Typowe materiały przekładni samochodowych i ich zastosowanie w układach pojazdów

Dlaczego dobór materiału przekładni ma znaczenie w układach samochodowych?

Podstawową funkcją przekładni jest przenoszenie momentu obrotowego . Moment obrotowy to siła obrotowa w pojeździe; przekładnie pomagają przenosić (regulować) moment obrotowy podczas przyspieszania. Niższy bieg (o wyższym przełożeniu numerycznym) przeniesie większy moment obrotowy podczas pokonywania wzniesień i holowania ciężkich ładunków.

Przekładnia przekazuje ruch z wału korbowego na wał napędowy, który ostatecznie napędza koła. W pojazdach koła zębate mogą również wykonywać ruch wsteczny podczas skręcania.

Utrzymanie prędkości obrotowej układu napędowego jest podstawową funkcją przekładni w pojeździe. Niższe biegi pomagają utrzymać wyższe obroty i odwrotnie.

W pojeździe mogą być stosowane dwa rodzaje przekładni. Znajomość różnic między przekładniami o dużym obciążeniu a przekładniami w małych silnikach pomoże Ci zrozumieć tę koncepcję.

• Przekładnie zębate o dużym obciążeniu przenoszą moc i moment obrotowy w ciężkich maszynach. Przekładnie te są większe, mają większe koła zębate lub wielokrotne przełożenia.
• Urządzenia o niższej mocy wykorzystują małe przekładnie silnikowe do przenoszenia mocy i momentu obrotowego. Przekładnie te są mniejsze i mają proste koła zębate walcowe.

Wybór odpowiedniego materiału jest istotny, ponieważ niewłaściwy wybór może wywołać szereg problemów mechanicznych, związanych z bezpieczeństwem, wydajnością i ekonomią w systemach samochodowych. Skutki są często poważne, kosztowne, a niekiedy niebezpieczne. Wybierając materiał na przekładnię, należy wziąć pod uwagę równowagę między możliwościami produkcyjnymi, kosztem i właściwościami mechanicznymi.

Przekładnia pojazdu musi być na tyle niezawodna, aby wytrzymać miliony cykli bez uszkodzeń, co pozwoli uniknąć kosztów napraw i wymiany. Redukcję hałasu osiągnięto poprzez zastosowanie przekładni śrubowych zamiast walcowych, które zapewniają ciszę w kabinie. Przekładnia musi charakteryzować się wysoką odpornością na zużycie, aby zapewnić długą żywotność przekładni i obniżyć koszty konserwacji.

Materiały przekładniowe w przemyśle motoryzacyjnym

Do produkcji przekładni samochodowych można użyć różnych materiałów. Poniżej przedstawiono szczegółowe informacje na temat wszystkich tych materiałów:

· Przekładnie ze stopu stali: wytrzymałość i trwałość

Najpopularniejszym materiałem do produkcji kół zębatych jest stal i jej stopy. Zapewniają one wysoką wytrzymałość, wytrzymałość, udarność i odporność na ciepło.

• Zawartość węgla w stali decyduje o jej wytrzymałości. Stężenie węgla wynosi około 0,3-0,6%. Stal węglowa to ekonomiczne rozwiązanie zapewniające trwałość, wytrzymałość i odporność na ciepło.
• Stop 20CrMnTi zawiera chrom, tytan i mangan. Stop ten charakteryzuje się wysoką hartownością, odpornością na zmęczenie i zużycie.
• Stop 18CrNiMo7-6 zaprojektowano tak, aby wytrzymywał duże obciążenia i zapewniał wysoką wydajność.

Zalety

• Stop stali charakteryzuje się wysoką wytrzymałością na rozciąganie, co oznacza, że ​​może wytrzymać ciśnienia większe niż 1080 MPa.
• Stopy stali 18CrNiMo7-6, 20CrMnTi i stali węglowej charakteryzują się dużą trwałością i większą odpornością na ciepło.

Aplikacje

• Najczęściej koła zębate ze stopu stali stosuje się na wałach wejściowych i wyjściowych.
• Zestawy pierścieni i zębatek w mechanizmach różnicowych samochodowych wykonane są ze stopów stali.
• Tego typu przekładnie są stosowane w urządzeniach o dużym momencie obrotowym, takich jak turbiny, przekładnie lotnicze i sprzęt górniczy.

Proces produkcyjny

• Do precyzyjnej produkcji zębów kół zębatych, zębów i kształtowania stosowana jest obróbka CNC.
• Twardość i wytrzymałość materiału utrzymuje się dzięki obróbkom cieplnym, takim jak hartowanie i nawęglanie.

· Przekładnie ze stopu stali nierdzewnej: odporność na korozję i długa żywotność

Przekładnie samochodowe wymagają stopów stali nierdzewnej o wysokiej odporności na korozję, trwałości i długiej żywotności. Zawartość chromu tworzy ochronną warstwę tlenków, co oznacza, że ​​są one odporne na rdzę, utlenianie i uszkodzenia chemiczne (również), dlatego stopy te najlepiej nadają się do układów samochodowych narażonych na wilgoć i eksploatowanych na zewnątrz. Dostępne gatunki stali poddane obróbce cieplnej charakteryzują się wysoką wytrzymałością, odpornością na zmęczenie i zużycie.

Zalety

• Wysoki poziom odporności na korozję i rdzę.
• Duża wytrzymałość zmęczeniowa i żywotność.
• Wysoka żywotność i niskie koszty utrzymania.

Aplikacje

• Przekładnie szyberdachu i podnośników szyb
• Mechanizmy składania lusterek
• Systemy siłowników HVAC
• Układy napędowe pomocnicze pojazdów elektrycznych

Produkcja

Wytrzymałość, dokładność i płynne zazębianie się kół zębatych są gwarantowane poprzez obróbkę CNC, obróbkę cieplną, wykończenie powierzchni i precyzyjne szlifowanie.

· Inżynieria tworzyw sztucznych: redukcja hałasu i opłacalność

Wykorzystanie inżynierii jest bardzo powszechne w przemyśle motoryzacyjnym. Z tych materiałów wytwarzane są koła zębate do układów regulacji. Typowe rozwiązania inżynieryjne, które można wykorzystać w produkcji kół zębatych, to:

• Jest to krystaliczny termoplastyczny materiał inżynieryjny, który może być stosowany do produkcji kół zębatych w przemyśle formowania wtryskowego. Charakteryzuje się niskim współczynnikiem tarcia (0,2-0,3) i właściwościami samosmarującymi.POM ma współczynnik kurczliwości (2-3,5%) i bardzo niską absorpcję wilgoci (0,2-0,5%).
• Jest to półkrystaliczny termoplast o wysokiej odporności na zużycie i rozdarcie. Nylon charakteryzuje się większą zdolnością absorpcji wilgoci, która wynosi około (do 3%) lub więcej.
• Dodatek włókna szklanego i innych materiałów zwiększa wytrzymałość materiału.

Zalety

• Główną cechą tworzyw konstrukcyjnych jest ich niewielka masa przy jednoczesnej dużej wytrzymałości i odporności na zużycie.
• Tego rodzaju tworzywa sztuczne charakteryzują się doskonałą odpornością na tłumienie, co przekłada się na redukcję hałasu.
• Materiał ten jest odporny na działanie silnych środków chemicznych i wilgoci.

Aplikacja

• W składanych elektrycznie lusterkach bocznych powszechnie stosuje się tworzywa POM i przekładnie nylonowe ze względu na ich cichy montaż.
• Mechanizm odchylania fotela w pojeździe często wykorzystuje przekładnie wykonane z tworzyw sztucznych.
• Słuchawki i regulatory szyb również posiadają takie przekładnie.

Produkcja

• Masową produkcję kół zębatych z POM i nylonu zapewnia formowanie wtryskowe, które zapewnia precyzyjne rezultaty.
• W przypadku małych partii produktów dostosowanych do potrzeb klienta, produkcja CNC odbywa się przy użyciu prototypów.

· Przekładnie ze stopu aluminium: lekkie i wydajne

Stopy aluminium są szeroko stosowane w przekładniach samochodowych, gdzie wymagana jest lekka konstrukcja, odporność na korozję i estetyczny wygląd. Ich naturalna powłoka tlenkowa zapewnia wysoką odporność na korozję, co pozwala na ich długotrwałe użytkowanie w układach pojazdów. Przekładnie aluminiowe są również ekonomiczne pod względem masy, ze względu na niską gęstość, i nadają się do pojazdów elektrycznych (EV) oraz układów komfortu o niskim i średnim obciążeniu. Ich doskonała obrabialność skrawaniem umożliwia precyzyjną i wydajną produkcję.

Zalety

• Przełomowa, lekka konstrukcja
• Wysoka odporność na korozję
• Doskonała obrabialność
• Dobra przewodność cieplna
• Estetyczne wykończenie powierzchni

Aplikacje

• Mechanizmy regulacji siedzeń
• Regulatory szyb
• Komfort i systemy pomocnicze pojazdów elektrycznych
• Zespoły siłowników montowane wewnętrznie
• Układy przekładni silnikowych o niskim obciążeniu

Produkcja

Precyzyjne koła zębate są produkowane metodą frezowania i toczenia CNC. Wykończenie powierzchni i anodowanie zwiększają trwałość i odporność na korozję, a precyzyjna obróbka zapewnia płynne zazębianie i cichą pracę.

· Koła zębate ze stopów mosiądzu: płynny ruch i kontrola zużycia

Przekładnie samochodowe wykonane ze stopów mosiądzu są szeroko stosowane ze względu na wysoką odporność na zużycie, stabilne tarcie i odporność na korozję. Wytrzymałość mechaniczna i odporność na ciepło są zwiększone dzięki dodatkowi cynku, miedzi, magnezu i aluminium. Mosiądz zapewnia kontrolowane, płynne tarcie i dlatego idealnie nadaje się do pierścieni synchronizujących, które umożliwiają płynną zmianę biegów.

Zalety

• Wysoka odporność na zużycie i tarcie.
• Bardzo dobra odporność na korozję.
• Wyższa przewodność cieplna i elektryczna.
• Płynna zmiana biegów i przekładnia.
• Skomplikowane części są bardzo podatne na obróbkę mechaniczną.

Aplikacje

• Pierścienie synchronizujące układów napędowych.
• Zawory, złączki cementowe i złącza układu paliwowego.
• Mechanizmy sterowania HVAC
• Interfejsy i złącza ładowania pojazdów elektrycznych wysokiego napięcia.
• Elementy instalacji elektrycznych i oświetleniowych.

Produkcja

Obróbka CNC kół zębatych mosiężnych ma na celu osiągnięcie wysokiej dokładności wymiarowej i geometrycznej. Precyzyjne toczenie, frezowanie i wykańczanie zapewniają gładkie powierzchnie, ścisłe tolerancje oraz stabilną, długotrwałą wydajność.

Zastosowania w systemach pojazdów

Przekładnie samochodowe wykonane z różnych materiałów znajdują zastosowanie w różnych obszarach. Oto niektóre z nich:

· Przekładnie regulacji silnika fotela

Mechanizmy regulacji fotela umożliwiają wielokierunkową regulację. Wytrzymują obciążenie do 136 kg (300 funtów). Mechanizm w fotelu umożliwia płynne i kontrolowane odchylenie oparcia.

Materiał użyty do produkcji przekładni regulacji silnika w gnieździe to zazwyczaj stal lub samosmarujące, wzmocnione tworzywo sztuczne. Przekładnie te są formowane wtryskowo, co zmniejsza tarcie i hałas. Są również ekonomiczne.

Precyzja obróbki jest niezbędna do wymiany uszkodzonych części przekładni, jeśli ulegają one szybkiemu zużyciu. Wysoka precyzja obróbki może zmniejszyć hałas i zwiększyć trwałość komponentów.

Zazwyczaj przekładnie w silnikach foteli wykonane są z tworzywa sztucznego i w razie awarii wykazują pewne objawy:

• Utknąłem w najniższym i najwyższym położeniu
• Dźwięk klikania
• Silnik działa, ale siedzenie się nie porusza

Firma Honscn produkuje przekładnie ze stali i mosiądzu, które wytrzymują wielokrotne odchylanie i podnoszenie ciężarów. Ich produkt nie zużywa się i nie hałasuje po kilku cyklach. Te przekładnie ze stali i mosiądzu mogą być stosowane w SUV-ach i ciężarówkach. Wydłuża to żywotność silnika, zapewniając jego dużą trwałość.

· Przekładnie silnika podnośnika szyby

Przekładnie stosowane w podnośnikach szyb wymagają spełnienia określonych wymagań eksploatacyjnych. Muszą one wytrzymać tysiące cykli podnoszenia/opuszczania. Przekładnie muszą wytrzymywać obciążenia okresowe, być odporne na korozję i zapewniać precyzję. Przekładnie szyb muszą być ciche podczas pracy.

Zastosowanie przekładni POM w silnikach okiennych jest idealnym rozwiązaniem, ponieważ są one ekonomiczne i samosmarujące. Wymagania dotyczące redukcji hałasu w zespole silnika podnośnika szyby sprawiają, że POM jest idealnym materiałem. Droższym i trwalszym odpowiednikiem są przekładnie ze stopu stali, które oferują większą wytrzymałość i wytrzymują duże obciążenia.

· Przekładnie silnika szyberdachu

Przed montażem szyberdachu, ważne jest, aby ocenić wymagania, jakie musi spełniać materiał. Szyberdach jest narażony na wilgoć, wilgoć i kurz. Materiał, z którego wykonany jest szyberdach, musi być odporny na korozję i zużycie.

Materiał użyty w przekładni musi być wykonany z tworzywa sztucznego lub stali nierdzewnej. Materiały te charakteryzują się wysoką odpornością na korozję i wytrzymałością. Nylon zapewnia ciche uchylanie i składanie szyberdachu. Wysoka wytrzymałość i ciągliwość stali są również wymagane w przekładni silnika szyberdachu.

· Składane koła zębate lustrzane

Częstotliwość użytkowania jest dość wysoka, dlatego materiał przekładni musi być lekki i wytrzymywać miliony cykli. Nylon i POM to idealne materiały, ponieważ oferują minimalny moment obrotowy i kompaktową konstrukcję. W samochodach ciężarowych i SUV-ach powszechnie stosuje się przekładnie ze stali, mosiądzu i aluminium ze względu na odporność na zmęczenie i zużycie.

· Przekładnie silnika klapy tylnej/bagażnika

Materiał przekładni zastosowany w skrzyni biegów musi charakteryzować się bardzo dużą masą i wytrzymałością. Przekładnie są zazwyczaj wykonane ze stopu stali, który wytrzymuje obciążenia sięgające wielu ton. Zawartość węgla w stali decyduje o wytrzymałości i trwałości przekładni. Stop stali wysokowęglowej zapewnia lepsze rozłożenie obciążenia w przekładni silnika skrzyni biegów. Połączenie stali i tworzywa sztucznego może przynieść te same rezultaty przy niższych kosztach. Precyzyjna obróbka jest wymagana dla trwałości i zapobiegania wyciekom.

Wybór odpowiednich materiałów i procesów produkcyjnych

Wybierając materiał przekładni, która będzie stosowana w różnych układach silnikowych pojazdu, przed podjęciem decyzji należy wziąć pod uwagę pewne czynniki:

Wybór materiałów zależy od ich zdolności do kontrolowania momentu obrotowego, zarządzania obciążeniem i odporności na warunki zewnętrzne. W przypadku dużych obciążeń należy zastosować stop stali, a do redukcji hałasu (NVH) idealne są przekładnie nylonowe.

Obróbka CNC jest wykorzystywana do produkcji kół zębatych na zamówienie, natomiast koła zębate z tworzyw sztucznych są wytwarzane metodą formowania wtryskowego w przypadku zamówień hurtowych. Metalurgia proszków jest wykorzystywana do produkcji spiekanych stopów metali w celu uzyskania większej precyzji.

Wybór dostawcy kół zębatych CNC jest dość trudny. Wymiana kół zębatych nylonowych na koła zębate ze stopu stali jest dość powszechna na rynku wtórnym. Nawet niewielkie różnice w średnicy zęba, otworu i wielkości zęba nie oznaczają, że dostawca obróbki CNC zaoferuje inny produkt. Kupujący musi wybrać dostawcę precyzyjnych kół zębatych z doskonałą obsługą klienta.

Dostarczanie najwyższej jakości komponentów samochodowych: Honscn

Działamy od 20 lat i oferujemy naszym klientom bezpłatne konsultacje w zakresie doboru materiałów. Mogą oni wybrać materiały w zależności od momentu obrotowego, obciążenia, hałasu i kosztów. Oferujemy wysokiej jakości prototypowanie niestandardowych projektów przekładni.

Nasza zaawansowana technologicznie obróbka kół zębatych obejmuje frezowanie/toczenie CNC w 3 i 5 osiach z wąskimi tolerancjami (+0,005-0,01 mm). Gwarantujemy idealny profil zębów, płynne zazębienie i niski luz.

Nasza kontrola jakości jest rygorystyczna, opiera się na wewnętrznych laboratoriach testowych, 100-procentowej kontroli i certyfikacji (ISO, IATF 16949, RoHS). Gwarantujemy wysoką trwałość i niezawodność. Posiadamy spójny łańcuch dostaw materiałów, który pomaga uniknąć opóźnień.

Wniosek

Przekładnie w przemyśle motoryzacyjnym są niezbędne do przenoszenia mocy, regulacji prędkości oraz płynnej i niezawodnej pracy pojazdów. Niniejszy artykuł uwypuklił, w jakim stopniu wybór materiału spośród wysokowytrzymałych stopów stali, mosiądzu, lekkiego aluminium i tworzyw konstrukcyjnych ma bezpośredni wpływ na wydajność, trwałość, redukcję hałasu i koszty. Równowaga między nośnością, odpornością na zużycie i tolerancją środowiskową wymaganą przez każdy układ pojazdu jest dostosowywana indywidualnie. Proces produkcyjny przekładni charakteryzuje się wysoką jakością, obejmującą obróbkę CNC, formowanie wtryskowe i obróbkę cieplną, co przyczynia się do ich niezawodności. Dla producentów OEM i klientów z rynku wtórnego wybór precyzyjnych, konfigurowalnych i przetestowanych rozwiązań przekładniowych jest kluczem do zapewnienia długiej żywotności, wydajności i ogólnej wydajności pojazdu. Odwiedź naszą stronę internetową https://www.cnchonscn.com/.