng)。通過(guò)這款軸承，舍弗勒再次展示了其致力于推動(dòng)電動(dòng)汽車普及發(fā)展所做的努力——不僅包括復(fù)雜的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，還體現(xiàn)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的細(xì)微之處。
轉(zhuǎn)向齒輪在車輛轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)產(chǎn)生令人不適的噪音，尤其在電動(dòng)汽車上。舍弗勒推出了創(chuàng)新型鐘擺軸承來(lái)解決這一問(wèn)題。該軸承采用了特殊弧度的調(diào)心外圈，能夠讓軸承內(nèi)圈自動(dòng)傾斜，從而對(duì)蝸桿的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行補(bǔ)償，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。