Em nome da proteção ambiental, a indústria de veículos elétricos vem registrando forte crescimento nos últimos anos.
Os veículos elétricos na China alcançaram 2,132 milhões em 2021. Em comparação com as 418.000 unidades de 2016, a produção de veículos elétricos aumentou cerca de 5,1 vezes em apenas 5 anos.
Diferenças no sistema de propulsão entre carros elétricos e a combustão
A principal diferença entre os carros elétricos e os veículos tradicionais a combustível está no sistema de propulsão.
O sistema de um veículo a combustível contém um grande número de componentes móveis, como engrenagens, pistões, válvulas e virabrequins, entre outros.
Seu princípio de funcionamento consiste na combustão do combustível para gerar energia no motor de combustão interna, enquanto o processo é controlado pela transmissão.
Em contrapartida, o sistema do carro elétrico utiliza a energia do veículo, sendo acionado pelo motor elétrico, com a velocidade controlada pelo regulador.
Como se sabe, quanto maior o número de componentes móveis no sistema a combustível, maior a quantidade de partes sujeitas a desgaste e até mesmo à falha do veículo.
Em contraste, o sistema do veículo elétrico possui menos componentes móveis, e sua peça móvel mais importante é a esfera do rolamento aplicada ao eixo do motor.
Assim, desse ponto de vista, o sistema do carro elétrico é superior ao sistema convencional dos veículos a combustível.
Além disso, nos carros elétricos, a qualidade dos rolamentos no eixo do motor determina diretamente o desempenho do veículo.
Por que os rolamentos cerâmicos são superiores aos rolamentos de aço
Em geral, as esferas e os rolos convencionais dos rolamentos nos eixos dos motores de carros elétricos são fabricados em aço. No entanto, existe uma opção superior.
Rolamentos cerâmicossejam rolamentos cerâmicos híbridos, que combinam esferas cerâmicas com pistas de aço, sejam rolamentos totalmente cerâmicos, constituem a primeira opção.
Em particular, os rolamentos cerâmicos de Nitreto de Silício (Si3N4) serão um diferencial adicional para a indústria de veículos elétricos.
Fabricação avançada de rolamentos cerâmicos Si3N4
No que diz respeito aos rolamentos cerâmicos fabricados em Si3N4 3N4, a LILY Bearing acumula mais de 20 anos de experiência em fabricação.
Durante o processo de fabricação de esferas cerâmicas, os pesquisadores formularam nitreto de silício bruto (Si3N43N4) em pó e estudaram cuidadosamente suas propriedades, incluindo tamanho de partícula, densidade, simetria e teor de umidade, entre outros aspectos.
Após a adição de um aglutinante químico, o pó foi conformado em pré-formas, seguindo-se as etapas de retífica, tamboreamento e polimento.
As esferas foram submetidas ao processo denominado prensagem isostática a quente (HIP), que aplica pressão e calor simultaneamente.
Esse tipo de processo pode aumentar a dureza e a tenacidade dos rolamentos cerâmicos, além de ajudar a evitar a fadiga do contato de rolamento.
Em razão desse processo, os rolamentos cerâmicos não lascam nem fraturam com facilidade, tampouco apresentam falhas, mesmo em condições extremas.
Eles são considerados de padrão aeronáutico. De fato, o próprio material cerâmico desempenha um papel fundamental.
Esse material apresenta vantagens claras que outros materiais não oferecem.
Principais Vantagens dos Rolamentos Cerâmicos Si3N4 em Veículos Elétricos
Baixo peso
Quando se trata de rolamentos, quanto menor o peso, melhor. Os rolamentos cerâmicos de Si3N4 3N4 são a melhor opção.
O peso do Si3N4 3N4 é inferior ao do aço, e as pistas dos rolamentos cerâmicos pesam menos da metade das pistas de aço.
Para os engenheiros de veículos elétricos, a preferência recai sobre rolamentos de menor peso.
Alta rigidez e alta resistência mecânica
Os rolamentos cerâmicos não são apenas mais leves do que os de aço; eles também apresentam maior resistência mecânica e dureza.
Os rolamentos cerâmicos são duas vezes mais duros que os rolamentos de aço, mais de 60% mais duros que os de aço e menos suscetíveis à deformação.
Esse é um ponto importante quando se considera a vida útil e a eficiência do rolamento.
Baixo atrito
Em comparação com os rolamentos de aço, as esferas dos rolamentos cerâmicos fabricadas em Si3N4 geram menos atrito e menos calor no conjunto do rolamento.
Isso significa menor आवश्यकता de lubrificante, menor desgaste, menor solicitação das pistas e temperaturas de operação mais baixas.
Resistência a altas temperaturas
Os rolamentos cerâmicos também suportam altas temperaturas.
Mesmo operando em temperaturas superiores a 1.000°C, eles não sofrem dilatação provocada por calor extremamente elevado.
Tais temperaturas excedem amplamente as exigências de operação automotiva.
Isolamento elétrico
Para veículos elétricos, outra vantagem dos rolamentos cerâmicos de Si3N4 é o isolamento elétrico, possivelmente uma de suas maiores vantagens.
A corrente elétrica pode acelerar a falha do rolamento; por isso, materiais com مقاومتência elétrica ajudam a evitar falhas desnecessárias.
Como se sabe, o nitreto de silício (Si3N4) é eletricamente resistente, o que normalmente representa uma vantagem em praticamente todas as aplicações de rolamentos.
Quando motores de tração automotiva operam com alta tensão, pode ocorrer facilmente pitting elétrico no interior do rolamento devido à fuga de corrente, o que pode levar, em última instância, à falha prematura.
Se forem utilizados rolamentos de aço, a única alternativa é revestir o aço com um material isolante, o que acrescenta complexidade ao processo de fabricação e aumenta o risco de contaminação.
As exigências de massa e volume da indústria automotiva não permitem processos de fabricação complexos; por isso, o Si3N4 os rolamentos de cerâmica tornam-se a primeira opção.
Além disso, o nitreto de silício apresenta a característica de estar incorporado à própria estrutura do material.
Maior vida útil
Em comparação com os rolamentos de aço, os rolamentos de cerâmica oferecem vida útil mais longa.
Os rolamentos de cerâmica ajudam a evitar os altos custos e o desperdício desnecessário decorrentes da substituição frequente dos rolamentos de aço.
Em veículos elétricos, os rolamentos de cerâmica contribuem para manter e ampliar a vida útil do veículo, além de proporcionar maior autonomia de percurso.
Conclusão
Si3N4os rolamentos de cerâmica podem impulsionar de forma significativa o desenvolvimento sustentável e saudável da indústria de veículos elétricos, graças às suas vantagens de material.
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