Hai khái niệm ổ đĩa, một mục tiêu: lăn càng nhẹ càng tốt

Sự thay đổi trong ngành công nghiệp ô tô có ảnh hưởng đáng kể trên các yêu cầu trong việc thiết kế và ứng dụng của vòng bi hộp số: Hiện nay, các nhà cung cấp có liên quan phải sử dụng hai thế giới về cơ bản vì truyền động thông thường cũng cho các giải pháp hiệu quả hơn nhu cầu như xe điện và hybrid. Dù bằng cách nào, tính cơ động của ngày mai cần có vòng bi tối ưu hóa về mặt xã hội.

Trên toàn cầu, cả quy định pháp lý và nhu cầu khách hàng đang gia tăng đang thúc đẩy thị trường xe điện chuyển động. Ví dụ, công ty tư vấn Deloitte1 dự đoán rằng vào năm 2024, khoảng 10% tổng số xe mới được bán sẽ có ổ điện. Tuy nhiên, đồng thời, điều này có nghĩa là những chiếc xe có động cơ đốt thông thường sẽ thống trị các con đường trong nhiều năm tới.

Những xu hướng song song này đặt ra những thách thức to lớn cho các OEM: một mặt, họ phải đầu tư một phần lớn vào nỗ lực nghiên cứu và phát triển của họ vào các thiết kế mới cho các ổ đĩa điện và hybrid. Mặt khác, điều quan trọng là phải trích xuất chút hiệu quả cuối cùng từ các phương tiện chạy bằng xăng và truyền động của chúng để có thể đáp ứng các quy định carbon dioxide (CO2) ngày càng nghiêm ngặt trên toàn thế giới.

Cả hai trường hợp có tác động đáng kể đến việc sử dụng vòng bi, bạc đạn trong các hệ truyền động khác nhau. Điều này làm cho tất cả các nhà sản xuất ổ trục hiểu rõ hơn các vấn đề kỹ thuật của các nhà cung cấp OEM và hệ thống. Rốt cuộc, đó là về việc phát triển các giải pháp phù hợp để đóng góp hiệu quả nhất có thể để đạt được các mục tiêu cá nhân của bạn.

Kẻ thù chung
Bất kể kiến ​​trúc hệ thống truyền động, có một kẻ thù chung: ma sát. Trong các hệ truyền động thông thường và hybrid, tổn thất điện năng do ma sát làm tăng lượng khí thải CO2 – và trong các phương tiện chạy bằng pin, chúng giảm thiểu phạm vi của chúng. Vì lý do này, các OEM đang tuyệt vọng tìm kiếm các giải pháp thay thế gây ra tổn thất ma sát ít hơn, ví dụ, vòng bi lăn tiêu chuẩn để truyền, giảm bánh răng và vi sai.

SKF đã làm việc trong một thời gian để phát triển vòng bi SKF đặc biệt ma sát thấp cho các ứng dụng như vậy. Trong khi đó, công ty có thể cung cấp các giải pháp mà trong một số ứng dụng nhất định chỉ chiếm một nửa tổn thất hiệu năng của các đối tác “truyền thống” của họ. Chìa khóa cho sự tiến bộ này là cách tiếp cận hộp công cụ mà SKF sử dụng để phát triển các sản phẩm bespoke cho mọi ứng dụng. Đầu tiên, các kỹ sư dựa vào phần mềm mô phỏng hiện đại để xác định các yêu cầu chính xác của một ứng dụng kho cụ thể. Sử dụng “các vòng tối ưu hóa ảo”, các tham số như góc tiếp xúc, số lượng và kích thước của các phần tử lăn và thiết kế của lồng sau đó được tối ưu hóa – tất cả đều nhằm mục đích xây dựng ổ trục côn giảm cực kỳ ma sát,

Ví dụ về giải pháp hệ thống xe điện: Các động cơ hiện đạt tốc độ rất cao. Những tốc độ cao làm cho vòng bi được cài đặt cụ thể hơn. Đó là lý do tại sao các chuyên gia SKF thiết kế các biến thể ổ trục đặc biệt với lồng polymer được tối ưu hóa được trang bị tốt để xử lý tốc độ, gia tốc và nhiệt độ cao hơn trong môi trường động cơ như vậy.

Tuy nhiên, toàn bộ hệ thống bộ lạc của ổ trục như vậy, không ít nhất bao gồm một chất bôi trơn phù hợp. Xu hướng hiện nay trong việc phát triển dầu nhờn bánh răng là sử dụng các loại dầu có độ nhớt thấp có độ nhớt thấp với các chất phụ gia tương ứng, nhằm giảm hơn nữa những tổn thất hiệu suất không phổ biến. Tuy nhiên, tác động của những phát triển mới như vậy đối với vòng bi và tuổi thọ của chúng cần được xem xét kỹ lưỡng. Bởi vì một số loại dầu mới này cho thấy rằng chúng không còn có thể ngăn chặn sự mài mòn hoặc mỏi bề mặt trong tiếp xúc của vòng bi.

Một giải pháp khả thi cho vấn đề này có thể là carbonitriding của các bộ phận vòng bi. SKF đã sử dụng thành công công nghệ này để kéo dài tuổi thọ của vòng bi, bạc đạn SKF sử dụng trong môi trường ô nhiễm hoặc trong điều kiện bôi trơn khó khăn. Các ứng dụng như vậy được tìm thấy, liên alia, trong khai thác, trong ngành công nghiệp thép hoặc trong tuabin gió. Giờ đây, SKF đang hợp tác với các đối tác trong ngành công nghiệp ô tô để tận dụng chuyên môn kết hợp từ nhiều lĩnh vực khác nhau để phát triển các giải pháp sáng tạo cho tính di động của ngày mai – để giúp các OEM đáp ứng những thách thức của họ về cải thiện hiệu suất, hiệu quả và hiệu suất Có thể làm chủ độ tin cậy.

* Sylvain Bussit là Giám đốc phát triển kinh doanh và dòng sản phẩm toàn cầu Powertrain tại SKF ở Saint Cyr Sur Loire, Pháp. Daniel Jansen là Giám đốc Phát triển Sản phẩm Toàn cầu và Truyền tải Kỹ thuật và Lái xe Cuối cùng tại SKF ở Schweinfurt.