Defecțiunile rulmenților motoarelor mașinilor electrice sunt studiate cu scopul de a mari durata de viață a acestora și obținerea stabilității pe termen lung (durabilitate).
La începutul secolului XX, mașinile electrice (EV) s-au confruntat cu obstacole semnificative în adoptarea pe scară largă, cum ar fi autonomia limitată, greutatea bateriilor și lipsa infrastructurii de încărcare. Aceste dezavantaje au împiedicat succesul comercial al vehiculelor electrice în acea perioadă.
În contextul actual al schimbărilor climatice și al crizei energetice globale, mașinile electrice cu baterii câștigă tot mai mult teren, în ciuda provocărilor existente. Rezervele limitate și impactul negativ asupra mediului al combustibililor fosili utilizați de motoarele cu combustie internă (IC) au intensificat eforturile de reducere a poluării și de tranziție către surse de energie mai sustenabile, precum energia electrică.
Indiferent de tipul de motor electric utilizat într-un vehicul, apariția tensiunilor și curenților în arborele central, responsabil de mișcarea de rotație, poate conduce la deteriorarea prematură a componentelor precum rulmenți, etanșări și angrenaje.
Această problemă este amplificată de invertor. Invertorul este dispozitivul care transformă tensiunea continuă (DC) a bateriei în tensiune alternativă (AC) necesară funcționării motorului.
VEZI ȘI: IAA 2024: ZF prezintă noile transmisii TraXon 2 și TraXon 2 Hybrid
Defecțiunile neprevăzute ale rulmenților reprezintă o problemă majoră în funcționarea motoarelor electrice. Acestea sunt responsabile pentru peste 40% din defecțiunile motoarelor. Rolul esențial al rulmenților în asigurarea funcționării corecte a motorului face ca deteriorarea lor să aibă consecințe grave.
Curentul electric care trece prin rulmenți accelerează uzura acestora. Duce inițial la apariția zgomotului și vibrațiilor, iar în final la efecte mult mai severe, cum ar fi gripajul.
Defecțiunile care apar la nivelul rulmenților, în special pe calea de rostogolire a bilelor, și care sunt cauzate de efecte electrice, includ:
- Frosting (urme rezultate în urma unui efect de topire provocat de o descărcare electrică);
- Pitting (micro-ciupituri rezultate în urma fenomenului local de oboseala a materialului;
- Fluting (urme de descărcări electrice care apar ca o succesiune de linii închise și deschise la culoare);
- Spark tracks (urme neregulate de descărcări electrice).
Vestea bună este că există soluții de creștere a durabilității rulmenților prin:
- Asigurarea unei împământări corecte și reducerea câmpurilor electrice. Pentru acest lucru se pot utiliza inele din microfibră conductivă care să conecteze arborele direct cu carcasa exterioară a motorului și astfel curenții nu mai trec prin rulmenți;
- Utilizarea unei unsori conductoare de curent pentru lubrifierea rulmenților;
- Integrarea în rulment a unui strat izolator (rulmenți din ceramică sau hibrizi).
