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. Rekuperačné 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 v centre pozornosti médií 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.