August 13,2026
Son yıllarda sera etkisi giderek şiddetlenmekte ve kamuoyunun çevre bilinci sürekli artmaktadır. Araç egzozu, kentsel sera etkisinin başlıca kaynaklarından biridir ve yeni enerji araçlarının (NEV) geliştirilmesi, egzoz kirliliğinin çözümünde büyük önem taşımaktadır. Rulmanlar, NEV'lerin kritik bileşenleridir ve performansları, araçların konforunu ve güvenliğini doğrudan belirler.
2025 yılına kadar NEV rulman pazarının 14,2 milyar RMB'ye ulaşacağı tahmin edilmektedir; bu pazarın büyük kısmını tahrik motoru rulmanları, göbek rulmanı üniteleri, şanzıman rulmanları, direksiyon sistemi rulmanları vb. oluşturmaktadır. Bunlar arasında tahrik motoru rulmanları, NEV'lere güç sağlayan önemli bileşenlerdir. NEV rulmanlarının zorlu çalışma gereksinimleriyle karşı karşıya kalındığında, performans gereksinimleri giderek daha katı hale gelmektedir. Yüksek performanslı NEV tahrik motoru rulmanlarının geliştirilmesi, büyük otomotiv ve rulman üreticilerinin odak noktası haline gelmiştir.
NEV'ler rulmanlardan uzun ömür, sünmeye dayanıklılık, yüksek hız, düşük sürtünme, düşük titreşim vb. gibi zorlu gereksinimler talep eder. Spesifik gereksinimler şunlardır:
(1) Yüksek hız: Tahrik motoru hızları 20.000 dev/dk'ya kadar ulaşabilir; rulman Dmn değerleri (ortalama çap ile iç bilezik hızının çarpımı) 800.000'i aşar; bu, sıradan endüstriyel motorlardan çok daha yüksektir.
(2) Yüksek sıcaklık: Rulmanlar -40 ila 150 °C arasında cızırtı yapmadan stabil çalışmalıdır; uzun süreli çalışma sıcaklığı 110–120 °C'dir; soğuk bölgelerde başlangıç sıcaklıkları -30 ila -20 °C'dir ve düşük başlangıç torku ile düşük gürültü gerektirir.
(3) Yağlama: Gres, mükemmel düşük sıcaklık performansı, yüksek sıcaklık dayanımı, titreşim dayanımı, enerji verimliliği ve uzun ömür sergilemelidir.
(4) Titreşim ve gürültü: Yolcu konforunu sağlamak için motorun titreşim ve gürültü seviyeleri düşük olmalı ve kabin ortamı sessiz korunmalıdır.
(5) Elektriksel korozyon: Sargılardaki dengesizlikler rotorlar arasında potansiyel farklar oluşturarak akımlar üretebilir; invertörlerden gelen yüksek frekanslı voltajın neden olduğu akım kaçağı da elektriksel korozyona ve rulman arızasına yol açabilir.
(6) Ömür: Rulmanlar, araç garantisi süresiyle (5–8 yıl veya 100.000–160.000 km) uyumlu olmalıdır.
2.1 Yurt Dışı Araştırma Durumu
NTN Corporation, tam elektrikli (EV) ve hibrit (HEV) araçların üç elektrikli sistemi (e-Axle) için elektriksel korozyona dayanıklı yalıtımlı kaplamalı rulmanlar geliştirmiştir. Rulman dış bileziğinin dış çapına ve uç yüzeylerine uygulanan yalıtım film tabakası, 100 V üzerindeki voltajlara dayanabilir ve mükemmel yalıtım özellikleri sergiler.
NTN ayrıca elektrikli araç aksları için anti‑elektrik erozyon rulmanı, yani yalıtımlı kaplamalı bir rulman geliştirmiştir. Bu rulman, rulman yüzeyine yalıtım kaplaması uygulayarak rulmandan geçen akımı bastırır. Bu rulmanın yalıtım performansı 100 V'un üzerine çıkarak yüksek voltajlı bataryaları destekler. Yalıtım kaplaması düşük sürtünme katsayısına ve mükemmel aşınma direncine sahiptir ve kaplamasız standart ürünlerle karşılaştırıldığında dış bilezik dış çapı ile yatak iç çapındaki toplam aşınma miktarı %88 oranında azalır. Böylece dış bilezik sürünse bile kaplama gerekli yalıtımı korur.
SKF, e‑tahrik sistemleri için devrim niteliğinde yüksek hızlı bir sabit bilyalı rulman olan HSBB1.8'i piyasaya sürmüştür. Maksimum Dmn değeri 1,8 milyondur. 40 mm mil çapı örnek alındığında, 30.000 dev/dk'ya kadar motor hızlarını karşılayabilir.
SKF, yuvarlanma yolu tasarımını optimize eden, yeni yapılı polimer kafesler benimseyen, geniş sıcaklık aralığına sahip gresler kullanan ve hibrit seramik rulmanlar kullanan Drive bilyalı rulman serisini geliştirmiştir. Bu sayede motor rulmanlarının yüksek hızlı performans gereksinimleri karşılanır, transmisyon sistemi ömrünün uzatılmasına ve batarya menzilinin artırılmasına yardımcı olunur.
NSK, hibrit/elektrikli araç transmisyonları gibi tahrik sistemleri için yeni nesil sürünmeye dayanıklı rulmanlar geliştirmiştir. Bu rulmanlar sürünmeyi bastırarak yolcu konforunu artırır. Ürün özellikleri şunlardır:
① Optimize edilmiş rulman bilezik rijitliği, bilezik deformasyonunu önleyerek et kalınlığı artışını en aza indirirken statik dişli yüklerinden kaynaklanan sürünmeye karşı direnci etkili bir şekilde artırır.
② Yüksek sıcaklıktaki yağ ortamlarında üstün dayanıklılığa sahip O‑ring malzemesinin kullanılması ve sıkıştırma deformasyonunun optimize edilmesi, rulman yüksek sıcaklıktaki yağa maruz kaldığında motor dengesizliğinden kaynaklanan dönme yüklerinin neden olduğu sürünmeyi %80 oranında azaltır.
③ Mekanik sabitleme olmadan iyileştirilmiş sürünme direnci, montajı kolaylaştırarak üretkenliği artırır ve maliyetleri düşürür.
NSK ayrıca elektrikli araç transmisyonları için NSK LCube Ⅱ™ konik makaralı rulmanı geliştirmiştir. Ürün özellikleri şunlardır:
① İnce yağ filmlerinin olduğu zorlu yağlama koşullarında, konik makaraların yuvarlanma yüzeylerinde ve başlarında yağı tutmak için mikroskobik içbükey bölgeler oluşturulur. Bu sayede temas yüzeylerinde yağ filmi tutuşu iyileştirilir ve aşınma ile yüzey hasarı önlenir. Dayanıklılık ve sıkışma direnci mevcut ürünlere göre sekiz kat veya daha fazladır.
② Düşük hız aralığında (yağ filmlerinin daha kolay oluştuğu) yağ tutma performansı iyileştirilir ve sürtünme mevcut ürünlere göre %10 oranında azaltılır.
Schaeffler'in TriFinity ürünü, standart çift sıralı bilyalı rulmanlardan daha küçük olan ancak daha yüksek yük kapasitesi, daha uzun servis ömrü ve daha yüksek rijitlik sunan üç sıralı bir göbek rulmanıdır. Ayrıca yenilikçi tasarımı, ön yüklü konik makaralı göbek ünitesi çözümlerinin yerini alabilir. TriFinity, konik makaralı rulmanlarla karşılaştırıldığında sürtünme torkunu önemli ölçüde azaltır ve rijitliği artırır; FTP75 test döngüsünde araç başına güç tüketimini %0,7 oranında düşürebilir. Ayrıca Schaeffler'in yüzey kamalı (face spline) teknolojisiyle birleştirildiğinde göbek ünitesi boyutu küçülür. Miniaturizasyon yalnızca rulman ve sızdırmazlık elemanı sürtünmesini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda rulman kütlesini düşürerek karbon ayak izini azaltır. Aynı boyutlarda, sıfır boşluklu yüzey kamalı teknolojisine sahip rulmanlar daha hafiftir ve %50 daha fazla tork iletebilir. Ayrıca montaj daha kolaydır ve elektrikli araçlarda gürültü azalır. Santrifüj diskli yüksek verimli bilyalı rulman, Schaeffler tarafından özellikle elektrikli araçlar için geliştirilmiş yeni bir üründür; yüksek performans, düşük sürtünme ve enerji tasarrufu sunar. Açık ve sızdırmaz rulmanların tasarım avantajlarını birleştiren bu rulman, tek başına sürtünmeyi 0,3 N·m azaltabilir ve CO₂ emisyonlarını yaklaşık 0,1 g/km düşürebilir. Bu yüksek verimli bilyalı rulmanın servis ömrü, açık rulmanlara kıyasla on kat daha uzundur ve işletme maliyetlerini önemli ölçüde azaltır.
Renben Group, NEV tahrik motorları için özel olarak yüksek hızlı BS serisi rulmanı geliştirmiştir. Yeni tasarımlar, yeni prosesler ve yeni malzemeler benimseyerek, iç rulman yapılarını optimize ederek ve simülasyon ile yağlama teknolojilerini kullanarak, yüksek hız ve yüksek sıcaklık altında rulman ısınması ve yağlama sorunlarını çözmüştür. Şirket, NEV tahrik motoru rulmanları için yüksek hassasiyet, düşük merkezkaç kuvveti, düşük sürtünme ve NEV'lerin düşük başlangıç torku, yüksek hız ve hızlı vites değişimi, dayanıklılık ve yüksek güvenilirlik gereksinimlerini karşılama yeteneğini garanti eden bir tasarım teorisi ve metodolojisi oluşturmuştur.
Zhejiang Wuzhou Xinchun Group Co., Ltd., tahrik motoru rulmanı 6008-2RZG'yi geliştirmiştir. Optimize edilmiş bilezik parametreleri, kafes tasarımı, temassız sızdırmazlık yapısı ve uzun ömürlü, düşük gürültülü, yüksek ve düşük sıcaklığa dayanıklı gres kullanımı sayesinde rulman, yüksek hızlı, yüksek sıcaklıklı ve uzun ömürlü bilezik çalışması gereksinimlerini karşılar; yüksek hız ve yüksek sıcaklıkta çalışmanın yanı sıra hızlı veya değişken hızlı çalışma sırasında stabil yüksek hız performansı, düşük gürültü ve uzatılmış ömür sağlar.
Chongqing Changjiang Bearing Co., Ltd. (bundan sonra "Changjiang Bearing" olarak anılacaktır), yüksek sıcaklık ve yüksek hızlı NEV redüktör rulmanları, yüksek sıcaklık ve yüksek hızlı NEV tahrik motoru rulmanları ve NEV göbek rulman üniteleri için temel teknolojilerde yeni atılımlar yapmıştır. Özellikle NEV göbek rulman üniteleri için Changjiang Bearing, hafif tasarımlarda rijitlik ve mukavemet gereksinimlerinin aynı anda karşılanması, ağırlık azaltma sonrası dinamik balans ve hafifletme sonrası ürün deformasyonundan kaynaklanan proses zorlukları gibi sorunları başarıyla çözerek %30 ağırlık azaltımı elde etmiştir.
ZWZ, saf elektrikli ve plug-in hibrit araçları için tanınmış bir Avrupalı uluslararası otomotiv üreticisine redüktör serisi rulmanlar tedarik etmiştir. Özel malzemeler ve özel ısıl işlem prosesleri kullanarak rulman ömrü, NEV destek gereksinimlerini karşılayacak şekilde artırılmış ve seri üretim sağlanmıştır. ZWZ NEV rulmanları yüksek hassasiyet, yüksek hız, yüksek yük kapasitesi, uzun ömür, düşük sürtünme ve düşük gürültü özelliklerine sahiptir.
Yüksek hız performansı, NEV tahrik motoru rulmanlarının geliştirilmesinde zorlu bir engeldir ve Çinli işletmelerin doğrudan uygulanabilir bir deneyimi bulunmamaktadır. Ürünlerin yalnızca tasarım ve teorik hesaplamalarda yüksek hız performans göstergelerine ulaşması değil, aynı zamanda yüksek hız koşullarında güvenilirlik ve dayanıklılığı sağlamak için yüksek hız performans testlerinden, simüle edilmiş tezgah testlerinden ve yol testlerinden geçmesi gerekir. Bu nedenle, ürün geliştirme geniş bir alan yelpazesini kapsar, uzun teslim süreleri gerektirir ve maliyet etkinliğinin dikkate alınması ile sanayileşmeyi başarmak için uluslararası markaların rekabetinin aşılmasını gerektirir.
Rulman tasarımının, yüksek hızlarda stabiliteyi korurken sürtünmeyi ve aşınmayı azaltacak şekilde optimize edilmesi gerekir. Spesifik önlemler şunları içerir:
① Gres optimizasyonu: hibrit ve tam elektrikli araçlarda kullanılan tahrik motorları için gres yağlamalı yüksek hızlı rulmanlar geliştirmek.
② Kafes şekli optimizasyonu: hibrit ve tam elektrikli araçlarda kullanılan derin oluklu bilyalı rulmanlar için çelik kafesler ve taç tipi reçine kafesler kullanılır. Taç tipi reçine kafes, çelik kafesten daha hafiftir, yüksek dönüş hızlarında nispeten daha düşük merkezkaç kuvvetine sahiptir ve çelik bilyalar ile kafes cepleri arasında daha küçük bir sürtünme katsayısına sahiptir, bu da bilyalar ile kafes arasındaki ısı oluşumunu azaltır.
③ Yüksek rijitlikte reçine malzemelerin kullanımı: yüksek hızlarda kullanılan reçine kafes malzemeleri, merkezkaç kuvvetinin neden olduğu deformasyonu sınırlamak için yüksek rijitliğe sahip olmalıdır.
Yu Qingfeng, yüksek hızlı derin oluklu bilyalı rulmanlarda kafesin kuvvet kaynaklarını ve buna karşılık gelen gerilme ve şekil değiştirme durumlarını sistematik olarak analiz etmiş ve kafesin kendi merkezkaç kuvvetinin en önemli faktör olduğunu bulmuştur. Abaqus ve CABA3D yazılımları kullanılarak simülasyonla doğrulanan ve tezgah testleri ile müşteri montaj testlerinden geçen yüksek hızlı bir kafes tasarım şeması önermiştir.
Motorların ve güç elektroniğinin termal etkileri nedeniyle, NEV rulmanlarının çalışma sıcaklığı ortamı, geleneksel araçlara göre daha yüksektir. Bu, rulman malzemelerinin performansı düşürmeden daha yüksek çalışma sıcaklıklarına dayanmasını gerektirir. Özel alaşım malzemeleri, seramik malzemeler ve yüzey kaplama teknolojileri, NEV gereksinimlerini karşılayan rulmanların üretilmesi için olanaklar sunar. Bu malzemeler daha iyi aşınma direnci, korozyon direnci ve sıcaklık stabilitesi sağlayabilir.
NEV endüstrisinin gelişmesiyle birlikte, elektrikli araç tahrik motoru rulmanlarının korozyon sorunu da giderek daha fazla dikkat çekmektedir. Rulmanlar, güç aktarma mekanizmasındaki önemli bileşenlerdir; korozyona uğradıklarında araç dengesizliğine neden olabilir ve nihayetinde güvenlik sorunlarına yol açabilirler.
Spesifik önlemler şunları içerir:
① Rulman yapısını optimize edin, örneğin sızdırmazlığı artırarak ve korozyon önleyici gresler kullanarak.
② Korozyon direncine sahip yüksek performanslı malzemeler kullanın, örneğin korozyon direncini artırmak için özel malzemeler ve özel işlem prosesleri kullanın.
③ Rulman yağlama kapasitesini iyileştirin, örneğin parçalar arasındaki yağlamayı artırarak ve yüksek korozyon direncine sahip gresler kullanarak.
④ Rulmanların düzenli bakımını ve muayenesini yapın.
Geleneksel otomotiv rulmanları bir yeniden yapılanma süreciyle karşı karşıya. Gelecekte, elektrikli araçlar elektrikli tahrik sistemini benimseyecek ve geleneksel yakıtlı araçların motoru, şanzımanı, aks mili vb. bileşenleri ortadan kalkacak. Otomotiv rulmanı sektöründeki jeneratör rulmanları, su pompası rulmanları, külbütör kolu rulmanları ve gergi rulmanları gibi bazı ürünler bir yeniden yapılanma süreciyle karşı karşıya kalacak. NEV rulmanları, rulman üreticilerine hem yeni iş fırsatları hem de zorluklar getiriyor.
1. MTWB EV Rulman Vaka Çalışması-BOSCH CVT for EV-6001 Rulmanı
2. MTWB EV Rulman Vaka Çalışması-Direksiyon Sistemi QJ205 Rulmanı
3. MTWB EV Rulman Vaka Çalışması-Elektrikli Tahrik Sistemi EMR4- 6006 ve 6206 Rulmanı
