Drážkované hriadele poháňajúce budúcnosť: Kľúčové aplikácie vo vozidlách s novou energiou

S urýchľovaním globálneho prechodu na čistú mobilitu sa do popredia dostávajú nové energeticky úsporné vozidlá (NEV) vrátane elektromobilov (EV), plug-in hybridov a vozidiel na vodíkové palivové články. Zatiaľ čo technológia batérií, elektromotory a nabíjacia infraštruktúra často dominujú titulkom novín, dôležitosť základných mechanických komponentov, ako sú drážkované hriadele, sa často prehliada. Tieto zdanlivo jednoduché komponenty však zohrávajú kľúčovú úlohu vo výkone, účinnosti a bezpečnosti NEV.

Drážkovaný hriadeľ je mechanický hnací prvok určený na prenos krútiaceho momentu a zároveň umožňuje axiálny pohyb. Jeho presne opracované hrebene alebo „drážky“ sa prelínajú s príslušnými drážkami v zodpovedajúcom komponente, ako je ozubené koleso alebo spojka. Táto konštrukcia zaisťuje efektívny prenos výkonu, vysokú presnosť nastavenia a nosnosť.

Kde sa používajú drážkované hriadele vo vozidlách s novou energiou?

V NEV sa drážkované hriadele široko používajú v troch hlavných oblastiach: elektrický pohon, systém riadenia a brzdové alebo regeneratívne systémy.

1. Elektrické pohonné systémy
Jednou z najdôležitejších aplikácií drážkových hriadeľov je v rámci elektrickej nápravy alebo elektrickej pohonnej jednotky, ktorá kombinuje elektromotor, redukčnú prevodovku a diferenciál do jedného kompaktného modulu. Drážkové hriadele sa používajú na pripojenie rotora motora k vstupu prevodovky, čo umožňuje plynulý prenos rotačného krútiaceho momentu na kolesá. To zaisťuje vysokú hustotu krútiaceho momentu, znížené vibrácie a optimálny prenos výkonu.

Okrem toho v elektrických vozidlách s dvojitým motorom alebo pohonom všetkých kolies umožňujú drážkové hriadele presnú synchronizáciu medzi prednými a zadnou pohonnou jednotkou. V týchto konfiguráciách zohrávajú drážkové hriadele kľúčovú úlohu pri vektorovaní krútiaceho momentu a dynamickom riadení stability.

2. Systémy riadenia
NEV čoraz častejšie používajú systémy elektrického posilňovača riadenia (EPS) ako náhradu tradičných hydraulických systémov. V týchto systémoch sa drážkové hriadele používajú na spojenie stĺpika riadenia s medziľahlými hriadeľmi alebo univerzálnymi kĺbmi, čo zabezpečuje plynulé a citlivé ovládanie.

S nástupom technológií autonómneho riadenia sa presnosť záberu drážkového hriadeľa stáva ešte dôležitejšou. Moderné systémy riadenia drive-by-wire sa vo veľkej miere spoliehajú na vysoko presnú spätnú väzbu krútiaceho momentu, ktorá vyžaduje drážkové hriadele s minimálnou vôľou a prísnymi výrobnými toleranciami.

3. Regeneratívne brzdové a prevodové systémy
Ďalšou dôležitou oblasťou použitia sú rekuperačné brzdové systémy, kde sa kinetická energia počas brzdenia zachytáva a premieňa späť na elektrickú energiu na dobitie batérie. Drážkované hriadele pomáhajú prepojiť jednotku motora-generátora s hnacím ústrojenstvom, čo umožňuje plynulé prechody medzi režimami jazdy a regeneratívnym režimom.

Okrem toho sa v plug-in hybridných systémoch alebo elektromobiloch s viacstupňovými prevodovkami používajú drážkované hriadele na zapojenie a odpojenie planétových prevodov alebo spojkových blokov, čo pomáha optimalizovať výkon v rôznych jazdných podmienkach.

Vzostup dizajnu vlastných drážok
Keďže sa NEV stávajú kompaktnejšími a softvérovo definovanými, rastie dopyt po zákazkových konštrukciách drážkovaných hriadeľov. Inžinieri teraz optimalizujú profily drážok, ako sú evolventné, rovné alebo zúbkované drážky, aby sa zmestili do menších tvarových faktorov, znížili hluk a vibrácie (NVH) a predĺžili životnosť komponentov.

„Presnosť a zníženie hmotnosti sú kľúčovými prioritami inžiniera automobilových pohonných jednotiek. Pokročilé drážkované hriadele nielen prenášajú výkon, ale tiež prispievajú k energetickej účinnosti a znižujú nároky na údržbu počas životného cyklu vozidla.“

Drážkované hriadele síce nemusia byť na titulných stránkach novín ako batérie alebo autonómne senzory, ale zostávajú tichým základným kameňom revolúcie elektromobilov. Od vysokorýchlostných motorových pohonov až po presné riadenie, ich úloha pri zabezpečovaní mechanickej spoľahlivosti a účinnosti je nepopierateľná.

Spoločnosť Shanghai Belon Machinery Co., Ltd. sa zameriava na vysoko presné OEM ozubené kolesá, hriadele a riešenia pre používateľov na celom svete v rôznych odvetviach: poľnohospodárstvo, automobilový priemysel, baníctvo, letectvo, stavebníctvo, robotika, automatizácia a riadenie pohybu atď. Naše OEM ozubené kolesá zahŕňajú, ale nie sú obmedzené na, priame kužeľové ozubené kolesá, špirálové kužeľové ozubené kolesá, valcové ozubené kolesá, závitovkové ozubené kolesá, drážkované hriadele.

S neustálym vývojom odvetvia integrácia inteligentných materiálov, povrchových úprav a ľahkých zliatin ďalej zlepší možnosti drážkovaných hriadeľov a upevní si tak svoje miesto v novej generácii mobility.