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Le tenute per i motori elettrici devono essere estremamente affidabili, perché è essenziale che il motore resti sempre asciutto, in modo particolare nell'e-axle.
L'e-axle è una tecnologia che prevede un motore elettrico e un cambio combinati, con lo stesso ingombro di un motore tradizionale. Il motore e il cambio sono accoppiati direttamente. Mentre il cambio richiede una lubrificazione efficiente, è essenziale che il motore resti sempre asciutto.
I motori elettrici raggiungono la massima efficienza a regimi elevati, e i requisiti delle tenute sono molto diversi rispetto a quelli per l’albero del cambio di un veicolo con motore a scoppio. Mentre i motori a carburante funzionano normalmente a 2.000- 4.000 giri al minuto, la trasmissione elettrica funziona a 16.000 giri/min. In futuro il regime è destinato ad aumentare in misura significativa.
Uno dei pochi fattori limitanti di questo sistema è la durata delle tenute degli alberi.
Per essere davvero competitive con le auto a benzina, le auto elettriche dovranno garantire un’autonomia di 400-500 km con una carica;
il problema è che il limite di velocità superficiale di rotazione delle tenute tradizionali negli e-axle delle auto elettriche attuali è di circa 30 metri al secondo.
Per massimizzare l’efficienza, la velocità di rotazione ottimale dell’e-axle dovrebbe essere superiore a 60 metri al secondo: recentemente sono state sviluppate e testate con successo soluzioni di tenuta efficaci per le condizioni gravose di un e-axle che funziona a queste velocità di rotazione.
Sono state superate anche le difficoltà legate alle condizioni dinamiche in assenza di lubrificazione nella zona del cambio: in assenza o con scarsa lubrificazione la tenuta è infatti ovviamente molto più sollecitata.
In queste condizioni i componenti sono soggetti ad elevate forze di attrito e fenomeni di stick-slip. Questo genera maggiore usura di tenute e piste di scorrimento, potenziale riduzione della vita utile della tenuta. Genera inoltre perdita coppia per attrito e quindi calo di autonomia del veicolo.
Anche la presenza di diversi lubrificanti del sistema elettrico crea delle difficoltà, perché non tutti i materiali di tenuta sono con essi compatibili. Inoltre, le nuove tendenze dei lubrificanti potrebbero far emergere nuove sfide quando entrano in gioco fluidi a base acquosa o a bassa viscosità.
Numerosi passi avanti dunque si stanno compiendo per soddisfare le esigenze dei produttori di auto elettriche e per rendere la diffusione di massa di questi veicoli una realtà.
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