Đường lăn với công nghệ chịu lực tiên tiến

Vòng bi, mặc dù chôn sâu trong xe, đang ở tuyến đầu trong việc đóng góp vào hiệu quả truyền động và mang lại độ tin cậy cho các nhà sản xuất ô tô. Thomas M. Wolf, Thạc sĩ Kỹ thuật ứng dụng, tàu điện và điện, giải thích cách các máy truyền động EV đang đặt ra các yêu cầu mới đối với các bộ phận như vòng bi và cách khắc phục chúng.

Những đột phá trong công nghệ như pin, điện tử quản lý năng lượng và động cơ điện đã mở đường cho sự xuất hiện mạnh mẽ của tính di động điện, nhưng mọi khía cạnh của hệ thống truyền động EV đang được cải tiến để thúc đẩy hiệu quả và độ tin cậy.

Đặc biệt, hệ thống truyền động EV đang đặt ra nhu cầu mới đối với các bộ phận như vòng bi. Sự thúc đẩy hiệu quả trong toàn bộ hệ thống truyền động đang thúc đẩy các nhà sản xuất thiết bị gốc khám phá các phương pháp ma sát thấp mới thay vì vòng bi lăn thông thường được tìm thấy trong hộp số và vi sai.

Một thách thức khác là tốc độ cao của động cơ điện trong EV tốc độ lên tới 30.000 vòng / phút, cao hơn nhiều so với những gì được tìm thấy trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp, là cần thiết để đảm bảo hệ thống truyền động hoạt động hiệu quả. Gia tốc tốc độ và nhiệt độ được tạo ra bởi các máy này tạo ra sự căng thẳng lớn cho vòng bi và các bộ phận của chúng như lồng và các bộ phận lăn. Vòng bi chạy ở tốc độ cao như vậy cũng cần bôi trơn và làm mát hiệu quả. Không có điều này, có nguy cơ xuống cấp nhanh chóng của các bộ phận vòng bi.

Ngoài tốc độ quay cao, động cơ điện cũng có thể đưa ra những thách thức hơn nữa đối với vòng bi thông qua phóng điện. Chuyển đổi điện áp tần số cao của biến tần động cơ có thể dẫn đến rò rỉ hiện tại. Dòng điện này có thể được thực hiện thông qua các ổ trục gây ra các vòng cung trong các tiếp điểm lăn và có thể dẫn đến mỏi bề mặt và xói mòn.

Các nhà sản xuất cũng đang phát triển các chất bôi trơn đặc biệt có độ nhớt thấp hơn và các chất phụ gia đặc biệt để giảm tổn thất điện năng do ma sát và các hoạt động hỗ trợ ở tốc độ cao hơn nhiều. Tuy nhiên, bôi trơn độ nhớt thấp hơn cũng có thể có tác động đến đặc tính hao mòn và mỏi của vòng bi. Hao mòn nhanh có thể dẫn đến thất bại thảm hại, có tác động rõ ràng đến độ tin cậy.

Giải quyết thách thức của vòng bi EV
Để đáp ứng những nhu cầu mới này, các nhà sản xuất như SKF đang đầu tư vào phát triển công nghệ mới và điều chỉnh hoặc thiết kế lại vòng bi thông thường. Ví dụ, bằng cách thiết kế lại các yếu tố như lồng polymer, các bộ phận lăn và sử dụng mỡ bôi trơn đặc biệt, vòng bi tùy chỉnh và hybrid đã giải quyết được một số vấn đề cơ bản có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy trong xe điện.

Về mặt phóng điện, vòng bi gốm hiện đang là giải pháp hấp dẫn nhất được đưa ra là gốm thường là vật liệu cách điện.

Trong khi sử dụng các yếu tố lăn gốm để tạo ra cái gọi là ổ trục lai giải quyết vấn đề này, có những lợi ích khác liên quan. Ví dụ, có mật độ gần bằng một nửa mật độ tương đương thép của họ, gốm nhẹ hơn và do đó có xu hướng chạy ở nhiệt độ thấp hơn. Ngoài ra, vòng bi gốm cứng hơn thép rất nhiều nên kéo dài hơn tới 10 lần, thường cần ít bôi trơn hơn.

Mặc dù hiện tại chỉ có khoảng 5% vòng bi trong các ứng dụng EV là các giống lai có các yếu tố gốm, nhưng điều này đang bắt đầu thay đổi. Giá trị mà các đơn vị lai cung cấp về độ tin cậy và tuổi thọ kéo dài ngày càng được công nhận và thừa nhận.

Một giải pháp khác đang được khám phá là mương mang carbon cho các ứng dụng nơi vòng bi tiếp xúc với chất bẩn hoặc chất bôi trơn kém. Carbonitriding làm tăng độ cứng bề mặt và do đó, như với gốm sứ, tăng tuổi thọ phục vụ. Khi thị trường EV toàn cầu tiếp tục mở rộng, nhiều cách xử lý tiên tiến hơn với tất cả các điều kiện cụ thể cần thiết cho EV cũng đang được phát triển. Chúng bao gồm các loại mỡ đặc biệt duy trì độ nhớt ổn định ở tốc độ và nhiệt độ cao hơn.

Vòng bi tăng trưởng thị trường EV
Theo phân tích của Cơ quan Năng lượng Quốc tế được công bố vào năm 2019, đội tàu EV toàn cầu hiện đã vượt trên 5 triệu xe. Một nghiên cứu từ công ty nghiên cứu thị trường, Frost và Sullivan, cho biết khối lượng bán hàng toàn cầu tăng gần gấp đôi trong một năm (từ 2017 đến 2018) và Trung Quốc vẫn là thị trường xe điện lớn nhất thế giới. Phân khúc này dự kiến ​​sẽ tiếp tục chiếm lĩnh thị trường.

Với những hạn chế mới liên quan đến phát triển công nghệ EV, không nên đánh giá thấp sự đóng góp của các hành vi hệ thống tổng thể. Các nhà sản xuất như SKF quyết tâm đảm bảo rằng vòng bi, bạc đạn phù hợp với tương lai với những cải tiến về hiệu suất, hiệu quả và độ tin cậy. Tương lai cho vòng bi là điện.

 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *