Wały wielowypustowe napędzają przyszłość: kluczowe zastosowania w pojazdach o nowych źródłach energii

Wraz z przyspieszeniem globalnego przejścia na czystą mobilność, nowe pojazdy energetyczne (NEV), w tym pojazdy elektryczne (EV), hybrydy plug-in i samochody z wodorowymi ogniwami paliwowymi, zajmują centralne miejsce. Podczas gdy technologia akumulatorów, silniki elektryczne i infrastruktura ładowania często dominują w nagłówkach gazet, znaczenie kluczowych komponentów mechanicznych, takich jak wałki wielowypustowe, jest często pomijane. Jednak te pozornie proste elementy odgrywają kluczową rolę w osiągach, wydajności i bezpieczeństwie pojazdów NEV.

Wał wielowypustowy to mechaniczny element napędowy zaprojektowany do przenoszenia momentu obrotowego, umożliwiając jednocześnie ruch osiowy. Jego precyzyjnie obrobione wypusty, czyli „wypusty”, zazębiają się z odpowiadającymi im rowkami w współpracującym elemencie, takim jak koło zębate lub sprzęgło. Taka konstrukcja zapewnia efektywne przenoszenie mocy, wysoką precyzję ustawienia i nośność.

Gdzie stosuje się wałki wielowypustowe w pojazdach napędzanych nowymi źródłami energii?

W pojazdach NEV wałki wielowypustowe są powszechnie stosowane w trzech głównych obszarach: układzie napędowym elektrycznym, układzie kierowniczym oraz układzie hamulcowym lub regeneracyjnym.

1. Układy napędowe elektryczne
Jednym z najważniejszych zastosowań wałków wielowypustowych jest oś elektryczna lub elektryczny układ napędowy, który łączy silnik elektryczny, przekładnię redukcyjną i mechanizm różnicowy w jeden kompaktowy moduł. Wały wielowypustowe służą do połączenia wirnika silnika z wejściem przekładni, umożliwiając płynne przenoszenie momentu obrotowego na koła. Zapewnia to wysoką gęstość momentu obrotowego, redukcję wibracji i optymalne dostarczanie mocy.

Ponadto, w pojazdach elektrycznych z dwoma silnikami lub napędem na wszystkie koła, wałki wielowypustowe umożliwiają precyzyjną synchronizację między przednią a tylną jednostką napędową. W tych konfiguracjach wałki wielowypustowe odgrywają kluczową rolę w wektorowaniu momentu obrotowego i dynamicznej kontroli stabilności.

2. Układy kierownicze
Pojazdy NEV coraz częściej wykorzystują elektryczne układy wspomagania kierownicy (EPS), które zastępują tradycyjne, hydrauliczne. W tych układach, wałki wielowypustowe łączą kolumnę kierownicy z wałkami pośrednimi lub przegubami krzyżowymi, zapewniając płynne i precyzyjne prowadzenie.

Wraz z rozwojem technologii autonomicznej jazdy, precyzja zazębiania wałków wielowypustowych staje się jeszcze ważniejsza. Nowoczesne układy kierownicze z napędem przewodowym (drive-by-wire) w dużej mierze opierają się na bardzo dokładnym sprzężeniu zwrotnym momentu obrotowego, co wymaga wałków wielowypustowych o minimalnym luzie i ścisłych tolerancjach produkcyjnych.

3. Układy hamowania i przekładni regeneracyjnych
Innym ważnym obszarem zastosowania są układy hamowania odzyskowego, w których energia kinetyczna jest wychwytywana podczas hamowania i przekształcana z powrotem w energię elektryczną w celu naładowania akumulatora. Wałki wielowypustowe pomagają połączyć zespół silnik-generator z układem napędowym, umożliwiając płynne przejścia między trybem jazdy a trybem odzyskiwania energii.

Ponadto w hybrydowych układach typu plug-in lub pojazdach elektrycznych ze skrzyniami biegów wielobiegowymi wałki wielowypustowe służą do załączania i rozłączania przekładni planetarnych lub sprzęgieł, co pomaga zoptymalizować osiągi w różnych warunkach jazdy.

Rozwój projektowania niestandardowych spline’ów
Wraz ze wzrostem zwartości i programowalności pojazdów elektrycznych (NEV), rośnie zapotrzebowanie na niestandardowe konstrukcje wałów wielowypustowych. Inżynierowie optymalizują obecnie profile wielowypustów, takie jak wielowypusty ewolwentowe, prostopadłe lub ząbkowane, aby dopasować je do mniejszych rozmiarów, zmniejszyć hałas i wibracje (NVH) oraz wydłużyć żywotność podzespołów.

Precyzja i redukcja masy to kluczowe priorytety inżyniera układów napędowych w motoryzacji. Zaawansowane wałki wielowypustowe nie tylko przenoszą moc, ale także przyczyniają się do efektywności energetycznej i ograniczają konserwację w całym cyklu życia pojazdu.

Wały wielowypustowe mogą nie być tak popularne jak akumulatory czy autonomiczne czujniki, ale pozostają cichym filarem rewolucji w pojazdach elektrycznych. Od szybkich napędów silnikowych po precyzyjne sterowanie układem kierowniczym, ich rola w zapewnianiu niezawodności i wydajności mechanicznej jest niezaprzeczalna.

Firma Shanghai Belon Machinery Co., Ltd. koncentruje się na produkcji precyzyjnych przekładni, wałów i rozwiązań OEM dla użytkowników z całego świata w różnych branżach: rolnictwie, motoryzacji, górnictwie, lotnictwie, budownictwie, robotyce, automatyce i sterowaniu ruchem itp. Nasza oferta przekładni OEM obejmuje między innymi koła zębate stożkowe proste, koła zębate stożkowe skośne, koła zębate walcowe, koła zębate ślimakowe i wały wielowypustowe.

W miarę rozwoju branży integracja inteligentnych materiałów, obróbki powierzchni i lekkich stopów jeszcze bardziej zwiększy możliwości wałów wielowypustowych, umacniając ich miejsce w kolejnej generacji rozwiązań mobilnych.