Шлицевые валы — движущая сила будущего: ключевые области применения в транспортных средствах на новых источниках энергии

По мере ускорения глобального перехода к чистой мобильности, новые энергетические транспортные средства NEV, включая электромобили EV, подключаемые гибриды и автомобили на водородных топливных элементах, выходят на первый план. В то время как технологии аккумуляторов, электродвигатели и инфраструктура зарядки часто доминируют в заголовках новостей, важность основных механических компонентов, таких как шлицевые валы, часто упускается из виду. Тем не менее, эти, казалось бы, простые компоненты играют жизненно важную роль в производительности, эффективности и безопасности NEV.

Шлицевой вал — это механический элемент привода, предназначенный для передачи крутящего момента с возможностью осевого перемещения. Его прецизионно обработанные гребни, или «шлицы», входят в зацепление с соответствующими канавками в сопряженном компоненте, таком как шестерня или муфта. Такая конструкция обеспечивает эффективную передачу мощности, высокую точность выравнивания и грузоподъемность.

Где используются шлицевые валы в транспортных средствах на новых источниках энергии?

В электромобилях шлицевые валы широко используются в трех основных областях: в системе электропривода, рулевом управлении, а также в тормозных или рекуперативных системах.

1. Системы электропривода
Одно из наиболее важных применений шлицевых валов — в блоке электропривода или электропривода, который объединяет электродвигатель, редуктор и дифференциал в один компактный модуль. Шлицевые валы используются для соединения ротора двигателя с входом редуктора, что позволяет вращательному моменту плавно передаваться на колеса. Это обеспечивает высокую плотность крутящего момента, снижение вибрации и оптимальную подачу мощности.

Кроме того, в двухмоторных или полноприводных электромобилях шлицевые валы обеспечивают точную синхронизацию между передними и задними приводами. В этих конфигурациях шлицевые валы играют решающую роль в векторизации крутящего момента и динамическом контроле устойчивости.

2. Системы рулевого управления
NEV все чаще используют системы электроусилителя руля (EPS) для замены традиционных гидравлических. В этих системах шлицевые валы используются для соединения рулевой колонки с промежуточными валами или универсальными шарнирами, что обеспечивает плавное и отзывчивое управление.

С развитием технологий автономного вождения точность зацепления шлицевого вала становится еще более важной. Современные системы рулевого управления с приводом по проводам в значительной степени зависят от высокоточной обратной связи по крутящему моменту, что требует шлицевых валов с минимальным люфтом и жесткими производственными допусками.

3. Системы рекуперативного торможения и трансмиссии
Другая важная область применения — системы рекуперативного торможения, где кинетическая энергия улавливается во время торможения и преобразуется обратно в электрическую энергию для подзарядки аккумулятора. Шлицевые валы помогают соединить блок двигателя-генератора с трансмиссией, обеспечивая плавный переход между режимами привода и рекуперации.

Кроме того, в подключаемых гибридных системах или электромобилях с многоскоростными коробками передач шлицевые валы используются для включения и выключения планетарных передач или пакетов сцеплений, помогая оптимизировать производительность в различных условиях вождения.

Рост популярности индивидуального проектирования шлицев
Поскольку NEV становятся более компактными и программно определяемыми, растет спрос на индивидуальные конструкции шлицевых валов. Инженеры теперь оптимизируют профили шлицев, такие как эвольвентные, прямосторонние или зубчатые шлицы, чтобы соответствовать меньшим форм-факторам, снижать шум и вибрацию (NVH) и продлевать срок службы компонентов.

«Точность и снижение веса являются ключевыми приоритетами инженера автомобильной трансмиссии. «Усовершенствованные шлицевые валы не только передают мощность, они также способствуют энергоэффективности и сокращают техническое обслуживание в течение жизненного цикла автомобиля».

Шлицевые валы, возможно, и не попадают в заголовки, как батареи или автономные датчики, но они остаются тихим краеугольным камнем революции электромобилей. От высокоскоростных моторных приводов до точного рулевого управления, их роль в обеспечении механической надежности и эффективности неоспорима.

Компания Shanghai Belon Machinery Co., Ltd. специализируется на производстве высокоточных OEM-шестерен, валов и решений для пользователей по всему миру в различных отраслях: сельском хозяйстве, автомобилестроении, горнодобывающей промышленности, авиации, строительстве, робототехнике, автоматизации и управлении движением и т. д. Наши OEM-шестерни включают, помимо прочего, прямые конические шестерни, спиральные конические шестерни, цилиндрические шестерни, червячные передачи, шлицевые валы.

По мере дальнейшего развития отрасли внедрение интеллектуальных материалов, обработки поверхности и легких сплавов еще больше расширит возможности шлицевых валов, закрепив их место в следующем поколении мобильности.