Zobne gredi, ki poganjajo prihodnost: ključne aplikacije v vozilih z novo energijo

Ker se globalni prehod na čisto mobilnost pospešuje, nova energijska vozila NEV, vključno z električnimi vozili, priključnimi hibridi in avtomobili na vodikove gorivne celice, prevzemajo osrednje mesto. Medtem ko tehnologija baterij, elektromotorji in polnilna infrastruktura pogosto prevladujejo v naslovih, se pomen ključnih mehanskih komponent, kot so zobate gredi, pogosto spregleda. Vendar pa te na videz preproste komponente igrajo ključno vlogo pri delovanju, učinkovitosti in varnosti NEV.

Gred z utori je mehanski pogonski element, zasnovan za prenos navora, hkrati pa omogoča aksialno gibanje. Njeni natančno obdelani grebeni ali "utori" se prepletajo z ustreznimi utori v sorodnem elementu, kot je zobnik ali sklopka. Ta zasnova zagotavlja učinkovit prenos moči, visoko natančnost poravnave in nosilnost.

Kje se v vozilih z novo energijo uporabljajo utorne gredi?

V električnih vozilih z električnim pogonom se zobniške gredi pogosto uporabljajo na treh glavnih področjih: v električnem pogonskem sistemu, krmilnem sistemu in zavornih ali regenerativnih sistemih.

1. Električni pogonski sistemi
Ena najpomembnejših aplikacij zobatih gredi je v električni osi ali električni pogonski enoti, ki združuje elektromotor, reduktor in diferencial v en sam kompaktni modul. Zobne gredi se uporabljajo za povezavo rotorja motorja z vhodom menjalnika, kar omogoča nemoten prenos vrtilnega navora na kolesa. To zagotavlja visoko gostoto navora, zmanjšane vibracije in optimalno oddajanje moči.

Poleg tega pri električnih vozilih z dvojnim motorjem ali pogonom na vsa kolesa zobate gredi omogočajo natančno sinhronizacijo med sprednjim in zadnjim pogonom. V teh konfiguracijah imajo zobate gredi ključno vlogo pri vektorskemu razporejanju navora in dinamičnem nadzoru stabilnosti.

2. Krmilni sistemi
NEV vse pogosteje vključujejo sisteme električnega servo volana (EPS), ki nadomeščajo tradicionalne hidravlične. V teh sistemih se za povezavo volanskega droga z vmesnimi gredmi ali univerzalnimi zglobi uporabljajo utorne gredi, kar zagotavlja gladko in odzivno upravljanje.

Z vzponom tehnologij avtonomne vožnje postaja natančnost vklapljanja utorne gredi še pomembnejša. Sodobni sistemi krmiljenja Drive-by-Wire se močno zanašajo na zelo natančne povratne informacije o navoru, kar zahteva utorne gredi z minimalno zračnostjo in strogimi proizvodnimi tolerancami.

3. Regenerativni zavorni in prenosni sistemi
Drugo pomembno področje uporabe so regenerativni zavorni sistemi, kjer se kinetična energija med zaviranjem zajame in pretvori nazaj v električno energijo za polnjenje akumulatorja. Zobne gredi pomagajo povezati enoto motor-generatorja s pogonskim sklopom, kar omogoča nemoten prehod med pogonskim in regenerativnim načinom.

Poleg tega se v priključnih hibridnih sistemih ali električnih vozilih z večstopenjskimi menjalniki uporabljajo utorne gredi za vklop in izklop planetnih zobnikov ali sklopk, kar pomaga optimizirati zmogljivost v različnih voznih pogojih.

Vzpon oblikovanja spline po meri
Ker električni elektromotorji postajajo vse bolj kompaktni in programsko definirani, narašča povpraševanje po zasnovah gredi z utori po meri. Inženirji zdaj optimizirajo profile utorov, kot so evolventni, ravni ali nazobčani utori, da bi se prilegali manjšim faktorjem oblike, zmanjšali hrup in vibracije (NVH) ter podaljšali življenjsko dobo komponent.

»Natančnost in zmanjšanje teže sta ključni prioriteti inženirja avtomobilskih pogonskih sklopov. Napredne utorne gredi ne le prenašajo moč, temveč prispevajo tudi k energetski učinkovitosti in zmanjšujejo vzdrževanje v celotni življenjski dobi vozila.«

Zobne gredi morda ne pritegnejo pozornosti medijev kot baterije ali avtonomni senzorji, vendar ostajajo tih temelj revolucije električnih vozil. Od visokohitrostnih motornih pogonov do natančnega krmiljenja je njihova vloga pri zagotavljanju mehanske zanesljivosti in učinkovitosti neizpodbitna.

Podjetje Shanghai Belon Machinery Co., Ltd. se osredotoča na visoko precizne OEM zobnike, gredi in rešitve za uporabnike po vsem svetu v različnih panogah: kmetijstvo, avtomobilska industrija, rudarstvo, letalstvo, gradbeništvo, robotika, avtomatizacija in krmiljenje gibanja itd. Naši OEM zobniki vključujejo, vendar niso omejeni na ravne stožčaste zobnike, spiralne stožčaste zobnike, valjaste zobnike, polžaste zobnike in zobate gredi.

Z nenehnim razvojem industrije bo integracija pametnih materialov, površinskih obdelav in lahkih zlitin še izboljšala zmogljivosti zobatih gredi in utrdila njihovo mesto v naslednji generaciji mobilnosti.