Resposta rápidaUm eixo de motor EV, ou eixo de rotor, é o eixo central de um motor de acionamento de veículo elétrico. Ele difere de um eixo de motor padrão de três maneiras. Geralmente é oco, para reduzir o peso e permitir que o refrigerante flua através do furo. Ele usa liga de aço endurecido e uma ranhura para lidar com alto torque e reversões rápidas. E é balanceado e aterrado em limites muito rígidos, porque os motores EV giram muito mais rápido do que os motores industriais. Estas exigências tornam o eixo do rotor uma das peças mais difíceis de toda a unidade de acionamento.
Um motor de acionamento EV exige mais do seu eixo do que qualquer motor industrial. Ele gira mais rápido. Ele inverte o torque milhares de vezes por dia. Fica quente, depois frio e depois quente novamente. E o comprador quer que seja leve, para economizar alcance. Oeixo do rotortem que enfrentar tudo isso de uma vez. Este guia explica como os eixos do rotor EV são projetados, resfriados e fabricados, e como escrever especificações que um fabricante de eixos possa construir.
Um padrãoeixo do motorem uma bomba ou ventilador funciona a uma velocidade constante e uma carga constante. Um eixo de rotor EV não. Ele enfrenta quatro demandas que uma haste normal nunca atende.
Primeiro, velocidade. Os motores de acionamento EV funcionam muito mais rápido que os motores da rede elétrica. Altas rpm multiplicam qualquer pequeno desequilíbrio em grandes vibrações. Em segundo lugar, inversões de torque. Cada vez que o carro acelera ou freia com regeneração, o eixo carrega e descarrega. Isso causa fadiga. Terceiro, calor. O rotor esquenta, então o eixo deve suportar ou resistir a esse calor. Quarto, peso. Qualquer massa no eixo é uma massa rotativa e os custos da massa rotativa variam.
O eixo do rotor também define o entreferro entre o rotor e o estator. Se o eixo acabar, a folga muda conforme ele gira. Isso prejudica a eficiência e adiciona ruído. Portanto, a concentricidade não é uma delicadeza aqui. É fundamental para o desempenho do motor.
A maioria dos motores de acionamento EV usa umeixo oco do rotorem vez de sólido. A perfuração no centro traz dois ganhos claros.
O primeiro ganho é o peso. A remoção do núcleo remove a massa do maior raio da barra. Isso reduz o peso do eixo e sua inércia rotativa. Uma inércia mais baixa significa que o motor acelera mais rápido e desperdiça menos energia acelerando e desacelerando. Durante um ciclo de condução, isso ajuda no alcance.
O segundo ganho é a função. O furo não é um espaço vazio. Ele pode transportar óleo de resfriamento, um fio resolver ou um segundo eixo concêntrico em alguns layouts. Assim, o eixo oco realiza duas funções, estrutura e encanamento, em uma só parte.
Um furo reduz a rigidez e a resistência se for muito grande. A parede deve permanecer espessa o suficiente para suportar o torque e resistir à flexão. Um bom projeto ajusta o diâmetro do furo ao torque, e não ao máximo que o material permite. Guanshuo usina eixos ocos com furos de 3 mm a 50 mm, diâmetros internos de eixo de até 130 mm, para que a parede possa ser adaptada à tarefa.
A alta densidade de potência produz calor. Os ímãs e o núcleo do rotor aquecem sob carga. Se esse calor não for removido, os ímãs enfraquecem e o motor diminui. Um eixo oco resolve isso transportando o líquido refrigerante direto para o centro do rotor.
Em um layout comum, o óleo é bombeado para dentro do furo em uma extremidade. Ele flui ao longo do interior do eixo, capta calor do rotor e sai pela outra extremidade. Alguns projetos pulverizam o óleo através de pequenos orifícios radiais nos enrolamentos. Isso coloca o refrigerante onde está o calor, o que o resfriamento do ar não consegue igualar.
Para que isso funcione, o furo deve estar limpo, reto e dimensionado com precisão. Um furo áspero ou descentralizado perturba o fluxo e o equilíbrio. É por isso que um eixo de rotor resfriado é um trabalho de perfuração de precisão, e não apenas um furo perfurado.
O eixo do rotor carrega todo o torque do motor e cada reversão dele. Isso exige um aço com alta resistência à fadiga que também responda ao endurecimento. Os aços-liga lideram aqui.
| Material | Função em um eixo EV |
|---|---|
| aço de liga 4140 | Forte, resistente, boa vida à fadiga. Uma base comum para eixos de rotor endurecidos. |
| aço de liga 4340 | Maior resistência novamente, para os eixos mais carregados. |
| Liga de aço endurecível | Usado onde a ranhura precisa de uma superfície dura e resistente ao desgaste sobre um núcleo resistente. |
O tratamento térmico adapta então as propriedades. O corpo é temperado e temperado para fortalecer o núcleo. Os munhões do rolamento e a estria geralmente são endurecidos por indução, de modo que a superfície resiste ao desgaste enquanto o núcleo permanece resistente. Guanshuo atinge 42 a 48 HRC em eixos típicos e mais alto em superfícies que necessitam. O endurecimento sempre acontece antes do lixamento final, pois movimenta o metal.
A velocidade é o que torna o eixo do rotor difícil de construir bem. Um pequeno desequilíbrio que é inofensivo a 1.500 rpm torna-se uma forte força de agitação em altas velocidades EV. A força do desequilíbrio aumenta com o quadrado da velocidade. Portanto, um eixo EV deve ser balanceado e aterrado com muito mais firmeza do que um eixo industrial.
Três especificações controlam isso. O equilíbrio dinâmico mantém a massa centrada, para que o eixo não balance com a velocidade. Guanshuo equilibra eixos em graus G0.1 a G0.4. Runout, ou TIR, mantém cada diâmetro fiel ao eixo. Guanshuo mantém o TIR em 0,01 mm e frequentemente em 0,005 mm. O acabamento superficial dos munhões, em Ra≤0,4 μm, mantém os rolamentos silenciosos e de longa vida útil.
Juntas, essas especificações decidem o ruído, a vibração e a aspereza, ou NVH, do motor. As cabines dos veículos elétricos são silenciosas, portanto, qualquer ruído do motor é fácil de ouvir. As especificações do eixo apertado são uma grande parte para manter a unidade de acionamento silenciosa.
Um eixo de rotor EV raramente usa uma chaveta simples. O torque é muito alto e inverte com muita frequência. Uma chave se soltaria. Em vez disso, o eixo termina em umranhura, um anel de dentes axiais que compartilham a carga em muitas faces de contato.
A estria liga o motor à caixa de redução. Como carrega pico de torque sob reversão, os dentes estriados são um recurso crítico para fadiga. Eles são cortados com precisão e muitas vezes endurecidos, para resistir ao desgaste e ao desgaste durante a vida útil do carro. UMpisouO corpo então localiza a pilha do rotor, os rolamentos e as vedações em pontos definidos ao longo do eixo.
Um eixo de rotor oco, estriado e resfriado é um dos eixos mais complexos de construir. Existem duas rotas amplas.
A primeira rota usina o eixo a partir de uma barra sólida e depois perfura o centro. Isso é flexível e se adapta a volumes variados e menores. A segunda rota une duas metades formadas, muitas vezes por soldagem por fricção, para criar a forma oca com menos usinagem. Guanshuo utiliza soldagem por fricção em eixos de aço inoxidável, o que permite que duas seções se tornem uma peça forte.
Qualquer que seja a rota utilizada, a sequência de acabamento é o que protege a precisão:
Uma especificação de eixo EV precisa de mais do que uma especificação de eixo normal. Forneça esses pontos ao fabricante para obter um orçamento preciso.
Se alguma coisa ainda estiver aberta, compartilhe a potência e a velocidade do motor. Um fabricante de eixos com experiência em EV pode propor especificações iniciais sensatas e refiná-las com sua equipe.
Guanshuo Precision usina eixos de rotor ocos, estriados e resfriados para veículos de nova energia e acionamentos de automação. Envie seus requisitos de torque, velocidade e diâmetro para um orçamento.
Solicite um orçamento Ou entre em contato com a equipe nopágina de contato.
