离子液体—电动汽车滚动轴承电蚀解决方案

在现代动力传输系统中，人们越来越依靠使用变频器持续控制电机和发电机的速度，而电蚀引起的损害则会越来越大。因此，这个问题会在今后会日益凸显。此外，在汽车动力系统中使用较高电压等行为，会导致未来释放更多的能量。

电蚀造成的损害

电机或其他电气元件的滚动轴承中会发生电蚀，这是由于电流通过滚动元件和滚道之间的接触区而引起的。通过时会产生热量，使表面局部熔化，形成几微米大小的小坑。随后，滚道上可能会出现沟槽，形成二次损坏。这两类损坏会导致轴承发出噪音，随着时间地推移，逐渐失效报废。

解决这个问题的方法有很多，例如，让内圈或外圈绝缘，或使用陶瓷滚动元件。但是，即便这些方案的成本不菲，也不见得一定能成功。其实，还有一个更简单、更有效的方法，那就是使用低阻抗润滑剂，它能消散组件上产生的电流。

不过，润滑剂大多是绝缘体。它们能阻碍电流通过，但也会加重金属轴承部件中的电压积聚现象。石墨和碳组成的黑色润滑剂是解决此类问题的传统方案。这类润滑剂可以消除寄生电流，但由于其中含有黑色的固体石墨颗粒，因此阻碍了平稳运行。由于这种颗粒会随着时间的推移离开摩擦点，并受机械负荷的影响而发生变化，因此这类润滑脂的电导率会持续下降。

前景光明的新型润滑剂

向润滑剂中添加离子液体能消散电流，这种使润滑剂具有导电性的方法比使用“黑色润滑剂”更有优势。特别是高频放电加工（EDM）的电流，这种电流可以通过配比合适的润滑剂来中和。

离子液体——背景知识

简单来说，离子液体属于液体盐类。它们受到电荷脱域和立体效应的影响，晶体结构并不稳定。 根据定义，这些盐的熔点低于100℃，在许多情况下甚至远低于100℃，所以这些盐在室温下呈液体形态。离子液体的特性可根据要求，通过修改阳离子或阴离子进行调整。因此，它们可以在化学工艺工程的众多领域中使用。

早在一百多年前，人们就认识到了离子液体和它们的特性，然而在随后很长一段时间内，人们并没有关注它们，也没有将它们用于产品或工艺中。 由于离子液体具备导电性，能降低不良电流通过率，因此成为了电机轴承问题的“冷门”解决方案。

离子液体含有大量阳离子和阴离子，因此抗氧化性也十分出色。它们具有热稳定性，可在高达150℃的环境下使用，几乎不会燃烧，同时非常易溶且无毒。极低的蒸汽压力是它们的另一个优点。与含有导电颗粒的特种润滑剂不同，离子液体不会产生噪音。经过测试，部分润滑脂完全能胜任高速运转的应用需求。目前它们的速度系数超过了100万nxdm。

离子液体大大延长了轴承的使用寿命，提高了工件的可持续性。不良电流引发的能量影响不仅会损害轴承，还会削弱润滑剂的性能，过高的峰值温度也会使润滑剂分解；另一个积极影响是它们能延长润滑脂的使用寿命。

测试台检查和摩擦学分析系统、全面，能提供润滑剂以及轴承状况的数据信息。其中有一项重要数据，即轴承和润滑剂相互作用的结果评价。我们会仔细检查每个部件，所以任何损坏迹象都无所遁形。

测试台结果显示，使用离子液体时，由电流引起的轴承和润滑剂损坏会大大减少。

离子液体——展望未来

通过离子液体进一步优化润滑剂的导电性，同时保持其摩擦学性能。在能量通过率非常高的情况下，现阶段还不能仅依赖润滑剂来解决电流通过率不佳的问题。 不过，这种方案可以减少轴承的尺寸，因此对工业来说是非常可取的。将绝缘轴承和含有导电润滑剂的附加放电元件结合使用，是一种颇有潜力的解决方案。