Обеспечение плавного движения электромобилей и автомобилей с двигателями внутреннего сгорания

Обеспечение плавного движения электромобилей и автомобилей с двигателями внутреннего сгорания

Как отмечают Сильвен Бюсси и Даниель Янсен из компании SKF, изменяющийся облик автомобильной промышленности оказывает существенное влияние на проектирование и использование подшипников трансмиссии.

Гётеборг, Швеция, 30 сентября 2019 г.: Государственная политика и нормативные требования разных стран в сочетании с возросшим потребительским спросом вызвали бурный рост рынка электромобилей, доля которых к 2024 году, согласно прогнозу компании Deloitte, будет составлять 10 % от всех проданных автомобилей. Однако пассажирские автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) будут оставаться на рынке ещё долгие годы.

Это создаёт определённые трудности для OEM-производителей. Они должны направить основную часть своих усилий в области исследований и разработок на создание новых конструкций электромобилей и гибридных автомобилей. В то же время они должны продолжать максимально эффективно использовать имеющиеся ДВС и трансмиссии, чтобы обеспечить соответствие всё более строгим международным нормам в отношении топливной экономичности и выбросов углекислого газа.

Эти разработки имеют существенное значение для использования подшипников в трансмиссии как транспортных средств с ДВС, так и электромобилей. Поэтому производителям подшипников важно понимать технические трудности, с которыми сталкиваются OEM-производители и ведущие поставщики, чтобы разрабатывать решения по индивидуальным требованиям.

Какой бы ни была конструкция трансмиссии, её основным противником является трение. Снижение мощности из-за трения увеличивает выбросы CO2 традиционными и гибридными силовыми агрегатами и может сократить пробег электромобилей между зарядками аккумулятора. Чтобы справиться с этой проблемой, OEM-производители всё чаще используют в коробках передач, редукторах и дифференциалах решения с низким коэффициентом трения вместо конических роликоподшипников стандартной конструкции.

SKF разрабатывает конические роликоподшипники с низким коэффициентом трения, которые, при определённых условиях, показали на 50 % меньше потерь мощности по сравнению с обычными коническими роликоподшипниками. Ключом к успеху является комплексный подход SKF, который позволяет разрабатывать специализированные решения для любых задач. После того как с помощью передовой технологии моделирования определены эксплуатационные требования для конкретной задачи, наши инженеры могут изменить такие параметры, как угол контакта, количество и размеры тел качения, а также конструкцию сепаратора, чтобы создать конические роликоподшипники с оптимизированным коэффициентом трения.

Чтобы электромобили были эффективными, их двигатели должны работать с очень высокими частотами вращения, а это приводит к огромной нагрузке на подшипники, которые в них используются. Мы разрабатываем новые конструкции подшипников и полимерных сепараторов, а также смазочные материалы, способные выдерживать более высокие частоты вращения, ускорения и повышенные температуры, возникающие в таких электродвигателях.

Эволюция автомобильной трансмиссии меняет требования не только к рабочим характеристикам подшипников, но и к свойствам жидкостей, используемых для их смазывания. Для трансмиссии OEM-производители разрабатывают масла с меньшей вязкостью и специальными присадками для снижения потерь мощности.

В настоящее время изучается влияние новых смазочных материалов на подшипники. Например, некоторые из них не могут в достаточной мере предотвращать износ или поверхностную усталость между дорожками и телами качения подшипников.

Одним из возможных решений этой проблемы стало карбонитридное упрочнение компонентов подшипника. Безусловно, мы используем эту технологию для увеличения срока службы подшипников, которые работают в загрязнённой среде при недостаточном смазывании.

Это лишь некоторые проблемы, с которыми сталкиваются OEM-производители. Мы работаем с партнёрами в автомобильной отрасли для разработки инновационных решений, которые повышают производительность, эффективность и надёжность.

Примечание редактора:

Первоначально статья была опубликована в отраслевом журнале Transmission Technology International (сентябрь 2019 года).