Témata
Reklama

Společnost Schaeffler představila optimalizované pohony se spalovacími motory, které přispívají k dosažení klimatických cílů, jež plynou z Pařížské klimatické dohody. Další novinkou v jejím portfoliu jsou elektromotory dotažené do stavu připravenosti na sériovou výrobu.

Pro splnění dvoustupňového cíle Pařížské klimatické dohody je nezbytné využít kombinaci čistě elektrických, hybridních a ekologicky šetrných spalovacích pohonů. Společnost Schaeffler předpovídá, že spalovací motory budou hrát i v budoucnu důležitou roli. Přibližně 70 % vozidel vyrobených v roce 2030 bude ještě stále vybaveno spalovacím motorem, přičemž 30 % bude připadat na čistě spalovací motory a 40 % na hybridní pohony. Proto je nezbytné věnovat se i postupnému dalšímu vývoji konvenčních pohonů. Řešení, která společnost představila na letošním veletrhu IAA ve Frankfurtu, umožňují v závislosti na třídě vozidla, resp. motoru dosáhnout až 15% snížení spotřeby.

Reklama
Reklama
Inovativní řešení řemenem poháněného startéru/generátoru snižuje spotřebu paliva až o 7 %.

Spalovací motory se zdokonalují

Schaeffler na veletrhu IAA představil nejnovější verzi plně variabilního systému ventilového rozvodu UniAir. Tento systém je kompaktnější a o 30 % lehčí než předchozí verze. Umožňuje rozsáhlou optimalizaci vedení vzduchu v motoru a také dosažení maximální dynamiky při změně zatížení a otáček. Systém sestává z modulu, který je vestavěn mezi vačkovou hřídelí a dříkem ventilu, a také z příslušného softwaru. Na straně výfuku lze použít řešení eRocker. Díky elektromechanickému ovládání je systém nezávislý na olejovém okruhu motoru a umožňuje navíc i relativně snadné nasazení.

Plně variabilní systém ventilového rozvodu UniAir


Dalším význačným rysem je elektricky ovládané fázování vačkové hřídele (Electric Cam Phasing, ECP). Systém provádí nezávisle na otáčkách a teplotě rychlé změny nastavení a umožňuje optimální časování ventilů v celém provozním a teplotním rozsahu, což hraje stále významnější roli u hybridních pohonů. V hybridním vozidle se totiž spalovací motor spouští mnohonásobně častěji než v případě běžného pohonu. Elektricky ovládané nastavování vačkové hřídele zajistí, aby se takové spouštění odehrávalo rychle, efektivně a především bez vibrací.

48V hybridizace umožňuje až 7% úsporu paliva

Hybridizace pomáhá spalovacímu motoru a spolu s rekuperací brzdné energie přináší vyšší stupeň celkové účinnosti systému. Na veletrhu IAA společnost Schaeffler představila 48V hybridizaci s využitím řemenem poháněného startéru/generátoru, který umožňuje dosáhnout značného snížení spotřeby paliva a emisí ve výši 5 % až 7 %. Takové řešení umožňuje komfortní a efektivní start/stop režim motoru a lze je využít i jako pomocný pohon.

Modul pro teplotní management

Další klíčový prvek pro zvýšení účinnosti představuje teplotní management. Individuálně nastavitelný modul, zajišťující teplotní management (TMM) pro spalovací motory, hybridní a elektrické pohony, umožňuje společnosti Schaeffler zdokonalit řízení provozní teploty v celém pohonném ústrojí, včetně motoru, převodovky a elektrických komponent, jako jsou akumulátor, výkonová elektronika a elektromotor. Modul umožňuje přesnou regulaci objemových proudů prostřednictvím elektromechanicky poháněných jednotek rotačních šoupátek, která jsou ovládána snímači polohy. Kromě snížení emisí CO2 se tak díky kratšímu ohřevu motoru dosahuje vedlejšího pozitivního efektu v podobě vyššího komfortu cestujících.

Elektromotor pro hybridní převodovky

Nižší tření v motoru

Pohon spalovacími motory lze i nadále zdokonalovat prostřednictvím klasických ložiskových řešení: inovativní řešení z oblasti uložení valivých ložisek vyrovnávacích, vačkových a klikových hřídelí nabízejí značný potenciál ke snížení ztrátového výkonu v motoru a tím i redukci spotřeby paliva a emisí. Například vyrovnávací hřídele s uložením pomocí valivých ložisek dosahují o zhruba 50 % nižšího tření oproti hřídelím uloženým s využitím kluzných ložisek. Společnost Schaeffler navíc vyvinula optimalizovanou konstrukci vyrovnávacích hřídelí, která umožňuje dosáhnout až 40% úspory hmotnosti bez jakýchkoli ztrát funkčnosti.

Rozšíření nabídky pro oblast elektromobility

Společnost Schaeffler vstupuje do oblasti výroby elektromotorů s modulární a vysoce integrovanou technologickou platformou. Spektrum použití těchto elektromotorů, navržených s důrazem na účinnost a velmi dobrý poměr ceny a výkonu, sahá od hybridních modulů přes dedikované hybridní převodovky (DHT) až po elektromotory pro elektrické pohony náprav. Přitom lze použít napětí 48–800 V a dosáhnout výkonu od 15 kW do více než 300 kW. V roce 2021 se rozběhne sériová výroba pro různé zákaznické projekty po celém světě. Schaeffler na veletrhu představil elektrické motory jako kompletní systémy, které jsou výsledkem vlastního vývoje, dovedeného do stavu připravenosti k sériové výrobě. Po vyplnění poslední technologické mezery (výroby statorů) akvizicí společnosti Elmotec-Statomat na konci roku 2018 teď může koncern plně pokrýt celou průmyslovou výrobu elektromotorů.

Elektromotor pro hybridní moduly

Modulární technologický systém

Na elektromotory pro hybridní moduly P2 jsou kladeny zvláštní nároky, protože kvůli použitému funkčnímu principu běží ve stejných otáčkách jako spalovací motor. Minimální axiální délka a dostatek volného prostoru uvnitř rotoru k integraci spojky a rozpojovacího systému zajišťují potřebnou hustotu montáže pro tuto aplikaci. Pro montážní prostory, které jsou v axiálním směru extrémně krátké, lze použít jednozubové vinutí. Nabídnout lze 48V i vysokonapěťové motory s výkony od 15 kW do 120 kW. Pokud je hybridní modul navržen jako suchý systém, je stator aktivně chlazen pomocí chladicího pláště. U systémů s mokrou spojkou lze dostupnou olejovou náplň využít také k chlazení elektromotoru, což vede k podstatně lepšímu odvodu tepla a tím i k vyšším trvalým výkonům. Nejlepší ztrátový výkon je ale samozřejmě ten, který vůbec nevznikne. Motory jsou proto optimalizovány tak, aby dosahovaly vysoké účinnosti v širokém spektru víceparametrových charakteristik.

Elektromotor pro čistě elektrické pohony náprav


V závislosti na podmínkách v montážním prostoru může totéž platit i pro elektromotory v dedikovaných hybridních převodovkách. Tyto převodovky se většinou navrhují tak, aby se pro elektromotory získalo více montážního prostoru v axiálním směru a aby elektrické stroje běžely rychleji. Výkony se obvykle pohybují v rozsahu 80 až 140 kW. V závislosti na provozním režimu převodovky, resp. pohonného ústrojí, pracují tyto elektromotory v kombinaci se spalovacím motorem jako generátory nebo pohonné jednotky a jejich charakteristiky účinnosti se optimalizují podle profilu využívání. Vzhledem k čistě elektrickým jízdním režimům u plug-in hybridů nabývá na významu akustický projev pohonů. V mnoha případech je řešením použití distribuovaného vinutí. Společnost Schaeffler za tímto účelem definovala druhé standardní vinutí, pro nějž byly v rámci podniku vyvinuty i výrobní stroje. Jedná se přitom o technologii tyčového vlnivého vinutí, jehož vývoji se dlouhodobě věnuje Elmotec-Statomat v Karbenu. Pro konkrétní aplikaci byl vyvinut trakční motor, který při celkové axiální délce 137 mm generuje výkon 125 kW a točivý moment 310 Nm.

Nabídku doplňuje konstrukční řada elektromotorů k pohonu elektrických náprav. Ty pokrývají napěťové rozsahy „vysoké napětí 2“ (400 V) a „vysoké napětí 3“ (800 V). Výkon se pohybuje od 100 kW do více než 300 kW. Pokud to návrh systému umožňuje, dimenzují se tyto motory na vysoké koncové otáčky (až 20 000 min-1). Díky tomu lze optimálně využít přednosti tyčového vlnivého vinutí. Vysoký počet statorových drážek vede k dobrému odvodu tepla a točivému poli s minimem vyšších harmonických vln. Toto řešení přináší výhody v podobě vysoké výkonové hustoty a vynikajícího stupně účinnosti.

Schaeffler

gulamre@schaeffler.com

www.schaeffler.cz

Reklama
Související články
Problematika vstřikování plastových dílů pro automobily

Příspěvek popisuje podmínky pro výrobu vstřikovaných plastových dílů pro automobily včetně vznikajících problémů a navazuje na článek Snížení rizika vzniku vad při vstřikování plastových dílů, který byl uveřejněn v příloze Plasty časopisu MM Průmyslové spektrum č. 3/2014 (viz též www.mmspektrum.com/140312). Autor vychází z dlouholeté zkušenosti ve firmě Plast Form Service I. M., která se výrobou těchto dílů zabývá již od roku 1998.

Ozubené řemeny v pohonech ekologických taxi člunů

Britská firma vyvinula hybridní pohon pro 550 vodních taxíků pro Benátky. Kombinace dieselového motoru a elektromotoru zde snižuje hluk, emise i náklady, přičemž vysoce výkonný řemen Synchrochain Carbon umožňuje použití kompaktního motoru s nízkou hmotností.

Otáčet a posouvat

Teoreticky tyto dva pohyby, chytře složené dohromady, stačí k opsání libovolné křivky v prostoru. Jak toho ale dosáhnout v praxi? O správné volbě rozhoduje mnoho faktorů. Kromě zátěže je to především kvalita pohybu, možnost polohování z bodu do bodu či dokonce interpolace, tedy pohyb po prakticky libovolné křivce. Na straně jednoduchých pohybů stojí pneumatika, složitější se obvykle realizují elektricky. Jaké jsou možnosti elektrických pohonů?

Související články
EtherCAT pro centrální řízení pohybů

Při centrálním řízení pohybů se musí v každém cyklu po sběrnici přenášet požadovaná hodnota na připojené pohony. Vlastnosti použitého sběrnicového systému jsou proto rozhodující pro dosažitelnou přesnost a dynamiku koordinovaných pohybů. EtherCAT zde proti konvenčním datovým sběrnicím nebo jiným sběrnicím Ethernet pro průmyslové využití nabízí jasné výhody.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Lineární systémy a polohovací jednotky

Brněnská společnost Hiwin, s. r. o., je lídrem na trhu s lineárními systémy a polohovacími jednotkami. Vytváří speciální aplikace podle potřeb předních výrobců průmyslových strojů i menších firem. Mimo jiné dodává „na klíč“ originální portálové systémy pro manipulační zařízení.

Existuje optimální pohon pro dopravní techniku?

Pohony připojené přímo na síť nebo s měkkým rozběhem patří dodnes v dopravní technice k nejčastěji používaným řešením. Jsou ale optimálně přizpůsobeny pro provoz v moderním dopravním zařízení?

Radarová technologie v automobilech

Automobilový průmysl je v Německu motorem inovace. Podle zprávy Innovationen in der deutschen Wirtschaft (Inovace v německé ekonomice) Fraunhoferova institutu a Centra pro evropský ekonomický výzkum (ZEW) v něm bylo jen v roce 2016 investováno 52,4 miliardy euro - a tento trend neustále roste. Pozornost se zaměřuje na autonomní vozidla. Nový vývoj v této oblasti znamená trvalé změny procesu - a to nejen pro výrobce automobilů. Novým změnám se musí přizpůsobit celý dodavatelský řetězec.

Trendy ve světě přesné měřicí techniky

Požadavky kladené na kontrolu kvality se rok od roku stále zvyšují. S tímto trendem se musejí vypořádat všichni výrobci měřicí techniky. Shodně je tomu i u firmy Mitutoyo, která se snaží šíří svého sortimentu maximálně vyhovět požadavkům pro dílenskou kontrolu, měrové laboratoře i procesní kontrolu, ale zároveň neopomíjí současný trend - Průmysl 4.0 a IoT - požadavek na inteligentní komunikativní měřidla a přístroje.

Chytré stroje přivádějí továrny k životu

Bezpečné balicí stroje připojené k Ethernetu zvyšují produktivitu, zlepšují flexibilitu, snižují komplexnost konstrukce a řeší problémy pracovníků v provozu.

Nanovlákenná membrána v oknech ochrání stroje i pracovníky

Zatímco o smogu v ulicích se vedou časté debaty, znečištěný vzduch v interiéru patří k opomíjeným tématům. A to i přesto, že podle Světové zdravotnické organizace stojí život 4,3 milionu lidí ročně a v průmyslových objektech ohrožuje jak zdraví pracovníků, tak samotný provoz. Díky rozvoji moderních technologií nyní interiér účinně ochrání nanovlákenná okenní membrána.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

Šetřete svoje síly!

Jednou ze zásadních myšlenek vedoucích k pokroku a zvyšování produktivity je dělba práce. Specializace na různé technologie umožňuje posouvat jejich hranice.

Kompozitní galvanické povlaky

Stále se zvyšující požadavky na vlastnosti povrchů urychlily vývoj slitinových povlaků kombinovaných s povlaky kompozitními, čímž se vzájemně kombinují a rozšiřují výhody a možnosti nových povlaků.

Střídavě stejnosměrné názory na elektromobilitu, 5. díl: Typy nabíjení a jejich specifika

V minulém díle jsme jako jednu z problematických stránek bateriových elektrických vozů uvedli relativně nízkou specifickou energii, tedy poměr uložené energie a hmotnosti akumulátorů. Dospěli jsme k tomu závěru, že aby byl hypotetický přechod na elektromobilitu skutečně účelný z hlediska snížení emisí CO2, nebudou moci mezi poptávané vlastnosti automobilů patřit vysoký výkon a na něj vázaný komfortní dojezd. Současné problémy s malým dojezdem elektromobilů lze částečně řešit budováním nabíjecí infrastruktury. Možnostem dobíjení bateriových elektrických vozů, jako i jeho problematickým stránkám, se budeme věnovat v tomto díle.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit