Az új generációs elektromos autók tömítései
A Trelleborg bemutatja a HiSpinTM PDR RT és HiSpin TM HS40 szériát, amely kifejezetten az e-mobility alkalmazások számára készült fejlesztés. Nagy sebességű működésre lett tervezve, mellyel jelentős lépést tehetünk a magas fordulatszámú tömítésekkel kapcsolatos problémák leküzdésében, amelyek korlátozzák az elektromos autók hatótávolságát a benzinesekkel szemben.
Tudjon meg többet a HiSpin tömítésekről
Az elektromos autók iránti érdeklődés egyre fokozódik, mivel az autógyártók a CO2-kibocsátás csökkentésére és a járművek hozzáférhetőségének biztosítására törekednek a világ legnépesebb városaiban. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) * jelentése szerint 2017-ben 3,1 millió elektromos jármű volt globálisan az utakon. Ez azonban 2030-ra várhatóan exponenciálisan legalább 125 millióra, de elképzelhető, hogy akár 220 millióra is nőhet..
Ez azonban attól függ, hogy létezik-e olyan életképes technológia, amely lehetővé teszi, hogy egy tank üzemanyag mennyiségével egyenértékű feltöltésből a gépjárművezetők olyan függetlenséget kapjanak, amilyenhez a hagyományosan üzemelő járműveknél voltak szokva. Ez a két új tömítés jelentős mérföldkövet jelent ennek elérésében.
Jan Zumbach, a Trelleborg Sealing Solutions e-Mobility üzletfejlesztési vezetője szerint a ,,hatótávolság miatti aggodalom" leküzdése döntő fontosságú az elektromos járművek tömeges elfogadásához. „A benzin vagy a dízelüzemű járműveknél az emberek tudják, hogy elérik a kitűzött célpontjukat, mivel az infrastruktúra adott és az üzemanyagtartály feltöltése nem jelent problémát.
Amikor az ember elektromos autóval utazik, aggodalomra adhat okot, hogy elegendő feltöltéssel rendelkezik-e a jármű, hogy megérkezzen a választott célállomásra. Továbbá a töltő pontok hiánya, és az akkumulátor feltöltési ideje is kényelmetlenné teheti az utazást. A megoldás a töltőállomások infrastruktúrájának bővítése és az akkumulátor kapacitásának növelése, hogy az egy töltéssel megtehető távolság hosszabbodjon..
„Ennek elérését korlátozó tényező az elektromos hajtás tengelyének a tömítése lehet. Az új HiSpin® PDR RT és a HiSpin® HS40 hozzájárul az elektromos autók hatótávolságának növeléséhez, így az elektromos autók tömeges elterjedése valósággá válhat."
Az elektromos járművek vezető technológiai fejlesztése az e-tengely, kombinálva elektromos motorral és az egyszerű fogaskerék áttétellel, amely illeszkedik a hagyományos motortérbe. A motor és az áttétel közvetlenül csatlakozású és míg a fogaskerekek hatékony kenést igényelnek, elengedhetetlen, hogy a motor száraz maradjon. Ezt kizárólag egy megbízható, nagy teljesítményű tömítés képes elvégezn
Paul Taylor, a Trelleborg Sealing Solutions termékcsalád igazgatója szerint: „Mivel az elektromos motorok nagy sebességgel működnek a leghatékonyabban, a tömítés követelményei nagyon különböznek az belsőégésű motorok átviteli rendszereitől. A benzinmotorok általában 2 000-4 000 fordulat / perc (RPM) között futnak, míg az elektromos meghajtású tengely nyolcszor gyorsabban fut, jellemzően 16 000 ford / perc ami a jövőben várhatóan növekedhet.
„A mai elektromos autók e-tengelyében a hagyományos tömítések forgásának felületi sebességhatára kb. 30 m/s. Az e-tengelyek elméleti optimális forgási felületi sebessége több, mint 60 m/s így maximalizálva a hatékonyságot és biztosítva az eddig elérhetetlen sebességet.
„Ezért az új e-Mobility tömítések célja, hogy a működési fordulatszámot legalább 40 m/s-re növelje, amely HiSpin® HS40 szériával elérhető, a HiSpin® PDR RT-vel pedig akár 60 m/s is teljesíthető. ”
Egy másik probléma, amellyel meg kellett küzdeni, a rendszerből hiányzó kenés. Az elektromos hajtás áttétel oldalán a kenés csak minimálisan észlelhető. Ha a kenés kicsi vagy egyáltalán nincs is, a tömítettség megoldása dinamikus rendszer esetén sokkal nehezebb. Ilyen körülmények között a forgó tengelytömítések nagy súrlódási erőknek vannak kitéve és statikus állapot esetén könnyedén letapadhatnak. Ez lényegesen nagyobb kopást okoz, lerövidíti a tömítés élettartamát, valamint csökkenti a jármű teljesítményét.
A villamos hajtásrendszerben lévő kenőanyagok sokfélesége szintén nehézséget okoz, így nem minden tömítőanyag kompatibilis vagy működik hatékonyan a közegben. Ezen túlmenően az elektromos rendszereknél alkalmazott új kenőanyagok ismeretlen kihívásokat jelentenek, amikor a vízalapú, dielektromos és alacsonyabb viszkozitású közegek jönnek képbe.
Annak biztosítása érdekében, hogy az elektromos autógyártók igényeit gyorsan teljesítsük, a Trelleborg Sealing Solutions külön csapatot állított össze az új e-Mobility tömítések kifejlesztésére.
Colin Macqueen, a tömítésfejlesztési csapat vezetője szerint: „A hagyományos termékfejlesztés lassú folyamat. Az elektromos autógyártók pedig prioritásként kezelik a nagyobb hatótávolság megtételét, így egy tapasztalt szakértői csapat kapott felkérést az e-Mobility alkalmazások nagy fordulatszámú, kenésmentes tömítési rendszereinek gyors kidolgozására. A tervezés csupán 8 hónapot vett igénybe a projekt csapat összeállításától az első prototípusok legyártásáig.
A gyors fejlesztés eredményeként két megoldás született, amelyek a HiSpin® PDR RT és a HiSpin® HS40 névre hallgatnak. Mindkettő ugyanazzal a funkcióval rendelkezik, de az elektromos hajtásrendszer működési paramétereitől és az ügyfelek preferenciáitól függően más-más tulajdonságokkal rendelkeznek.
Matthias Keck, a németországi Trelleborg Sealing Solutions innovációs igazgatója szerint: „A tesztelés rendkívül pozitív volt. Mindkét tömítésnél nulla szivárgás volt, annak ellenére, hogy a rendkívül igényes tömítési körülmények között a HiSpin® PDR RT 75% -al kisebb súrlódást mértünk a standard PDR-tömítéssel szemben egészen 60 m/s-os sebességig.
A HiSpin® PDR RT két részből áll: egy precíziós megmunkálású fém testből és egy mechanikusan hozzáillesztett Turcon® polietetrafluoretilén (PTFE) tömítőelemből. A tömítőelem egy speciálisan kialakított ajakkal van ellátva, amely javít a teljesítményen és csökkenti az ajak által okozott kopást a tengelyen.
A tömítés 60 m/s és annál nagyobb sebességre is képes, magas és alacsony hőmérsékleten egyaránt. Képes kezelni az előforduló nyomást, kompatibilis a különböző vegyi anyagokkal és alacsony súrlódási együtthatója van, így képes száraz futást biztosítani. A prototípusokat a közelmúltban indított Rapid Prototype szolgáltatásunk biztosítja az ügyfelek támogatására, továbbá egy vezetőképes PTFE - alapú termék is rendelkezésre áll.
A HiSpin® HS40 az autóipari vásárlók számára már ismert termék. Az egyedülállóan hidrodinamikailag kétirányúan kialakított ajak jellemzője az elhanyagolható súrlódási nyomaték nagy sebesség esetén. A kiterjedt FEA tanulmányok alátámasztják, hogy a tömítés ajakgeometriája és rugalmas kialakítása optimális érintkezést biztosít a tengelyen, garantálva a megfelelő statikus és dinamikus tömítési teljesítményt.
A tömítés a bevált XLT Fluoroelasztomer (FKM) keverékből készül, hogy megfeleljen a nagyobb sebességeknek és a szélesebb üzemi hőmérséklet-tartománynak. Kompatibilis az egyre agresszívabb szintetikus automata sebességváltó folyadékokkal (ATF) és bevált hagyományos, szériális gyártási folyamattal készül. A HiSpin® HS40 képes kezelni a kifutást 40 m/s sebességig, és könnyen telepíthető.
További információ a HiSpin® PDR RT és a HiSpin® HS40 tömítésekről.