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【前沿技术分享】混合陶瓷轴承的应用正在成为一种趋势

时间:2023-03-10   访问量:155

最新数据显示,2022年中国新能源乘用车累计批发量649.8万辆,同比增长96.3%。乘联会预计2023年新能源车销量850万辆,渗透率达36%。

电动化浪潮下,汽车的动力传动系统设计发生了翻天覆地的变化,这个变化不仅仅影响了发动机变速箱这些大总成,也对汽车轴承提出了更多新要求:

1)电机轴承相比传统轴承转速高,需要密度更低、相对更耐磨的材料;

2)由于电机的交变电流引起周围电磁场变化,需要更好的绝缘性减小轴承放电产生的电腐蚀;

3)要求轴承球表面更质量更好,磨损更少。

陶瓷球具有低密度、高硬度、耐摩擦等特点,适宜高速旋转工况,在高温、强磁、高真空等领域,陶瓷球具有不可替代性。因此,在新能源汽车中,陶瓷轴承的应用成为一种趋势。例如:特斯拉采用的电机中输出轴是采用混合陶瓷轴承,采用设计的混合陶瓷轴承,轴承滚动体采用氮化硅球;奥迪ATA250电机位于内部的2个转子轴承同样采用陶瓷材质制成。

早在2018年,市场上就有新式节能轴承,因优于传统球轴承的高转速能力突然在新能源市场上大卖,许多厂商选择将其装到了新能源车辆电机上。彼时市面上的新能源汽车电机转速普遍为10,000r/min左右,而后转速要求越来越高,逐步迈向15,000,20,000r/min甚至更高发展。

针对此,2021年11月,既有头部轴承公司公布了最高转速可达180万(dmn值)的高转速深沟球轴承,以40mm轴径为例可满足最高30,000r/min电机转速。

新圆锥滚子轴承

除了高速球轴承之外,新一代圆锥滚子轴承是追求极致低摩擦的又一“利器”。

在减速器内,圆锥滚子轴承可承受较大轴向载荷,但摩擦力较高会消耗大部分的能量,是电驱系统内摩擦损耗的“能耗大户”。若要提高三合一电驱系统的能效,就要想办法降低摩擦力。

圆锥滚子轴承是通过定制设计和磨削工艺,在常规车速下比标准滚子轴承减少60%的能耗损失。在实现低能耗的同时,还能保证轴承的使用寿命,保证整体电驱系统高可靠性。

导电环+混合陶瓷球轴承——助力解决“电腐蚀”困扰

电腐蚀往往会带来轴承表面损坏、润滑剂过早老化、产生异响等影响,并会缩短轴承和润滑剂的使用寿命,最终导致轴承失效。面对不论是系统环形电流还是EDM轴电流带来的电腐蚀风险,混合陶瓷球轴承加上导电环的配置能让多数难题迎刃而解。

首先在导电环上,该产品既适用于干式环境油脂润滑的电机,也适用于油冷环境的电机,且可以一直保持在比较低的接触电阻,具有优异的导电性能。

在混合陶瓷球轴承方面,该产品内外套圈仍然采用轴承钢,滚动体采用氮化硅材质。

SKL Techenonlogies Germany GmbH 是德国轴承生产企业,20世纪50年代在德国勒沃库森成立,产品广泛应用于世界上各一线顶尖制造行业。是高精密机床和加工设备、铁路运输、轧机技术、工业和大型齿轮箱、造纸和塑料加工以及海上技术等多个行业领域配套客户的可靠合作伙伴。


世界的经济格局在21世纪初开始发生重大的改变,2016年,SKL整合资源调整方向成立面向全世界的制造与销售公司,寄目标把德国SKL技术向全球化拓展,先后成立中国分部,东南亚分部,南美分部以及非洲分部,并在上海成立大中华区(上海)技术中心与划拨中心, 致力于为亚洲市场提供本地化、定制化、数字化的解决方案。


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