Nadellager: Stärkung der Automobilindustrie, „große Leistung“ bei „kompakter Größe“

Inmitten des Wandels der Automobilindustrie hin zu neuen Energien und Intelligenz sind Nadellager mit ihren einzigartigen Vorteilen zu Kernkomponenten geworden, die den effizienten Betrieb von Fahrzeugen gewährleisten. Dieser Artikel analysiert ihre wichtigsten Anwendungen und Entwicklungstrends in der Automobilindustrie ausgehend von ihren Kernmerkmalen.

I. Kernvorteile von Nadellagern

1. Hohe Tragfähigkeit + kompakte Bauweise: Die Wälzkörper sind schlanke Stahlnadeln mit einem Durchmesser von ≤ 5 mm, die einen Linienkontakt mit dem Innen- und Außenring bilden. Bei gleichem Platzbedarf ist ihre radiale Tragfähigkeit 2- bis 8-mal höher als die von Kugellagern, wodurch sie sich perfekt für platzbeschränkte und schwer belastete Anwendungen in Automobilen wie Getrieben und Motoren eignen.
2. Geringe Reibung + geringe Geräuschentwicklung: Die Stahlnadeln werden präzisionsgeschliffen und mit speziellen Käfigen kombiniert, wodurch der Reibungskoeffizient nur 0,001–0,002 erreicht. Dies kann den Leistungsverlust reduzieren und an die Hochgeschwindigkeitsbetriebsbedingungen von Motoren (6.000–8.000 U/min) und Motoren von Fahrzeugen mit neuen Energien (über 20.000 U/min) angepasst werden.
3. Große Vielfalt + hohe Anpassungsfähigkeit: Dazu gehören Nadelbüchsen und Nadelhülsen (leicht und kostengünstig), massive Nadellager (hohe Festigkeit und Präzision) und Axial-Nadellager (radiale + axiale Belastungen), um den Anforderungen verschiedener Automobilsysteme gerecht zu werden.

II. Kernanwendungen in der Automobilindustrie

1. Getriebe: reibungsloser Gangwechsel

• Schaltgabelwellen: Planare Nadellager verteilen die beim Gangwechsel auftretenden Stöße und reduzieren den Widerstand. Beispielsweise reduzieren die im Volkswagen MQ200-Getriebe verwendeten INA-Lager den Gangwechselwiderstand um 15 % bis 20 % und verlängern die Lebensdauer um das Dreifache.
• Planetengetriebe: Massive Nadellager oder Axial-Nadellager sorgen für eine stabile Drehung. Die von NSK für das Toyota Aisin 6AT entwickelten Lager können Axialbelastung von 1.500 N aufnehmen und reduzieren den Reibungsverlust um 20 %.
• Durchbruch im Inland: QIBR Bearing liefert Lager für das BYD-Getriebe mit Lebensdauer von über 8.000 Stunden.

2. Motoren: Verbesserung der Energieeffizienz

• Verbrennungsmotoren (ICE) für Kraftstofffahrzeuge: Nadellager werden in Kolbenbolzen verwendet und wandeln Gleitreibung in Rollreibung um, wodurch die mechanische Effizienz um 3 % bis 5 % gesteigert wird. Luoyang LYC Bearings, das Lager für Changan Blue Core-Motoren liefert, verbessert die Kraftstoffeffizienz um 2 % bis 3 %.
• Motoren für Fahrzeuge mit neuen Energien: Die von QIBR entwickelten Hochgeschwindigkeitslager verwenden Nadeln aus Siliziumnitridkeramik, die für Motoren mit Drehzahl von 20.000 U/min geeignet sind und den Energieverlust um 10 % bis 12 % reduzieren.
• Differentiale: INA-Lager können nach dem Aufkohlen und Abschrecken Drehmoment von 3.000 Nm aufnehmen und werden im BMW X5 und Mercedes-Benz GLE eingesetzt.

3. Hilfssysteme: Optimierung des Fahrerlebnisses

• Klimakompressoren: Nadellager von QIBR Bearing reduzieren den Energieverbrauch um 8 % bis 12 %.
• Lenksysteme: INA-Kunststofflager sind bei Temperaturen von -40 °C bis 120 °C wartungsfrei und werden im Audi A6L und Volkswagen Magotan verbaut, um die Lenkgenauigkeit zu verbessern.
• Kupplungen: Schaeffler-Planarlager reduzieren die Pedalkraft um 20 % bis 30 % und haben Lebensdauer von über 150.000 Kilometern. Sie werden im Volkswagen Golf eingesetzt.

III. Innovative Upgrades zur Anpassung an Automobiltrends

• Materialinnovation: Einsatz von Siliziumnitridkeramik und Graphenbeschichtungen. Die Graphenlager aus China ermöglichen wartungsfreie Radenden von Lkw für 500.000 Kilometer.
• Prozessverbesserungen: Ultrapräzises CNC-Schleifen (Rauheit Ra 0,02 μm) und automatisierte Produktionslinien. Die Produktionslinie von QIBR hat eine Erfolgsquote von 99,9 % und ihr Marktanteil an Lagern für Fahrzeuge mit neuen Energien erreichte 2024 14,3 %.
• Intelligente Integration: Die intelligenten Lager von Schaeffler integrieren Sensoren zur Zustandsüberwachung in Echtzeit mit Fehlervorhersagegenauigkeit von 98 % und sind im Porsche Taycan und im Audi e-tron verbaut.