宋祥峰
【摘 要】在现代汽车设计中,轮毂轴承一般划归为制动系统或悬架系统,是汽车的关键零部件之一,是连接钢圈或制动盘与转向节的重要零件.其主要作用是为旋转副减少摩擦力,同时还起到传递扭矩的作用.文章从轮毂轴承的定义、分类、技术发展趋势等方面进行简要论述.
【期刊名称】《汽车实用技术》
【年(卷),期】2018(000)012
【总页数】3页(P178-180)
【关键词】轴承;轮毂;集成
【作 者】宋祥峰
【作者单位】江西昌河汽车有限责任公司技术中心,北京101300
【正文语种】中 文
【中图分类】U463.9
前言
二十世纪50年代的汽车，前轮轮毂轴承一般采用两套角接触轴承、后轮采用一套单列向心球轴承；到60年代，前轮开始使用圆锥滚子轴承，后轮轴承使用圆柱滚子轴承；随着60年代后期前轮驱动汽车的出现，由于驱动轴加粗导致轴承孔径加大，同时由于轴向空间受限需减少轴承宽度，开始出现带有组合密封的双列轴承；双列轴承单元在70年代开始得到应用，上世纪90年代以后，轮毂轴承单元开始在各类汽车上广泛应用。
1 轮毂轴承的定义
轮毂轴承是汽车承重及为转向系统提供精确导向的重要部件。
从汽车装配关系分析，轮毂轴承主要与制动系统和转向、传动系统连接。轮毂轴承的功能之一就是为轮毂的转动提供精确的引导，特别是第四代轮毂轴承诞生以来，轮毂轴承与等速万向节集成为一体结构，轮毂轴承与传动系统零部件的关系更为紧密。 从汽车受力方面分析，轮毂轴承主要承受通过悬架系统传递来的径向载荷（重量）、转向产生的轴向载荷（转向时轮胎的侧向力或侧向冲击力），传递变速箱和驱动轴传过来的扭矩，使汽车前进和后退，是非常重要的安全件。
目前，国内轮毂轴承的开发已经到了第四代、广泛应用已经到了第三代， 那么第一代、第二代和第三代轮毂轴承有什么不同呢？
2 轮毂轴承的分类
普通轮毂轴承采用传统的两套单独的球轴承或圆锥滚子轴承，装配时进行调整游隙、预紧、添加润滑脂等工作，装配难度较大，质量靠装配过程中诸多人为因素控制，成本高且可靠性差，在激烈的市场竞争中不占优势。
核桃剥壳机近年来，随着科技进步和汽车设计开发水平的不断提高，轮毂轴承的结构和应用情况发生很大变化，现将先后出现的几代轮毂轴承介绍如下：
女用站式小便器
送煤气罐2.1 第一代轮毂轴承
第一代轮毂轴承是填入润滑脂、带密封结构的外圈整体型双列圆锥滚子轴承或双列角接触球轴承。
图1 第一代轮毂轴承
它由一个外圈和两个内圈组成，为了确保装到车轮上时轴承的预紧力，要求沟心距有很高的精度。轴承制造商预先设定轴承初始游隙，保证安装后预紧载荷在规定范围内。由于第一代轮毂轴承与轮毂及转向节各自独立，主机厂在线装配时，需要将轴承内圈压装到轮毂上，将轴承外圈压装到转向节上。
第一代轮毂轴承针对汽车转向时产生的侧向力对轮毂轴承进行了优化设计。此外，轮毂轴承自带密封圈，省去了人工外部安装密封圈的步骤。
第一代轮毂轴承对主机厂来说装配工艺复杂，所以对设备和工艺控制要求都较高；且安装时工艺不能够精确控制，导致压装好后轴承的性能偏差也较大，总体性能偏低。
鉴于第一代轮毂轴承存在上述诸多缺点，其产量和应用已经越来越少，除了部分车厂基于成本考虑还在使用外，其最终也会逐渐销声匿迹。
2.2 第二代轮毂轴承
第二代轮毂轴承是在第一代的基础上，用紧固件安装在悬架（转向节）上或制动盘（钢圈）上。
图2 第二代轮毂轴承
与第一代轮毂轴承相比，为了有利于与相配件连接和装配，将转向节或轮毂与轴承套圈制成一体，也就是轴承单元外圈带法兰盘，直接通过镙栓连接到悬架上(内圈旋转型驱动轮)，或安装到刹车盘和钢圈上(外圈旋转型非驱动轮)，其特点是装配部件数较少、重量较轻、安装方便，并且已经可以配置ABS功能。
第二代轮毂轴承与第一代相比装配时省去了压入轮毂的这一步骤，但还需要与转向节进行过盈配合的装配（外圈旋转型，见图2），装配精度只比一代轴承略高一点。还是具有性能差这一缺点。
当前除了部分车厂还坚持在后轮毂上使用外，也像一代轴承一样用的越来越少，最终将会被淘汰。
电力驱动单人车
2.3 第三代轮毂轴承
把轮毂、ABS传感器和轴承套圈集成为一体，就形成第三代轮毂轴承，是继第二代又进一步发展的优化结构。典型的第三代轮毂轴承单元包含内外两个法兰，外法兰用螺栓固定在制动盘或钢圈上，内法兰和轴承外圈集成为一体，安装在转向节或悬架上。一流多开
图3 第三代轮毂轴承
第三代轮毂轴承是轮毂轴承设计开发的重大进步。它集中了轮毂、轴承、甚至是制动系统的部分功能，已不再仅是一种轴承；在集成度上，三代轴承的内圈上集成了轮毂，外圈上集成了连接转向节（或悬架）的法兰，通过螺栓进行连接即可。
si69
对轴承用户来说，这样集成化的设计意味着简化了轴承装配过程，并可以减小重量和外形尺寸，提高了可靠性，装配精度大大提高。而且由于所有尺寸全部在供应商处精确控制，所以性能是最好的。
由于具有这两个优点，虽然成本略高，第三代轴承仍受到几乎所有主流车厂的青睐。
2.4 第四代轮毂轴承
目前业内人士也在研究进一步集成的方案。有人提出了四代轴承的概念，就是将三代轴承与驱动轴的等速万向节集成在一起。
这种结构取消了轮毂和驱动轴配合的花键部分，解决了现有技术中由于轮毂与等速万向节分体结构使得轮毂的尺寸增大造成重量偏大的缺点。集成度的提高使结构小型化、安装更合理。
第四代轮毂轴承单元的特点是不再需要进行轮毂和驱动轴的花键配合装配，轮端装配工艺得以进一步简化，重量减轻、体积减小，一次性装脂后几乎可永久使用，降低了整体生产的成本，减少主机厂装配内容，减轻了轮端机构的重量，有利于提升轻量化水平。
图4 第四代轮毂轴承
目前第四代轮毂轴承仅仅研制成功，很小部分的高档轿车在采用，其大规模应用还有一些问题有待解决。
3 轮毂轴承技术发展趋势
3.1 冷碾扩成型技术
冷碾扩技术是利用金属材料的塑性变形来获得零件的形状和尺寸，没有材料的切除和浪费，生产效率高、成型表面粗糙度好、公差小；采用冷碾扩技术的第三代轮毂轴承加工时产生的轴向载荷使轮毂主轴端产生塑性变形，从而使得轮毂主轴与半内圈连接为一体。相对于传统的螺母紧固，采用了冷碾扩技术的第三代轮毂轴承有助于减少体积和重量，同时降低生产制造成本，提高了轮毂轴承的可靠性，轮毂轴承在组装到汽车之前已经预置了载荷，免去了总装线上调整轴承预紧力的步骤。
3.2 高性能密封技术
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议