轮毂轴承知识集锦

发布日期：2021-06-18

一、轮毂轴承介绍

轴承，号称是工业的基石，其重要性是毋庸置疑的。

汽车中有上万个零件，有旋转副的地方就有轴承。其中发动机变速箱内部有几十个轴承。

这次我们要讲的是轮毂轴承。

它是长怎么样的呢？

没见过很正常，它平时藏的严严实实的，不会轻易让你看到滴~

如果你特别好奇，就是想知道它在哪，怎么办？

别着急，也有办法。

一图胜前言。看图。

轮毂轴承是连接轮胎（旋转件）/制动盘（旋转件）与转向节（Knuckle，固定件）的零件。其主要作用是为旋转副减少摩擦力，同时还起传递力的作用。其承受非常大的径向载荷（车重）和轴向载荷（转向时轮胎的侧向力或者侧向冲击力）。

二、轮毂轴承发展历史

轮毂轴承分球轴承和圆锥滚子轴承。

其差异主要在于里面滚动的介质（滚子）的形状是球形还是圆锥形。

除非是特别大载荷的车（工程车辆和大SUV，皮卡等），一般乘用车的轮毂轴承都是球轴承。

那球轴承有没有分类呢？

有心的你，可能已经注意到了。前面轴承图片里放了三种轴承，分别是一代轴承、二代轴承和三代轴承。

这三种轴承有什么差异？

1、一代轴承

一代轴承的结构最简单，主要就是一个内圈，一个外圈还有钢球。而且成本也最低。

一代轴承虽然有结构简单和成本的优势，但是也有很多缺点。

首先就是在车厂进行总装时装配不方便。

（一代轴承压装剖面图）

由于一代轴承与转向节和轮毂相互独立，在线装配时，需要将轴承内圈压装到轮毂（Hub）上，将轴承外圈压装到转向节（Knuckle）内。

由于装配工艺复杂，所以对设备和工艺控制要求都较高。

其次就是性能不好。

由于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。

由于一代轴承的以上缺点，其产量已逐年下降，除了部分车厂基于成本考虑前轮毂轴承还在使用一代轴承外，其最终也会逐渐销声匿迹。

2、二代轴承

二代轴承的结构稍微复杂一点，在一代轴承的基础上集成了轮毂。

相对于一代轴承，装配时省去了压入轮毂的这一步工艺，但还需要与转向节进行过盈配合的装配，装配精度只比一代轴承略高一点。不过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，最终消亡。

3、三代轴承

聪慧如你，肯定猜到了，既然一代和二代都越来越少，那肯定是三代轴承是主流了。

Bingo! 猜对了~

在集成度上，三代轴承的内圈上集成了轮毂（Hub），外圈上集成了连接转向节的法兰，与转向节可通过螺栓进行连接即可。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，虽然成本稍微高点，三代轴承仍受到几乎所有主流车厂的青睐。

4、四代轴承？五代轴承？

目前业内很多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轮的等速万向节集成在一起。还有人提出了五代轴承的概念，即将轴承与制动盘集成在一起。

技术上应该不存在问题，至于能不能推广，就要看市场能否接受了。

三、轴承设计要点

对于立志进入汽车行业的你，要注意了。（敲黑板，划重点）

在设计轴承时，主要考查的有以下几点：

1、过盈量和间隙设计：

主要是针对一代轴承和二代轴承

2、轴承强度：

因为轴承要承受非常大的径向和轴向载荷，所以强度非常关键。一般通过CAE进行应力应变分析，加上一定的安全裕量。

3、轴承刚度：

轴承的刚度如果很差的话，会导致轴承在受侧向力时，轴承与制动盘连接的法兰面会发生较大变形，从而会导致摩擦片偏磨等问题。

4、轴承拖滞力矩：

轴承的拖滞力矩即轴承旋转时的阻力，其大小影响油耗，对于新能源车辆来说影响续航里程。

5、轴承寿命：

轴承在车辆的整个生命周期中都是免维护的，所以其寿命必须比整车寿命还要长。其寿命计算有非常复杂的计算公式，这也是不同零部件供应商的Know-how所在。

6、密封性：

指的是密封圈防止外部水/尘土进入到轴承内部，从而影响到钢球的润滑作用，最终会影响钢球的寿命。

四、如何判断轴承是否损坏

要判断车辆的轴承是否损坏，可通过以下两种方式：

1、将车辆放置在举升机上，用力旋转车轮，看车轮是否会发生卡滞，并评估车轮的拖滞力矩是否正常。如果钢球润滑不好或者失圆，会导致卡滞或者拖滞力矩增大。

2、车辆正常行驶过程中注意车轮方向是否有异响。如果钢球润滑不好，首先发生的问题就是异响。如果没有异响，一般就不会有问题。

另外，由于目前绝大多数的轮速传感器的信号源（磁极或者圈）都集成在轴承上，如果轮速信号发生问题，仪表盘会报故障码，如ABS故障灯点亮。

所以如果ABS故障灯常亮的话，也有可能是轴承的磁极发生了损坏。

五、目前行业的现状

目前国内轮毂轴承的现状是，外资轴承企业占领合资品牌的中高端市场，国内的轴承企业占领合资的中低端市场和自主品牌市场。

目前国内企业和外资企业，就生产能力来说相差无几。都是直接从国外进口的自动化设备，工艺控制方法也大同小异。

但是技术水平差距还是比较大，尤其是开发新产品的能力。

上面也提到了，密封圈的设计非常关键。好的密封圈设计和差的设计，轴承寿命能差好几倍，故障率也能差好多。

还有就是材料的选择（对于轴承来说钢材尤其重要）和子零件供应商的选择（外资品牌的密封圈几乎全部是国外进口），这造成了较大的价格差异，也造成了目前的性能差距。