Moduláris váltócsalád a Ricardotól

A Ricardo Element moduláris sebességváltó a jövő dekarbonizált hajtásláncai számára optimalizált nyomatéktovábbítási megoldást nyújt, elsősorban elektromos és hibrid járművekhez. Célja, hogy a hajtásláncok központi komponenseként minimalizálja az energiaveszteséget, miközben a lehető legnagyobb teljesítményhatékonyságot és pontos nyomatékátadást biztosítson.

A váltó egy kompakt, moduláris rendszerű automata sebességváltó, amelyet kifejezetten elektromos és hibrid hajtásláncokhoz terveztekés amely ideális az e-tengelyes integrációhoz. Bár a specifikációk nem részletezik, hogy az Element bolygóműves kialakítású, az ilyen rendszerekre jellemző kompakt méret, nagy nyomatéksűrűség és hatékony energiaátvitel miatt valószínűsíthető, hogy a bolygóműves elrendezést alkalmazza. Az Element váltót moduláris felépítése alkalmassá teszi különféle hajtáslánc-topológiákhoz való alkalmazkodásra, beleértve az egy- vagy többfokozatú konfigurációkat, így megfelel a villamosított hajtásláncok sokféle igényének. A rendszer különféle nyomatékváltozatokkal és áttételi arányokkal rendelkezikés kompatibilis számos motorral, így rugalmasan illeszthető a különböző alkalmazásokhoz. A moduláris kialakítás célja, hogy csökkentse a termékfejlesztés idejét és költségeit a magas teljesítményű és speciális platformok esetében, beleértve a motorsportot, a teljesítményorientált autóipart, a tengeri, védelmi, terepjáró és ipari szektorokat. Alacsony profiljának köszönhetően az e-tengelyes integráció egyszerűen megvalósítható, ahol a hajtómotor, a váltómű és a differenciálmű egyetlen, kompakt egységként működik.

A szerkezet anyagait tekintve nagyrészt nagy szilárdságú, könnyű alumíniumötvözetekből és kopásálló kompozit anyagokból áll, amelyek a súlycsökkentés mellett a nagyfokú tartósságot is biztosítani hivatottak. Minimális felületi súrlódással rendelkező rétegekkel rendelkező komponensek minimalizálják az energiaátviteli veszteséget, növelik az alkatrészek élettartamát, ami különösen fontos szempont a villamosított hajtásláncok magas igénybevételét figyelembe véve. A moduláris struktúra lehetővé teszi a fogaskerékáttételek és differenciálmű-kombinációk változtatását, így az Element számos elektromos és hibrid hajtáslánc-topológiához adaptálható.

Az Element működését tekintve különféle részüzemmódokkal rendelkezik, amelyek a jármű használati körülményeihez igazodnak, például városi, országúti vagy nagy terhelést igénylő alkalmazásokhoz. Adaptív, szenzorokkal támogatott elektronikus vezérlés biztosítja a precíz nyomatékelosztást és sebességszabályozást. A rendszer képes a gyors, regeneratív fékezés során történő nyomatékváltásra és az energia-visszatáplálás optimalizálására, ezzel támogatva az akkumulátorok hatékony energiafelhasználását. A váltó pontos, gyors elektronikus szabályozása minimalizálja a hagyományos mechanikai veszteségeket, maximalizálja a villamosított hajtásláncok teljesítményét és hatótávolságát.

A váltók jellemző igénybevételei közé tartoznak a nagy hőterhelés és intenzív mechanikai terhelés. Ezek gyorsabb kopást eredményezhetnek a nagyfrekvenciás érintkezési pontokon, azaz azokon a felületeken ahol, a két elem közötti relatív mozgás gyakran változik, rövid idő alatt nagy számú érintkezési ciklus megy végbe. Ilyen pontok tipikusan a nagy sebességgel működő csapágyakban, a fogaskerekek fogfelületein vagy más súrlódó, terhelt gépelemek találkozásánál fordulnak elő. Ezek a zónák ki vannak téve fokozott kopásnak és hőterhelésnek, mivel az ismétlődő érintkezési igénybevétel gyors anyagfáradást és felületi károsodást okozhat. Ezek mellett az elektronikus vezérlés érzékeny alkatrészei, mint az érzékelők és a jelfeldolgozó egységek, hajlamosak lehetnek a túlmelegedésből adódó hibákra. Mindezek miatt (is) speciális, új követelmények merülnek fel, amelyek meghatározzák a sebességváltó anyag- és konstrukciós igényeit. A villamosított rendszerek hőterhelése magasabb, ami fejlett hőmenedzsmentet igényel, különösen a regeneratív fékezési ciklusok során. Az alacsony súrlódású és hőálló anyagok használata alapfeltétel, valamint elengedhetetlen a beépített vezérlés precíziós hőkezelési eljárásokkal való megóvása, illetve a hővezető bevonatok alkalmazása, amelyek javítják a váltó hőstabilitását. A rendszer szinte azonnali reagálásra képes vezérlő elektronikát igényel, amely lehetővé teszi a nyomaték és teljesítmény folyamatos szabályzását, adaptálva a hajtáslánc dinamikusan változó éppen aktuális energiaigényéhez.

Az Element sebességváltó fejlett, szenzorvezérelt diagnosztikai rendszerrel van felszerelve, amely valós idejű adatgyűjtést és folyamatos felügyeltet biztosít a hajtáslánc hatékonyságának és megbízhatóságának növelése érdekében. Az integrált érzékelők folyamatosan monitorozzák az üzemi hőmérsékletet, a mechanikai terhelés intenzitását, így a rendszer képes az esetleges rendellenességeket – például hőmérséklet-növekedést, túlterhelést vagy anyagfáradásból eredő kopást – korai fázisban detektálni. Ezen diagnosztikai adatok alapján az adaptív vezérlőrendszer automatikusan alkalmazkodik az aktuális hajtáslánc-topológiához és üzemeltetési igényekhez, optimalizálva a nyomatékelosztást és az energiafelhasználást, ami jelentősen növeli az energiahatékonyságot és csökkenti az alkatrészek elhasználódását.

Beépített diagnosztikai funkciók teszik lehetővé az időszakos karbantartási ciklusok precíz ütemezését, ezzel csökkentve a nem tervezett leállások esélyét és a hajtáslánc élettartamának maximalizálását.

A Ricardo folyamatosan újít a villamosított járművek igényeihez igazodva. A moduláris váltóstruktúra lehetőséget biztosít az e-tengelyek, differenciálművek és fejlett hajtáslánc-vezérléső modulok integrálására, ezzel növelve az energiahatékonyságot és a teljesítményoptimalizációt. A váltó további fejlesztési potenciálja magában foglalja az új tribológiai bevonatok és speciális, alacsony súrlódási együtthatójú, hőálló anyagok alkalmazását.

Forrás: Ricardo Engineering, automotivepurchasingandsupplychain.com