Back

وضعیت فعلی فناوری‌های چین و بین‌المللی برای بلبرینگ‌های موتور محرک خودروهای انرژی نو

August 13,2026

برچسبهای داغ: creep resistant bearing(1), low friction ev bearing(1), high temperature bearing (150°c)(1), 000 rpm)(3), high speed bearing (20(1), changjiang bearing(1), zwz(1), renben group(1), schaeffler(1), nsk(1), skf(1), ntn(1), mtwb(1), bearing technology (1), insulated bearing (1), electrical corrosion resistant bearing(1), high speed bearing (1), electric vehicle bearing (1), nev drive motor bearing (1), bearing corrosion resistance(1), electric vehicle bearing solutions (1), high-speed bearing technology(1), drive motor bearings(1)

پیشگفتار

در سال‌های اخیر، اثر گلخانه‌ای به‌طور فزاینده‌ای شدید شده و آگاهی عمومی زیست‌محیطی به‌طور مستمر افزایش یافته است. اگزوز خودروها سهم عمده‌ای در اثر گلخانه‌ای شهری دارد و توسعه خودروهای انرژی نو (NEV) در حل آلودگی اگزوز اهمیت بسزایی دارد. بلبرینگ‌ها اجزای حیاتی خودروهای انرژی نو هستند و عملکرد آن‌ها به‌طور مستقیم راحتی و ایمنی خودروها را تعیین می‌کند.

تخمین زده می‌شود که تا سال 2025، بازار بلبرینگ خودروهای انرژی نو به 14.2 میلیارد یوان برسد که عمدتاً شامل بلبرینگ‌های موتور محرکه، یاتاقان‌های توپی چرخ، بلبرینگ‌های گیربکس، بلبرینگ‌های سیستم فرمان و غیره می‌شود. در میان این‌ها، بلبرینگ‌های موتور محرکه اجزای مهمی هستند که به خودروهای انرژی نو نیرو می‌دهند. با توجه به الزامات عملیاتی سخت‌گیرانه بلبرینگ‌های خودروهای انرژی نو، الزامات عملکردی آن‌ها به‌طور فزاینده‌ای سخت‌گیرانه‌تر می‌شود. توسعه بلبرینگ‌های موتور محرکه با عملکرد بالا برای خودروهای انرژی نو به کانون توجه اصلی تولیدکنندگان بزرگ خودرو و بلبرینگ تبدیل شده است.

I. ویژگی‌های ساختاری بلبرینگ‌های موتور محرکه خودروهای انرژی نو

خودروهای انرژی نو الزامات سخت‌گیرانه‌ای برای بلبرینگ‌ها دارند، از جمله عمر طولانی، مقاومت در برابر خزش، سرعت بالا، اصطکاک کم، لرزش کم و غیره. الزامات خاص به شرح زیر است:

(1) سرعت بالا: سرعت موتورهای محرکه می‌تواند تا 20000 دور در دقیقه برسد، با مقادیر Dmn بلبرینگ (حاصل‌ضرب قطر متوسط و سرعت حلقه داخلی) بیش از 800000، که بسیار بالاتر از موتورهای صنعتی معمولی است.

(2) دمای بالا: بلبرینگ‌ها باید به‌طور پایدار در دمای 40- تا 150 درجه سانتی‌گراد بدون جیرجیر کار کنند؛ دمای کارکرد طولانی‌مدت 110 تا 120 درجه سانتی‌گراد است؛ دمای راه‌اندازی در مناطق سردسیر 30- تا 20- درجه سانتی‌گراد است، با گشتاور راه‌اندازی کم و نویز کم.

(3) روانکاری: گریس باید عملکرد عالی در دمای پایین، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر لرزش، بهره‌وری انرژی و عمر طولانی از خود نشان دهد.

(4) لرزش و نویز: برای اطمینان از راحتی سرنشینان، سطح لرزش و نویز موتور باید پایین باشد تا محیط کابین آرام حفظ شود.

(5) خوردگی الکتریکی: عدم تعادل در سیم‌پیچ‌ها می‌تواند اختلاف پتانسیل بین روتورها ایجاد کند و جریان تولید کند؛ نشت جریان ناشی از ولتاژ فرکانس بالا از اینورترها نیز می‌تواند منجر به خوردگی الکتریکی و خرابی بلبرینگ شود.

(6) عمر: بلبرینگ‌ها باید با دوره گارانتی خودرو (5 تا 8 سال یا 100000 تا 160000 کیلومتر) مطابقت داشته باشند.

II. وضعیت فعلی تحقیقات بلبرینگ‌های خودروهای انرژی نو در داخل و خارج از کشور

2.1 وضعیت تحقیقات خارج از کشور

بلبرینگ‌های مقاوم در برابر خوردگی الکتریکی NTN

شرکت NTN بلبرینگ‌های پوشش‌دار عایق مقاوم در برابر خوردگی الکتریکی را برای سیستم‌های سه‌گانه الکتریکی (محور الکتریکی) خودروهای تمام الکتریکی (EV) و هیبریدی (HEV) توسعه داده است. یک لایه فیلم عایق بر روی قطر خارجی و سطوح انتهایی حلقه خارجی بلبرینگ اعمال می‌شود که قادر به تحمل ولتاژهای بالای 100 ولت است و خواص عایقی عالی از خود نشان می‌دهد.

NTN همچنین یک بلبرینگ ضد خوردگی الکتریکی، یعنی بلبرینگ پوشش‌دار عایق برای محورهای خودروهای الکتریکی توسعه داده است که با اعمال پوشش عایق بر روی سطح بلبرینگ، عبور جریان از بلبرینگ را سرکوب می‌کند. عملکرد عایقی این بلبرینگ به بالای 100 ولت می‌رسد و از باتری‌های ولتاژ بالا پشتیبانی می‌کند. پوشش عایق دارای ضریب اصطکاک کم و مقاومت سایشی عالی است و در مقایسه با محصولات استاندارد بدون پوشش، مقدار کل سایش قطر خارجی حلقه خارجی و قطر داخلی محفظه 88٪ کاهش یافته است. بنابراین، حتی اگر حلقه خارجی دچار خزش شود، پوشش عایق مورد نیاز را حفظ می‌کند.

SKF بلبرینگ شیار عمیق پرسرعت انقلابی برای سیستم‌های محرکه الکتریکی، HSBB1.8، را با حداکثر مقدار Dmn 1.8 میلیون منتشر کرده است. به عنوان مثال با قطر شفت 40 میلی‌متر، می‌تواند سرعت موتور تا 30000 دور در دقیقه را برآورده کند.

بلبرینگ‌های محرکه پرسرعت EV ساخت SKF

SKF سری بلبرینگ‌های Drive را توسعه داده است که طراحی مسیر غلتش را بهینه می‌کند، قفسه‌های پلیمری با ساختار جدید را به کار می‌گیرد و از گریس‌هایی با محدوده دمایی وسیع و همچنین بلبرینگ‌های سرامیکی هیبریدی استفاده می‌کند تا الزامات عملکرد سرعت بالای بلبرینگ‌های موتور را برآورده کند و به افزایش عمر مفید سیستم انتقال قدرت و افزایش برد باتری کمک کند.

بلبرینگ‌های مقاوم در برابر خزش EV ساخت NSK

NSK نسل جدیدی از بلبرینگ‌های مقاوم در برابر خزش را برای سیستم‌های محرکه مانند گیربکس‌های خودروهای هیبریدی/الکتریکی توسعه داده است که با سرکوب خزش، راحتی سرنشینان را بهبود می‌بخشد. ویژگی‌های محصول شامل:

① بهینه‌سازی سفتی حلقه بلبرینگ از تغییر شکل حلقه جلوگیری می‌کند و در نتیجه افزایش ضخامت دیواره را به حداقل می‌رساند و در عین حال مقاومت در برابر خزش ناشی از بارهای استاتیک دنده را به‌طور مؤثر بهبود می‌بخشد.

② استفاده از مواد حلقه O-ring با دوام برتر در محیط‌های روغن با دمای بالا و بهینه‌سازی تغییر شکل فشاری آن، خزش ناشی از بارهای چرخشی ناشی از عدم تعادل موتور را تا 80٪ زمانی که بلبرینگ در معرض روغن با دمای بالا قرار می‌گیرد، کاهش می‌دهد.

③ بهبود مقاومت در برابر خزش بدون تثبیت مکانیکی، مونتاژ را آسان‌تر می‌کند و در نتیجه بهره‌وری را افزایش و هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.

NSK همچنین بلبرینگ غلتکی مخروطی NSK LCube Ⅱ™ را برای گیربکس‌های خودروهای الکتریکی توسعه داده است. ویژگی‌های محصول شامل:

① در شرایط روانکاری نامطلوب با فیلم‌های روغن نازک، فرورفتگی‌های میکروسکوپی بر روی سطوح غلتش و سر غلتک‌های مخروطی برای حفظ روغن ایجاد می‌شود و نگهداری فیلم روغن بر روی سطوح تماس را بهبود می‌بخشد و از سایش و آسیب سطح جلوگیری می‌کند. دوام و مقاومت در برابر گیر کردن هشت برابر یا بیشتر از محصولات فعلی است.

② عملکرد نگهداری روغن در محدوده سرعت پایین (جایی که فیلم‌های روغن راحت‌تر تشکیل می‌شوند) بهبود یافته و اصطکاک را در مقایسه با محصولات فعلی 10٪ کاهش می‌دهد.

فناوری‌های بلبرینگ EV ساخت Schaeffler

TriFinity شرکت Schaeffler یک بلبرینگ توپی سه‌ردیفه است که از بلبرینگ‌های استاندارد دوردیفه کوچک‌تر است اما ظرفیت بارگذاری بالاتر، عمر مفید طولانی‌تر و سفتی بیشتری ارائه می‌دهد. علاوه بر این، طراحی نوآورانه آن می‌تواند راه‌حل‌های واحد توپی غلتک مخروطی پیش‌تنیده را جایگزین کند. در مقایسه با بلبرینگ‌های غلتک مخروطی، TriFinity به‌طور قابل توجهی گشتاور اصطکاک را کاهش می‌دهد و سفتی را افزایش می‌دهد و در چرخه آزمایش FTP75، می‌تواند مصرف برق را 0.7٪ در هر خودرو کاهش دهد. علاوه بر این، همراه با فناوری اسپلاین وجهی Schaeffler، اندازه واحد توپی کاهش می‌یابد. کوچک‌سازی نه تنها اصطکاک بلبرینگ و آب‌بند را کاهش می‌دهد، بلکه جرم بلبرینگ را نیز کاهش می‌دهد و در نتیجه ردپای کربن را کاهش می‌دهد. برای همان ابعاد، بلبرینگ‌های با فناوری اسپلاین وجهی با فاصله صفر سبک‌تر هستند و می‌توانند 50٪ گشتاور بیشتری منتقل کنند. علاوه بر این، نصب راحت‌تر است و نویز در خودروهای الکتریکی کاهش می‌یابد. بلبرینگ توپی با راندمان بالا با دیسک گریز از مرکز محصول جدیدی است که Schaeffler به‌طور خاص برای خودروهای الکتریکی توسعه داده است و عملکرد بالا، اصطکاک کم و صرفه‌جویی در انرژی را ارائه می‌دهد. با ترکیب مزایای طراحی بلبرینگ‌های باز و آب‌بندی شده، یک بلبرینگ می‌تواند اصطکاک را 0.3 نیوتن‌متر کاهش دهد و انتشار CO₂ را حدود 0.1 گرم در کیلومتر کاهش دهد. عمر مفید این بلبرینگ توپی با راندمان بالا ده برابر بلبرینگ‌های باز است و هزینه‌های عملیاتی را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهد.

2.2 وضعیت تحقیقات چین در بلبرینگ‌های موتور محرک خودروهای الکتریکی

گروه رنبن بلبرینگ‌های سری BS پرسرعت را به‌طور ویژه برای موتورهای محرک خودروهای الکتریکی (NEV) توسعه داده است. با به‌کارگیری طراحی‌های جدید، فرآیندهای جدید و مواد جدید، بهینه‌سازی ساختار داخلی بلبرینگ‌ها و استفاده از فناوری‌های شبیه‌سازی و روان‌کاری، مشکلات گرمایش و روان‌کاری بلبرینگ‌ها در سرعت بالا و دمای بالا را حل کرده است. این شرکت یک نظریه و روش‌شناسی طراحی برای بلبرینگ‌های موتور محرک NEV ایجاد کرده است که دقت بالا، نیروی گریز از مرکز کم، اصطکاک کم و توانایی برآورده‌سازی الزامات NEV برای گشتاور راه‌اندازی پایین، سرعت بالا و تعویض سریع دنده، دوام و قابلیت اطمینان بالا را تضمین می‌کند.

شرکت ژجیانگ ووجو شینچون گروپ با مسئولیت محدود، بلبرینگ موتور محرک 6008-2RZG را توسعه داده است. با بهینه‌سازی پارامترهای حلقه، طراحی قفسه، ساختار آب‌بندی غیرتماسی و استفاده از گریس با عمر طولانی، صدای کم و مقاوم در برابر دماهای بالا و پایین، این بلبرینگ الزامات عملکرد حلقه با سرعت بالا، دمای بالا و عمر طولانی را برآورده می‌کند و عملکرد پایدار در سرعت بالا، صدای کم و عمر طولانی را در شرایط کار با سرعت بالا و دمای بالا و همچنین در حین کار با سرعت سریع یا متغیر تضمین می‌کند.

شرکت چونگ‌چینگ چانگ‌جیانگ بلبرینگ با مسئولیت محدود (که از این پس «چانگ‌جیانگ بلبرینگ» نامیده می‌شود) پیشرفت‌های جدیدی در بلبرینگ‌های کاهنده سرعت NEV با دمای بالا و سرعت بالا، بلبرینگ‌های موتور محرک NEV با دمای بالا و سرعت بالا و فناوری‌های کلیدی برای واحدهای بلبرینگ توپی چرخ NEV ایجاد کرده است. به‌طور خاص، برای واحدهای بلبرینگ توپی چرخ NEV، چانگ‌جیانگ بلبرینگ با موفقیت چالش‌هایی مانند برآورده‌سازی همزمان الزامات سفتی و استحکام در طراحی‌های سبک‌وزن، بالانس دینامیکی پس از کاهش وزن و مشکلات فرآیندی ناشی از تغییر شکل محصول پس از سبک‌سازی را حل کرد و به کاهش وزن ۳۰٪ دست یافت.

ZWZ بلبرینگ‌های سری کاهنده را به یک خودروساز بین‌المللی معروف اروپایی برای خودروهای تمام‌الکتریکی و هیبریدی پلاگین آن عرضه کرده است. با استفاده از مواد ویژه و فرآیندهای عملیات حرارتی تخصصی، عمر بلبرینگ افزایش یافته تا الزامات پشتیبانی NEV برآورده شود و تولید انبوه محقق شده است. بلبرینگ‌های NEV زدبلیو‌زد دارای دقت بالا، سرعت بالا، ظرفیت بار بالا، عمر طولانی، اصطکاک کم و صدای کم هستند.

III. فناوری‌های کلیدی برای بلبرینگ‌های NEV

3.1 فناوری سرعت بالا

عملکرد سرعت بالا چالشی دشوار در توسعه بلبرینگ‌های موتور محرک NEV است و شرکت‌های چینی تجربه مستقیم قابل استفاده‌ای برای این کار ندارند. محصولات نه تنها باید در طراحی و محاسبات نظری به شاخص‌های عملکرد سرعت بالا دست یابند، بلکه باید آزمایش‌های عملکرد سرعت بالا، آزمایش‌های شبیه‌سازی شده روی میز و آزمایش‌های جاده‌ای را پشت سر بگذارند تا قابلیت اطمینان و دوام در شرایط سرعت بالا تضمین شود. بنابراین، توسعه محصول شامل طیف گسترده‌ای از زمینه‌ها، زمان‌های تحویل طولانی است و نیاز به در نظر گرفتن مقرون‌به‌صرفه بودن و غلبه بر رقابت برندهای بین‌المللی برای دستیابی به صنعتی‌سازی دارد.

طراحی بلبرینگ باید بهینه شود تا اصطکاک و سایش کاهش یابد و در عین حال پایداری در سرعت‌های بالا حفظ شود. اقدامات متقابل خاص عبارتند از:

① بهینه‌سازی گریس: توسعه بلبرینگ‌های پرسرعت با روان‌کاری گریس برای موتورهای محرک مورد استفاده در خودروهای هیبریدی و تمام‌الکتریکی.

② بهینه‌سازی شکل قفسه: برای بلبرینگ‌های شیار عمیق مورد استفاده در خودروهای هیبریدی و تمام‌الکتریکی، از قفسه‌های فولادی و قفسه‌های رزینی تاجی استفاده می‌شود. قفسه رزینی تاجی سبک‌تر از قفسه فولادی است، نیروی گریز از مرکز نسبتاً کمتری در سرعت‌های چرخشی بالا دارد و ضریب اصطکاک کمتری بین گلوله‌های فولادی و پاکت‌های قفسه دارد که تولید گرما بین گلوله‌ها و قفسه را کاهش می‌دهد.

③ استفاده از مواد رزینی با سفتی بالا: مواد قفسه رزینی مورد استفاده در سرعت‌های بالا باید سفتی بالایی داشته باشند تا تغییر شکل ناشی از نیروی گریز از مرکز محدود شود.

یو چینگ‌فنگ به‌طور سیستماتیک منابع نیرو و حالت‌های تنش و کرنش مربوطه قفسه‌ها را در بلبرینگ‌های شیار عمیق پرسرعت تحلیل کرد و دریافت که نیروی گریز از مرکز خود قفسه مهم‌ترین عامل است. او یک طرح طراحی قفسه پرسرعت پیشنهاد کرد که با شبیه‌سازی با استفاده از نرم‌افزارهای Abaqus و CABA3D تأیید شد و آزمایش‌های میز و آزمایش‌های نصب مشتری را پشت سر گذاشت.

3.2 فناوری مقاومت در برابر دمای بالا

به‌دلیل اثرات حرارتی موتورها و الکترونیک قدرت، محیط دمای کار بلبرینگ‌های NEV بالاتر از خودروهای معمولی است. این امر مستلزم آن است که مواد بلبرینگ بتوانند دمای کار بالاتری را بدون کاهش عملکرد تحمل کنند. مواد آلیاژی ویژه، مواد سرامیکی و فناوری‌های پوشش سطحی امکاناتی را برای ساخت بلبرینگ‌هایی که الزامات NEV را برآورده می‌کنند فراهم می‌کنند. این مواد می‌توانند مقاومت سایشی، مقاومت خوردگی و پایداری دمایی بهتری ارائه دهند.

3.3 فناوری مقاومت در برابر خوردگی

با توسعه صنعت NEV، مشکل خوردگی بلبرینگ‌های موتور محرک خودروهای الکتریکی نیز توجه فزاینده‌ای را به خود جلب کرده است. بلبرینگ‌ها اجزای مهمی در سیستم انتقال قدرت هستند؛ پس از خوردگی، می‌توانند باعث بی‌ثباتی خودرو و در نهایت منجر به مسائل ایمنی شوند.

اقدامات متقابل خاص عبارتند از:

① بهینه‌سازی ساختار بلبرینگ، مانند افزایش آب‌بندی و استفاده از روان‌کننده‌های ضدخوردگی.

② استفاده از مواد با عملکرد بالا با مقاومت در برابر خوردگی، مانند مواد ویژه و فرآیندهای درمان تخصصی برای بهبود مقاومت در برابر خوردگی.

③ بهبود قابلیت روان‌کاری بلبرینگ، مانند افزایش روان‌کاری بین قطعات و استفاده از روان‌کننده‌های بسیار مقاوم در برابر خوردگی.

④ انجام نگهداری و بازرسی منظم بلبرینگ‌ها.

IV. نتیجه‌گیری

بلبرینگ‌های سنتی خودرو با یک تغییر اساسی مواجه هستند. در آینده، خودروهای الکتریکی از محرک الکتریکی استفاده خواهند کرد و موتور، گیربکس، شفت محرک و غیره خودروهای سوختی معمولی را حذف خواهند کرد. برخی از محصولات در صنعت بلبرینگ خودرو، مانند بلبرینگ‌های دینام، بلبرینگ‌های پمپ آب، بلبرینگ‌های بازوی راکر و بلبرینگ‌های تسمه سفت‌کن، با یک تغییر اساسی مواجه خواهند شد. بلبرینگ‌های NEV هم فرصت‌های تجاری جدید و هم چالش‌هایی را برای تولیدکنندگان بلبرینگ به ارمغان می‌آورند.