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复合轴承:解决汽车转向系统NVH问题的新途径

来源:无锡润通机电设备有限公司 发布时间:2019-01-02 点击次数:

噪声和振动是驾驶员评价汽车质量的关键因素,开裂、吱吱声和振动会对人们的感觉产生负面影响。因此,为了保护品牌声誉,原设备制造商必须获得车内各部件的噪声、振动和NVH特性,NVH水平问题及其对品牌意识的影响在任何方面都与精确转向意识同等重要,除非在设计阶段采取措施,否则方向盘将汽车行驶时发出嘶嘶声和嗡嗡声,使驾驶员感到不舒服。
    
     大型豪华车制造商通常使用转向架电动助力转向系统(R-EPS)作为解决NVH问题和优化转向感觉的理想解决方案。然而,这些部件的成本意味着这种解决方案对于小型经济型A和B型车来说过于昂贵。对于这些车辆,最常见的动力转向类型称为Tubu。LAR电动助力转向系统(C-EPS)。这比R-EPS更具成本效益,因为电机位于前挡板后面,更靠近方向盘和车辆驾驶员。这意味着电机不必承受发动机舱的温度,因此可以用更轻、更经济的材料制造。iCal材料和工艺。
    
     尽管该解决方案成本高、重量轻,但在某些情况下会在方向盘上产生嗡嗡声,这可能会降低品牌的质量。这就提出了一个关键问题:如何在不产生烦人的方向盘噪音的情况下,以经济有效的方式解决NVH问题作为回答这个问题的第一步,了解C-EPS是什么以及它是如何工作的很重要。一般来说,它的主要功能是减少驾驶员在转动方向盘时转动方向盘所需的工作量。这是通过根据方向盘的输入扭矩产生正确的附加扭矩来实现的。为了实现正确的平衡,通过观察管柱中多个部件的相互作用来测量输入扭矩是非常重要的。
    
     其中一个部件是电机前的串部,它分为两部分,并与更小、更灵活的轴(称为套筒轴或扭杆)结合在一起。套筒轴小到足以在上下串之间的相对力下扭转。当驱动器旋转上柱时,下柱抵抗MOV。由于轮胎和路面之间的摩擦而产生的EME。此功能的优点在于,它可以实现位移,并且可以测量并用于计算电机产生的正确扭矩数。为了使管柱的上部和下部以这种方式滑动,必须用轴承将其分离(即图1中的红色部分),在这个应用中,滚针轴承通常用于产生金属之间的接触。
    
     正是这种金属对金属的接触产生了嗡嗡声,因为来自道路和转向架的振动沿管柱向上传播并通过动力转向系统。随着时间的推移,这种接触可能产生的另一个问题是所谓的轴盐化,这可能导致不准确的扭矩测量,并对转向响应产生负面影响。为了避免这种情况,必须对轴进行热处理以增加硬度,但这会增加成本。图1。EPS系统转向扭矩传感器原理图。红色突出显示的轴承位于衬套的位置-在管柱的两半之间。要解决此问题,如何消除NVH感觉及其对驾驶体验的负面影响解决方法的关键是找到一种消除金属接触的方法,例如使用复合轴承。复合轴承由诸如聚四氟乙烯(PTFE)等聚合物制成的滑动层组成,而不是滚针轴承的滚动元件。因为这种化合物解决了盐化问题,所以不需要花费。同时也为系统提供了缓冲区。图2。英国布里斯托尔圣戈班半消声室噪声测试设备。消声室的背景噪声为20分贝(A),内部尺寸为7*7米,这意味着大多数汽车系统都可以在这里进行分析。在消声室噪声测试中,对C-EPS转向系统中聚四氟乙烯复合轴承的性能进行了广泛的分析。IC室。在这些环境中产生的背景噪声可以忽略,这有助于准确捕捉车辆行驶时转向柱中的嗡嗡声。圣戈班最近对Norglide SM075CG聚四氟乙烯复合轴承和滚针轴承的测试结果表明,齿轮齿的振动声压级可以达到r。在转向柱旋转过程中减少了近8分贝(A)。对于消费者来说,这可能意味着方向盘嗡嗡声将大大降低,从而提高了对车辆质量的信任。复合轴承对汽车制造商也有其他优势,特别是在安装过程中,它们有助于补偿配合部件的公差。例如,无需在车轴上进行昂贵的精密磨削表面。图3:滚针轴承和Norglide轴承在15赫兹和2.3米/秒下的声压级(SPL)2转向扭矩传感器套筒轴有限的工作条件,导致齿轮间隙测试。总体:现有解决方案=33.0分贝(A),Norlgide=25.7分贝(A)。平衡成本和质量,不管他们的预算如何,司机都希望他们的汽车能提供最好的驾驶体验。没有什么比转向系统的感觉更重要的了-司机的手在大部分驾驶时间都与方向盘保持接触,因此任何过度的振动都会立即被注意到。通过更换tra采用创新解决方案(如基于聚四氟乙烯的复合轴承)的传统替代方案,制造商可以确保驾驶员获得他们想要的经验,即使是在最小的经济型车辆上,也无需重新设计转向系统。这些微小的变化对车辆性能有很大影响,有助于提高品牌知名度,并带来长期的对OEM业务的好处。
    
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