免維護輪轂在某中型自卸車上的應用

王恰，杜曉鵬，王弘

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

1 引言

1.1 免維護輪轂應用背景

目前，市場上大多數商用車產品的車橋使用的是普通輪轂，這種輪轂總成采用脂潤滑，故障率高，影響可靠性。且需要經常更換潤滑脂，這必然增加了車橋的維護成本，也降低了車子的使用效率。免維護輪轂在潤滑方式上進行了全新的突破，提高了輪轂軸承的性能和可靠性，延長了維修保養周期，保養間隔50萬公里，可以節省很多維護和保養的成本。

1.2 免維護輪轂的結構分類

目前的免維護輪轂共有兩種不同的技術路線：

油潤滑免維護輪轂：軸承利用橋包內潤滑油潤滑，油封壓裝在輪轂上，輪轂軸管需帶油封座圈。主要應用：美國康邁公司技術，方盛前后橋、美馳后橋采用。

脂潤滑免維護輪轂：軸承內置潤滑脂，自帶油封。主要應用德國舍弗勒（FAG）公司技術（油封壓裝在輪轂上）和瑞典斯凱孚(SKF)技術（油封與軸承單元一體），其中東風橋采用的是德國舍弗勒（FGA）公司技術。

1.3 我公司免維護輪轂的應用現狀

我司目前采用的安凱459/469后橋有普通輪轂和免維護輪轂兩種狀態，免維護輪轂采用的是美國康邁公司的油潤滑技術。本文以某中型自卸車為例，對普通輪轂總成和免維護輪轂總成的結構特點進行對比分析，說明免維護輪轂的優勢及應用價值。

2 普通車橋輪轂總成的結構特點和實際使用中的缺陷

2.1 普通車橋輪轂總成的結構特點

如圖1所示，普通輪轂總成主要由輪轂、圓錐滾子軸承、油封、半軸、半軸套管、調整螺母等組成，根據工作跨度需要多采用兩套圓錐滾子軸承背對背（兩個內圈窄端面相對）安裝。軸承外圈以過盈配合壓入殼體孔，與殼體一起旋轉。軸承內圈以過渡配合推（壓）入半軸套管，起支撐作用。兩軸承裝配前注入鋰基潤滑脂或復合鋰基潤滑脂進行潤滑，為防止漏脂，內、外軸承須加油封密封。通過調整螺母對軸承施以預加負荷，使內組件與外圈緊密接觸，然后將調整螺母松開 1/8～1/4螺距，調整軸向游隙。軸向游隙的調整以及軸承的潤滑將直接影響軸承的使用壽命。

圖1 普通輪轂總成的結構

2.2 普通輪轂總成在實際使用中的缺陷

普通輪轂的軸承高速旋轉過程中，產生的持續高溫使軸承發生微小的膨脹變形，軸承的軸向間隙發生改變，無法保證在最佳狀態。再加上制造、安裝、潤滑等方面的一些缺陷，輪轂軸承在工作期間會出現不同形式的失效模式：

（1）輪轂軸承抱死

軸向游隙調整量過小，導致輪轂軸承運轉期間游隙消失，軸承滾子間很難形成完整的油膜，此時軸承在運轉時阻力加大且自身溫度急劇升高，極易導致保持架扭曲斷裂，軸承抱死。

（2）運轉時出現異響

軸向游隙調整量過大會造成振動，同時軸承工作的表面磕、碰、劃傷也會破壞油膜，引起滑動摩擦產生異響。潤滑脂清潔度差，雜物及顆粒狀的存在也會影響軸承的正常運轉，加劇軸承的磨損，同時產生異響。

（3）潤滑不良

普通輪轂的軸承是采用鋰基脂潤滑，由于鋰基潤滑脂的工作溫度范圍（-20到120℃）比較小，輪轂軸承高速轉動時產生的高溫易使鋰基脂發生氧化，對潤滑作用和使用壽命有很大的影響。且潤滑脂是半固體，冷卻效果差，混入的灰塵、磨屑等雜質很難分離出來，這些雜質將導致潤滑脂油膜無法均勻分布在軸承接觸面上，嚴重影響軸承的潤滑和散熱，容易造成軸承燒蝕和損壞，大大降低軸承的使用壽命。

3 免維護輪轂總成的結構特點和優勢

3.1 免維護輪轂總成的結構特點

我司目前所用的459車橋免維護輪轂是美國康邁公司技術的油潤滑免維護輪轂，輪轂的主要結構如圖2所示。

圖2 免維護輪轂總成的結構

康邁免維護輪轂主要由油封、輪轂、軸承、軸承隔套、半軸、半軸套管等組成，與普通輪轂對比可以看出，免維護輪轂在內軸承和外軸承間增加了軸承隔套，軸承的潤滑采用和后橋主減潤滑相同的重負荷齒輪油。

3.2 免維護輪轂在結構和潤滑方式上的優勢

免維護輪轂使用的是預調整軸承技術，通過嚴密控制輪轂、軸承和精度隔套的所有關鍵尺寸公差，實現軸承游隙的高精度控制。這種預調整技術有效避免了由于軸承調整不當而帶來的軸承早期失效，并且能夠顯著地延長維護間隔，為終端客戶節省了大量的維護成本以及因此造成的停運損失。

免維護輪轂的軸承潤滑方面的優勢是采用齒輪油潤滑，潤滑及散熱效果更好。此種潤滑油具有良好的抗磨、耐負荷性能和合適的粘度，此外還具有良好的抗氧化穩定性和防銹性能。由于齒輪油是液態，流動性較好，可均勻的分布在軸承的關鍵接觸面上，潤滑作用和散熱效果非常明顯，而且可以沖洗磨屑和灰塵，大大降低軸承磨損，從而提高軸承的使用壽命。

齒輪油潤滑還具有脂潤滑所沒有的一項關鍵優點，那就是大幅延長了換油周期，維護成本降低。普通輪轂每3萬公里需保養一次，而免維護輪轂的換油周期可以達到驚人的50萬公里。

4 免維護輪轂和普通輪轂的維修成本對比

表2 普通輪轂總成和免維護輪轂總成的維護保養成本對比

說明：

①普通輪轂總成按每3萬公里保養一次，每次保養4小時，每次保養人工成本100元；免維護輪轂每50萬公里保養一次，每次2小時，每次保養人工成本50元；

②普通輪轂總成按照每15萬公里更換軸承計算，軸承每套100元，3套共300元；

③維修期間可創造的產值：普通輪轂總成每次保養4小時，按照滿載16T，每小時80公里計算，運費按照0.3元/噸公里，除去油費800元，投資成本和車輛損失及其他成本約300元，則共計凈收入約400元；免維護輪轂總成每次保養2小時，除去油費400元，投資成本和車輛損失及其他成本約150元，則共計凈收入約200元。

普通輪轂總成每3萬公里需進行一次檢查和保養，每次保養所需的人工成本和零部件成本以及保養時的停運成本對客戶來說都是一筆損失，而免維護輪轂將保養間隔延長至50萬公里，這對用戶來說節省了大量的檢查和保養費用，同時避免了因保養時停運帶來的損失。下面以某中型自卸車為例對普通輪轂總成和免維護輪轂總成的維護保養成本做一個比較，具體成本對比如表2所示。

經過對比，使用免維護輪轂的4×2卡車在50萬公里的免維護里程內可以節省7210元的成本，而免維護輪轂相比普通輪轂增加的成本約600元，兩相比較，可以看出，免維護輪轂為客戶節省了相當可觀的費用。

5 免維護輪轂在國內外的應用情況

1951年，位于美國德克薩斯州的戴姆柯公司發明設計了“液態油潤華技術”，制造了世界上第一個用于卡車車橋油潤滑的油封和輪轂蓋，替代當時普遍采用的“油脂潤滑”。時至今日，免維護輪轂已是非常成熟的技術，在北美和歐洲的重卡、大把和半掛車產品的使用率達到了90%以上。歐洲及美洲市場車橋免維護輪轂應用情況如表3所示：

表3 歐洲及美洲市場車橋免維護輪轂應用比率

2017年的上海國際車展上，歐曼GTL超能版、一汽解放 J6和東風柳汽的乘龍 H7的車橋均采用了免維護輪轂技術。現在越來越多的商用車生產廠家和車橋廠開始使用免維護輪轂技術，國內主流的商用車及車橋生產廠家均有車型或橋總成應用免維護輪轂，具體如表4所示。

由國內外免維護輪轂的應用情況可以看出，免維護輪轂將會是未來的發展趨勢，將會在國內商用車產品上得到越來越廣泛的應用。

表4 國內商用車及車橋生產廠家應用免維護輪轂情況

6 免維護輪轂的推廣應用

經過以上幾點分析對比，免維護輪轂的優勢主要有以下幾點：

a免維護輪轂在結構和潤滑方式上的優勢大大提高了輪轂軸承的壽命，使車橋乃至整車的可靠性得到了很大的提升；

b免維護輪轂相比普通輪轂可節約相當可觀的維修保養費用，性價比很高；

c免維護輪轂在國內外商用車產品上的廣泛應用，是未來技術發展的趨勢。

我司13T 459/469后橋所采用的康邁免維護輪轂總成是目前市場上最成熟的免維護輪轂技術之一，根據不同的需求及應用，康邁可提供盤式和鼓式前橋輪端，以及盤式和鼓式后橋輪端。目前我司商用車所用的前橋有3.5T、4T、5T、6.5T、9T等，后橋有153系列、457系列、459系列、469系列、485系列、斯太爾系列和奔馳系列等，產品覆蓋牽引、自卸、載貨、專用等車型，可根據市場產品的更新換代逐漸匹配免維護輪轂，可以促進我司產品品質的提升。

7 結論

輪轂和軸承作為車橋的重要零部件，直接關系到車橋的可靠性和使用壽命，同時也影響車子的品質。本文通過對免維護輪轂的研究，說明了免維護輪轂在保養方面的優勢，為客戶節約了保養成本，同時提升了車橋及整車的品質。且免維護輪轂作為未來技術發展的趨勢，具有極高的推廣價值。