Automobilindustrie

Als wichtiger Lageranwendungsbereich kann die Automobilindustrie je nach Einbauort in Motorlager, Getriebelager, Lenksystemlager und Klimaanlagenlager unterteilt werden. Es kann dann weiter in verschiedene Komponenten der oben genannten Systeme wie Motoren, Kupplungen, Getriebe usw. unterteilt werden. Getriebe, Getriebe usw. sind weit verbreitet. Daher können Veränderungen in der Marktstimmung der Automobilindustrie, in der gesamten Produktion und im Verkauf sowie in den Angebots- und Nachfragebedingungen größere Auswirkungen auf die Wälzlagerindustrie haben.

Autoteilehersteller zeichnen sich durch Professionalität, Unabhängigkeit und globalisierte Geschäftstätigkeit aus. Nach einer langfristigen Entwicklung sind in der Autoteileindustrie in den Industrieländern mehrere weltbekannte Unternehmen mit starker Technologie, ausreichend Kapital und großem Umfang entstanden, hauptsächlich in Japan. , den Vereinigten Staaten und Deutschland, die den Hauptmarktanteil bei Produkten der mittleren bis oberen Preisklasse einnehmen, bessere Umsätze erzielen und die Entwicklungsrichtung der Branche festlegen. Diese Unternehmen haben differenzierte Wettbewerbsstrategien übernommen, um in segmentierten Bereichen Positionen aufzubauen, beispielsweise Bosch und Continental im Bereich der Kfz-Bremssysteme und ZF und Aisin im Bereich der Getriebe.

Mit der Expansion des Automobilmarktes und dem schnellen Wachstum der globalen Beschaffung hat sich das Versorgungssystem für die Autoteileindustrie meines Landes schrittweise verbessert. Mein Land ist tief in das globale Lieferkettensystem integriert und hat sich zu einem wichtigen Produktions- und Lieferstandort entwickelt. Laut der von „Automotive News“ veröffentlichten „Liste der 100 weltweit führenden Autoteilelieferanten 2022“ stehen in Japan, den USA und Deutschland 22, 21 bzw. 18 Unternehmen auf der Liste, und in meinem Land sind 10 Unternehmen auf der Liste .

①Leistungsgerät (Komponenten)

Fall: Lichtmaschine, Turbolader usw.

②Lenkvorrichtung (Komponente)

Gehäuse: Lenkgetriebe, Pumpe usw.

③Kraftübertragungsgerät (Komponente)

Fall: Getriebe, Differentialgetriebe usw.

④Reisegerät (Teile)

Gehäuse: Räder, Aufhängung usw.

Die Anzahl der in High-End-Automobilen verwendeten Lager kann bis zu 150 betragen.

Diese Lager spielen alle eine wichtige Rolle.

Wenn im Auto keine Lager vorhanden sind, drehen sich die Komponenten nicht reibungslos, verbrauchen mehr Energie und die Teile, die die Rotation unterstützen, versagen bald, was dazu führt, dass das Auto nicht mehr sicher und komfortabel fahren kann.

Aufgrund des breiten Einsatzspektrums werden die Vielfalt und Komplexität der Lagersorten bestimmt. Die Lagerherstellungsindustrie ist eine Industrie für die Herstellung von Präzisionsgrundteilen. Seine Genauigkeit wird in 0,001 mm gemessen, während die Fertigungstoleranz gewöhnlicher mechanischer Teile im Allgemeinen nur 0,01 mm beträgt.​

Zu den Komponentenbaugruppen, die Lager in Autos verwenden, gehören Motoren, Generatoren, Wasserpumpen, Kupplungen, Getriebe, Differentiale, Lenkgetriebe, Klimaanlagen usw. Die Hauptlagertypen sind kleine Rillenkugellager, Kegelrollenlager, Zylinderrollenlager und Winkellager Kontaktkugellager und Nadellager. Die passenden Anteile verschiedener Lagertypen sind 27 % Rillenkugellager, 23 % Kegellager, 15 % Nadellager, 6 % Wasserpumpenlager, 5 % Zylinderrollenlager und 24 % sonstige Lager.​

Zu den Baugruppen mit Lagern in Nutzfahrzeugen gehören Wasserpumpen, Getriebe, Antriebswellen, Generatoren, Differentiale, Vorder- und Hinterradnaben, Lenksysteme usw. Zu den Hauptlagertypen gehören Kegelrollenlager, Rillenkugellager, Nadellager, und Zylinderrollenlager.

Elektrofahrzeuge mit neuer Energie sind umweltfreundliche, umweltfreundliche und emissionsfreie Energiefahrzeuge, die das Land in den letzten Jahren befürwortet und entwickelt hat. Antriebsmotoren, Batterien und Steuerungen sind die Kernkomponenten von New-Energy-Fahrzeugen und das Herzstück von New-Energy-Fahrzeugen.
Wälzlager sind rotierende Teile von Antriebsmotoren. Hohe Geschwindigkeit, hohe Temperatur, häufiges Starten und Stoppen sowie Stöße sind die Hauptbetriebsbedingungen von Antriebsmotoren für Elektrofahrzeuge. Wir haben eine Reihe abgedichteter Rillenkugellager entwickelt, die sich an diese Arbeitsbedingungen anpassen können, um den Anforderungen von Hybridbussen, reinen Elektrobussen, rein elektrischen Personenkraftwagen, rein elektrischen Miniautos und anderen Serien von Antriebsmotoren für neue Energiefahrzeuge gerecht zu werden. und sind auf dem Markt weit verbreitet. Die Konstruktions- und Anwendungsmerkmale von Motorlagern sind wie folgt:

Wälzlager sind rotierende Teile von Antriebsmotoren. Hohe Geschwindigkeit, hohe Temperatur, häufiges Starten und Stoppen sowie Stöße sind die Hauptbetriebsbedingungen von Antriebsmotoren für Elektrofahrzeuge. Bei der Konstruktion neuer Lager für Energieantriebsmotoren werden Bedingungen wie gute Dichtungsleistung, Hochtemperaturleistung, Niedertemperaturleistung, wiederholte Start- und Stoppleistung, bestimmte axiale Stoßbelastung usw. berücksichtigt, die interne Struktur des Produkts optimiert und berücksichtigt vollständig Lagermaterialien, Wärmebehandlung und Bearbeitungsgenauigkeit. , Fett und Installationskoordination am Produkt, wodurch die Produktleistung erheblich verbessert wird und die Grenzgeschwindigkeit mehr als das 1,5-fache der Geschwindigkeit herkömmlicher Lager erreichen kann.

(1) Geschwindigkeit

Die Betriebsgeschwindigkeit beeinflusst sowohl die Lager- als auch die Fettlebensdauer. Daher müssen bei der Auswahl eines Lagers Lagergröße, Käfigtyp, Schmiermethode, Spiel und Dichtungstyp berücksichtigt werden. Die derzeit in Antriebsmotoren für neue Energiefahrzeuge verwendete Drehzahl kann bis zu 18.000 U/min erreichen, und der dmn-Wert kann mehr als 800.000 erreichen.

(2) Umwelt

In Umgebungen mit Luftfeuchtigkeit, niedrigen Temperaturen, hohen Temperaturen und viel Schlamm, Wasser und Staub sind Dichtungs- und Dichtungsmaterialien besonders wichtig. Es ist notwendig, die Auswirkungen der Versiegelung auf das Produkt zu berücksichtigen; Es muss verhindert werden, dass austretendes Schmiermittel eine Umwelt- und Produktverschmutzung verursacht. Gleichzeitig führt ein Fettaustritt zu einem Ölmangel im Lager und beeinträchtigt die Lebensdauer des Lagers.

(3)Temperatur

Die Lagertemperatur ist einer der Hauptfaktoren, die die Lebensdauer einer Maschine beeinflussen. Wenn der Betriebstemperaturunterschied zwischen der Umgebungstemperatur und der Lagertemperatur groß ist, erzeugt das Lager einen Temperaturgradienten. Wenn der Temperaturgradient groß ist, überprüfen Sie das Lagerspiel, um unnötige Lagerschäden zu vermeiden.

(4) Peilgenauigkeit

Das Präzisionsniveau der Antriebsmotorlager für neue Energiefahrzeuge erreicht alle das P6-Niveau, die internen Parameter können P5 erreichen und sie weisen eine extrem hohe Rotationsstabilität und ein geringes Geräuschverhalten auf (das Geräuschniveau kann Z3 erreichen).

Durchbrüche bei Lagern für Elektrofahrzeuge

Der Wechsel von einem Verbrennungsmotor zu einem Elektromotor und von einem Kraftstofftank zu einer Batterie geschieht nicht über Nacht – das Aufkommen von Elektrofahrzeugen erfordert, dass wir das Design aller Autoteile überdenken.

Damit ein Motor beispielsweise mit 30.000 U/min rotiert, um mit der hohen Drehzahl mithalten zu können, sind Hochleistungslager erforderlich. Die Lagertechnologie verändert sich, um den Anforderungen von Elektrofahrzeugen gerecht zu werden. Zulieferer sind bestrebt, OEMs stärkere und langlebigere Komponenten anzubieten.

Was sind die wichtigsten Entwicklungen bei der Optimierung von Lagern? Wie verbessern sie die motorische Leistung?

OEMs fordern deutliche Verbesserungen bei Qualität und Leistung, um ihren Kunden zuverlässige Elektrofahrzeuge anbieten zu können. Aus diesem Grund entwickeln Zulieferer Lager und Polymerkäfige neu, damit die gesamte Einheit den höheren Geschwindigkeiten, Beschleunigungen und Temperaturen standhält, die für den Motorbetrieb charakteristisch sind.

Darüber hinaus erfordern höhere Geschwindigkeiten einen effizienteren Schmierstoff, der seine Viskosität beibehält und von hoher Qualität ist.

In diesem Zusammenhang sagte Dr. Farrukh Qureshi, ein technischer Forscher bei Lubrizol, dass „je nach Fahrzeugkonfiguration und -design mehrere Antriebsstrangkonfigurationen vorhanden sein werden“.

„Wenn der Motor in das Getriebe oder die Achse eingebettet und in Schmieröl getaucht ist, sind die elektrische und thermische Leitfähigkeit der Flüssigkeit sehr wichtig. Es besteht jedoch kein Konsens unter den OEMs über die Ziele der elektrischen und thermischen Leitfähigkeit.“

Er fügte hinzu: „Auch der Reibungs- und Verschleißschutz von Zahnrädern, Lagern und Dichtungen ist wichtig. Die Motorausgangsdrehzahlen können 25.000 U/min überschreiten, was eine ordnungsgemäße Schmierung der relevanten Lager, Dichtungen und anderer Komponenten erfordert.“

Hybrid-Keramiklager

Stahllager sind derzeit der Industriestandard für Elektromotoren. Trotz der hohen Effizienz des Motors und des Wechselrichters gibt es jedoch ein Merkmal, das herkömmliche Stahllager beeinträchtigt, nämlich die hochfrequente Spannungsumschaltung des Wechselrichters, die insbesondere bei hohen Motordrehzahlen zu Leckströmen führen kann. Dieser Strom fließt manchmal durch das eigentliche Lager und verursacht Lochfraß an der Oberfläche und kurz darauf einen katastrophalen Ausfall der Komponente.

Anders Thormann von CeramicSpeed ​​sagte: „Der Stromfluss durch Lager kann auch Mikroschweißnähte im Übergang von den Wälzkörpern zu den Laufringen erzeugen, wodurch der Stahl geschwächt und die Laufbahnen beschädigt werden – ein Phänomen, das als galvanische Korrosion bekannt ist.“ Eine große Anzahl von Frequenzumrichtern läuft mit höheren Frequenzen. Der Betrieb mit Frequenzen beschleunigt dieses Problem erheblich und führt somit zu Gleichtaktspannungen, die aufgrund der hohen Frequenz nur schwer genau isoliert werden können.

Hier kommen die Vorteile von Hybrid- oder Keramiklagern zum Tragen, da diese keinen Strom leiten.

Aufgrund ihrer galvanisch isolierenden Eigenschaften haben Hybridlager eine um 40 % geringere Dichte als Stahllager. Dadurch können sie bei niedrigeren Temperaturen betrieben werden, erfordern weniger Schmierung und halten bis zu zehnmal länger als Stahllager.

Laut einer Studie des Danish Institute of Technology (DTI) können die Betriebstemperaturen aufgrund der geringeren Reibung von Keramik-Hybridlagern um 10 bis 40 Kelvin niedriger sein als bei gleichwertigen Standardlagern im gleichen Motor. Dies führt zu einer längeren Lebensdauer von Fett, Lagern und Motoren.

Thormann sagte: „Keramik-Hybridlager werden durch keinen Stromfluss beeinträchtigt, da der spezifische Widerstand des Keramikmaterials höher ist als der von Luft, was zu einem effektiven Isolationsabstand führt, der dem gesamten Kugeldurchmesser entspricht. Im Gegensatz zu Beschichtungen, die isoliert sind, beträgt der Abstand 0,1 mm.“ Die Isolierung in den Lagern macht einen großen Unterschied. So einfach ist das – Problem gelöst.“

Herausforderungen, die Antriebsmotoren an Motorlager stellen

Für Motorlager, die in allgemeinen Industriemotoren verwendet werden, hat sich die heimische Lagerindustrie weiterentwickelt. Mit der Verbesserung des theoretischen Niveaus des Lagerdesigns, der Weiterentwicklung der Lagerstahlmaterialtechnologie, der Verbesserung der Aderendhülsenverarbeitungsausrüstung und des Technologieniveaus ist das Niveau der Stahlkugelherstellung gestiegen. , hat Importe ersetzt und den wichtigsten Inlandsmarkt besetzt, aber die Eigenschaften des breiten Drehzahlbereichs, des großen Anlaufdrehmoments, der hohen Leistungsdichte und des hohen Wirkungsgrads des Automobilantriebsmotors machen ihn für hohe Geschwindigkeit, hohe und niedrige Temperaturen, Haltbarkeit, Stabilität usw. geeignet. und Zuverlässigkeit der Lager. Derzeit sind inländische Motorlager für neue Energiefahrzeuge immer noch hauptsächlich auf Importe angewiesen.

1. Geschwindigkeit: Die Drehzahl des Antriebsmotors beträgt bis zu 20.000 U/min und der Durchmesser des Lagers. Der n-Wert erreicht mehr als 800.000, was viel höher ist als die Geschwindigkeit gewöhnlicher Industriemotoren.

2. Temperatur: -40~150 ℃, das Lager arbeitet stabil und ohne Pfeifen; Die Langzeitbetriebstemperatur beträgt 110 bis 120 °C. Die Starttemperatur in kalten Gebieten beträgt -30 bis -20 °C, das Startdrehmoment ist gering und die Geräuschentwicklung ist gering.​

3. Schmierung: Das Fett muss eine Leistung bei niedrigen Temperaturen, eine hohe Temperaturbeständigkeit, Vibrationsfestigkeit, Energieeinsparung, einen hohen Wirkungsgrad und eine lange Lebensdauer aufweisen.

4. Vibration und Lärm: Um den Komfort des Autos zu gewährleisten, sollte der Vibrations- und Geräuschpegel des Motors niedrig sein, um Ruhe im Auto zu gewährleisten.

Da der Absatz von Fahrzeugen mit neuer Energie stark ansteigt, steigt auch die Marktnachfrage nach Antriebsmotoren rasant. Es wird prognostiziert, dass der weltweite Markt für Antriebsmotoren im Jahr 2020 ein Volumen von 4,4 Milliarden US-Dollar erreichen wird.

Antriebsmotoren für neue Energiefahrzeuge erfordern spezielle Lager. Im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen erfordern Fahrzeuge mit neuer Energie, dass die Motoren eine hohe Grenzgeschwindigkeit haben, sich an Tieftemperaturanforderungen von -40 °C und Hochtemperaturanforderungen von über 150 °C anpassen und Lager mit Wartungsfunktionen benötigen, um sich an axiale Stöße anzupassen verursacht durch häufiges Starten und Stoppen.

Der Markt für Speziallager für New-Energy-Fahrzeuge boomt und stellt die Lagerindustrie meines Landes vor große Herausforderungen. Yu Zhizheng, ein leitender Ingenieur auf Forscherebene bei der Beijing Automotive Group Co., Ltd., und Chen Guangzhou, Generalsekretär des China Automotive Industry Advisory Committee, waren sich einig, dass die Wälzlagerindustrie meines Landes sich dieser Herausforderung stellen und aktiv Spezialprodukte entwickeln und produzieren sollte Lager für Fahrzeuge mit neuer Energie und ergreifen Sie die Initiative im Marktwettbewerb.