Електричні транспортні засоби-включно з гібридними моделями-стають все більш поширеними через нагальну потребу вирішення екологічних проблем, таких як зміна клімату. Однією з головних перешкод на шляху широкого впровадження цих-автомобілів-з низьким{3}}впливом на навколишнє середовище є проблема збільшення їх запасу ходу. Щоб максимізувати паливну та електричну ефективність, приводи електромобілів повинні мати більш компактну, легку та високоефективну конструкцію. Зменшення фізичних розмірів цих блоків також забезпечує більшу гнучкість дизайну щодо планування салону та загальної естетики автомобіля.
Зменшення розміру електродвигуна є ключовою стратегією для мінімізації загального розміру та ваги приводу. Оскільки вихідна потужність двигуна є добутком його крутного моменту та швидкості обертання, для підтримки продуктивності в межах меншого об’єму потрібні вищі швидкості обертання. Отже, радіальні кулькові підшипники, які використовуються в двигунах електромобілів, повинні бути здатними працювати на вищих швидкостях і створювати менший тертя, залишаючись при цьому компактними за розміром.
Блоки приводу електромобілів-зокрема редуктори eAxle-зазвичай належать до однієї з двох структурних категорій: паралельного три{2}}типу або дво-осьового/коаксіального типу (рис. 1). Хоча структурно простіша паралельна три-осьова eAxle зараз домінує на ринку, дво-осьова/коаксіальна конструкція набирає популярності завдяки своїй здатності зменшувати загальну довжину транспортного засобу та зменшувати профіль пристрою. Оскільки компоненти дво{9}}осьової/коаксіальної конструкції розташовані вздовж однієї осі, підшипники, необхідні для таких систем, мають бути не лише меншими, здатними розвивати вищі швидкості та створювати менше тертя, але вони також мають бути значно вужчими. Щоб задовольнити ці потреби, що розвиваються, компанія NSK розробила серію компактних, легких радіальних кулькових підшипників спеціально для електромобілів (рис. 2).
Ключові інновації: 1. Композитна пластикова клітка вузької-ширини-Завдяки використанню роздільної-конструкції клітки, зібраної з двох сторін, ця конструкція утворює жорстку круглу одиницю після складання. Ця конструкція забезпечує більш тонкий базовий профіль сепаратора порівняно з традиційними сепараторами-типу корони, таким чином зменшуючи загальну ширину підшипника на 38% і водночас запобігаючи деформації або пошкодженню контакту із зовнішнім кільцем при високих швидкостях обертання. 2. Геометрія плеча канавок для стійкості до ударних навантажень-Плечі канавок мають плавну, вигнуту геометричну конструкцію, яка запобігає пошкодженню вм’ятин, спричиненим сталевими кульками «перелізання» через плече під час осьових ударів, тим самим вирішуючи проблему зниження статичної міцності, яка часто пов’язана з мініатюризацією. 3. Спеціальна термічна обробка EQTF™, застосована до сталевих кульок-Завдяки застосуванню спеціальної технології термічної обробки фірми пригнічується шорсткість поверхні під час роботи, тим самим подовжуючи термін служби підшипника від втоми. 4. Завдяки застосуванню метод розрахунку для основних динамічних навантажень, який враховує фактичні умови контакту, точність прогнозування терміну служби була підвищена.
Порівняно зі звичайними продуктами новий підшипник характеризується зменшенням зовнішнього діаметра на 10%, ширини – на 38%, ваги – на 51%, а крутного моменту – на 25%. Високошвидкісні випробування- показали, що підшипник не має пошкоджень обойми або заїдань навіть при досягненні значення dmn 2,14 мільйона (перевищуючи стандартний максимум у 1,8 мільйона). У разі використання коаксіальної осі eAxle довжина валу зменшується на 16 мм, вага зменшується на 2,2 кг, а електрична ефективність покращується на 0,09%-, що відповідає зниженню вартості акумулятора на 960 JPY і збільшенню запасу ходу на 370 м. При одночасному застосуванні до вихідного валу довжину валу можна скоротити на 32 мм, вагу зменшити на 4,4 кг, ефективність підвищити на 0,14%, витрати на акумулятор зменшити на 1665 JPY, а запас ходу збільшити на 590 м. Цей підшипник підходить не лише для eAxles і DHT (гібридних приводів), але також може використовуватися в звичайних трансмісіях і не-автомобільних застосуваннях.
