第一節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1、高性能密封圈

由于非常接近地面和高溫的剎車盤等零件，輪轂軸承需要適應(yīng)各種復(fù)雜路況及惡劣環(huán)境。因此軸承密封圈必須具備良好的耐熱、防泥漿和污水的性能。

輪轂軸承密封圈性能

2、搖輾技術(shù)

第三代輪轂軸承普遍采用搖輾技術(shù)自鎖半內(nèi)圈，搖輾過程中對帶法蘭盤的輪轂軸端施加軸向載荷使其變形來固定半內(nèi)圈。與傳統(tǒng)的螺母緊固相比，這種輪轂軸端搖輾方式具有幾個優(yōu)點。第三代輪轂軸承（非驅(qū)動輪用）有助于減少體積和重量，同時降低成本。第三代輪轂軸承（驅(qū)動輪用）在組裝到汽車之前已經(jīng)預(yù)置了載荷，因此免去了調(diào)整內(nèi)部零部件位置的步驟。采用了搖輾技術(shù)的第三代輪轂軸承無論是用于驅(qū)動輪還是非驅(qū)動輪都具有以上優(yōu)點。

非驅(qū)動輪用內(nèi)圈緊固結(jié)構(gòu)



驅(qū)動輪用內(nèi)圈緊固結(jié)構(gòu)

第二節(jié) 產(chǎn)品工藝特點或流程

一、第一代輪轂軸承

第一代輪轂軸承是外圈整體式內(nèi)圈背對背組合的雙列角接觸球軸承或雙列圓錐滾子軸承。為保證安裝后預(yù)緊載荷在規(guī)定范圍內(nèi)，預(yù)先設(shè)定初始軸承游隙，在汽車組裝線上無需使用調(diào)整預(yù)緊載荷的隔圈。此外，輪轂軸承自帶密封圈，省去了人工外部安裝密封圈的步驟。

二、第二代輪轂軸承

與第一代相比外圈帶法蘭盤的第二代輪轂軸承其特點是裝配部件數(shù)較少，重量較輕，安裝方便。第二代輪轂軸承外圈帶有法蘭盤，直接通過鏍栓連接到懸架上(內(nèi)圈旋轉(zhuǎn)型)，或安裝到剎車盤和鋼圈上(外圈旋轉(zhuǎn)型)。

三、第三代輪轂軸承

第三代輪轂軸承由連接到懸架上帶法蘭盤的外圈和連接到剎車盤和鋼圈上帶法蘭盤的內(nèi)圈相組成。與第二代不同，第三代輪轂軸承集成了ABS傳感器。第三代輪轂軸承普遍采用搖輾技術(shù)(swaging)自鎖半內(nèi)圈，搖輾過程中對帶法蘭盤的輪轂軸端施加軸向載荷使其變形來固定半內(nèi)圈。與傳統(tǒng)的螺母緊固相比，這種輪轂軸端搖輾方式具有幾個優(yōu)點。例如第三代輪轂軸承(非驅(qū)動輪用)有助于減少體積和重量，同時降低成本。

第三代輪轂軸承(驅(qū)動輪用)在組裝到汽車之前已經(jīng)預(yù)置了載荷，因此免去了調(diào)整內(nèi)部零部件位置的步驟。

采用了搖輾技術(shù)的第三代輪轂軸承無論是用于驅(qū)動輪還是非驅(qū)動輪都具有以上優(yōu)點。

轎車輪轂軸承技術(shù)類型和特點

第三節(jié) 國內(nèi)外技術(shù)未來發(fā)展趨勢 分析

全球不斷增強的環(huán)保意識促使汽車制造商降低汽車油耗以減少對環(huán)境的影響。,NSK通過減少輪轂軸承的重量、體積和摩擦力矩來幫助汽車制造商實現(xiàn)這一目標。

1、輕量化

1）一體化

輪轂軸承通過提高一體化程度來減輕車軸重量。第二代輪轂軸承比第一代減少了180g的重量，而第三代輪轂軸承又減少了120g的重量。

2）有限元 分析

第二代和第三代輪轂軸承設(shè)計的過程中進行了有限元 分析 FEM，在保證法蘭盤足夠剛性的同時進一步減小其重量。對HUBK進行有限元 分析 在保證剛度的前提下減少其厚度來實現(xiàn)法蘭盤的最優(yōu)設(shè)計。

有限元 分析 實例

2、低摩擦力矩

NSK輪轂軸承的低摩擦力矩設(shè)計進一步降低了汽車的油耗。

2）軸承內(nèi)部的低摩擦力矩

軸承的類型和預(yù)緊載荷是影響軸承摩擦力矩的主要因素。

不同類型輪轂軸承摩擦力矩的比較（500r/min的行駛速度下）

2）低摩擦力矩密封圈

軸承的摩擦力矩成分中密封造成的占很大部分。改進密封設(shè)計降低摩擦力矩可提高輪轂軸承的性能。雖然降低密封摩擦力矩通常會降低密封圈的耐泥漿性能，但是NSK已經(jīng)開發(fā)出了具有最佳密封唇設(shè)計和材料的低摩擦力矩密封圈。

3、減少剎車盤振動

造成剎車盤振動的原因很多，包括剎車盤轉(zhuǎn)子的軸向跳動。為了使轉(zhuǎn)子軸向跳動最小，最大程度的降低輪轂軸承法蘭盤的軸向跳動極為重要。在這方面，NSK已經(jīng)改進了生產(chǎn)工藝，以使法蘭盤軸向跳動最小。

4、ABS技術(shù)

防抱死制動系統(tǒng)ABS是汽車的眾多電子安全系統(tǒng)之一。ABS 通過安裝在每個鋼圈上的傳感器測量轉(zhuǎn)速。ABS電動控制單元（ECU）根據(jù)傳感器檢測的信息通過液壓控制單元（HCU）自動調(diào)節(jié)制動壓力大小。

帶有ABS功能的輪轂軸承包括兩類：一類是將傳感器設(shè)置在輪轂上測量車輪轉(zhuǎn)速，另一類是將傳感器和輪轂軸承一體化。

1）內(nèi)置傳感器轉(zhuǎn)子的輪轂軸承

使用傳感元件檢測傳感器轉(zhuǎn)子信號來測量車輪轉(zhuǎn)速，金屬燒結(jié)塊或車削加工的插齒型傳感器轉(zhuǎn)子安裝在旋轉(zhuǎn)件上。壓配合安裝在驅(qū)動輪等速萬向節(jié)的外圈或非驅(qū)動輪用軸承的外圈上。這種結(jié)構(gòu)（ 驅(qū)動和非驅(qū)動）的車輪轉(zhuǎn)速傳感元件安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上。

傳統(tǒng)輪轂軸承

無源傳感器（檢測磁通量型傳感器）是一種常用的傳感器。當(dāng)傳感器轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，無源傳感單元中的磁通量變化使傳感元件產(chǎn)生正弦電流。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速增大時，頻率和電壓也隨之增大。但頻率和電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比，因此在低速行駛時由于頻率較小，很難測量車輪速度。

多極磁性編碼器密封圈（ 多極磁性橡膠硫化在金屬環(huán)上）比齒輪型的傳感器轉(zhuǎn)子更常用。由于與密封圈一體化設(shè)計，采用多極磁性編碼器密封圈比傳統(tǒng)傳感器轉(zhuǎn)子輕很多。零部件減少降低了傳感器轉(zhuǎn)子的體積和重量。多極磁性編碼器促進了有源傳感元件的應(yīng)用，例如磁阻元件（MRE）旋轉(zhuǎn)傳感器和霍耳效應(yīng)傳感器。磁阻元件旋轉(zhuǎn)傳感器對轉(zhuǎn)速高低沒有限制，因此可以測量幾乎靜止的車輪轉(zhuǎn)速。與傳統(tǒng)磁感應(yīng)傳感器不同，磁阻元件與多極磁性編碼器密封圈一體化，使得輪轂軸承的結(jié)構(gòu)更加緊湊。

帶多極磁性編碼器密封圈的第一代和第二代輪轂軸承

2）內(nèi)置ABS傳感器的輪轂軸承

傳感器轉(zhuǎn)子、ABS傳感元件與輪轂軸承的一體化是輪轂軸承技術(shù)發(fā)展的趨勢之一。近年來，內(nèi)置ABS傳感器的輪轂軸承逐漸普及。這些輪轂軸承可分為三種類型：內(nèi)置環(huán)狀傳感器、內(nèi)置列間傳感器和端蓋式傳感器。

（1）內(nèi)置環(huán)狀傳感器

非驅(qū)動輪用內(nèi)置環(huán)狀傳感器輪轂軸承結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，有效利用了輪轂和軸承的內(nèi)部空間。這種結(jié)構(gòu)的傳感轉(zhuǎn)子輸出信號強，低速行駛時無源傳感元件也可測量車輪速度。

內(nèi)置環(huán)狀傳感器的輪轂軸承

（3）內(nèi)置列間傳感器

內(nèi)置傳感器位于兩列滾動體之間的輪轂軸承均可使用于驅(qū)動輪和非驅(qū)動輪上，尤其是使用于對空間尺寸有所限制的驅(qū)動輪上。傳感元件、傳感器轉(zhuǎn)子與輪轂軸承的一體化可以延長其使用壽命，提高耐軸承變形或氣隙變化的能力，即使惡劣的路況或汽車懸架系統(tǒng)突發(fā)的沖擊載荷造成了軸承形變或氣隙變化，傳感器仍能正常輸出信號。任何一種類型的傳感元件，無源的或有源的均可內(nèi)置到這種輪轂軸承中。

內(nèi)置列間傳感器的輪轂軸承

（3）端蓋式傳感器

內(nèi)置端蓋式傳感器的輪轂軸承有兩種結(jié)構(gòu)：分離型和一體型。分離型的優(yōu)點是批量生產(chǎn)的標準化傳感器更換方便。一體型傳感器端蓋結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧，進一步縮小了輪轂軸承的體積。

內(nèi)置環(huán)狀無源或有源傳感元件的輪轂軸承最適合使用在非驅(qū)動輪。因為輪轂軸承內(nèi)置了傳感元件和傳感器轉(zhuǎn)子，所以這兩種傳感器都具有可靠的性能。

內(nèi)置端蓋式傳感器的輪轂軸承

汽車工業(yè)日益迫切需要提高汽車的操作性和引入信息技術(shù)，同時，對系統(tǒng)單元化和模塊化生產(chǎn)的要求也日益劇增。NSK將把握市場需求，堅持不懈地提高輪轂軸承的一體化及性能水平。

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