전기 트랙터 용 Pumbaa 125/250kW 중앙 e 축 (후면/미드 액슬)

1. 액슬의 정의 및 구조

1. 액슬의 뷰

엔진, 기어 박스 및 액슬은 트럭의 3 가지 주요 전력 코어 어셈블리이지만 차축은 종종 엔진 및 기어 박스처럼 언급되지만 차량 작동 과정에서 역할을하며 차량의 구동력과 안정성에 중추적 인 역할을합니다. 대형 트럭 (택시, 엔진, 변속기, 액슬)의 4 가지 주요 어셈블리 중 하나 인 중장수의 산업 및 기술 개발 수준은 중장품 산업의 개발과 어느 정도 관련이 있습니다.

2. 차축의 기본 기능

차축의 기능은 프레임 (또는 하중 기반 바디)과 휠 사이의 모든 방향으로 힘과 토크를 전송하는 것인데, 이는 자동차의 역학, 안정성, 베어링 용량 및 기타 특성에 중요한 영향을 미칩니다.

1) 범용 변속기 장치에 의해 전송되는 엔진 토크는 최종 감속기, 차동, 반 샤프트 등을 통해 구동 휠로 전송되어 속도를 줄이고 토크를 증가시킵니다.

2) 최종 감속기의 베벨 기어 쌍을 통해 토크의 전송 방향을 변경하십시오.

3) 내부 및 외부 휠이 다른 속도로 조종되도록하기 위해 양쪽에서 바퀴의 차동 효과가 차이를 통해 실현됩니다.

4) 최종 감속기 기어의 전송을 통해 속도가 줄어들고 토크가 증가합니다.

5) 차축 하우징 및 휠을 통해 베어링 및 힘 전송 기능이 실현됩니다.

3. 차축의 명칭

산업 규칙에 따르면, 차동의 수동 베벨 기어 피치 원의 지름은 일반적으로 드라이브 액슬의 이름으로 사용됩니다. 435, 457, 460, 485, 300 등이 숫자는 차별화에서 수동 베벨 기어 (유역 치아라고도 함)의 직경을 참조합니다.

140, 153 브리지 등과 같은 공통점이 있으며, 이는 수동 베벨 기어의 직경을 나타내며, 153은 실제로 동굴의 모델이며, 설치된 다리는 153 브리지라고 불리는 데 사용되며, 해방 차량의 기어의 직경에 따라 435 브리지라고합니다.

4. 액슬의 분류

1) 다른 액슬 하우징 구조에 따라, 차축은 적분으로 나누어지고 분리 된 두 가지 :

◆적분 차축: 양쪽 끝에 반축 케이싱, 중간 부분 및 액슬 튜브와 같은 부품으로 구성된 적분 강성 중공 빔과 최종 감속기, 차동 및 반 샤프트 및 기타 부품이 중공 빔에 설치되며 이러한 종류의 액슬을 적분 차축이라고합니다.
트랜스 액슬 전체는 서스펜션 시스템으로 신체를지지하는 거대한 바벨과 비슷합니다. 양쪽의 바퀴와 반감은 가로 평면에서 서로에 대해 움직일 수 없으므로 모 놀리 식축은 종종 비 독립적 인 현탁액과 짝을 이루게됩니다. 다른 제조 방법으로 인해 적분 차축 하우징은 적분 캐스팅 유형으로 나눌 수 있고, 중간 부분 캐스팅은 강관 유형 및 스틸 플레이트 스탬핑 및 용접으로 누르십시오. 강도 및 강성 성능, 대규모 하중 및 간단한 구조 및 안정적인 작동으로 인해 적분 차축 하우징은 주로 트럭 및 기타 모델에서 널리 사용되며 대부분의 오프로드 모델도 사용됩니다.

◆ 단절된 액슬 : 차단 드라이브 액슬에는 왼쪽과 오른쪽 드라이브 휠을 연결하는 단단한 적분 쉘 또는 빔이 없으며 차축 하우징이 분할되어 서로 상대적으로 움직일 수 있으며 종종 독립적 인 서스펜션을 채택 할 수 있습니다. 양쪽의 구동 휠은 탄성 서스펜션으로 프레임에 연결되며 두 바퀴는 프레임에 비해 서로 독립적으로 움직일 수 있습니다. 최종 감속기는 일반적으로 프레임 (또는 본체)에 매달려지고 변속기 샤프트는 범용 조인트를 통해 힌지되고 변속기 샤프트는 범용 조인트를 통해 구동 휠과 힌지를 사용 하며이 드라이브 액슬을 분리 드라이브 액슬이라고합니다.

분리 된 차축의 웅장한 덩어리가 낮고 일반적으로 복잡한 독립 서스펜션과 협력하기 때문에 지형에 적응력이 우수하므로 차량 운전 부드러움에 대한 높은 요구 사항을 가진 자동차에서 더 일반적이며 군용 트럭은 일반적으로 오프로드 요구 사항에 사용될 것이며 민간 트럭에서 일반적이지 않습니다.

2) 차축의 다른 함수에 따라 차축은 두 가지 범주로 나뉩니다 : 구동축 및 구동 액슬 :

◆ 구동 액슬 : 즉, 차축이라고도하는 비 구동축 액슬은 서스펜션을 통해 프레임 또는 하중 기반 바디에 연결되어 있으며 구동 휠은 프레임이나 신체와 휠 사이의 다양한 힘과 모멘트를 전송하기 위해 양쪽에 설치됩니다.
스티어링 액슬 : 휠을 조종 할 수 있으며, 일반 자동차는 주로 스티어링 액슬의 전면 액슬이며, 스티어링 액슬의 구조는 기본적으로 동일하며 주로 전면 빔, 스티어링 너클, 킹핀 및 휠 허브로 구성됩니다.

지원 브리지 : 스티어링 액슬 구조와 유사하게 스티어링 기능이 없으며 베어링 역할 만 수행합니다. 일부 싱글 액슬 구동 3 축 자동차 (6 × 2 자동차)의 중간 또는 후면 차축은지지 브리지이며 트레일러의 차축은지지 브리지입니다.

◆ 드라이브 액슬 : 전원을 전송하고 휠의 양쪽 끝에 토크를 전달하고 동시에 프레임이나 본체와 도로 표면 사이에 다양한 힘과 순간을 견딜 수 있습니다. 일반적으로 드라이브 액슬은 최종 감속기, 차동, 변속기 장치 및 액슬 하우징으로 구성됩니다.

스티어링 드라이브 액슬 : 스티어링 기능이있는 드라이브 액슬은 자동차에서 더 일반적이며 트럭은 일반적으로 전 륜구동 모델에서 사용됩니다.

스티어링 액슬과 비교하여 전면 빔은 중공 액슬 하우징으로 대체되며 최종 감속기, 구동 샤프트 및 범용 조인트와 같은 구성 요소가 전송 전력을 제공합니다.

5. Axle 개발 방향

차량의 코어 어셈블리로서, 차축의 중요성은 점점 더 많은 관심을 받았으며, 과학 기술의 빠른 개발도 다음 방향으로 도축을 개발하게 될 것입니다.

(1) 모듈화 : 액슬 구조 설계에서 "부품 표준화, 구성 요소 일반화 및 제품 직렬화 방향으로 개발해야하며 여러 가지 일반적인 부분, 다양한 체계 및 생산을 사용하여 다른 모델과 일치해야합니다.

(2) Lightweight : 중량 충전 및 연료세 정책의 도입으로 Lightweight는 트럭 개발의 주요 추세가되었습니다. 도축은 또한 디스크 브레이크, 스탬프 및 용접 된 액슬 하우징 등과 같은 더 많은 새로운 재료 및 구조 설계를 사용하여 최적화되어야하며 충분한 강도와 강성을 제공합니다.

(3) 저음 : 입력 속도와 차량 속도를 제공함으로써 NVH는 차축의 주요 지표가되었습니다. 부품의 가공 정확도 및 어셈블리 정확도 개선 및 차축 작동의 노이즈를 줄이기 위해 강성 향상과 같은 측정.

(4) 고효율 : 강도와 수명을 충족시키는 조건 하에서, 단단한 치아 표면 기어, 볼 베어링 등은 기어와 베어링의 마찰 손실을 줄이는 데 사용됩니다. 저급 윤활유, 고정점 윤활 및 기타 조치가 오일 교반의 손실을 줄이고 전력 전송 효율을 향상시키기 위해 채택됩니다. 5) 전자 시스템 보조 제동 기술의 광범위한 적용 : 국내 버스에서 널리 사용 된 ABS 시스템은 트럭 산업으로 점차 홍보 될 것이며 ESP 및 EBD와 같은 승객 차량 기술도 점차 적용될 것입니다.

2. 전기 구동 액슬의 구조 소개

전기 드라이브 액슬의 개요 : 환경 보호, 에너지 절약 및 배출 감소를위한 다양한 국가의 요구 사항과 국가의 에너지 구조의 전략적 조정으로 세계의 에너지 소비 구조는 깨끗하고 탄소 및 다각화되는 경향이있어 자동 산업의 전기 화향을 촉진합니다. 또한 점점 더 많은 국가들이 국가 차원에서 연료 차량 판매를 금지하고, 새로운 에너지 차량 개발을 장려하며, 전기 드라이브 액슬과 같은 산업의 개발을 가속화 할 계획입니다.

전기 액슬은 일종의 구동축이지만, 전원 장치는 원래의 내부 연소 엔진에 의해 구동되어 모터 드라이브로 조정되며, 대부분의 전기 액슬은 모터를 차축에 통합하여 통합, 고효율 및 기타 기능을 달성합니다.

3. 개발 추세전기 드라이브 액슬

최근 전 세계 국가의 탄소 배출에 대한 수요가 증가함에 따라, 국가 차원에서 발행 된 연료 차량 판매 금지, 특히 국가가 발행 한 이중 신용 정책에 대한 새로운 에너지 차량의 개발은 보조금에 의해 정책 및 규제로 이동하여 새로운 에너지 차량의 폭발적인 성장을 이끌어 내고 전기 구동 도축의 수요를 주도했습니다.

현재 전기 액슬 어셈블리의 기술 경로는 완전한 상태이지만 원래 액슬 요구 사항을 기반으로 전체 개발은 다음과 같습니다.

(1) 고효율 및 전력 밀도 : 현재, 온보드 배터리의 전력 밀도는 휘발유에 비해 매우 낮아서 상대적으로 불충분 한 순수한 전기 자동차를 만들어 내기 때문에 전기 구동 시스템의 높은 효율과 전력 밀도를 실현해야합니다.

기술 측면에서 다음과 같은 조치가 주로 수행됩니다.

• 컨트롤러는 고전압 플랫폼, IGBT 칩 양면 납땜 및 패키지 시스템 기술과 빠르게 개발되는 모든 실리콘 카바이드 칩 기술을 채택하여 컨트롤러의 전력 밀도를 크게 향상시킵니다.
• 모터는 고속이며, 구동 모터의 속도가 증가한 후, 모터의 출력 토크, 볼륨 및 무게는 동일한 전력 하에서 크게 줄어들 수 있으며, 작동 전류는 줄어들어 컨트롤러 및 고전압 케이블의 비용을 줄이고 국내 제조업체는 20000R/MIN 고속 모터를 개발했습니다. 동시에, 모터의 효율을 향상시키기 위해 플랫 와이어 및 오일 냉각 기술이 채택된다;

• 모터 입력 속도의 증가로 인해 감속기는 마찰로 인한 전력 손실을 줄이기 위해 저속 오일 씰, 볼 베어링 등을 사용해야합니다.
• 변속기 기어 쌍은 고정점 강제 윤활, 드라이 오일 팬 설계 및 기타 조치를 채택하여 액체 수준이 감소하고 기어 쌍의 오일 교반으로 인한 전력 손실이 윤활 조건 하에서 감소되도록합니다.
• 감속기는 다중 기어가되어 기어의 수를 늘리고 모터의 고효율 작동 범위를 넓 힙니다.

(2) 높은 NVH 성능 : 연료 차량의 작동에 의해 방출되는 저 및 중간 주파수 포화 노이즈와 비교하여 엔진은이를 커버하는 순수한 전기 자동차 모델은 전자기 성 힘과 고속 기어 메쉬로 인한 단조로운 고주파 울부 짖음으로 지배되며 인간 귀는 2000Hz 이상의 고주파 소음에 매우 민감합니다. 따라서 기술 측면에서 전기 구동 시스템의 NVH를 최적화하기 위해 다음 조치가 취해집니다.

• 드라이브 모터는 전자기력 및 방사형 공간 분포를 따라 토크 리플로 인한 전자기 노이즈의 농도를 줄이기 위해 로터 슬롯의 설계를 최적화합니다. 활성 전류의 고조파를 억제하고 그로 인한 48 차 토크 변동을 줄입니다.
• MCU 펄스 폭 변조 (PWM) 제어 전략을 최적화하고, 스위칭 주파수를 늘리고, 출력 파형을 최적화하며, 토크 변동을 줄입니다.
• 입력 속도의 증가는 기어 쌍의 메쉬 주파수의 증가로 이어지며 기어 톱니의 수를 최적화하고 시스템의 강성을 개선하며 공명을 피하기 위해 시스템의 고유 주파수와 결합하지 않아야합니다.

• 거시적 매개 변수의 관점에서, 작은 계수 및 높은 우연의 기어 쌍의 적용은 치아 뿌리의 강도를 기준으로 강성을 줄일 수 있으며, 동시에 미세한 파라미터는이를 수정하여 메쉬 오류를 줄이고 메쉬 흥분으로 인한 기어 whine을 감소시킬 수 있습니다.
• 윤활 및 열 변형을 기준으로 변속기 쌍의 일치 정확도를 향상시키고, 전체 전송 시스템의 일치하는 클리어런스를 줄이고, 치아 표면의 노크 소리를 제거 할 수 있습니다.
• 서스펜션은 파워 트레인 (EPT)을 지원하고 피로의 내구성과 신뢰성을 보장하는 전제에 따라 진동의 총 여기 전달을 줄이고 제어하는 데 사용됩니다. 서스펜션의 주요 방향을 적절히 최적화하고 진동 분리 성능의 강성을 최적화하고 감소시키기 위해;
• 어쿠스틱 패키지를 늘리지 만 이에 따라 비용을 증가시키고 전기 구동 시스템의 열 소산에 영향을 미칩니다.

(3) 통합
드라이브 모터, 모터 컨트롤러 및 감속기를 통합하는 3-in-one Electric Drive 어셈블리는 전기 드라이브 액슬 분야에서 현재 개발의 주요 기술 목표이며, 미래의 개발은 깊게 통합 된 올인원 구조에 의해 지배 될 것입니다.

결론

일반적으로 전기 구동 액슬의 미래 개발 방향은 다음과 같습니다. 멀티 기어와 통합 사이의 모순을 조정하는 것; 새로운 재료의 적용에 따라 Electric Drive Axle 구조는보다 작고 가볍게 만들도록 설계되었습니다. 전기 모터 및 전기 구동축의 추가 통합; 전체 차량의 관점에서 전기 구동 액슬의 지능을 고려할 때, 차량 데이터는 상호 연결되어 지능 정도를 더욱 향상시킵니다. 인공 지능의 빠른 발전으로 딥 러닝 및 강화 학습과 같은 기계 학습 방법은 전기 자동차의 다양한 유형과 구조에 대한보다 지능적인 교대 전략을 개발하는 데 사용됩니다.