免维护轮毂在某中型自卸车上的应用

2018-07-26王恰杜晓鹏王弘

汽车实用技术 2018年13期

王恰，杜晓鹏，王弘

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥 230601）

1 引言

1.1 免维护轮毂应用背景

目前，市场上大多数商用车产品的车桥使用的是普通轮毂，这种轮毂总成采用脂润滑，故障率高，影响可靠性。且需要经常更换润滑脂，这必然增加了车桥的维护成本，也降低了车子的使用效率。免维护轮毂在润滑方式上进行了全新的突破，提高了轮毂轴承的性能和可靠性，延长了维修保养周期，保养间隔50万公里，可以节省很多维护和保养的成本。

1.2 免维护轮毂的结构分类

目前的免维护轮毂共有两种不同的技术路线：

油润滑免维护轮毂：轴承利用桥包内润滑油润滑，油封压装在轮毂上，轮毂轴管需带油封座圈。主要应用：美国康迈公司技术，方盛前后桥、美驰后桥采用。

脂润滑免维护轮毂：轴承内置润滑脂，自带油封。主要应用德国舍弗勒（FAG）公司技术（油封压装在轮毂上）和瑞典斯凯孚(SKF)技术（油封与轴承单元一体），其中东风桥采用的是德国舍弗勒（FGA）公司技术。

1.3 我公司免维护轮毂的应用现状

我司目前采用的安凯459/469后桥有普通轮毂和免维护轮毂两种状态，免维护轮毂采用的是美国康迈公司的油润滑技术。本文以某中型自卸车为例，对普通轮毂总成和免维护轮毂总成的结构特点进行对比分析，说明免维护轮毂的优势及应用价值。

2 普通车桥轮毂总成的结构特点和实际使用中的缺陷

2.1 普通车桥轮毂总成的结构特点

如图1所示，普通轮毂总成主要由轮毂、圆锥滚子轴承、油封、半轴、半轴套管、调整螺母等组成，根据工作跨度需要多采用两套圆锥滚子轴承背对背（两个内圈窄端面相对）安装。轴承外圈以过盈配合压入壳体孔，与壳体一起旋转。轴承内圈以过渡配合推（压）入半轴套管，起支撑作用。两轴承装配前注入锂基润滑脂或复合锂基润滑脂进行润滑，为防止漏脂，内、外轴承须加油封密封。通过调整螺母对轴承施以预加负荷，使内组件与外圈紧密接触，然后将调整螺母松开 1/8～1/4螺距，调整轴向游隙。轴向游隙的调整以及轴承的润滑将直接影响轴承的使用寿命。

图1 普通轮毂总成的结构

2.2 普通轮毂总成在实际使用中的缺陷

普通轮毂的轴承高速旋转过程中，产生的持续高温使轴承发生微小的膨胀变形，轴承的轴向间隙发生改变，无法保证在最佳状态。再加上制造、安装、润滑等方面的一些缺陷，轮毂轴承在工作期间会出现不同形式的失效模式：

（1）轮毂轴承抱死

轴向游隙调整量过小，导致轮毂轴承运转期间游隙消失，轴承滚子间很难形成完整的油膜，此时轴承在运转时阻力加大且自身温度急剧升高，极易导致保持架扭曲断裂，轴承抱死。

（2）运转时出现异响

轴向游隙调整量过大会造成振动，同时轴承工作的表面磕、碰、划伤也会破坏油膜，引起滑动摩擦产生异响。润滑脂清洁度差，杂物及颗粒状的存在也会影响轴承的正常运转，加剧轴承的磨损，同时产生异响。

（3）润滑不良

普通轮毂的轴承是采用锂基脂润滑，由于锂基润滑脂的工作温度范围（-20到120℃）比较小，轮毂轴承高速转动时产生的高温易使锂基脂发生氧化，对润滑作用和使用寿命有很大的影响。且润滑脂是半固体，冷却效果差，混入的灰尘、磨屑等杂质很难分离出来，这些杂质将导致润滑脂油膜无法均匀分布在轴承接触面上，严重影响轴承的润滑和散热，容易造成轴承烧蚀和损坏，大大降低轴承的使用寿命。

3 免维护轮毂总成的结构特点和优势

3.1 免维护轮毂总成的结构特点

我司目前所用的459车桥免维护轮毂是美国康迈公司技术的油润滑免维护轮毂，轮毂的主要结构如图2所示。

图2 免维护轮毂总成的结构

康迈免维护轮毂主要由油封、轮毂、轴承、轴承隔套、半轴、半轴套管等组成，与普通轮毂对比可以看出，免维护轮毂在内轴承和外轴承间增加了轴承隔套，轴承的润滑采用和后桥主减润滑相同的重负荷齿轮油。

3.2 免维护轮毂在结构和润滑方式上的优势

免维护轮毂使用的是预调整轴承技术，通过严密控制轮毂、轴承和精度隔套的所有关键尺寸公差，实现轴承游隙的高精度控制。这种预调整技术有效避免了由于轴承调整不当而带来的轴承早期失效，并且能够显著地延长维护间隔，为终端客户节省了大量的维护成本以及因此造成的停运损失。

免维护轮毂的轴承润滑方面的优势是采用齿轮油润滑，润滑及散热效果更好。此种润滑油具有良好的抗磨、耐负荷性能和合适的粘度，此外还具有良好的抗氧化稳定性和防锈性能。由于齿轮油是液态，流动性较好，可均匀的分布在轴承的关键接触面上，润滑作用和散热效果非常明显，而且可以冲洗磨屑和灰尘，大大降低轴承磨损，从而提高轴承的使用寿命。

齿轮油润滑还具有脂润滑所没有的一项关键优点，那就是大幅延长了换油周期，维护成本降低。普通轮毂每3万公里需保养一次，而免维护轮毂的换油周期可以达到惊人的50万公里。

4 免维护轮毂和普通轮毂的维修成本对比

表2 普通轮毂总成和免维护轮毂总成的维护保养成本对比

说明：

①普通轮毂总成按每3万公里保养一次，每次保养4小时，每次保养人工成本100元；免维护轮毂每50万公里保养一次，每次2小时，每次保养人工成本50元；

②普通轮毂总成按照每15万公里更换轴承计算，轴承每套100元，3套共300元；

③维修期间可创造的产值：普通轮毂总成每次保养4小时，按照满载16T，每小时80公里计算，运费按照0.3元/吨公里，除去油费800元，投资成本和车辆损失及其他成本约300元，则共计净收入约400元；免维护轮毂总成每次保养2小时，除去油费400元，投资成本和车辆损失及其他成本约150元，则共计净收入约200元。

普通轮毂总成每3万公里需进行一次检查和保养，每次保养所需的人工成本和零部件成本以及保养时的停运成本对客户来说都是一笔损失，而免维护轮毂将保养间隔延长至50万公里，这对用户来说节省了大量的检查和保养费用，同时避免了因保养时停运带来的损失。下面以某中型自卸车为例对普通轮毂总成和免维护轮毂总成的维护保养成本做一个比较，具体成本对比如表2所示。

经过对比，使用免维护轮毂的4×2卡车在50万公里的免维护里程内可以节省7210元的成本，而免维护轮毂相比普通轮毂增加的成本约600元，两相比较，可以看出，免维护轮毂为客户节省了相当可观的费用。

5 免维护轮毂在国内外的应用情况

1951年，位于美国德克萨斯州的戴姆柯公司发明设计了“液态油润华技术”，制造了世界上第一个用于卡车车桥油润滑的油封和轮毂盖，替代当时普遍采用的“油脂润滑”。时至今日，免维护轮毂已是非常成熟的技术，在北美和欧洲的重卡、大把和半挂车产品的使用率达到了90%以上。欧洲及美洲市场车桥免维护轮毂应用情况如表3所示：

表3 欧洲及美洲市场车桥免维护轮毂应用比率

2017年的上海国际车展上，欧曼GTL超能版、一汽解放 J6和东风柳汽的乘龙 H7的车桥均采用了免维护轮毂技术。现在越来越多的商用车生产厂家和车桥厂开始使用免维护轮毂技术，国内主流的商用车及车桥生产厂家均有车型或桥总成应用免维护轮毂，具体如表4所示。

由国内外免维护轮毂的应用情况可以看出，免维护轮毂将会是未来的发展趋势，将会在国内商用车产品上得到越来越广泛的应用。

表4 国内商用车及车桥生产厂家应用免维护轮毂情况

6 免维护轮毂的推广应用

经过以上几点分析对比，免维护轮毂的优势主要有以下几点：

a免维护轮毂在结构和润滑方式上的优势大大提高了轮毂轴承的寿命，使车桥乃至整车的可靠性得到了很大的提升；

b免维护轮毂相比普通轮毂可节约相当可观的维修保养费用，性价比很高；

c免维护轮毂在国内外商用车产品上的广泛应用，是未来技术发展的趋势。

我司13T 459/469后桥所采用的康迈免维护轮毂总成是目前市场上最成熟的免维护轮毂技术之一，根据不同的需求及应用，康迈可提供盘式和鼓式前桥轮端，以及盘式和鼓式后桥轮端。目前我司商用车所用的前桥有3.5T、4T、5T、6.5T、9T等，后桥有153系列、457系列、459系列、469系列、485系列、斯太尔系列和奔驰系列等，产品覆盖牵引、自卸、载货、专用等车型，可根据市场产品的更新换代逐渐匹配免维护轮毂，可以促进我司产品品质的提升。