位于圣戈班的系統(tǒng)分析團隊展示了一個小小的零部件如何深刻地影響了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)甚至整車質(zhì)量。

電動汽車的出現(xiàn)，使得人們對座艙內(nèi)噪聲的容忍度越來越低，因此轉(zhuǎn)向節(jié)軸承的設(shè)計顯得更為重要。

近年來，由于對汽車噪聲的相關(guān)法規(guī)越來越嚴格，發(fā)動機的噪聲已經(jīng)顯著降低。隨著電動汽車、混合動力汽車、現(xiàn)代靜音內(nèi)燃機車和啟停系統(tǒng)的發(fā)展，這一趨勢又進一步加強。較大的噪聲會導(dǎo)致駕乘人員壓力增大等負面影響，因此目前的發(fā)展趨勢對道路環(huán)境的整體影響是積極的。對于希望享受安靜環(huán)境的駕駛員而言，這也是個好消息。但是，隨著動力系統(tǒng)變得越來越安靜，一個新問題也逐漸突顯出來：原本輕微的噪聲（如震動和摩擦造成的聲音）現(xiàn)在變得更加明顯了。

不斷改善的路況，以及輪胎和懸掛技術(shù)的進步，讓駕駛體驗變得更加平順，這也意味著原本對駕駛舒適度產(chǎn)生輕微影響的汽車系統(tǒng)問題現(xiàn)在變得更加明顯了。為打造高質(zhì)量品牌形象，汽車制造商對零部件的要求越發(fā)嚴格，希望供應(yīng)商提供質(zhì)量過硬的產(chǎn)品。

正如《汽車工程》雜志的讀者所知，只有充分了解顧客需求的工程師，才能制定出有效的解決方案。正因如此，在評估轉(zhuǎn)向系統(tǒng)時，圣戈班的工程師開展了充分詳細的測試調(diào)查，進而發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的噪聲和轉(zhuǎn)向感是影響駕駛質(zhì)量的兩個關(guān)鍵因素。而這類問題的解決方案往往是系統(tǒng)性的，并非僅僅改善一個部件就能解決。

如上圖所示，轉(zhuǎn)向節(jié)軸承（又稱轉(zhuǎn)向齒條導(dǎo)向軸承）在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中具有關(guān)鍵作用。轉(zhuǎn)向節(jié)軸承的功能是確保齒條和小齒輪齒之間保持嚙合狀態(tài)，因為一旦齒輪脫離，整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)就會失靈。為了將轉(zhuǎn)向節(jié)軸承壓緊在轉(zhuǎn)向齒條上，需要使用一個300牛彈力的彈簧。

施加在轉(zhuǎn)向節(jié)上的力會在齒條上產(chǎn)生摩擦，直接影響“轉(zhuǎn)向感”。因此必須確保轉(zhuǎn)向節(jié)軸承的滑動層的設(shè)計質(zhì)量。轉(zhuǎn)向節(jié)軸承通常由一枚聚四氟乙烯（PTFE）板和金屬襯墊構(gòu)成，其特定的形狀能夠使軸承滑動面和轉(zhuǎn)向齒條之間產(chǎn)生線型接觸，這會對滑動面產(chǎn)生較高的壓力，加劇磨損。

隨著材料不斷磨損，齒條和小齒輪之間會產(chǎn)生間隙，造成異常的齒輪撞擊聲。

根據(jù)顧客需求和規(guī)范定制的轉(zhuǎn)向節(jié)軸承能夠在整個汽車壽命內(nèi)更好地維持性能。上圖 展示了兩個不同形狀的轉(zhuǎn)向節(jié)軸承所受壓力的有限元分析（FEA），其中一個軸承和齒條的貼合度差，產(chǎn)生線型接觸，而另一個貼合度更好，因此接觸面也更大。

接觸面更多的轉(zhuǎn)向節(jié)承受的壓力更小，磨損減輕，整個轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的異響也隨之減少。

高磨損率還會導(dǎo)致另外一個問題——摩擦力會隨著時間推移不斷增加。分析表明，由燒結(jié)青銅和PTFE共同制成的軸承的PTFE層往往較薄，磨損后青銅基體和轉(zhuǎn)向齒條直接接觸，增加了轉(zhuǎn)向摩擦力。

而接觸面更多的軸承具有較低的磨損率，能夠保護金屬基體免于暴露。圖3比較了一款燒結(jié)青銅PTFE軸承和兩款Norglide轉(zhuǎn)向節(jié)軸承的摩擦力和靜動壓值耐久性測試結(jié)果，前者為線型接觸，后者的接觸面更大。

在整個產(chǎn)品壽命內(nèi)，燒結(jié)青銅PTFE軸承的摩擦力快速增加，而Norglide軸承的摩擦力和靜動壓值始終穩(wěn)定。

通過緊密合作，工程師們?yōu)榭蛻舳ㄖ葡到y(tǒng)解決方案，并憑借充分的測試，提升了客戶對所購零部件的信心。