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    Timken軸承助力汽車效率提升

    2019年上海車展再次掀起國人對風云變幻的汽車行業的關注。隨著汽車排放標準的要求不斷提高,汽車行業面臨著技術轉型的巨大挑戰。


    2019年上海車展現場

      從趨勢上,雖然電動車在新車銷售份額的比例逐年提高,甚至有相關行業預測電動車銷量到2040年將占據我國汽車總銷量的一半,但由于電池技術作為電動汽車發展壁壘進入瓶頸期,在沒有新的技術革新之前,電動車未來發展的道路似乎并不那么順暢。因此,混合動力汽車作為過渡技術目前是備受主機廠關注與發展的方向。

      無論是傳統燃油車輛還是節能環保的新能源車輛,如何提升系統效率始終是整個行業最關心的問題。

      在汽車中,傳動系統的關鍵位置的軸承產品對系統效率起著至關重要的作用。鐵姆肯公司作為全球軸承行業的領先者在這方面經驗豐富。在傳統的燃油車中,Timken®圓錐滾子軸承產品應用在多個位置,包括主減速器、差速器、取力器、輪端、變速箱等。在純電動車或混合動力汽車中,Timken的產品則主要應用到變速箱中。


    Timken產品在汽車各部分應用

      以混合動力汽車為例,無論其布置形式如何變化(下圖列出四種常見的布置形式),系統的變速箱中都可依賴Timken的高效圓錐滾子軸承(FE軸承)提升效率。


    混合動力汽車的四種常見布置形式

      自從二十世紀初,Timken為汽車客戶提供第一枚圓錐滾子軸承開始,就一直在產品應用創新上不斷努力。從2000年開始,Timken就開始為眾多汽車客戶研發應用在車橋中的可降低功率損失的FE軸承,減少軸承功率損失達25%,燃油經濟性提高將近1.5%。


      隨著汽車技術的不斷發展與變革,FE軸承憑借其更好的剛性、更小的質量和更低的功率損失等優點被更廣泛地應用于更多類型的汽車中,幫助整個系統提升效率。

      具體來說,Timken®FE軸承主要從以下幾方面的技術控制來達到降低功率損失的效果:

      滲碳熱處理


      良好的熱處理方式是產品性能的保障。對于惡劣工況(環境夾雜多、潤滑油膜薄、載荷較大等)的產品使用,鐵姆肯公司擅長的滲碳處理可提供更好的軸承壽命和性能。

      高純凈度鋼材


      高純凈度的鋼材可以保證軸承擁有更好的疲勞壽命,讓軸承尺寸更小,從而獲得更高的效率。

      優異的工程表面


      表面結構的優化有益于降低扭矩和提升潤滑效果,從而降低功率損失。在電動汽車中主要應用低粘度系數的潤滑油,為軸承的潤滑帶來了較大挑戰。因此,良好的表面結構帶來更好地使用效果。

      改進的宏觀幾何尺寸


      對于Timken®FE圓錐滾子軸承,在滾子、滾道錐角、外形尺寸等方面,都會根據實際運行狀態進行設計優化,在保證產品額定載荷和剛度的前提下提供更高的運行效率。

      優化的微觀幾何尺寸


      FE軸承的滾道輪廓或內圈擋邊的接觸輪廓會根據需要進行微觀優化,從而降低滾道與擋邊運行扭矩。微觀幾何尺寸的優化也會帶來邊界應力的降低。

      功率密度


    相同的額定載荷,不同的外形尺寸

      相同的額定載荷,不同的外形尺寸

      鐵姆肯公司憑借先進的技術和行業應用經驗不斷改進FE軸承的設計提高軸承的功率密度,使得在滿足載荷要求的情況下軸承尺寸不斷變小。例如上圖中用于電動車的ePDFE軸承,在載荷一定時相對球軸承而言尺寸更小重量更輕。而更小的軸承可以改善扭矩性能,減輕系統重量,達到效率提升的目的。

      汽車,是人類工業文明的優秀成果。它不僅擴大了人們的生活半徑,提高了商品的運輸效率,更帶來了生活方式、產業模式的巨大變革。而在汽車行業誕生、發展、騰飛到轉型的過程中,鐵姆肯公司始終置身其中,致力于憑借自己的知識不斷提高機械系統的性能、可靠性和效率。


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