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汽车轮毂轴承怎么维护

2019年1月28日风本田汽车有限公司宣布,召回2018年12月17日至2018年12月24日生产的部分2018款炫威(XR-V)汽车,共计2835辆。本次召回范围内的车辆,由于组装时部分右后轮毂轴承单元紧固螺栓扭矩不足,可能造成螺栓松动,导致车辆行驶中右后轮处出现异响、晃动,极端情况下可能导致右后轮脱落,存在安全隐患,结合此案例分析,我们来认识汽车底盘核心零部件—轮毂轴承,谈谈它的作用及重要性。


以下图片为各式各样的轮毂轴承单元,从外形上,我们把它们分为AB两类,A-轴承内圈、外圈均有安装法兰(安装凸缘);B-只有轴承外圈有安装法兰。



A、B型轮毂轴承

我们以常见的A型进行说明,目前轮毂轴承单元已发展至第3代,直接在轴上加工出内圈滚道,两套轴承合为一体,并集成有ABS感应磁环,已广泛用于轿车中,在载重卡车中也有逐步扩大应用的趋势。


如下图所示,前轴承被“夹”在转向节、前制动盘之间;后轴承被“夹”在后轴支承、后制动盘之间,是典型的“夹心层”,连接高速旋转部分(轮胎、制动盘)与静止的车身部分,“夹心层”是不容易的,自身内外圈相对高速旋转条件下,承受车身的重量,同时经受车轮传来的冲击载荷,如果是驱动轮,还要传递扭矩,可谓是任务艰巨,作用重要,所以对材料、加工及装配精度要求很高,目前国内厂家产品可靠性、使用寿命与国外厂家如NSK、NTN、SKF相比,尚有较大差距,最常见的市场故障是前(后)轮异响。



第3代轮毂轴承(A型)断面图


前后轮毂轴承装配关系图

XR-V后悬架采用扭力梁式非独立悬架,采用B型后轴承(注意与A型不同,外圈为轮毂轴),从公告内容来看,轮毂轴承本身没有问题,轴承的装配出了问题,推测红圈处的四个外圈轮毂轴螺栓力矩不足,也有可能是黄圈处与车身连接螺栓力矩不足,都属于产品重要特性。对重要力矩整车厂通常采用电动伺服工具拧紧,并有力矩监控系统对拧紧力矩、角度进行监控,发生不良的概率极低,此次召回事件对东风本田是一次警讯,说明其力矩管理出现了较大漏洞。



拆除轮胎、制动盘后,后轴承可见



拆除防尘盖



力矩不足部位


轮毂轴承基础知识大全



轮毂轴承是汽车的关键零部件之一,它的主要作用是承载重量和为轮毂的转动提供精确引导,这就要求它不仅能承受轴向载荷还要承受径向载荷。


相关背景


传统的汽车车轮用轴承是由两套圆锥滚子轴承或球轴承组合而成的,轴承的安装、涂油、密封以及游隙的调整都是在汽车生产线上进行的。这种结构使得其在汽车生产厂装配困难、成本高、可靠性差,而且汽车在维修点维护时,还需要对轴承进行清洗、涂油和调整。


轮毂轴承单元是在标准角接触球轴承和圆锥滚子轴承的基础上发展起来的,它将两套轴承做为一体,具有组装性能好、可省略游隙调整、重量轻、结构紧凑、载荷容量大、为密封轴承可事先装入润滑脂、省略外部轮毂密封及免于维修等优点,已广泛用于轿车中,在载重汽车中也有逐步扩大应用的趋势。


发展历程


轿车的轮毂轴承过去最多的是成对使用单列圆锥滚子或球轴承。随着技术的发展,轿车已经广泛的使用轿车轮毂单元。轮毂轴承单元的使用范围和使用量日益增长,目前已经发展到了第三代:


第一代是由双列角接触轴承组成。



第二代在外滚道上有一个用于将轴承固定的法兰,可简单的将轴承套到轮轴上用螺母固定。使得汽车的维修变的容易。



第三代轮毂轴承单元是采用了轴承单元和防抱刹系统ABS相配合。轮毂单元设计成有内法兰和外法兰,内法兰用螺栓固定在驱动轴上,外法兰将整个轴承安装在一起。



第四代轮毂轴承单元是把等速万向节与轴承做成一个整体,解决了现有技术中由于轮毂与等速万向节一体结构使得轮毂的尺寸增大造成重量增大的缺点。第四代轮毂轴承单元的研制已经取得成功,相信在不久将能大规模应用于各类汽车上。


这些单元产品的特点是:不需要调整轴承组装间隙,轴承组装工艺更加合理,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,更加有利于大规模普及。


技术及发展趋势


1、高性能密封圈


由于轮毂轴承非常接近地面和高温的刹车盘等零件,需要适应各种复杂路况及恶劣的行驶环境。因此轴承密封圈必须具备良好的防漏脂性能,同时还必须具有良好的耐热、防泥浆和污水的性能。


2、摇辗技术


第三代轮毂轴承普遍采用摇辗技术自锁半内圈,采用摇辗技术时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,采用了摇辗技术的第三代轮毂轴承有助于减少体积和重量,同时降低成本,提高了轮毂轴承的可靠性。同时,在组装到汽车时免去了调整内部零部件位置的步骤。


量轻化小型化


第二代和第三代轮毂轴承结构设计时都要进行有限元分析,在保证法兰盘有足够刚性的同时尽可能的减小其体积和重量,其中第三代轮毂轴承的刚性即轮毂法兰盘相对外圈法兰盘的倾斜角。通过一体化和小型化设计来减轻车轴的重量,第二代轮毂轴承比第一代减轻了180g,而第三代轮毂轴承又进一步减轻了120g的重量。


3、低摩擦力矩



降低汽车油耗重要措施就是设计低摩擦力矩的轮毂轴承,而影响轴承摩擦力矩的主要因素是轴承的类型和预紧载荷,轴承密封造成的又占摩擦力矩成分中很大比例。因此,改进密封设计降低摩擦力矩可显著提高轮毂轴承的性能。轮毂轴承由第一代发展到最新的第四代,摩擦力矩明显的逐步减小。


4、ABS技术



ABS是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制装置,在汽车紧急制动时通过对车轮转速的检测,自动调节制动力防止车轮抱死,缩短制动距离。转速的检测是通过安装在随车轮转动的零件上以及附近固定在车体上的磁力传感器进行的。


带ABS传感器的轮毂单元分两种情况:一种是置于轮毂内部,而传感器安装在其他零件上;另一种是与传感器一同置于轮毂内部(称带传感器轮毂单元)。


注意事项


轮毂轴承磨损或损坏的轮毂轴承或轮毂单元会使您的车辆在行驶的路途中发生不合适宜的且成本较高的失效,甚至对您的安全造成伤害。在轮毂轴承的使用和安装中请您注意如下事项:










1、为了最大限度的确保安全和可靠性,建议您不管车龄多长都要经常检查轮毂轴承——注意轴承是否有磨损的早期预警信号:包括任何转动时的摩擦噪音或悬挂组合轮在转弯时不正常的减速。对后轮驱动的车辆建议在车辆行驶到38000公里是应对前轮毂轴承进行润滑。当更换刹车系统时,检查轴承并更换油封。


2、如听到轮毂轴承部位发出的杂音,首先,重要的是找到杂音发生的位置。有许多可能产生杂音的运动部件,也可能是一些转动件与不转动件发生了接触。如果确认是轴承中的噪音,轴承可能已损坏,需要更换。


3、因为前轮毂导致两侧轴承失效的工作条件相似,所以即使只坏了一个轴承,也建议成对替换。


4、轮毂轴承比较敏感,在任何情况下都需要采用正确的方法和合适的工具。在储运和安装的过程中,轴承的部件不能损坏。一些轴承需要较大的压力压入,所以需要专用工具。一定要参照汽车制造说明书。


5、安装轴承时应该在干净整洁的环境中,细小的微粒进入轴承也会缩短轴承的使用寿命。更换轴承时保持清洁的环境是非常重要的。不允许用榔头敲击轴承,注意轴承不要掉在地上(或者是类似的处理不当)。安装前也应对轴和轴承座的状况进行检查,即使是微小的磨损也会导致配合不良,从而引起轴承的早期失效。


6、对轮毂轴承单元,不要企图拆开轮毂轴承或调整轮毂单元的密封圈,否则会使密封圈受损导致水或灰尘的进入。甚至密封圈和内圈的滚道都受到损坏,造成轴承的永久失效。


7、装有ABS装置轴承的密封圈内有一个磁性推力环,这种推力环不能受到碰撞、冲击或者与其他的磁场相碰撞。在安装前从包装盒中取出,让它们远离磁场,如使用的电动机或电动工具等。安装这些轴承时,通过路况测试观察仪表盘上ABS警报针,来改变轴承的操作。


8、装有ABS磁力推力环的轮毂轴承,为了确定推力环装在哪一边,可以用一个轻小的东西近轴承的边缘,轴承产生的磁力就会吸引住它。安装时将带磁性推力环的一边指向里面,正对ABS的敏感元件。注意:不正确的安装可能导致刹车系统的功能失效。


9、许多的轴承是密封的,这类轴承在整个寿命期是不需要加润滑脂的。其他不密封的轴承比如双列圆锥滚子轴承在安装时必须加油脂润滑。由于轴承的内腔大小不同,所以很难确定加多少的油脂,最重要的是保证轴承中有油脂,如果油脂过多,当轴承转动时,多余的油脂就会渗出。一般经验:在安装时,油脂的总量要占轴承的间隙的50%。


10、安装锁紧螺母时由于轴承类型和轴承座的不同,扭矩的大小差别很大。注意参照有关说明。


轮毂轴承怎样维护?


轮毂轴承是汽车重要的行走机件。轮毂轴承担负着降低底盘运转时的摩擦阻力,维持汽车正常行驶的重任。如果轮毂轴承出了故障,可能会引起噪音、轴承发热等现象,特别是前轮更为明显,容易导致方向失控等危险现象。因此,轮毂轴承必须按期进行维护。


1、轮毂轴承的检查


(1)检查轮毂轴承紧度时,首先将汽车受检轮毂一端车轮的车桥架起,用支车凳、掩车木等用具把车安全地架好。


(2)用手转动受检的车轮数圈,看看转动是否平稳,是否有不正常的噪音。如果转动不平稳并有摩擦声,说明制动部分不正常;如果没有噪音,转动不平稳并且时紧时松,说明轴承部分不正常。


出现上述不正常现象时应该拆检该轮毂。对于小型汽车,检查轮毂轴承时,用双手握住轮胎的上下侧,双手来回扳动轮胎,重复做多次。如果正常的话,应没有松旷和阻滞的感觉;如果摇摆有明显松旷的感觉,应拆检轮毂。


(3)制动方面的检查。通常在检查轮毂轴承时,附带检查车轮制动装置,如果轮胎内侧有油迹,很可能是制动分泵或制动油管漏油所引起的,应及时查明原因,予以排除。


2、轮毂轴承的保养


在拆卸轮毂前,应做好轮毂保养的准备工作,将车停稳并架起车桥,以确保维护作业的安全。


(1)拆下轮毂轴头的装饰盖、防尘罩;


(2)拆下轮胎螺母和轮胎,注意不要碰伤轮胎螺栓的螺纹。如果是盘式制动器,应拆下制动器,再用于钳拆下锁圈或锁销。


(3)用专用工具拆下轮毂;


(4)刮去轴承、轴颈及轮毂腔内的旧润滑脂,用清洗剂清洗轮毂轴承和轴颈并用布擦干,最后用布擦净轮毂内腔。


(5)检查轮毂轴承与轴承座圈,发现有裂纹、疲劳剥落和轴承滚子松散等现象,应更换轴承。如果发现轴承座圈上有麻点,也应更换轴承。


(6)检查轴承内径与轴颈的配合情况,配合间隙应不大于0.10mm测量轴颈时,应在垂直地面的上下两个部位(该处为最大的磨损部位)测量。如果配合间隙超过规定的使用限度,应更换轴承,使之恢复正常的配合间隙。不允许在轴颈上打毛刺、麻点来缩小间隙。


(7)待所有零件都符合要求后,将内轴承涂抹润滑脂后放人轮毂中。


(8)将轴承内腔涂抹润滑脂时应注意,应将润滑脂挤进轴承内直至润滑脂从轴承的另一侧冒出来为止。在轮毂腔内和轴头盖内涂抹薄薄一层润滑脂,使之起到防锈的作用。注意轮毂腔内的润滑脂不要涂抹得太多,否则会影响散热和制动。


(9)将轮毂及外轴承装回到轴颈上,用手将轴头调整螺母拧上,然后用轴头扳手按规定扭力拧紧调整螺母。拧紧螺母后,应左右转动轮毂几圈,看看轴承安装情况;另一方面,通过转动使轴承与座圈正确配合。此时轴承紧度适当,车轮自由转动而感觉不出轴向间隙。


(10)最后依次安装锁片、固定螺母、轮胎、防尘罩和装饰盖等零件。


(11)轮毂轴承调整好后,行驶一段里程(10km左右),停车检查,用于拭摸轮毂的温度,如果发热,为轴承调整过紧所致,应重新调整,适当放松轴承紧度。


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