高級輪轂軸承單元及其維修

2012-10-26

　　SKF輪轂軸承單（dān）元始於50年前。從此，越來越多的功能被融（róng）入輪（lún）轂單元。現如今，這些集成（chéng）、密封的、預潤滑和預（yù）調遊隙的（de）輪轂軸承單元已經通過數百萬的公裏數向人們（men）證（zhèng）明了自己。輪轂也可以（yǐ）傳遞傳動（dòng）係（xì）統扭矩（jǔ），為製動盤和車輪（lún）提供安裝點，同時它也是懸架的構件。
　　自Z早的信號係統被引進，SKF就將注意力集中在輪轂軸承（chéng）單元（yuán）的傳感功能集成的改良上。由於它（tā）的位置和機械精確度，輪轂單元成為汽車速度的Z佳檢（jiǎn）測點。考慮（lǜ）到駕駛（shǐ）的安全與舒適度，越來越多的汽車裝載了速度傳感器(主要是（shì）提（tí）供輪速信息（xī）信號係統的傳感器)。每種（zhǒng）應用的（de）Z佳（jiā）輪速感應的解（jiě）決方案都是獨一無二的（de）。
　　無論（lùn）是哪（nǎ）種解決方案，輪轂上集成的傳感器為（wéi）減少安裝時間、加強穩定性（xìng）、降低對空間的（de）要求、減輕重量提供了可能性。
　　電子係統
　　EHCU電子控製單元(ECU)和液壓控製單元(HCU)的混合體，它被用來接收和發送信號。
　　ECU是組（zǔ）成發動機管理係統核（hé）心部（bù）分的微處理器。它通過閉環控製和檢（jiǎn）控係統輸（shū）出來控製輸入。它（tā）是（shì）ABS係統的大腦（nǎo），可以從輪速傳感器讀取脈（mò）衝，以判斷是否需要防抱死製動。ECU控製（zhì）著液壓控製單元的管道循環。
　　HCU：ECU發射的電子信號經HCU變成液壓信號，控製不同液壓回路的製（zhì）動壓力。
　　閉環過程：軸承上的輪速傳感器向ECU發出信號，ECU向HCU發出動作指令。動作指令視ECU的輸入信號和具體情況需求而定。因為這是一個閉環過程，當指令完（wán）成，信號回到ECU，它將決定下（xià）一步行動。
　　輪速傳感器的作用
　　防抱（bào）死製動係統(ABS)。在濕滑道路（lù）上，即便是微小的壓（yā）力作（zuò）用於製動踏（tà）板上，也會引起車輪被鎖死（sǐ）。由於鎖死的（de）車輪（lún）無法吸收側（cè）向力，這意味著駕（jià）駛者實際上在製動時失去對汽車方向的控製力，有可能會撞上（shàng）其它物體，甚至離開路麵。
　　防抱死製（zhì）動係統能比一個經驗豐富的賽車手作出更快反應。它能在一秒以內對路麵狀況作出反應。每當係統感應（yīng）到車（chē）輪將（jiāng）被鎖，它通過改變流向製動鉗的製動液流量來調節製動盤上的製動力，以抵消（xiāo）抱死的趨勢。
　　車輪隻有在轉動時才能轉向（xiàng），車輪被抱死意味著無法（fǎ）控製汽車的方向。防抱死製動係統通過迅（xùn）速應用和釋放車輪壓力來恢複轉向能力。此工作迅速地在受控製的車輪上反複進行，從左前輪和右後（hòu）輪到右前輪和（hé）左後輪之間不斷切換。這使得在緊急狀（zhuàng）況下，Z大製動力和轉向都能起作（zuò）用。防抱死製動（dòng）係統使（shǐ）車輪轉動並為安全駕駛提供牽引力（lì）。
　　為確保防（fáng）抱死製動係統能（néng）夠發揮Z大效果，一（yī）些參數是必須的。首先，在緊急情況下，製動踏板必須被牢牢地壓向地板以啟動防抱死製動係統。防抱死製動係統的噪（zào）聲和踏板的快速振動會Z先提醒駕駛者，但它們隻是簡單地意味著ABS係統正在正常運行。
　　牽引力控製係統(TCS)。TSC係統會（huì）防止汽車在啟動時車輪空轉，同時也防止加速時發生類似情況。它令汽車能在表麵（miàn）被雪或冰鋪蓋的道路上安全地加速，也增強了汽車在（zài）山路上行駛的能力。
　　牽引力控製（zhì）係（xì）統也被叫做ASR或ASC。牽引力控製係統借用了和（hé）ABS係統相（xiàng）連的電子動力傳動控製單元。由於它運用了和ABS係統相同的輪（lún）速傳感器和零件，所以它可以視作防抱死製動係統的分係統和延伸。這兩個係統協作，為駕駛者（zhě）在存有安全隱（yǐn）患的道路情況下提供了完全的汽車（chē）控製。
　　係統通過對四隻輪子傳輸信號的比較來判斷是否其中的一隻有（yǒu）打滑。如果一隻（zhī）驅動輪空轉，牽引力控製係統製動控製器會對它施加適（shì）當的製動力來消除車輪空轉。
　　車身穩定控製係統(VSC)。行駛中，汽車會受到多種力的影響。縱向力會成為作用於車輪的扭矩，加（jiā）速時扭矩來自發動機，減速時由製動發出。轉向時側向力作（zuò）用於汽車底盤。隻有對車輪的側向力在一定範圍之內，駕駛者才能（néng）控製汽車。如（rú）果這些作用力低於或超過一定（dìng）水平(當側向力和縱向力超過或低於實際牽引力時)，車輪將會（huì）打滑。這會影響駕駛者在預期行駛方向（xiàng）上保持汽車控製（zhì）的能力。
　　當駕駛者轉彎時速（sù）度太快或車輪轉彎太突然，所產（chǎn）生的作用力會使得汽車沿著其本身的縱向軸旋轉，開（kāi）始打滑以及變得難於控製。這種情況被稱之為轉向過度。此時，穩定控（kòng）製係統會啟動製動係統來轉移作用力。
　　向左轉向時（shí），轉向過度的汽車車尾有脫離的趨勢。但是，右前輪上少許的製動力會產生順時（shí）針（zhēn）的反向作用力（lì）與之平衡（héng），汽車就不會向（xiàng）反方向滑行從而脫離路麵。
　　全球定位係統(GPS)。由於全球定位係統(GPS)和防抱（bào）死製動係統傳（chuán）感器（qì）的綜合運（yùn）用（yòng），無論汽車在地球上的哪個角落，其所在（zài）位置都可以被準確測出。這是因為信號從不同衛星發送至接收器的時（shí）間可（kě）以計算得出汽車的位置。
　　大約10年前，很多全球定位係統很大高度上依賴於輪轂上的（de）防抱死製動（dòng）係統傳感器；今天的全球定位係統更加（jiā）先進，用的是它們自己的一係列傳（chuán）感器。
　　輪轂軸（zhóu）承家族
　　SKF是世界領（lǐng）先的軸承生產商，它的產品幾乎涵蓋了當前（qián）所有的（de）汽車和卡車。現在，路上每（měi）兩輛車上就有一輛安裝有SKF的軸承。2002年（nián），SKF為市場供應了超過4500萬組（zǔ）軸承，其中1/3帶有用於ABS的集成電子器件。因為越來越多的控製技術需要使用來自輪轂軸承中的傳（chuán）感器信（xìn）息，電子元件（jiàn）將（jiāng）會在輪端技術中扮演越來越重要的角色。
　　前不久，SKF輪轂（gū）單元開發了帶傳感器的輪轂軸（zhóu）承單元，傳感器（qì）向防抱死製動係統、牽引力控製（zhì）係統，甚至輪胎壓力監控係統反饋信息。SKF繼續扮演著汽車生產商（shāng）的開發合作夥伴，引（yǐn）領新控製技術，將製動、轉向和線控換擋係統一起融入汽車。此外，SKF為汽車後市場提供Z先進（jìn）的輪轂軸承和密封件。
　　圓錐滾子軸承
　　盡管（guǎn）在每代新出的汽車中，輪轂單元越來越常見（jiàn），不帶集成密封的圓錐滾子軸承在後市場依然很受歡迎。
　　SKF提供多種多樣的帶有衝壓鋼保持架（jià），按嚴格（gé）的質量標準生產的公製和英製圓錐棍子軸承。擁有較小的截麵和精確的（de）接觸角，當圓錐滾（gǔn）子軸承被調整到（dào）合適遊隙時可以承受一定（dìng）軸向和徑向載荷。
　　圓（yuán）錐滾子軸承主要用於非驅動的前（qián）/後輪。軸承都是成對使用，它們包（bāo）含（hán）一隻內圈和一隻外圈，與滾動體精密匹配。
　　注（zhù）意：圓錐滾子（zǐ）軸承需與高質量油脂(SKFVKG1)配套使用（yòng），並且在安裝新密封時需要當心，操作時（shí）需參照生（shēng）產商的指導說明。
　　一代輪轂單元—HBU 1
　　基於雙列角接觸球軸承，一代輪轂軸承單元因（yīn）汽車輪轂應用中遇到的特殊情況而得到優化。它在（zài）轉向時對（duì）軸承承受的（de）瞬（shùn）時負載提供了支持。其主要部件，一個外圈和兩個內圈，和滾動體（tǐ）組配合達到合適的遊隙。
　　雙列球保持架由尼龍（lóng）加固的玻璃纖（xiān）維製（zhì）成，一代（dài）輪轂軸承單元終生潤滑和（hé）密封。
　　一代輪轂軸承單元主要用於驅動輪，也用於小型汽車的非驅動輪的鼓式設計（jì）。因為裝配空間（jiān）很重要（yào），緊湊的圓錐滾子軸承單元(HBU 1Ts)經常被應用。
　　二代輪轂單元- HBU 2
　　由於設計時借鑒了一代輪轂軸承的經驗，二代輪（lún）轂（gū）軸承（chéng）包（bāo）含了一個帶法蘭的外（wài）圈，取代了一隻獨立軸承的（de）作用（yòng）。
　　法蘭外圈設計為一隻輕質結構部件；外圈滾道為了提高軸承的性能而被硬化。法蘭比較結實，帶有螺紋孔或螺栓和凸緣方便製動盤和輪轂定心（xīn）和安裝。
　　法（fǎ）蘭和凸緣的尺寸根據具體的客戶要求（qiú）而定。二代輪轂軸承（chéng）常為非驅動前輪或後輪配有一個可（kě）旋轉的外圈。
　　三代輪轂單元—HBU 3
　　第三代輪轂軸承帶有一個連接車輪和製動旋轉（zhuǎn）部件的法蘭，以及另一個將軸承（chéng）單元（yuán）裝上（shàng）懸架的法蘭。這個高集成的係統與傳統（tǒng）設計相比對轉向設計作了很大（dà）簡化和處理。
　　它對內側滾動球列使用了獨（dú）立內（nèi）圈，從而（ér）使得動載荷的（de）承載能（néng）力被Z大。外圈法蘭用螺栓固定在懸架上（shàng）。旋轉的內圈帶有結實的法蘭（lán），凸緣（yuán）和螺紋孔（kǒng）或螺栓，被設計用來安裝製（zhì）動係統和車輪。
　　三（sān）代（dài）輪轂軸承終生潤滑（huá）和密封。它可以應用於驅動和非驅（qū）動車輪（lún）上。對於驅動輪的應用，扭矩通過漸開線花（huā）鍵傳遞到了內圈，見下圖（tú）。
　　注意：軸承安裝在正確的一（yī）麵至關重要，含有磁性脈（mò）衝輪的一麵應該朝向傳感器。它與一（yī）隻普通的密封看上去沒有區別。
　　磁（cí）性檢測卡
　　現在的ABS係統需要汽車技師在安裝時保持謹慎。必須遵（zūn）守一些必要的程（chéng）序，必須采取預防（fáng）措施，以便ABS係（xì）統在汽車離開（kāi）修理廠上路之後能順利運（yùn）行。
　　一代（dài）輪（lún）轂軸（zhóu）承在其一麵有一隻必不可少（shǎo）的磁性脈衝輪，以確保它（tā）能正對ABS傳感器。多數情況下，軸承的兩（liǎng）麵視覺差異並不明顯。
　　磁性檢測卡讓維修技師們能容易地判斷出一代輪轂軸承的哪一麵帶有磁性脈衝輪，從（cóng）而決定哪一麵安裝朝向ABS傳感器。當將磁性（xìng）檢測卡置於（yú）一代輪轂軸承的磁（cí）性表麵時（shí），它（tā）會變得“透明”。
　　失效分析表


來源：《汽車與配（pèi）件》 2012年21期
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