舍弗勒推出适用于电动汽车转向系统的新型钟摆轴承
2019-02-22
机电一体式转向系统已经成为现代汽车上不可或缺的一项技术，因为此类系统不仅可以降低油耗，还有助于提升驾驶舒适性。消费者都希望车辆能够拥有平顺的转向性能，尤其在转向操控或泊车时。目前，许多消费者已经开始使用全自动泊车辅助系统。不过，在车辆转向过程中，转向齿轮可能会发出令人不适的噪音，尤其在电动汽车上更加明显。舍弗勒推出了新型钟摆轴承来解决这一问题。
全球范围内共有四种电动助力转向系统
今天，全球范围内的汽车电动助力转向系统可以分为四种。在齿条式电动助力转向系统中，电机轴与齿条轴采取平行结构，这种布置通常应用于重型车辆、SUV和小型卡车上，可以提供最大的转向扭矩助力。在该转向系统中，电机通过皮带驱动滚珠丝杠单元。滚珠丝杠驱动单元的主轴与齿条直接相连。舍弗勒研发和生产一系列滚珠丝杠驱动产品，用于此类转向系统中。
在小型及轻型车辆上，电动助力转向通过转向管柱助力实现，称为管柱式电动助力转向（EPSc）。在中型及重型车辆上，电动助力转向通过齿条上的助力系统实现，直接作用于机械式转向机构的小齿轮上，称为小齿轮式电动助力转向（EPSsp）。在这种应用中，还可以在齿条上增加一个电动齿轮装置，通过两个小齿轮将转向扭矩传递给齿条，此类转向系统称为双小齿轮式电动助力转向（EPSdp）。总的来说，电机提供的助力通过涡轮涡杆机构将转向扭矩要么直接传递给转向管柱上的转向轴（EPSc），要么直接传递给转向齿条（EPSsp及ESPdp）。
新型钟摆轴承有助于降低摩擦和噪音
对采用涡轮涡杆机构的转向系统来说，转向轴承必须同时满足多个特殊要求。首先，由于起到定位轴承的作用，负责支撑涡杆，必须能够承受来自轴向和径向两个方向的载荷；其次，还要能够抵消系统中产生的噪音。这是因为，涡杆通过螺旋齿将电机扭矩传递给涡轮，造成涡杆垂直方向的运动，使轴承发生倾斜，采用传统球轴承在这种情况下常�；岬贾略胍艉湍Σ僚ぞ氐脑黾�，从而影响齿轮单元的性能。
针对这一情况，舍弗勒开发了创新的钟摆轴承，采用了特殊弧度的调心外圈。得益于新的设计，轴承内圈能够自动倾斜，从而对涡杆的旋转角度进行补偿，避免了摩擦扭矩和噪音的增加。这一设计还有一个好处是，涡杆可以从径向实现预紧，这样涡杆和涡轮之间就不会产生间隙。采用这种方式可以减少转向中常常出现的“咔嗒”声——当车辆行驶方向改变，涡杆的旋转方向随之改变时，反向齿面啮合时发出的噪音。新型钟摆轴承的旋转运动还可以对轴承座中的安装误差提供补偿。
追求细节：适用于电动汽车的解决方案
今天的消费者已经习惯于享受静谧舒适的车内环境，在车辆操控及泊车时因助力转向的使用产生的噪音会引起消费者极度不适。尤其在自动泊车过程中，当车辆连续快速转向时，或者当车辆本身为电动汽车时，这种现象更为明显，因为电动汽车没有发动机噪音，无法掩盖掉其他噪音或振动。通过这款轴承，舍弗勒再次展示了其致力于推动电动汽车普及发展所做的努力——不仅包括复杂的电驱动系统，还体现在产品设计的细微之处。