Mimo że zapewnienie pojazdowi jak najlepszego kąta skrętu jest jednym z głównych wyzwań układu zawieszenia, ewolucja rynku motoryzacyjnego w kierunku elektromobilności zmusza producentów do ciągłego rozwoju. Mając na uwadze szczególne wymogi dotyczące pojazdów elektrycznych, czołowy światowy producent części samochodowych firma NTN-SNR pracuje nad projektem nowego, bardziej kompaktowego podzespołu łożysko koła z przegubem homokinetycznym.

Zrozumienie technicznych wyzwań związanych z tym, jak szerokość łożyska wpływa na pracę pojazdu, było kluczowym elementem sukcesu tego projektu. Nowo zaprojektowane łożysko koła powstało w wyniku bliskiej współpracy pomiędzy różnymi zespołami wewnątrz grupy. Oddział NTN-SNR Annecy wniósł swoje doświadczenie z zakresu łożyska koła, podczas gdy zespoły NTE, pracujące w Le Mans, podzieliły się wiedzą na temat najnowszych technologii stosowanych do rozwijania przegubów homokinetycznych. Dzięki temu w oparciu o wiedzę producent części zmodyfikował powierzchnię styku pomiędzy łożyskiem i zwykle niedostępnym przegubem homokinetycznym.
W czasie realizacji tego projektu firma NTN-SNR zaproponowała rozwiązania dotyczące licznych ograniczeń technicznych. Doświadczenie z zakresu wymiarowania mechanicznego zostało poddane próbie tak, by móc zagwarantować, że zarówno trwałość, jak i sztywność łożyska spełniają oczekiwania producentów samochodów.
NTN-SNR, która od lat pracuje nad optymalizacją kąta skrętu koła pojazdów, jest świadome wyzwań dotyczących kompaktowości osiowej w podzespole pomiędzy łożyskiem koła a przegubem homokinetycznym. Jednakże długość półosi, wymuszona między innymi przez szerokość układu napędowego, jest również decydującym czynnikiem, który wpływa bezpośrednio na promień skrętu kół. Wobec architektonicznej rewolucji pojazdów, zwłaszcza elektrycznych, producent postawił sobie ambitny cel zredukowania szerokości łożyska koła o 40 mm. Znacząco optymalizując kompaktowość osiową, aby poprawić kąt skrętu w nowych pojazdach, firma NTN-SNR zaproponuje swoim klientom więcej miejsca w układach napędowych pojazdów, jednocześnie osiągając technologiczną przewagę nad konkurencją.
Zainicjowany w 2016 roku w ramach Créa Lab (wewnętrzna struktura promująca zaangażowanie pracowników w innowacje) projekt miał na celu poprawę kompaktowości osiowej i objął kilka działów firmy. Od twórczych spotkań, mających na celu opracowanie koncepcji, aż po wdrożenie pierwszych prototypów, wszystkie zespoły w łańcuchu rozwoju łożyska uczestniczyły w projektowaniu tej innowacji.
Badania te dały początek dwóm nowym modelom łożyska koła z podzespołem przeniesienia napędu. W pierwszym z nich otrzymujemy kompaktowość osiową wynoszącą 35 mm, co odpowiada trzem stopniom kąta skrętu koła. Ukończony pod koniec 2020 roku, dzięki wspólnemu wysiłkowi zakładu produkcyjnego w Iwata w Japonii i działu prototypów w fabryce w Annecy, prototyp jest testowany od stycznia 2021 roku. Prezentacja tej innowacji dla potencjalnych klientów zaplanowana jest przed latem br. Zostanie ona pokazana również podczas Automotive TechDays, międzynarodowego dnia grupy przemysłu motoryzacyjnego i transportowego w regionie Owernia-Rodan-Alpy, który odbędzie się w czerwcu.
Nowe łożysko przeznaczone jest do pojazdów elektrycznych z konkretną platformą. W procesie opracowywania wielu producentów wyposaża elektryczne modele pojazdów w elektryczny układ napędowy, którego szerokość znacznie ogranicza możliwości skrętu kół. Zastosowanie go w małych samochodach miejskich, bez względu na rodzaj silnika – spalinowy czy elektryczny – umożliwia uzyskanie bardzo małego promienia skrętu, co jest zdecydowaną zaletą z punktu widzenia zwrotności.
Dzięki temu nowemu łożysku, zdecydowanie odmiennemu od wcześniejszych modeli, sporządzono i zarejestrowano patenty dotyczące reguł projektowania i modelowania, a także jego uszczelnienia. Średnica łożyska zastosowanego w tym innowacyjnym rozwiązaniu jest większa od tej w dotychczas stosowanych. Dzięki użyciu uszczelnienia łożyska zamontowanego na przegubie o zdecydowanie większym rozmiarze niż standardowy simmering możemy zastosować wielowpust o większej średnicy, ale krótszy. Podczas pracy rozszerzalność cieplna wielowpustu będzie kompensowana większą średnicą uszczelnienia, a ponadto uzyskamy możliwość wychylenia półosi pod większym kątem w stosunku do obudowy przegubu, zmniejszając promień skrętu samochodu. Aby ograniczyć ryzyko zwiększenia momentu tarcia, stworzone zostały nowe modele.
Od ponad stu lat firma NTN-SNR wprowadza innowacje i rozwija technologie jutra. Dlatego właśnie otwarta jest na dzielenie się licencjami na swoje nowe łożysko, tak jak miało to miejsce podczas wprowadzania na rynek technologii ASB, będącej obecnie nowym standardem w zakresie pomiaru prędkości koła.

Andrzej Kowalski
NTN-SNR Roulements