Tuleviku jõul töötavad hammasvõllid: peamised rakendused uute energiaallikatega sõidukites

Kuna ülemaailmne üleminek puhtale liikuvusele kiireneb, on kesksel kohal uued energiaallikad – elektriautod, pistikhübriidid ja vesinikkütuseelementidega autod. Kuigi akutehnoloogia, elektrimootorid ja laadimistaristu domineerivad sageli pealkirjades, jääb selliste põhiliste mehaaniliste komponentide nagu hammasvõllide tähtsus sageli tähelepanuta. Ometi mängivad need pealtnäha lihtsad komponendid olulist rolli elektriautode jõudluses, tõhususest ja ohutusest.

Nuutvõll on mehaaniline ajamielement, mis on loodud pöördemomendi ülekandmiseks, võimaldades samal ajal aksiaalset liikumist. Selle täpselt töödeldud harjad ehk "nuudlid" lukustuvad vastavate soontega vastastikuses komponendis, näiteks hammasrattas või siduris. See konstruktsioon tagab tõhusa jõuülekande, kõrge joondamise täpsuse ja kandevõime.

Kus kasutatakse uutes energiasõidukites spline-võlli?

NEV-des kasutatakse hammasvõlle laialdaselt kolmes peamises valdkonnas: elektriajamisüsteemis, roolisüsteemis ning pidurdus- või regeneratiivsüsteemides.

1. Elektrilised ajamisüsteemid
Üks hammasvõllide kõige kriitilisemaid rakendusi on e-teljel ehk elektrilisel ajamil, mis ühendab elektrimootori, reduktorkäigukasti ja diferentsiaali üheks kompaktseks mooduliks. Hammasvõlle kasutatakse mootori rootori ühendamiseks käigukasti sisendiga, võimaldades pöördemomendi sujuvat ülekandmist ratastele. See tagab suure pöördemomendi tiheduse, vähendatud vibratsiooni ja optimaalse võimsuse ülekande.

Lisaks võimaldavad kahemootoriliste või nelikveoliste elektriautode hammasvõllid esi- ja tagaveoüksuste täpset sünkroniseerimist. Nendes konfiguratsioonides mängivad hammasvõllid olulist rolli pöördemomendi vektoriseerimisel ja dünaamilisel stabiilsuskontrollil.

2. Roolisüsteemid
Elektrilised roolivõimendisüsteemid (EPS) asendatakse üha enam elektrilise roolivõimendiga (NEV), et asendada traditsioonilisi hüdraulilisi. Nendes süsteemides kasutatakse roolisamba ühendamiseks vahevõllide või universaalsete liigenditega hammasvõlli, mis tagab sujuva ja tundliku juhitavuse.

Autonoomsete sõidutehnoloogiate levikuga muutub hammasvõlli haardumise täpsus veelgi olulisemaks. Kaasaegsed juhtmega roolisüsteemid tuginevad suuresti väga täpsele pöördemomendi tagasisidele, mis nõuab hammasvõlle minimaalse lõtku ja rangete tootmistolerantside korral.

3. Regeneratiivpidurdus- ja ülekandesüsteemid
Teine oluline rakendusvaldkond on regeneratiivpidurdussüsteemid, kus pidurdamise ajal kogutakse kineetilist energiat ja see muundatakse tagasi elektrienergiaks aku laadimiseks. Hammasvõllid aitavad ühendada mootori-generaatori üksust jõuülekandega, võimaldades sujuvat üleminekut sõidu- ja regeneratiivrežiimide vahel.

Lisaks kasutatakse pistikhübriidsüsteemides või mitmekäigulise käigukastiga elektriautodes hammasvõlle planetaarülekannete või siduripakkide sisse- ja väljalülitamiseks, mis aitab optimeerida jõudlust erinevates sõidutingimustes.

Kohandatud spline-disaini esiletõus
Kuna NEV-d muutuvad kompaktsemaks ja tarkvarapõhisemaks, on kasvav nõudlus kohandatud hammasvõlli konstruktsioonide järele. Insenerid optimeerivad nüüd hammasprofiile, näiteks evolventseid, sirgete külgedega või sakilisi hammaslatte, et need sobiksid väiksemate vormiteguritega, vähendaksid müra ja vibratsiooni ning pikendaksid komponentide eluiga.

„Täpsus ja kaalu vähendamine on auto jõuülekande inseneri peamised prioriteedid. Täiustatud hammasvõllid mitte ainult ei kanna üle võimsust, vaid aitavad kaasa ka energiatõhususele ja vähendavad hooldust kogu sõiduki elutsükli jooksul.“

Nuutvõllid ei pruugi küll pealkirjadesse sattuda nagu akud või autonoomsed andurid, kuid need jäävad elektrisõidukite revolutsiooni vaikseks nurgakiviks. Alates kiiretest mootoriajamitest kuni täppisrooliseadmeni on nende roll mehaanilise töökindluse ja efektiivsuse tagamisel vaieldamatu.

Shanghai Belon Machinery Co., Ltd. on keskendunud ülitäpsetele OEM-hammasratastele, võllidele ja lahendustele ülemaailmsetele kasutajatele erinevates tööstusharudes: põllumajandus, autotööstus, kaevandamine, lennundus, ehitus, robootika, automaatika ja liikumise juhtimine jne. Meie OEM-hammasrataste hulka kuulusid, kuid mitte ainult, sirged koonushammasrattad, spiraalsed koonushammasrattad, silindrilised hammasrattad, usshammasrattad, hammasrattavõllid.

Tööstuse pideva arenguga suurendab nutikate materjalide, pinnatöötluste ja kergsulamite integreerimine veelgi hammaslattide võllide võimekust, kindlustades nende koha järgmise põlvkonna liikuvuses.