Hilfe für E-Motoren: Das reibungsminimierte SFK-eDrive-Kugellager verhilft Elektromotoren zu höheren Wirkungsgraden.

Smart Traffic & Mobility Helfer der Mobilitätswende

29.08.2013

Was uns morgen antreibt, vermag niemand zu sagen. Der Technologieanbieter SKF weiß aber genau, was uns in der Vergangenheit bewegt hat und schreitet mit großen Schritten und seinem Know-how im Gepäck in eine nachhaltige Mobilitätszukunft.

Nach wie vor decken hauptsächlich fossile Brennstoffe den weltweit steigenden Energiebedarf - mit der Folge, dass der Kohlendioxidgehalt in der Atmosphäre steigt. Bei der Umwandlung von Energie kommt daher dem Wirkungsgrad eine entscheidende Rolle zu. Dazu will auch die „Knowledge Engineering Company“ SKF ihren Teil beitragen. Das Unternehmen aus Schweinfurt bietet neben Mechatronik-Bauteilen, Dienstleistungen und Schmiersystemen auch innovative Lager- und Dichtungslösungen, die insbesondere durch die Verringerung von Reibungsverlusten den mechanischen Wirkungsgrad verbessern. Potenzial weist hier vor allem die Bewegungstechnik auf. Schwerpunkte sind die Verringerung von Reibung und Gewicht, die Integration von Sensoren für intelligente Funktionen und die Optimierung von Antriebssträngen (Powertrains). Um Downsizing und eine einfache Montage zu erreichen, ist außerdem die Integration von Komponenten in Module und Einheiten wichtig. Ziel dieser Entwicklungen sind kundenspezifische Lösungen mit optimalen Leistungswerten für das jeweilige Fahrzeug. Um all das zu realisieren, greift SKF auf Erfahrung und Fachwissen aus über 100 Jahren zurück und schafft damit nachhaltige Lösungen für heute und morgen.

Bremsenergie zurückgewinnen

Fahrzeughersteller, die nach einem Höchstmaß an Innovation und Effizienz streben, brauchen innovative Partner. Um Getriebetechnologien weiterentwickeln zu können, arbeitet SKF mit einer Reihe von Technikunternehmen zusammen. So prüft SKF seit 2011 gemeinsam mit der Volvo Car Corporation und der Volvo Group in einem Projekt die Serienfertigung von Schwungrädern. Das auf einem Schwungrad basierende Bremsenergie-RückgewinnungssystemKERS(Kinetic Energy Recovery System) kann dazu beitragen, bis zu 20 Prozent Kraftstoff zu sparen und CO 2-Emissionen deutlich zu verringern. Bei der Verzögerung des Fahrzeugs beschleunigt die Bremsenergie das Schwungrad auf bis zu 60.000 Umdrehungen pro Minute. Sobald das Fahrzeug wieder anfährt oder beschleunigt, leitet das rotierende Schwungrad die gespeicherte Energie über ein spezielles Getriebe auf die Hinterräder. Der Verbrennungsmotor, der seine Kraft an die Vorderräder überträgt, wird während des Bremsvorgangs abgeschaltet. Heute liefert SKF kritische Komponenten für Schwungscheibensysteme und verfügt daher über umfangreiches Wissen auf dem Gebiet der industriellen Herstellung derartiger Systeme. Mit seinem Produkten und Lösungen will SKF Fahrzeugherstellern helfen, Verbesserungen zu erzielen, unter anderem

�?� bei der Umstellung von Fahrzeugen auf Hybrid- und Elektroantriebe,

�?� bei der Reduzierung von Reibung und Gewicht,

�?� in der Getriebetechnologie und -effizienz,

�?� bei der Verkleinerung (Downsizing) und Leistungssteigerung von Motoren und

�?� beim Motormanagement.

Auf diesen Schwerpunktgebieten kann das Unternehmen bereits heute verschiedene Lösungen anbieten.

Sensoren für intelligente Funktionen

So integriert SKF Sensoren in Lager und Dichtungen, damit Anwendungen und Systeme genau und zuverlässig arbeiten können. Gleichzeitig tragen diese Lösungen zu einer verbesserten Energieeffizienz bei. Vor einigen Jahren brachte SKF mit seinemRotorpositionierungslagerund einerLagereinheit mit KommutierungssensorLösungen für Start-Stopp-Systeme in Hybridfahrzeugen (Hybrid Electric Vehicle, HEV) auf den Markt. Bei Stadtfahrten mit häufigen Starts und Stopps trägt das System zu einer Reduzierung der CO 2-Emissionen und des Kraftstoffverbrauchs um bis zu 15 Prozent bei. Im Jahr 2011 präsentierte SKF eine vergleichbare Lösung für Zweiräder. Der nächste Schritt war die KomponenteSKF StopGo. Diese neue Lösung ermöglicht Kraftstoffeinsparungen von sechs bis acht Prozent.

In Zukunft elektrisch

Die aktuellen SKF-Entwicklungen bei Elektrofahrzeugen konzentrieren sich auf die Verbesserung der Leistungsdichte und Energieeffizienz von Fahrmotoren. Derartige Produkte vergrößern die Reichweite von Elektrofahrzeugen. Hier arbeitet SKF mit dem französischen Unternehmen Bollore zusammen, das die Elektroautos für das Carsharing-Programm Autolib im Großraum Paris liefert. In vielen Ländern und Städten gibt es Initiativen für Elektroautos als Lösung zur Verringerung von CO 2-Emissionen im Stadtverkehr. Paris Autolib wollte den Einwohnerinnen und Einwohnern von Paris eine einfache und nachhaltige Alternative zum öffentlichen Nahverkehr bieten. Das Programm startete im Dezember 2011. Seitdem fertigt SKF für Bollore mehrere stromisolierte Lagerungen, die für einen zuverlässigen, effizienten Fahrzeugbetrieb sorgen und den Elektroautos eine große Reichweite ermöglichen.

Effizienz im Antriebsstrang und Motor

Um Antriebsstränge zu optimieren und fit für die Zukunft zu machen, ist noch viel zu tun. So müssen unter anderem kompakte Lösungen entwickelt, Sensoren für eine intelligentere Steuerung integriert und neue Technologien auf ihre Eignung zur Verbesserung der Leistung auf diesem Gebiet geprüft werden. Eine möglichst geringe Reibung ist ein zentraler Aspekt der Motoreffizienz; gleichzeitig müssen die Lösungen für hohe Temperaturen und Belastungen ausgelegt sein und eine lange Gebrauchsdauer aufweisen. Die Betriebsumgebung ist in der Regel durch einen breiten Temperaturbereich, unterschiedliche Medien, hohe Drehzahlen und extreme Belastungen gekennzeichnet. So hat beispielsweise der Trend zu Doppelkupplungsgetrieben (Double Clutch Transmission, DCT) SKF veranlasst, kompakte Leichtprodukte zu entwickeln, die für die hohen Temperaturen und Belastungen in DCTs ausgelegt sind. DerDoppelkupplungslagersatzund das kupplungsunterstützendeSchrägkugellagervon SKF tragen zu einer längeren Lebensdauer von Getrieben bei. Das DCT gehört zu den Hauptgetriebesystemen, mit denen eine weitere Reduzierung der CO 2-Emissionen möglich ist. Da Dichtungen ebenfalls wichtige Bestandteile von Motoren sind, bietet SKF reibungsarmeWellendichtungenmit einer im Vergleich zu Standarddichtungen um 55 Prozent reduzierten Reibung. Die energieeffizientenSKF-LagerundSKF-Dichtungenfür Antriebsstränge erlauben eine Verringerung von Reibung und Gewicht und eine weitere Optimierung der Getriebeeinheit. Eine Beispielrechnung von SKF ergibt eine CO 2-Reduzierung um 8 g/km, wenn anstelle von Standardlagern energieeffiziente, smarte und kompakte Komplettlösungen zum Einsatz kommen. Die Berechnung basiert auf dem Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) und einem typischen Mittelklassewagen.Der Trend zur weiteren CO 2-Reduzierung bei Fahrzeugen ist ungebrochen. Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Technologien zur Verbesserung des Verbrennungsmotors ist es wahrscheinlich, dass Kugellager in Zukunft Gleitlager ersetzen, da sie einen höheren Wirkungsgrad haben. Hierfür bietet SKF seine robuste, leicht einzubauendeTurbolader-Kugellagereinheit, die eine Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs um bis zu zwei Prozent und eine Verringerung der CO 2-Emissionen um bis zu drei Prozent erlaubt.

Berechnung und Simulation

Bei der Entscheidung für oder gegen eine bestimmte Lösung spielen die in Berechnungen und Simulationen ermittelten Nutzen- und Leistungsaspekte eine wichtige Rolle. Auch hier bietet SKF eine Lösung: Das SimulationstoolVehicle Environmental Performance Simulatorsoll SKF-Ingenieure unterstützen, damit diese den Kunden zeigen können, welches Maß an CO 2-Reduzierung sich mit Hilfe von SKF-Lösungen erzielen lässt. Durch Berechnung der Reibung und Gewichtsreduzierung können die Spezialisten die Verringerung der CO 2-Emissionen für ein komplettes Fahrzeug mit hoher Präzision vorhersagen. Mit seinen innovativen Lösungen beschreitet SKF den Weg in eine nachhaltige Welt und will damit in Zukunft für eine saubere Umwelt sorgen - mit Verantwortungsbewusstsein, Wissen und Engagement.

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