事實(shí)上，在新能源汽車廣泛的被生產(chǎn)之前，很多汽車?yán)锏碾姍C(jī)都是一些附屬設(shè)備中使用，在新能源汽車?yán)铮姍C(jī)第一次在驅(qū)動(dòng)中取代傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)，并充當(dāng)了主角。
這樣的設(shè)想在大思路上完全沒(méi)有問(wèn)題，但是“魔鬼存在于細(xì)節(jié)之中”，很多新能源汽車企業(yè)在驅(qū)動(dòng)電機(jī)部分遇到了很多技術(shù)挑戰(zhàn)，尤其是在驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸承這個(gè)既重要又貌不驚人的零部件上。
很多新能源汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)廠家的工程師都來(lái)源于傳統(tǒng)的工業(yè)電機(jī)行業(yè)。在軸承結(jié)構(gòu)上，很多經(jīng)驗(yàn)來(lái)源于普通工業(yè)電機(jī)領(lǐng)域。而在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的工業(yè)電機(jī)軸承應(yīng)用遇到了很大的麻煩。
1、轉(zhuǎn)速挑戰(zhàn)
一般工業(yè)電機(jī)軸承轉(zhuǎn)速多數(shù)都會(huì)在每分鐘3000轉(zhuǎn)以下。很多控制電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)有不同，但是對(duì)于工業(yè)電機(jī)的總數(shù)來(lái)說(shuō)，這一部分并不多。
然而新能源汽車要求的驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)輒在上萬(wàn)轉(zhuǎn)。而軸承的ndm值經(jīng)常高達(dá)800,000以上。這對(duì)于一般的工業(yè)電機(jī)而言，是名副其實(shí)的高轉(zhuǎn)速。因此對(duì)于高轉(zhuǎn)速下軸承的選型成為驅(qū)動(dòng)電機(jī)工程師需要注意的問(wèn)題。
高轉(zhuǎn)速下軸承選擇主要需要注意以下事項(xiàng)：
①所選擇軸承的機(jī)械極限轉(zhuǎn)速必須滿足要求。否的軸承有運(yùn)轉(zhuǎn)崩潰的可能。
②所選擇的軸承熱參考轉(zhuǎn)速需要滿足要求。否則軸承會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高的現(xiàn)象。需要使用特殊的散熱方式對(duì)軸承進(jìn)行降溫。
③軸承的潤(rùn)滑選擇必須考慮高轉(zhuǎn)速的嬰童條件。選擇合適的基礎(chǔ)油黏度和油脂黏度，避免高轉(zhuǎn)速下的發(fā)熱或者無(wú)法形成油膜的情況。
④選擇軸承的時(shí)候需要考慮保持架在這個(gè)轉(zhuǎn)速下是否使用，通常而言質(zhì)量輕的保持架具有較好的轉(zhuǎn)速能力。同時(shí)需要考慮保持架強(qiáng)度可以滿足實(shí)際應(yīng)用
⑤所選擇的密封件是否可以保證高轉(zhuǎn)速下的可靠密封。通常密封唇口過(guò)緊會(huì)帶來(lái)發(fā)熱，而過(guò)松會(huì)導(dǎo)致密封效果不好，出現(xiàn)油脂的泄漏問(wèn)題。相應(yīng)的密封件唇口的線速度不應(yīng)該超過(guò)15米/秒。
2、使用溫度挑戰(zhàn)
一般的工業(yè)電機(jī)在實(shí)際應(yīng)用工況中溫度相對(duì)穩(wěn)定。但是驅(qū)動(dòng)電機(jī)中的要求可以在-40攝氏度-150攝氏度的溫度下穩(wěn)定工作。很多汽車測(cè)試更是需要對(duì)極端工況進(jìn)行測(cè)試，以確保軸承工作穩(wěn)定。
因此需要注意：
①所選用潤(rùn)滑脂必須在給定工作溫度范圍內(nèi)可以保持良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。電機(jī)工程師通常會(huì)看潤(rùn)滑脂的工作溫度范圍。然而這是不足夠的。最可靠的方法是校核這個(gè)溫度范圍內(nèi)的卡帕系數(shù)，以確保潤(rùn)滑可靠。關(guān)于卡帕系數(shù)的計(jì)算，后續(xù)專門開辟文章詳述。
②所選擇的軸承需要可以在這個(gè)寬泛的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。例如一般的深溝球軸承，軸承本體的熱處理穩(wěn)定溫度為120度左右。如果長(zhǎng)期工作與超過(guò)這個(gè)溫度的環(huán)境下，軸承鋼的尺寸精度，硬度等均會(huì)發(fā)生變化。因此需要格外注意。
③軸承內(nèi)部密封件的溫度適用性也必須引起注意。過(guò)低的溫度會(huì)是密封件材料硬化，過(guò)高的溫度會(huì)軟化密封件。通常工業(yè)電機(jī)中使用的丁腈橡膠密封件的使用溫度范圍為零下三十度到一百二十度。顯然比驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要的溫度范圍窄。
④軸承保持架的適用溫度范圍必須滿足需求。通常工業(yè)電機(jī)中的普通尼龍保持架的溫度范圍時(shí)零下三十度到一百二十度。和密封件一樣，這個(gè)溫度范圍比驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要的溫度范圍窄。需要電機(jī)工程師引起注意。
作者：王勇
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