NSK成功開(kāi)發(fā)面向汽車(chē)驅(qū)動(dòng)軸的“非接觸式扭矩傳感器”

■《金屬加工》記者 郭 佳

日本精工株式會(huì)社 (N S K Ltd.，以下簡(jiǎn)稱(chēng)NSK) 于2020年7月7日宣布成功開(kāi)發(fā)了用于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)軸扭矩實(shí)時(shí)測(cè)量的扭矩傳感器（見(jiàn)圖1）。該傳感器通過(guò)測(cè)算因驅(qū)動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形而發(fā)生的磁性變化，從而實(shí)現(xiàn)扭矩的測(cè)量。通過(guò)簡(jiǎn)化傳感器構(gòu)造，實(shí)現(xiàn)小型化，解決了以往難以實(shí)現(xiàn)搭載量產(chǎn)車(chē)的難題。

圖1 非接觸式扭矩傳感器

汽車(chē)行業(yè)正在經(jīng)歷自動(dòng)駕駛以及電動(dòng)化等被稱(chēng)為“CASE”的百年一遇的技術(shù)變革。為實(shí)現(xiàn)安全性和舒適性，以及降低對(duì)環(huán)境的損害，汽車(chē)?yán)锎钶d著各種各樣的傳感器以監(jiān)測(cè)汽車(chē)狀態(tài)并實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)的高效控制。

發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸傳遞到輪胎。通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)軸扭矩的測(cè)定，不僅能實(shí)現(xiàn)環(huán)保性、舒適性，而且還能檢出故障，提升安全性能。然而，現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)軸扭矩傳感器構(gòu)造（見(jiàn)圖2）復(fù)雜，體積較大，難以適用于量產(chǎn)車(chē)型。

圖2 驅(qū)動(dòng)軸扭矩傳感器構(gòu)造

NSK開(kāi)發(fā)的“非接觸式扭矩傳感器”（其構(gòu)造見(jiàn)圖3）有效改善了此情況，這得益于其自身的優(yōu)點(diǎn)，包括：①非接觸式傳感器。通過(guò)非接觸設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了構(gòu)造，消除了因傳感器與被測(cè)量軸接觸而產(chǎn)生的磨損，具有高可靠性。②小型化。通過(guò)優(yōu)化線圈的纏繞方式使軸向長(zhǎng)度縮短一半，并通過(guò)改善材料獲得高靈敏度。③易于生產(chǎn)。無(wú)需在驅(qū)動(dòng)軸上進(jìn)行開(kāi)槽或鍍層等特殊加工，只要使用量產(chǎn)車(chē)上使用的材料及表面處理即可完成。

圖3 非接觸式扭矩傳感器構(gòu)造

使用該傳感器，能改善汽車(chē)電耗、油耗。在性能優(yōu)異高效率的2檔變速EV中，通過(guò)搭載本產(chǎn)品解決換檔沖擊可以獲得大的檔比差，實(shí)現(xiàn)7%的電耗改善。同時(shí)，在帶式CVT中，通過(guò)降低壓緊鋼帶的油壓可以減小變速箱的能量損失，獲得1.05%的油耗改善（帶式CVT汽車(chē)的1.05%油耗改善數(shù)據(jù)為基于實(shí)車(chē)的測(cè)定結(jié)果，2檔變速EV的7%電耗改善數(shù)據(jù)為基于仿真的計(jì)算結(jié)果）。

除此之外，其還能緩和加減速時(shí)扭矩變動(dòng)，獲得平穩(wěn)舒適的駕乘體驗(yàn)。并能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)扭矩變化，通過(guò)檢出異常狀態(tài)預(yù)測(cè)故障發(fā)生。

通過(guò)與互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)互聯(lián)，把握汽車(chē)的行駛狀態(tài)和周邊路況，在數(shù)據(jù)的處理、分析和利用的基礎(chǔ)上，期待該產(chǎn)品能創(chuàng)造出新的價(jià)值。今后，NSK在既往的自動(dòng)駕駛、電動(dòng)化持續(xù)應(yīng)對(duì)的基礎(chǔ)上，同時(shí)開(kāi)發(fā)基于驅(qū)動(dòng)軸扭矩傳感器的互聯(lián)技術(shù)，為CASE的進(jìn)一步發(fā)展貢獻(xiàn)力量。