電氣化對(duì)汽車軸承的影響

翻譯：洛陽(yáng)LYC軸承有限公司技術(shù)中心　侯俊

摘要

汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)從內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)汽車的技術(shù)變革。這種轉(zhuǎn)變對(duì)軸承的使用提出了新的規(guī)范挑戰(zhàn)，并影響了電動(dòng)汽車和內(nèi)燃機(jī)的一級(jí)和二級(jí)汽車部件制造商和供應(yīng)商。因此，軸承制造商必須了解原始設(shè)備制造商和一級(jí)供應(yīng)商面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，以開發(fā)滿足苛刻車輛和總體技術(shù)要求的應(yīng)用特定解決方案。

軸承雖然深處于汽車內(nèi)部，但在提高傳動(dòng)系統(tǒng)效率和為汽車制造商提供可靠性方面處于領(lǐng)先地位。然而，汽車行業(yè)不斷變化的面貌正在影響變速器軸承的設(shè)計(jì)和部署方式。

政府政策、嚴(yán)格的燃油效率和排放法規(guī)以及不斷增長(zhǎng)的客戶需求，使電動(dòng)汽車（EV）市場(chǎng)蓬勃發(fā)展。汽車行業(yè)正在經(jīng)歷一場(chǎng)從內(nèi)燃機(jī)到電動(dòng)汽車的技術(shù)變革。這一轉(zhuǎn)變對(duì)軸承的使用提出了新的規(guī)范挑戰(zhàn)，并影響了電動(dòng)汽車和內(nèi)燃機(jī)的一級(jí)和二級(jí)汽車部件制造商和供應(yīng)商。

因此，軸承制造商必須了解原始設(shè)備制造商和一級(jí)供應(yīng)商面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，以開發(fā)滿足苛刻車輛和綜合技術(shù)要求的應(yīng)用特定解決方案。

電動(dòng)汽車軸承的新挑戰(zhàn)

無(wú)論動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如何，摩擦都是的敵人。對(duì)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)效率的推動(dòng)促使原始設(shè)備制造商探索新的低摩擦替代品。傳統(tǒng)的變速箱和差速器使用圓錐滾子軸承，與同等的替代軸承類型相比，圓錐滾子軸承具有更高的摩擦力。

較高的轉(zhuǎn)速刺激了電動(dòng)汽車變速箱軸承具有挑戰(zhàn)性和苛刻的條件。軸承轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)生的離心力和熱量就越大，從而使軸承發(fā)熱。這些軸承需要特殊的保持架設(shè)計(jì)、內(nèi)部幾何形狀和潤(rùn)滑劑特性。汽車制造商也希望軸承能在車輛的設(shè)計(jì)壽命內(nèi)可靠地運(yùn)行，目前約為10年或30萬(wàn)公里，不久的將來(lái)可達(dá)50萬(wàn)公里甚至更長(zhǎng)。

然而，速度并不是唯一的挑戰(zhàn)。電機(jī)逆變器開關(guān)電壓高且快，極大地增加了動(dòng)力總成部件的雜散電流泄漏風(fēng)險(xiǎn)。如果它們通過(guò)傳統(tǒng)的鋼制軸承，電流會(huì)損壞表面，導(dǎo)致更高的摩擦，增加振動(dòng)，從而過(guò)早或突然故障。而陶瓷軸承則可以保護(hù)它們免受泄漏電流的影響，并提高軸承在這種工作環(huán)境中的壽命。

解決挑戰(zhàn)

為了應(yīng)對(duì)這些新的具有挑戰(zhàn)性的工作條件，像SKF這樣的領(lǐng)先軸承制造商正在投資于新的技術(shù)研發(fā)，并調(diào)整或重新設(shè)計(jì)傳統(tǒng)軸承。這種苛刻條件下的軸承設(shè)計(jì)需要系統(tǒng)性地重新思考。軸承的重新設(shè)計(jì)包括新的考慮，如聚合物保持架、滾動(dòng)部件和使用特殊的潤(rùn)滑脂。定制和混合軸承目前可以解決一些可能影響軸承可靠性的基本問(wèn)題 。

在放電方面，陶瓷球軸承是目前有吸引力的解決方案，因?yàn)樘沾墒且环N電絕緣材料。它也比鋼制滾動(dòng)體更適用于高速應(yīng)用。混合軸承具有更好的性能。例如，SKF混合深溝球軸承（DGBB）使用陶瓷滾動(dòng)元件和鋼圈。這種類型的軸承提供了先進(jìn)的高速性能和佳的電氣絕緣特性，使它們成為高性能電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的首選。此外，SKF還在開發(fā)特定于應(yīng)用程序的解決方案，以減輕系統(tǒng)級(jí)的電流泄漏風(fēng)險(xiǎn)，并保護(hù)整個(gè)電動(dòng)汽車傳輸系統(tǒng)。

應(yīng)用特定工程

在電動(dòng)動(dòng)力總成開發(fā)的早期階段，針對(duì)應(yīng)用特定工程和與客戶的密切合作是開發(fā)成功解決方案的關(guān)鍵。SKF工程團(tuán)隊(duì)的早期參與使得高效軸承的適當(dāng)設(shè)計(jì)能夠滿足苛刻的性能規(guī)范。SKF可以為客戶提供解決方案和設(shè)計(jì)替代方案，以減少整個(gè)系統(tǒng)的功率損耗，從而限度地提高電動(dòng)汽車的每次充電的續(xù)航里程。

軸承推動(dòng)電動(dòng)汽車市場(chǎng)增長(zhǎng)

汽車制造商將在未來(lái)兩年內(nèi)推出大約450款新的電池和插電式混合動(dòng)力車型?？紤]到電動(dòng)汽車技術(shù)發(fā)展的新制約因素，不應(yīng)低估軸承對(duì)整個(gè)系統(tǒng)行為的貢獻(xiàn)。SKF制造商通過(guò)改進(jìn)性能、效率和可靠性確保軸承適合未來(lái)發(fā)展。人們認(rèn)為，汽車的未來(lái)是電動(dòng)動(dòng)力總成，而軸承將對(duì)其性能起到舉足輕重的作用。

結(jié)論

電動(dòng)汽車是未來(lái)。盡管它們目前只占汽車市場(chǎng)的一小部分，但對(duì)它們的需求正在快速增長(zhǎng)。電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)的性能可以通過(guò)軸承等部件提高效率和可靠性。正確選擇符合正確規(guī)格的軸承，并與正確的制造設(shè)置保持一致，將會(huì)影響動(dòng)力總成的可靠性和性能。

（譯自《Today’s motor vehicles》）

來(lái)源：《軸承工業(yè)》