Die Herstellung von E-Antriebsgetrieben steht vor neuen Anforderungen an den Lärmschutz

Ein Verbrennungsmotor überdeckt Getriebegeräusche, die bei einem Elektrofahrzeug sofort auffallen würden, da es kein Motorgeräusch mehr gibt, das es überdecken könnte, sobald der Motor zum lautesten Ding unter der Motorhaube wird. Herstellung von E-Antriebsgetrieben musste sich schnell an diese Realität anpassen, denn das gleiche Zahneingriffsmuster, das in einem herkömmlichen Getriebe zu einer akzeptablen NVH-Leistung führte, kann merklich schlechter klingen, wenn es in einem Innenraum sitzt, in den sich kein Verbrennungsgeräusch einmischen kann. Zulieferer, die neu in der Herstellung von E-Antriebsgetrieben sind, müssen dies oft auf die harte Tour feststellen, wenn ein Getriebe, das alle Maßprüfungen eines herkömmlichen Programms bestanden hat, Kundenbeschwerden hervorruft, sobald es in die Produktionslinie für Elektrofahrzeuge gelangt.

Warum die Motorgeschwindigkeit das technische Problem verändert

Bei der Herstellung von E-Antriebsgetrieben kommt es heutzutage routinemäßig auf Eingangsdrehzahlen an, die um ein Vielfaches höher sind als bei einem herkömmlichen Verbrennungsgetriebe, da Elektromotoren üblicherweise mit Drehzahlen arbeiten, bei denen ein herkömmliches Getriebe bereits weit über seinen vorgesehenen Bereich hinausgehen würde. Diese höhere Geschwindigkeit verändert, wie sich der Zahnkontakt unter Last verhält, wie schnell sich Wärme im Zahneingriff aufbaut und wie empfindlich das gesamte Getriebe selbst auf geringfügige Profilfehler reagiert, die bei niedrigeren Drehzahlen unbemerkt geblieben wären. Käufer, die Untersetzungsgetriebe für einen EV-Antriebsstrang beschaffen, sollten bestätigen, dass ein Lieferant über spezifische Erfahrung in diesen erhöhten Geschwindigkeitsbereichen verfügt, da allgemeine Erfahrungen mit Automobilgetrieben nicht automatisch auf diesen Betriebsbereich übertragen werden können.

Techniken zur Geräuschdämmung von Hochgeschwindigkeitsgetrieben

Die Geräuschdämmung von Hochgeschwindigkeitsgetrieben beruht in hohem Maße auf der Modifikation des Zahnprofils, einschließlich Balligkeit und Kopfrücknahme, die mit engeren Toleranzen angewendet wird, als es bei einem Standard-Automobilgetriebe normalerweise erforderlich ist, da selbst eine kleine Abweichung in der Zahngeometrie bei den erhöhten Eingriffsfrequenzen, die bei Untersetzungsgetrieben für Elektrofahrzeuge üblich sind, ein hörbares Brummen erzeugt. Anlagen zur Herstellung von E-Antriebsrädern, die zum Schleifen statt nur zum Schleifen von Wälz- oder Schabzahnrädern ausgestattet sind, können im Allgemeinen die engeren Profiltoleranzen einhalten, die diese Anwendung erfordert, da das Schleifen das Material präziser abträgt, nachdem bereits Verformungen durch die Wärmebehandlung aufgetreten sind. Käufer sollten sich direkt bei einem Lieferanten erkundigen, welches Endbearbeitungsverfahren für die Zähne des Untersetzungsgetriebes verwendet wird, da dieses Detail das Geräuschverhalten des fertigen Produkts stärker beeinflusst als fast jede andere einzelne Fertigungsvariable.

Anforderungen an die Schmierung des EV-Untersetzungsgetriebes

Die Schmierung von EV-Untersetzungsgetrieben unterscheidet sich erheblich von einem herkömmlichen Getriebeflüssigkeitssystem, da elektrische Antriebseinheiten oft mit weniger Ölvolumen laufen und stärker auf Spritz- oder gezielte Schmierung angewiesen sind, um bei den höheren Betriebsgeschwindigkeiten jeden Eingriffspunkt zu erreichen. Eine Getriebekonstruktion und eine Gehäuseanordnung, die nicht für diesen speziellen Schmierungsansatz aufeinander abgestimmt sind, können zu örtlich begrenzten Trockenlaufbedingungen führen, die den Verschleiß beschleunigen, selbst wenn der Ölstand insgesamt ausreichend erscheint. Käufer sollten sich vergewissern, dass der Herstellungsprozess eines E-Antriebsgetriebes eines Lieferanten das tatsächliche Schmiersystem der Zielanwendung berücksichtigt, anstatt davon auszugehen, dass ein für herkömmliche Tauchschmierung ausgelegtes Getriebe in einem EV-Gehäuse mit geringerem Volumen die gleiche Leistung erbringt.

Material- und Wärmebehandlungsanpassungen für höhere Belastungen

Die Herstellung von E-Antriebsgetrieben für Anwendungen mit Elektromotoren mit hohem Drehmoment erfordert oft Anpassungen der Wärmebehandlung, die über das hinausgehen, was ein vergleichbares Verbrennungsgetriebe erfordern würde, da die sofortige Drehmomentabgabe eines Elektromotors beim Beschleunigen zu Belastungsbedingungen führt, die sich vom allmählicheren Drehmomentaufbau eines Verbrennungsmotors unterscheiden. Käufer sollten sich fragen, ob ein Lieferant seine Aufkohlungs- oder Induktionshärtungsparameter speziell für dieses Belastungsprofil angepasst hat, anstatt dasselbe Wärmebehandlungsrezept wie bei einem herkömmlichen Getriebezahnrad ähnlicher Größe anzuwenden. Ein Lieferant, der dies als eine Übung zum Kopieren und Einfügen einer vorhandenen Teilenummer für Verbrennungsmotoren betrachtet, wird eher die Einsatztiefe oder Kernhärte unterschätzen, die für den tatsächlichen Arbeitszyklus eines Untersetzungsgetriebes eines Elektrofahrzeugs erforderlich ist.

Qualitätskontrolle und Massenlieferung für EV-Programme

Käufer, die ein Programm für Elektrofahrzeuge skalieren, sollten sich vergewissern, dass die Qualitätskontrolle bei der Herstellung von E-Antriebsgetrieben auch Geräuschtests an einer repräsentativen Stichprobe aus jeder Produktionscharge umfasst und nicht nur die Maßprüfung, da ein Getriebe jede Maßprüfung bestehen und dennoch eine inakzeptable NVH-Leistung erzielen kann, wenn es in einen leisen elektrischen Antriebsstrang eingebaut ist. Zertifizierung des Qualitätsmanagementsystems des Lieferanten sowie dokumentierte Prozessfähigkeit für die engeren Toleranzen Herstellung von E-Antriebsgetrieben Anforderungen, sollten vor der Zusage einer Großbestellung bestätigt werden, da ein Lieferant ohne nachgewiesene Erfahrung mit EV-spezifischen Geschwindigkeits- und Lastbedingungen ein deutlich höheres Risiko trägt als einer mit einer nachgewiesenen Erfolgsbilanz in genau dieser Anwendung.