Green innovations at SKF supporting the automotive industry5

ЗЕЛЁНЫЕ ИННОВАЦИИ — SKF в автомобильной промышленности

Следуя концепции устойчивого развития, SKF обладает большим техническим опытом в области экологически безопасных решений. Для автомобильной промышленности, с которой SKF связывают партнёрские отношения, компания разрабатывает инновационные изделия и предлагает услуги, позволяющие сокращать выбросы углерода.

Автор Стефано Барберо, менеджер по развитию бизнеса, Business Unit Cars, Айраска, Италия
Луиджи Кавальеро, менеджер по развитию бизнеса и продажам, Business Unit Electrical and Two wheelers, Айраска, Италия

Подшипниковые узлы Автомобили Конструирование Ступичные подшипники Подшипники с датчиками

Технология

Являясь крупным поставщиком для автомобильной промышленности, SKF предлагает новые изделия и услуги, которые могут быть использованы на базе уже выпускаемых и готовящихся к выпуску автомобилей.

Подшипники ступицы с малым трением Последнее поколение ступичных узлов SKF, X-Tracker, имеет конструкцию с меньшим трением, которая обеспечивает улучшенные фрикционные характеристики благодаря оптимизированной внутренней геометрии, высокому качеству смазки и поверхности дорожки качения в сочетании с уплотнением малого сопротивления. Узел имеет кассетное уплотнение, обеспечивающее оптимизацию контактного усилия уплотняющих кромок. Узлы ступичных подшипников выпускаются в обычном и (или) усиленном исполнении.

Данные изделия способны обеспечивать снижение сопротивления качения на 25% по сравнению с выпускаемыми узлами SKF и снижение выбросов углекислого газа на 1,3 г/км.

Турбокомпрессоры

Турбокомпрессоры стали необходимы для сокращения расхода топлива. SKF разработала новые компактные шарикоподшипниковые узлы, обеспечивающие снижение трения и повышение КПД двигателей легковых и грузовых автомобилей. Конструкция подшипниковых узлов состоит из двухрядных прецизионных шарикоподшипников, используемых вместо обычных подшипников скольжения.

Такая конструкция позволяет снизить трение, в результате чего обеспечивается снижение расхода топлива и выброса углекислого газа до 2%. Такие характеристики достигаются благодаря пониженному трению и большей точности движения по сравнению с обычными подшипниками скольжения. Кроме этого, уменьшается провал тяги на низких оборотах.

Подшипниковые узлы турбокомпрессоров SKF имеют керамические шарики, способные работать в условиях повышенных температур и недостаточного смазывания. При этом они обеспечивают снижение центробежных нагрузок при высоких скоростях. Для смазки шарикоподшипников требуется меньше масла, тем самым обеспечивается оптимальное, чистое горение. В конструкции узла используются передовые технологии и материалы, например, авиационная сталь, керамические шарики, усиленная сталь и полимерные материалы для обоймы.

Керамические шарики малого веса также служат для защиты от загрязнения машинным маслом. Конструкция обеспечивает малошумную работу, улучшенную точность качения, а также функцию дэмпфирования и функцию предотвращения вращения внешних колец подшипников при высоких скоростях.

Подшипниковые узлы турбокомпрессоров SKF состоят лишь из нескольких деталей, что обеспечивает простоту сборки, высокую точность монтажа и снижение времени и расходов на монтаж и установку. Данные узлы являются важной разработкой, так как позволяют SKF продолжать создавать новые изделия и системы, относящиеся к двигателям внутреннего сгорания нового поколения, например, маховики в системах регенерации энергии, системы регенерации тепла для повышения КПД двигателей, турбокомпаундные системы.

Системы старт-стопа

Совместно с французской Valeo Group компания SKF разработала подшипник позиционирования ротора SKF, являющийся важнейшей частью нового поколения стартер-генераторов StARS и их второго поколения i-StARS. Стартер-генераторы StARS были разработаны для на малых гибридных автомобилей, например, Smart, Citroën C2 и C3 и Daimler Class A. PSA Group начала выпуск новых дизельных двигателей модели e-HDi, которые будут оборудованы стартер-генераторами i-StARS.

StARS выполняют две функции – генератора и стартерного двигателя. Подшипники позиционирования ротора SKF, установленные в стартер-генераторах Valeo StARS и i-StARS, позволяют двигателю работать только в процессе движения автомобиля. StARS автоматически останавливает двигатель при скорости автомобиля менее 6 км/ч (8 км/ч в случае i-StARS) и запускает его при включении передачи (в случае с ручной коробкой передач) или отпускании педали тормоза (в случае автоматической коробки передач). Результатом является значительное снижение выбросов углекислого газа и расхода топлива.

Подшипник позиционирования ротора SKF состоит из радиального подшипника, оборудованного специальным датчиком, закреплённым на внутреннем кольце. Подшипник создает мощное, точное, воспроизводимое и устойчивое магнитное поле, способное действовать при тяжёлых нагрузках, в том числе при высокой температуре и частоте вращения.

Магнитное поле позволяет получать данные о скорости и положении вала, а также даёт возможность реверсирования электрического генератора.

Устройство обеспечивает бесшумный запуск автомобиля, когда генератор приводится в действие электронными средствами. Оно просто может быть установлено на обычный генератор. Система совместима с электронными системами современных автомобилей.

Подшипниковые узлы SKF с датчиками угла поворота предназначены для поддержки других технических решений в создании систем старт-стопа двигателя в «микрогибридных» и «среднегибридных» системах. Данное устройство разработано в соответствии с требованиями рынка по созданию точного датчика (с высокой точностью повторяемости результата) измерений угла поворота вала электродвигателя с постоянными магнитами. Преимуществами устройства являются простота интеграции и регулировки в системе заказчика, прочность и компактность конструкции, которая позволяет устанавливать устройство рядом с электродвигателем, не опасаясь за воздействие окружающих магнитных полей.

Электроусилитель рулевого управления

В 2009 г. электроусилители рулевого управления занимали 22% рынка систем усиления рулевого управления. К 2014 г. их доля возрастёт до 30% в связи с увеличением доли гибридных автомобилей и электромобилей. Перспектива устранения многих механических компонентов, таких как валы рулевого механизма, рулевая колонка, редукторы и т. д., имеет ряд преимуществ, таких как упрощение внутренней конструкции, более рациональное использование пространства, модульность и надёжность механизмов рулевого управления и улучшение безопасности.

SKF разработала серию оперативно подключаемых мехатронных (в том числе с датчиками), безопасных, надёжных, не требующих техобслуживания и экономичных устройств.

Подшипниковые узлы с датчиками угла поворота ротора SKF сочетают в себе функции опоры и системы определения угла ротора. Разработанные в качестве альтернативы индуктивным вращающимся датчикам, данные узлы имеют прочную, компактную конструкцию, обеспечивающую высокую точность измерения угла ротора при низких функциональных затратах. Изделия данного типа позволяют определять угол ротора в пределах более 360 градусов. Узел имеет низкий потребляемый ток (40 мА) при напряжении 5 В и просто интегрируется в имеющуюся электронную систему управления.

Благодаря точной геометрии подшипника и передовой магнитной технологии, устройство формирует очень точные синусоидальные и косинусоидальные сигналы. Устройство позволяет оптимизировать КПД электродвигателя и таким образом снизить расход топлива и выбросы углекислого газа.

Кроме этого, компактная осевая конструкция даёт проектировщикам широкие возможности, а также легко устанавливается в систему, что обеспечивает снижение расходов на сборку и создание проекта.

Программа моделирования

Вместе с техническими разработками, SKF создала программу имитации характеристик автомобиля – SKF Vehicle Environmental Performance Simulator (VEPS). В соответствии со своим названием, VEPS – это программный инструмент, позволяющий переводить трение в подшипниках в реальные сбережения и снижение выбросов CO2 всего автомобиля. Она позволяет точно моделировать фактическую внутреннюю геометрию подшипников, что позволяет видеть влияние даже незначительных изменений на выбросы углекислого газа.

Программа VEPS позволяет оптимизировать распределение подшипников в разных узлах автомобиля, например, в коробке передач, на стадии проектирования. Она позволяет определить наиболее выгодное положение подшипников с точки зрения сохранения потенциала системы. Программа способна анализировать характер нагружения в любых положениях подшипников и соответствующее влияние момента трения подшипников и потерь мощности на выбросы углекислого газа автомобиля.

Таким образом, программное обеспечение позволяет установить неразрывную взаимосвязь между конструкцией и положением устанавливаемых подшипников с одной стороны и снижением расхода топлива и сокращением выбросов COс другой. Эта программа является уникальной разработкой SKF и способна стать полезным инструментом в автомобильной промышленности при выполнении объективной оценки влияния энергосберегающих узлов на общие характеристики автомобиля.

Заключение

Новейшие разработки SKF являются очередным шагом в направлении постоянного и значительного снижения потерь на трение при условии сохранения доступности цены. С акцентом на разработку интеллектуальных систем SKF разрабатывает инструменты, изделия и услуги, которые помогут автомобильной промышленности создавать автомобили без ущерба для окружающей среды.

 

 

 

 

 

 

Материалы по теме