Individualūs ir hibridiniai guoliai išsprendžia pagrindines elektromobilių problemas

Didelis „EV & HEV“ jėgainėse naudojamų elektros variklių greitis reikalauja specialių guolių. Keraminiai rutuliniai guoliai labiausiai geba susidoroti su visomis specifinėmis sąlygomis, sako Anthony Simonin, EV ir HEV Kompetencijos centro vadovas SKF.

Paviršiuje nėra daug skirtumų tarp elektrinės ir hibridinės transporto priemonės (EV ir HEV) ir įprastinio automobilio, varomo vidaus degimo varikliu, kurį jis vis labiau pakeis.

Tačiau po važiuokle įlanka yra didžiulė, o pagrindinė važiavimo pusė yra važiuokle. Galingi elektriniai varikliai teikia galią, o tam, kad jie dirbtų ir kaip jie prisijungtų prie likusio automobilio, reikia, kad kritiniai komponentai, tokie kaip guoliai, būtų pertvarkyti arba pritaikyti darbui šioje naujoje aplinkoje.

Pvz., Pats variklis turi važiuoti labai dideliu greičiu, daug greičiau, nei tai darytų įprastas pramoninis pritaikymas, tai reiškia, kad jo guoliai turi sugebėti susidoroti be gedimų. Apskritai tai buvo išspręsta pritaikant įprastus plieninius rutulinius guolius, pavyzdžiui, pertvarkant narvelį ir naudojant specialų tepimo tepalą.

Paprastai EV naudoja iki keturių variklių, jei kiekvienas yra prijungtas prie atskiro rato. Jie veikia iki 30 000 aps./min., Tai yra maždaug tris kartus daugiau nei įprasto pramoninio variklio greitis. Tai labai apkrauna vidinius guolius, todėl juos reikės pakeisti arba pritaikyti.

Vienas iš būdų yra pertvarkyti guolį ir polimerinį narvelį, pritaikant pagrindinį dizainą. Tai užtikrina, kad bendra guolio konfigūracija gali atlaikyti didesnį greitį, pagreitį ir temperatūrą, kurią galime pamatyti šiose programose.

Be to, dėl didesnio greičio reikia efektyviau tepti. Čia reikalingi specialūs tepalai, kurie gali išlaikyti savo klampumą, todėl ir toliau yra veiksmingi tepalai esant tokiam didesniam greičiui ir temperatūrai.

Nors elektrinis variklis kartu su keitikliu užtikrina aukštą efektyvumą, yra viena savybė, kuri gali paveikti įprastus plieninius guolius. Aukšto dažnio keitiklio įtampos perjungimas, kuris savo ruožtu sukelia srovės nutekėjimą. Srovė gali būti nukreipta per guolius. Tai gali sukelti tokių problemų kaip paviršiaus įdubimas ir vėlesnis katastrofinis gedimas.

Tam tikra prasme problemą sukelia variklio efektyviausias veikimas: padidinant variklio greitį padidėja galia ir efektyvumas, nereikia padidinti srovės ar sukimo momento. Tačiau padidinus greitį taip pat padidėja įtampos dažnis, dėl kurio elektros iškrova.

Protingas atsakymas yra naudoti rutulinį guolį, kuris yra natūraliai izoliuojantis ir nenešantis srovės.

Keraminiai rutuliai
Įprastų plieninių rutulių keitimas jų keramikos ekvivalentu, kad būtų galima sukurti vadinamąjį hibridinį guolį, yra pripažintas šios problemos sprendimo būdas, nes keraminiai rutuliai yra natūraliai izoliuojantys. Tačiau daugiausia dėl didesnių jų kainų tik nedaugelis EV dizainerių į savo dizainą įtraukia hibridinius guolius.

„SKF“ apskaičiavo, kad tik apie 5% guolių yra hibridiniai. Paprastai šie hibridiniai guoliai nurodomi tik dėl ankstesnio plieno guolių gedimo šiose srityse. Labai nedaug EV dizainerių hibridinius guolius nurodo nuo pat pradžių, tačiau matome, kad tai pradeda keistis.

Pagrindinė priežastis, kodėl dizaineriai nuo pat pradžių nekurs hibridinių guolių, yra ta, kad jie nepateisina papildomų išlaidų. Paprastai jie nesugeba numatyti įprastų guolių gedimo, todėl renkasi juos eksploatuoti tol, kol sugenda.

Tačiau kai kurie didesni EV gamintojai naudoja sudėtingą modeliavimo programinę įrangą, kad galėtų modeliuoti tikslias šių programų guolių patirtas sąlygas. Naudodamiesi šia programine įranga jie sugeba pamatyti ir kiekybiškai įvertinti srovės nuotėkio dydį ir galimą jo poveikį guoliams. Jei tai yra finansiškai prasminga, jie pakeis įprastus plieninius guolius hibridiniais. Maždaug prieš penkerius metus hibridiniai guoliai nuo pat pradžių buvo kuriami retai. Dabar ji tapo įprastesnė ir tikėtina, kad dar labiau išaugs.

Įprastų guolių keitimas hibridais paprastai yra neskausmingas, nes hibridinių guolių matmenys yra tokie patys kaip įprastų plieninių guolių. Tuo pačiu metu jau bus atlikti būtini narvo ir riebalų projekto pakeitimai.

Keraminiai rutuliai, be jų izoliacinių savybių, turi ir kitų privalumų: jie yra 40% mažiau tankūs nei jų plieno ekvivalentai, tai reiškia, kad jie gali veikti vėsesnėje temperatūroje; jų gyvenimo trukmė gali būti iki 10 kartų didesnė; ir jie reikalauja mažiau tepimo. Šie pranašumai šiek tiek paaiškina jų didesnes sąnaudas.

Vienas „SKF“ hibridinių guolių aukščiausios klasės vartotojas yra automobilių pirkėjas, kuris pirmą kartą „SKF“ hibridinius guolius apibrėžė dar 2014 m.

Hibridiniai guoliai ne tik priešinosi lankinimo poveikiui, bet ir užtikrino didesnį efektyvumą dėl lengvesnio svorio ir didesnio kietumo. Apskritai, didesnis efektyvumas padeda EVS važiuoti toliau vienu įkrovimu - tai yra pagrindinis sėkmės kriterijus, nes EVS konkuruoja su įprastais automobiliais.

Į ateitį
Neįmanoma išvengti to, kad hibridiniai guoliai yra brangūs. „SKF“ ieškome alternatyvių sprendimų ir kuriame būdą, kaip išspręsti guolių elektrinės žalos problemą, tačiau nenaudojant keraminių rutulių.

Atsakymas yra sukurti kitą srovės kelią, kad jis nepraeitų pro patį guolį ir jo nesugadintų. Šiuo metu ši technologija vis dar tobulinama, todėl dar neturime konkrečių detalių, kuria būtų galima dalintis.

Yra dar viena šios naujos technologijos kūrimo priežastis: nepaisant didžiulio pranašumo, keraminiai rutuliai nevisiškai išsprendžia dabartinio nuotėkio problemą. Nors jie nesipriešina paviršiaus pažeidimams, srovė vis tiek gali patekti į pavarų dėžę ir ten sugadinti, pavyzdžiui, sunaikindama veleno jungtį. Mes tikimės, kad mūsų naujoji plėtra, kuri turėtų būti pradėta naudoti šių metų pabaigoje, išspręs šią problemą ir bus pigesnė nei naudojant hibridinį guolį.

SKF nėra vedęs jokios konkrečios technologijos, tačiau teikia konkrečius sprendimus projektavimo problemoms spręsti. Šiuo metu hibridiniai guoliai gali padėti įveikti dabartinius elektrinių variklių nuotėkio sunkumus; netrukus turėsime naują technologiją, kuri žada tą patį, bet mažesne kaina.

Mes tiekiame tokius gaminius kaip guoliai daugumai rinkoje esančių EV gamintojų. Taigi jau gerai įsigilinkite į šias programas ir žinokite, kaip išspręsti su jomis susijusias problemas.

Žvelgiant į ateitį, kai kurie EV gamintojai gali visiškai išspręsti dabartinio nuotėkio problemą. Jei jie bus atsakingi už visos sistemos projektavimą, kaip yra kai kurių stambesnių gamintojų atveju, jie galės „suprojektuoti“ problemą šaltinyje.

Kitiems gamintojams, kurie gali suprojektuoti variklį, tačiau iš kitų šaltinių tiekia tokius komponentus kaip valdymo blokas ir pavarų dėžė, tai bus neįmanoma, ir jiems reikės toliau naudoti sprendimus, tokius kaip hibridiniai guoliai.

Elektrinės transporto priemonės yra kelias į priekį transporto srityje. Nors jie vis dar užima palyginti nedidelę rinkos dalį, todėl jie yra kuo efektyvesni ir patikimesni. Projektuodami tokius komponentus kaip guoliai, padės užimti didesnę rinkos dalį.