Trục răng cưa thúc đẩy tương lai: Các ứng dụng chính trong xe năng lượng mới

Khi quá trình chuyển đổi toàn cầu hướng tới giao thông sạch đang tăng tốc, các phương tiện năng lượng mới (NEV), bao gồm xe điện (EV), xe hybrid cắm điện và xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro, đang chiếm vị trí trung tâm. Trong khi công nghệ pin, động cơ điện và cơ sở hạ tầng sạc thường chiếm lĩnh các tiêu đề báo chí, tầm quan trọng của các bộ phận cơ khí cốt lõi như trục răng cưa thường bị bỏ qua. Tuy nhiên, những bộ phận tưởng chừng đơn giản này lại đóng vai trò thiết yếu đối với hiệu suất, hiệu quả và sự an toàn của NEV.

Trục răng cưa là một chi tiết truyền động cơ khí được thiết kế để truyền mô-men xoắn đồng thời cho phép chuyển động dọc trục. Các rãnh được gia công chính xác, hay còn gọi là "rãnh răng cưa", ăn khớp với các rãnh tương ứng trong một chi tiết ghép nối, chẳng hạn như bánh răng hoặc khớp nối. Thiết kế này đảm bảo truyền tải năng lượng hiệu quả, độ chính xác căn chỉnh cao và khả năng chịu tải.

Trục răng cưa được sử dụng ở đâu trong xe năng lượng mới?

Trong xe điện, trục răng cưa được sử dụng rộng rãi trong ba lĩnh vực chính: hệ thống truyền động điện, hệ thống lái và hệ thống phanh hoặc tái tạo năng lượng.

1. Hệ thống truyền động điện
Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của trục răng cưa là trong trục điện hoặc bộ truyền động điện, kết hợp động cơ điện, hộp giảm tốc và bộ vi sai thành một mô-đun nhỏ gọn duy nhất. Trục răng cưa được sử dụng để kết nối rôto động cơ với đầu vào hộp số, cho phép mô-men xoắn quay được truyền tải mượt mà đến các bánh xe. Điều này đảm bảo mật độ mô-men xoắn cao, giảm rung động và truyền tải công suất tối ưu.

Hơn nữa, trong các xe điện dẫn động bốn bánh hoặc hai động cơ, trục răng cưa cho phép đồng bộ hóa chính xác giữa các bộ truyền động phía trước và phía sau. Trong các cấu hình này, trục răng cưa đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển phân bổ mô-men xoắn và kiểm soát ổn định động học.

2. Hệ thống lái
Các xe điện ngày càng tích hợp hệ thống lái trợ lực điện (EPS) để thay thế hệ thống lái thủy lực truyền thống. Trong các hệ thống này, trục răng cưa được sử dụng để kết nối cột lái với các trục trung gian hoặc khớp nối vạn năng, đảm bảo khả năng điều khiển mượt mà và nhạy bén.

Với sự phát triển của công nghệ lái xe tự động, độ chính xác của khớp nối trục răng cưa trở nên quan trọng hơn bao giờ hết. Các hệ thống lái điện tử hiện đại phụ thuộc rất nhiều vào phản hồi mô-men xoắn chính xác cao, điều này đòi hỏi các trục răng cưa phải có độ rơ tối thiểu và dung sai sản xuất chặt chẽ.

3. Hệ thống phanh và truyền động tái tạo năng lượng
Một lĩnh vực ứng dụng quan trọng khác là trong hệ thống phanh tái tạo năng lượng, nơi năng lượng động được thu hồi trong quá trình phanh và chuyển đổi trở lại thành năng lượng điện để sạc lại pin. Trục răng cưa giúp liên kết cụm động cơ-máy phát với hệ thống truyền động, cho phép chuyển đổi liền mạch giữa chế độ lái và chế độ tái tạo năng lượng.

Ngoài ra, trong các hệ thống hybrid cắm điện hoặc xe điện có hộp số nhiều cấp, trục răng cưa được sử dụng để ăn khớp và ngắt kết nối các bánh răng hành tinh hoặc bộ ly hợp, giúp tối ưu hóa hiệu suất trong các điều kiện lái xe khác nhau.

Sự trỗi dậy của thiết kế spline tùy chỉnh
Khi xe điện (NEV) ngày càng nhỏ gọn và được điều khiển bằng phần mềm, nhu cầu về thiết kế trục răng cưa tùy chỉnh ngày càng tăng. Các kỹ sư hiện đang tối ưu hóa các biên dạng răng cưa như răng cưa xoắn ốc, răng cưa thẳng hoặc răng cưa để phù hợp với kích thước nhỏ hơn, giảm tiếng ồn và độ rung (NVH), và kéo dài tuổi thọ của linh kiện.

“Độ chính xác và giảm trọng lượng là những ưu tiên hàng đầu của một kỹ sư hệ thống truyền động ô tô. Trục răng cưa tiên tiến không chỉ truyền tải công suất mà còn góp phần tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí bảo trì trong suốt vòng đời của xe.”

Trục răng cưa có thể không thu hút sự chú ý như pin hay cảm biến tự hành, nhưng chúng vẫn là một nền tảng thầm lặng của cuộc cách mạng xe điện. Từ các hệ thống truyền động động cơ tốc độ cao đến điều khiển lái chính xác, vai trò của chúng trong việc đảm bảo độ tin cậy và hiệu quả cơ học là không thể phủ nhận.

Công ty TNHH Máy móc Belon Thượng Hải tập trung vào sản xuất các loại bánh răng, trục và giải pháp OEM chính xác cao cho người dùng trên toàn thế giới trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau: nông nghiệp, ô tô, khai thác mỏ, hàng không, xây dựng, robot, tự động hóa và điều khiển chuyển động, v.v. Các loại bánh răng OEM của chúng tôi bao gồm nhưng không giới hạn ở bánh răng côn thẳng, bánh răng côn xoắn, bánh răng trụ, bánh răng trục vít, trục then hoa.

Khi ngành công nghiệp tiếp tục phát triển, việc tích hợp các vật liệu thông minh, xử lý bề mặt và hợp kim nhẹ sẽ tiếp tục nâng cao khả năng của trục răng cưa, củng cố vị trí của chúng trong thế hệ di động tiếp theo.