Les arbres cannelés propulsent l'avenir : principales applications dans les véhicules à énergie nouvelle

Alors que la transition mondiale vers une mobilité propre s'accélère, les véhicules à énergies nouvelles (NEV), notamment les véhicules électriques (VE), les hybrides rechargeables et les voitures à pile à combustible à hydrogène, occupent le devant de la scène. Si la technologie des batteries, les moteurs électriques et les infrastructures de recharge font souvent la une des journaux, l'importance des composants mécaniques essentiels comme les arbres cannelés est souvent négligée. Pourtant, ces composants apparemment simples jouent un rôle essentiel dans la performance, l'efficacité et la sécurité des NEV.

Un arbre cannelé est un élément d'entraînement mécanique conçu pour transférer un couple tout en permettant un mouvement axial. Ses cannelures, usinées avec précision, s'imbriquent dans les rainures correspondantes d'un composant conjugué, tel qu'un engrenage ou un accouplement. Cette conception assure une transmission de puissance efficace, une grande précision d'alignement et une bonne capacité de charge.

Où sont utilisés les arbres cannelés dans les véhicules à énergie nouvelle ?

Dans les véhicules électriques, les arbres cannelés sont largement utilisés dans trois domaines principaux : le système d'entraînement électrique, le système de direction et les systèmes de freinage ou de régénération.

1. Systèmes d'entraînement électriques
L'une des applications les plus critiques des arbres cannelés est l'essieu électrique ou le système de transmission électrique, qui associe un moteur électrique, un réducteur et un différentiel en un seul module compact. Les arbres cannelés relient le rotor du moteur à l'entrée du réducteur, permettant ainsi un transfert fluide du couple de rotation aux roues. Cela garantit une densité de couple élevée, des vibrations réduites et une puissance optimale.

De plus, dans les véhicules électriques à double moteur ou à transmission intégrale, les arbres cannelés permettent une synchronisation précise entre les unités de transmission avant et arrière. Dans ces configurations, ils jouent un rôle crucial dans la vectorisation du couple et le contrôle de la stabilité dynamique.

2. Systèmes de direction
Les véhicules électriques intègrent de plus en plus de systèmes de direction assistée électrique (EPS) en remplacement des systèmes hydrauliques traditionnels. Dans ces systèmes, des arbres cannelés relient la colonne de direction à des arbres intermédiaires ou à des cardans, garantissant une tenue de route souple et réactive.

Avec l'essor des technologies de conduite autonome, la précision de l'engagement des arbres cannelés devient encore plus importante. Les systèmes de direction à commande électrique modernes reposent fortement sur un retour de couple extrêmement précis, ce qui nécessite des arbres cannelés à jeu minimal et des tolérances de fabrication strictes.

3. Systèmes de freinage et de transmission régénératifs
Un autre domaine d'application important concerne les systèmes de freinage régénératif, où l'énergie cinétique est captée lors du freinage et reconvertie en énergie électrique pour recharger la batterie. Les arbres cannelés relient le groupe moto-générateur à la transmission, permettant des transitions fluides entre les modes de propulsion et de récupération.

De plus, dans les systèmes hybrides rechargeables ou les véhicules électriques équipés de boîtes de vitesses à plusieurs vitesses, des arbres cannelés sont utilisés pour engager et désengager les engrenages planétaires ou les embrayages, contribuant ainsi à optimiser les performances dans différentes conditions de conduite.

L'essor de la conception de cannelures personnalisées
À mesure que les véhicules électriques deviennent plus compacts et définis par logiciel, la demande d'arbres cannelés sur mesure augmente. Les ingénieurs optimisent désormais les profils de cannelure, tels que les cannelures à développante, à côtés droits ou dentelées, pour s'adapter aux formats plus compacts, réduire le bruit et les vibrations (NVH) et prolonger la durée de vie des composants.

La précision et la réduction du poids sont des priorités essentielles pour un ingénieur en groupes motopropulseurs automobiles. Les arbres cannelés avancés ne se contentent pas de transférer la puissance, ils contribuent également à l'efficacité énergétique et réduisent la maintenance tout au long du cycle de vie du véhicule.

Les arbres cannelés ne font peut-être pas la une des journaux comme les batteries ou les capteurs autonomes, mais ils demeurent un élément clé de la révolution des véhicules électriques. Des moteurs à grande vitesse à la direction de précision, leur rôle dans la fiabilité et l'efficacité mécaniques est indéniable.

Shanghai Belon Machinery Co., Ltd. se concentre sur les engrenages, arbres et solutions OEM de haute précision pour les utilisateurs du monde entier dans diverses industries : agriculture, automobile, exploitation minière, aviation, construction, robotique, automatisation et contrôle de mouvement, etc. Nos engrenages OEM incluent, mais sans s'y limiter, les engrenages coniques droits, les engrenages coniques hélicoïdaux, les engrenages cylindriques, les engrenages à vis sans fin et les arbres cannelés.

À mesure que l’industrie continue d’évoluer, l’intégration de matériaux intelligents, de traitements de surface et d’alliages légers améliorera encore les capacités des arbres cannelés, consolidant ainsi leur place dans la prochaine génération de mobilité.