高速电机轴承|04-03 汽车轴承技术发展趋势与展望

发动机用轴承

在新兴国家的市场上，发动机驱动车辆和配备发动机的车辆(如PHV/HV)比例很高，提高发动机效率仍是主要问题。一种可行的解决方案是采用可变气门正时( VVT)机构来精确控制发动机的进气量。

常规VVT机构具有利用发动机产生的液压压力进行液压控制的特点。然而，响应速度受发动机转速和温度的限制。为了解决这一问题，采用电动机驱动的VVT机构逐渐取代了液压驱动。电动机驱动使气门正时的最佳控制成为可能，因为提高了响应速度，甚至在发动机的低温和低转速下也能进行控制，从而使高输出和高燃油经济性成为可能。

活动机构采用大减速比的电动机减速器。

谐波减速器机构的原理如图27所示高速电机轴承，使用薄壁球轴承(图28)作为典型示例。被压在椭圆轴上的内圈变形为椭圆形，并且由于内圈变形，外圈也通过球变形吊车出租，因此随着椭圆轴的旋转，外圈变形的位置也发生变化。与仅需简单变形分析的内圈相比，外圈需要循环弯曲疲劳强度验证。通过进行CAE(图29)和试验验证，可以提供具有更高可靠性的轴承。

由于内齿轮和柔性齿轮上的齿数不同，当椭圆凸轮轴旋转(减速)时二手吊车，相位发生偏移

图27谐波减速器原理图

图28谐波减速器用薄壁球轴承

图29CAE分析示例

作为一种已知的提高发动机驱动车辆燃油效率的方法，发动机缩小需要增压系统。最近，为了进一步提高燃油效率，在常规涡轮增压器的基础上增加了电动增压器，利用废气完善增压系统，通过解决涡轮滞后等提高涡轮效率。这种电动增压器使用2套球轴承支承电动机轴。这些球轴承采用脂润滑。然而，由于在极恶劣的条件(即超高速和快速加速/减速旋转)下运行，常规轴承在短时间内由于润滑不当而面临卡咬问题。

JTEKT最近开发的电动增压器用球轴承(图30)的使用寿命是常规产品的1.5倍，采用了适合高速旋转的内部设计，改进了保持架和密封唇形状，并采用了JTEKT原有的用于高速旋转的润滑脂(图31)。

图30 电动增压器用轴承

图31 耐久性试验结果

为了提高发动机效率，不仅进行了这里所讨论的电气化，而且将凸轮轴、平衡轴和涡轮增压器用滑动轴承更换为滚动轴承。这样不仅可降低力矩高速电机轴承，还可减小泵的副作用，消除油孔/油槽等，尽管泵和油孔/槽被认为是滑动轴承产生液压的必要条件。JTEKT将继续积极主动地努力实现更高的发动机效率。

在这个革命时代，汽车的变化将使人类的生活更安全、更方便、更富裕。作为轴承制造商, 我们鸿元将坚定地应对这种变化，并支持实现繁荣的生活。