خبرها
AEM Bearings » خبرها » جلوگیری از فرسایش الکتریکی یاتاقان ها در پیشرانه های EV
NSK در حال حاضر در حال توسعه روشی جدید و مقرون به صرفه برای جلوگیری از فرسایش الکتریکی در پیشرانه خودروهای الکتریکی (EVs) است. بر اساس روشی منحصر به فرد برای تولید قالب گیری پلاستیکی ثبت شده برای بلبرینگ های شیار عمیق، سازندگان خودروهای برقی در مقایسه با یاتاقان های گران قیمت «هیبریدی» که دارای اجزای عایق ساخته شده از سرامیک هستند، صرفه جویی قابل توجهی خواهند کرد.
جریان انگلی به دلیل شرایطی مانند وجود یک اینورتر که به طور مکرر در چندین فاز سوئیچ می کند، می تواند مسیرهای زیادی را از طریق یک موتور EV طی کند. انواع خاصی از معماری موتور الکتریکی نیز می تواند باعث جریان های مختلف یاتاقان شود، از جمله جریان های یاتاقان زمینی روتور، جریان های بلبرینگ در گردش و جریان های EDM (ماشینکاری تخلیه الکتریکی).
جریان های EDM، به طور خاص، یک خطر جدی برای یاتاقان ها ایجاد می کند، که عمدتاً به دلیل ایجاد قوس در ولتاژهای خاص است. این قوس (شارژ بار) منجر به تخلیه کنترل نشده در مقادیر آمپر نسبتاً بالا می شود و اساساً مورفولوژی حلقه ها و توپ های یاتاقان فولادی را تغییر می دهد. در اینجا، مواد ذوب میشوند و دوباره روی سطح فلز جامد میشوند، به طوری که موجهایی به عمق چندین میکرون شروع به ظاهر شدن در مسیرهای بلبرینگ هر دو حلقه داخلی و خارجی میکنند. صدای بیش از حد اغلب اولین شاخص این موضوع است. برای خودروهای برقی، که با توسعه مداوم ساکتتر میشوند، نویز بسیار نامطلوب است.
NSK تصمیم گرفت که زمان آن رسیده است که راه حلی برای این مشکل دیرینه ایجاد کند، ابتدا با ارزیابی شرایطی که فرسایش الکتریکی را افزایش می دهد، از جمله: شرایط عملیاتی مانند بار، سرعت چرخش، دما و ویسکوزیته روان کننده. شرایط روانکاری حاصل (هیدرودینامیک، مخلوط، مرزی)؛ و خواص الکتریکی مانند مقاومت (مواد و خازنی).
روش های ایجاد شده برای کمک به جلوگیری از فرسایش الکتریکی اساساً شامل عایق یا هدایت می شود. اگر بارها خیلی زیاد نباشند، ممکن است استفاده از گریس رسانا یا عناصر زمین با ابعاد مناسب کافی باشد. با این حال، برای موقعیت های یاتاقان خاص، مانند یاتاقان انتهای محرک قبل از گیربکس، عایق به شکل اجزای بلبرینگ سرامیکی یا پلاستیکی مورد نیاز است. به عنوان مثال، NSK می تواند از سرامیک به عنوان پوشش روی حلقه های بیرونی/داخلی استفاده کند یا می تواند کل عناصر غلتکی و توپ ها را از سرامیک بسازد. اگرچه این یاتاقانهای ترکیبی یک مقابله بهینه برای فرسایش الکتریکی ارائه میکنند، اما گران هستند.
نیاز به یک راه حل مقرون به صرفه تر ضروری است زیرا معماری ولتاژ بالا خودروهای برقی در شرف تغییر است از سیستم های 400 ولتی که امروزه غالب هستند به 800 ولت. دومی به طور بالقوه تا سال 2030 50 درصد از بازار را در اختیار خواهد گرفت، که به سادگی مشکل را دوچندان می کند و حتی به اقدامات حفاظتی بهتری برای یاتاقان ها نیاز دارد.
بنابراین NSK استفاده از قالب گیری بیش از حد پلاستیک ساخته شده از یک پلیمر PPS (پلی فنیلن سولفید) با کارایی بالا را پیشنهاد می کند که مقاومت بالایی در برابر حرارت و انواع زیادی از مواد شیمیایی و همچنین عملکرد الکتریکی و مکانیکی پایدار (حتی در دماها) ارائه می دهد. تا 150 درجه سانتیگراد). علاوه بر این، این ماده برخلاف بسیاری از انواع پلیمرهای دیگر، سطح پایینی از جذب آب را فراهم می کند و ثبات ابعادی را تضمین می کند.
آزمایشهای جامع NSK عملکرد یاتاقانهای قالبگیری شده بیش از حد را در مقایسه با یاتاقانهای استاندارد این شرکت نشان میدهد. به عنوان مثال، در ولتاژ 24 ولت و فرکانس 15 کیلوهرتز، یاتاقان های استاندارد فرسایش الکتریکی واضح حلقه های داخلی و خارجی را نشان دادند. در مقابل، یاتاقانهای بیش از حد قالبگیری شده NSK شواهدی از این پدیده نشان ندادند. همین نتیجه در سرعت های چرخشی مختلف حاصل شد.
تولید قالب گیری بیش از حد به لطف یک فرآیند قالب گیری تزریقی نوآورانه واقع در تاسیسات NSK در اروپا برای بهینه سازی عرضه به صنعت خودروهای برقی صورت می گیرد. ویژگی های خاص قالب، توزیع و جهت گیری همگن مولکول ها و الیاف شیشه را برای بهینه سازی عملکرد مکانیکی تضمین می کند. نکته قابل توجه، دقت در قالب گیری بیش از حد به این معنی است که نیازی به سنگ زنی وجود ندارد و یک پایان "ساختار یافته" در جای خود باقی می ماند. در نتیجه تماس 100% بین محفظه و قطر بیرونی بلبرینگ وجود ندارد و شکاف هایی پر از هوا ایجاد می کند. هوا عایق خوبی است و هزینه ای ندارد. این نوآوری تمایز بازار را برای راه حل NSK فراهم می کند. به عنوان یک مزیت دیگر، پرداخت ساختار یافته بر مشکل ایجاد شده خزش یاتاقان در بدنه ها غلبه می کند.
ضخامت لایه عایق ثبت شده در حلقه داخلی و خارجی معمولاً بین 0.7 تا 1.2 میلی متر است. برای قرار دادن مواد اضافی، NSK میتواند راهحلهای خنثی فضا را ارائه دهد. این کار هنگام شروع یک طراحی جدید یاتاقان آسانتر است، اگرچه NSK همچنین میتواند مواد را از قطر بیرونی یاتاقانهای موجود ماشینکاری کند. با این حال، یک عنصر هزینه برای این راه حل وجود دارد. به عنوان یک پیشنهاد جایگزین، OEM ها می توانند به دنبال باز کردن محفظه ای باشند که بلبرینگ را در خود جای می دهد، که به این معنی است که NSK مجبور نخواهد بود روند خود را تغییر دهد. در نظر گرفتن این مسیر به سازندگان خودروهای برقی اجازه می دهد تا از صرفه جویی قابل توجهی در هزینه در مقایسه با یاتاقان های هیبریدی استفاده کنند.
سرانجام، صنعت EV راه حلی مقرون به صرفه دارد که فرسایش الکتریکی یاتاقان ها را در پیشرانه های برقی نفی می کند. قالب گیری بیش از حد در حال حاضر برای 6008 NSK و به زودی برای سری بلبرینگ های شیار عمیق 6206 آن (آب بندی شده و بدون مهر و موم) که برای کاربردهای EV ایده آل هستند، قابل استفاده است.
به عنوان آخرین نکته، NSK یک قالب آزمایشی مدولار در دسترس دارد که قطرهای خارجی 55-95 میلی متر (تا عرض 30 میلی متر) را پوشش می دهد. از این رو این شرکت آماده انجام آزمایش هایی از طرف مشتریانی با الزامات در این محدوده است.
نظرات (0)