Cuscinetti a elevate prestazioni e a basso attrito, sensori integrati di grande precisione per aumentare l'efficienza e la sicurezza delle unità: è la ricetta della multinazionale svedese per rendere l'auto elettrica ancora più competitiva
SKF vuole essere un player vincente nella corsa per l'efficienza energetica. Negli ultimi anni l'azienda svedese ha, infatti, sviluppato un'ampia gamma di prodotti per motori elettrici e un vasto assortimento di strumenti di calcolo, presentati alla fiera Coiltech 2011 di Pordenone. Gli obiettivi di SKF sono di massimizzare le prestazioni dei motori elettrici e aumentare il risparmio energetico. Questa sfida interessa in particolare il mondo automotive: l'inquinamento prodotto dagli autoveicoli è, infatti, considerato uno dei principali responsabili del surriscaldamento globale.
L'utilizzo dell'elettricità, insieme ai combustibili fossili, permette di ridurre le emissioni, di far fronte al progressivo esaurimento dei giacimenti e adeguarsi - in un mercato globalizzato - alle norme sempre più restrittive dei diversi paesi rispetto alle emissioni di CO2. Oggi la velocità media di un'automobile su strade cittadine è compresa tra 5 e 6 Km/h: paradossalmente, nel '700, una carrozza si muoveva sulle strade urbane con maggiore rapidità. In futuro le auto elettriche e ibride dovranno garantire prestazioni paragonabili a quelle dotate di motore a scoppio. In quest'ambito, SKF offre soluzioni e prodotti per ridurre l'attrito, i pesi e le misure, e aumentare le performance dei componenti per le applicazioni della trasmissione di potenza nei veicoli. Un ruolo importante in questo contesto sono i cuscinetti SKF a elevate prestazioni: i cuscinetti E2 (Energy Efficient).
Questi garantiscono, ad esempio, una riduzione dell'attrito del 30% su un motore da 3 kW a 1.500 giri. Una prestazione che può essere ulteriormente migliorata lubrificando con grassi SKF "High Performance", composti di una percentuale di olio base dal 70% al 95%, con un 5-30% di addensanti e additivi come antiossidanti, inibitori della corrosione e resistenti alle alte pressioni. Un ulteriore miglioramento è stato sviluppato su un cuscinetto DGBB per macchine elettriche EV/HEV: questa soluzione presenta un design brevettato E2 per quanto riguarda la gabbia in polimero; può inoltre contare su una geometria interna ottimizzata, su tenute prive di contatto e su un grasso speciale di lunga durata. Questi accorgimenti garantiscono basso attrito, elevate prestazioni ad alte velocità, carichi e temperature oltre a una minore generazione di calore.
Nell'ottica di mantenere sotto controllo la temperatura e gli attriti del motore, assicurando un gioco ottimizzato del cuscinetto in fase di rotolamento, SKF ha sviluppato strumenti di calcolo per valutare l'air gap tra rotore e statore. Diversi software aiutano ingegneri e clienti a ottimizzare le prestazioni dei cuscinetti in applicazioni complesse: è il caso del Bearing Beacon, strumento di simulazione dinamica dei motori e del Beast per la modellazione del comportamento del cuscinetto. Entrambi si possono considerare un autentico banco di prova virtuale su computer, un programma dinamico che simula elementi della macchina, attraverso rappresentazioni dettagliate che fanno ricorso a modelli tribologici avanzati.
Anche la meccatronica è in grado di migliorare l'efficienza dei motori elettrici e ibridi. Il know-how SKF ha integrato il cuscinetto a un sensore, con soluzioni di facile montaggio in grado di garantire affidabilità, precisione e qualità del segnale in tutte le condizioni di applicazione e a costi contenuti. I sistemi meccatronici SKF si adattano a ogni tipologia di autovettura: a trazione elettrica, ibrida, semi ibrida e stop & start, contribuendo alla minimizzazione del rumore, delle dimensioni e del peso. L'SKF Rotor Positioning Sensor-Bearing Unit ad esempio combina la tecnologia dei cuscinetti con quella del rilevamento magnetico e di posizione, garantendo elevata precisione e nessuna necessità di ricorrere all'allineamento in fase di montaggio.
L'unità, adattabile a cuscinetti di tipologie e dimensioni differenti, ha un consumo compreso fra 20 e 35 mA e un range di temperatura da -40 a +150°C. Per le macchine elettriche asincrone SKF offre il Motor Encoder Unit (MEU): caratteristiche tecniche, prestazioni e vantaggi sono migliori rispetto a quelle della precedente unità; la tecnologia di rilevamento magnetico, oltre a controllare la velocità e direzione di rotazione, permette informazioni molto dettagliate sulla posizione. SKF è oggi in grado di giocare un ruolo da protagonista nel mercato dell'e-drive. A dimostrarlo ci sono non solo prodotti e servizi già in commercio, ma anche soluzioni in fase di studio e collaudo, prestigiosi riconoscimenti ottenuti e collaborazioni con importanti aziende mondiali.
Inoltre, nomination europee per cuscinetti di motori elettrici EV/HEV, test di validazione in corso presso rilevanti realtà produttive e numerose attività per conto di clienti, garantiscono la presenza di SKF nell'area EV/HEV. Grazie a questi e altri progetti, SKF ha già da tempo raccolto la sfida per costruire un futuro sostenibile.
