汽车轮毂轴承

汽车轮毂轴承 轴承应用研究课 汽车轮毂轴承单元 汽车轮毂轴承 汽车轮毂轴承在现代汽车设计中一般划归为悬架系统或制动系统。因为从受力分析看，汽车轮毂轴承主要承受通过悬架系统传递而来的汽车的重量，但从装配关系看，汽车轮毂轴承主要与制动系统连接装配。同时，有些人也习惯将轮毂轴承划归传动系，因为轮毂轴承的功能之一就是为轮毂的转动提供精确的向导，尤其是第四代轮毂轴承开发成功以来，轮毂轴承与等速万向节构成一体，轮毂轴承与传动系的关系更为紧密。由于汽车轮毂轴承与汽车的三个系统相关，本篇就不再特意介绍每个系统，因为无论这几个系统有多少种类型，轮毂轴承都有其相对的独立性，并不因悬架系统、制动系统或传动系的类型的改变而结构改变，而且，轮毂轴承发展到今天，已经发展为集成化、小型化、组装工艺合理化及装配简便的轮毂轴承单元，其相对的独立性也就更大。 一， 汽车轮毂轴承的发展 国 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 第二代轮毂轴承单元与第一代轮毂轴承单元相比，就是为了有利于与相配合结构连接装配，将转向节或轮毂与轴承套圈制成一体，也就是带法兰盘的轴承单元，如图三所示。目前，二代轮毂轴承单元的装机量已达500万套。 第三代轮毂轴承单元(如图四所示)是把与轴承相配合的零件即轮毂、ABS传感器与轴承套圈制成整体化的型式，是继第二代又进一步发展的单元。典型结构就是大填球角、压配式内圈也带法兰盘:其两个套圈有一个法兰，外圈是一个刚性结构，因此可简化枢轴。由于旋转内圈的凸缘兼有轮毂的作用，因此取消了轮毂。对轴承用户来说，这意味着简化了轴承设计与安装，并可以减小重量和外形尺寸。由于套圈的刚性较高，轴承的几何形状基本不会发生变化。第三代轮毂轴承单元的应用是轮毂轴承研制的一大进步。由于它集中了其他零件的功能，已不再仅是一种轴承;而且从安全的角度来看，它也是一个关键部件，一旦损坏会引起严重的后果。轴承的特性、预调游隙、润滑脂和密封是第三代轴承的共同问题，而且对设计人员来说也是一个技术难题。这是结构与功能的重新组合，需要进行专门的研究。某些技术条件是很难达到的，轴承的滚道应是“硬性的”但结构应是 弹性的，这就是说，损坏的形式应是由接触疲劳引起的一般剥落，而旋转凸缘不会发生任何挠曲疲劳。第三代轮毂轴承单元的装机量已达250万套。 第四代轮毂轴承单元(如图五所示)的典型结构就是将等速万向节与轴承制成整体化，这种型式引人注目的是废除了轮毂花键轴，更加小型化以及使之安装更加合理的结构。目前第四代仅仅研制成功，实用化还有一些问题有待解决。 二，汽车轮毂轴承单元的装配关系 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 转向轴颈(或后轴分头)1连接。当汽车行驶时，轮毂轴承3外圈跟随制动鼓5以及轮辋一起旋转，而内圈、转向轴颈(或后轴分头)1以及装配于之上的制动盘及其组件不旋转，从而保证制动时需要的各种条件。图六所示为非驱动轮普遍用轮毂轴承的典型装配关系图，驱动轮的变化在于内外轮毂轴承通过外圈与轮毂接合，轮毂通过螺栓与制动鼓、轮辋连接，同时轮毂通过内花键与驱动轴转向轴颈(或后轴分头)的外花键接合。同样，轮毂轴承的外圈与转向节(或后轴分头)连接，制动盘及其组件通过螺栓连接于转向节(或后轴分头)上。当汽车行驶时，驱动轴带动轮毂、轮毂轴承内圈、制动鼓以及轮辋旋转，而轮毂轴承外圈、转向节(或后轴分头)、制动盘及其组件保持静止。其运动结构恰恰与非驱动轮相反。 图六所示结构在现代汽车上一般应用于非驱动轮，而驱动轮则为图七所示结构取代。 图七所示为一代轮毂轴承单元在驱动轮结构中的装配关系简图。一代轮毂轴承单元2内圈紧配合于轮毂6之上，轮毂6通过轮毂螺栓5与制动盘1(盘式制动器)轮辋连接。轮毂6通过花键与带花键传动轴的等速万向节4相连，同时通过螺母7轮毂6通过花键与带花键传动轴的等速万向节4在轴向得以固定。一代轮毂轴承单元2外圈通过转向节(或后轴分头)与悬 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 圈、轮毂4、制动鼓6、轮辋被动旋转，而一代轮毂轴承单元2内圈、等速万向节8、制动盘及其制动器组件7保持静止。 图八所示一代轮毂轴承单元在非驱动轮中的应用结构为外圈旋转，也有选择内圈旋转的，其结构大体类似，但在现代汽车中一般都采用外圈旋转型结构，在接下来的二代，三代中都如此。 图九所示为二代轮毂轴承单元在驱动轮应用中的装配关系。其大体结构与图七所示一代轮毂轴承单元在驱动轮应用中类似，仅仅是轴承外圈6成为一个带法兰盘的变形外圈与转向节(或后轴分头)通过螺栓连接。 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 图十一和图十二分别为三代轮毂轴承单元在驱动轮与非驱动轮中的应用结构。与二代轮毂轴承单元的最大区别在于三代轮毂轴承单元的内圈与轮毂合为一体与制动盘或制动鼓、轮辋接合，同时还有一个小内圈。 图十三为四代轮毂轴承单元，与三代轮毂轴承单元的主要区别在于四代轮毂轴承单元将等速万向节与轮毂轴承单元内圈接合成一体。目前，四代轮毂轴承单元还没有得到实际应用。 三，汽车轮毂轴承与制动系统的结合应用 就汽车轮毂轴承而言，在装配关系上主要与制动系统连接，因此有时又将汽车轮毂轴承归类于汽车制动系统。 汽车制动系统的功能是使行驶中的汽车减速甚至停止，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已停止行驶的汽车保持静止不动。这三种功能分别这四种汽车制动系都是必备的。 一， 汽车制动系的工作原理 图来说明。一个以内圆面为工作表面的金属的制动鼓8转。在固定不动的制动底板11上，有两个支承销12制动蹄的外圆面上装有摩擦片9。制动底板上还装有液压制动轮缸6的液压制动主缸4相连通。主缸活塞3制动系不工作时，制动鼓8的内圆面与制动蹄摩擦片9使车轮和制动鼓可以自由旋转。 要使行驶中的汽车减速，驾驶员应踏下制动踏板1，通过推杆2 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 置的楔式制动器。 图十五所示为轮缸式领从蹄式制动器。作为旋转元件的制动鼓12固装在车轮 轮毂的凸缘上。作为固定部分零件装配基体的制动底板3，用螺栓与后驱动桥半轴套管上的凸缘连接(如果是独立后悬架系统则与后轴分头上的凸缘连接，而前轮制动器则与前桥转向节的凸缘连接)。用钢板料焊接成T形截面的前后制动蹄1和9，以其腹板下端的孔分别同两支承销11上的偏心轴颈作动配合。制动蹄的外圆面上，用埋头铆钉铆接着一般用石棉纤维及其它物 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 动蹄称为领蹄。与此相反，后制动蹄4的支撑点在后端，促动力加于其前端，其张开时的旋转方向与制动鼓相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。当汽车倒向行驶时，制动蹄1变成从蹄，制动蹄4变为领蹄。这种在制动鼓正向与反响旋转时都有一个领蹄和从蹄的制动器，即称为领从蹄式制动器。 在图十六与图十五所示的结构中，轮缸中的两个活塞都可在轮缸内轴向浮动，且两者直径相同。因此，制动时两个活塞对两个制动蹄所施加的促动力永远是相等的。凡两蹄所受促动力相等的领从蹄式制动器，都可称为等促动力制动器。 如图十六所示，制动时，领蹄1和从蹄4在等促动力Fs的作用下，分别绕各自的支承点2和3旋转到压紧制动鼓5的位置。旋转着的制动鼓即对两蹄分别作用着微元法向反力的等效合力(以下简称法向反力)FN1和FN2，以及微元切向反力(即微元摩擦力)的等效合力(以下简称切向反力)FT1和FT2。为解释方便起见，姑且假定这些力的作用点如图十六所示。两蹄上的这些力分别为各自支点2和3的支点反力FS1和FS2所平衡。由图十六所示，领蹄上的切向合力FT1与促动力Fs是同向的。所以力FT1与此相反，切向合力FT2放松制动鼓，即有使FN2和制动鼓所受法向反力FN1和且FN1,FN2，相应的FT1,F2,2.5倍。倒车制动时，蹄，蹄1 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 磨损较为严重。为了使领蹄和从蹄的摩擦片寿命相近，有些领从蹄制动器的领蹄摩擦片周向尺寸设计得较大，但这样使得两摩擦片不能互换，从而增加了零件种数和成本。此外，领从蹄式制动器的制动鼓所受来自两蹄的法向力FN1和FN2不相平衡，则此二法向力之和只能由车轮的轮毂轴承的反力来平衡。这对轮毂轴承造成了附加径向载荷，使其寿命缩短。凡制动鼓所受来自两蹄的法向力不能相互平衡的制动器，均属于非平衡式制动器。 前面讲过，在制动鼓正向与反响旋转时都有一个领蹄和从蹄的制动器，即称为领从蹄式制动器。同理，在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄，同时 由图十七所示可知，个轮缸只有一个活塞，而轮缸没有活塞的一端分别为两蹄的受力支点。与单向自增力式制动器类似。 因此在现代汽车上仍得到广泛应用。 前面已讲过，鼓式制动器除了上述所讲的轮缸式制动器外，整臂8在制动气室的推动下，带动制动凸轮轴9楔式制动器在国 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 定钳盘式制动器的制动钳固定安装在车桥上，既不能旋转，也不能沿制动盘轴向移动，因而必须在制动盘两侧都装设制动块促动装置，以便将两侧 70年代， 3固定在 1与支架3可沿导向销2轴向滑动。制动时，活塞8在 6(带摩擦块磨损报警装置)推向制动盘4。与此同 的反作用力p2推动制动钳体沿导向销2向右移动，使固定在制 5压靠到制动盘上。于是，制动盘两侧的摩擦块在p1和p2的 ?效能较低，故用于液压制动系时所需的制动促动管路压力较高，一般要伺服装置。 ?兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂，因而在后轮上的应用受到限制。 目前，盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮外，大都只用作前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器配合，以获得汽车在较高车速下制动时的方向稳定性。在货车上，盘式制动器目前也采用，但离普及还有相当的距离。 三，汽车轮毂轴承与汽车制动器的装配关系 汽车轮毂轴承与汽车制动器的装配关系可以参见第二章汽车轮毂轴承单元的装配关系。 第10页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 四，具有ABS能力的汽车轮毂轴承单元 现代汽车中越来越多的轿车都配备了ABS，而中国自2003年10月开始，国家要求ABS成为轿车的一种配置。因此，以前作为卖点的ABS就被厂家从功能上下功夫:要求功能越来越强，即使在很低的车速下也能保持效能。而对于 ABS零部件如机械脉冲论和传感器则要求尺寸更小、重量更轻、耐磨性更好、 成本更低。目前ABS中大多由电传感器来掌握车速。该传感器触到一个齿轮式 为主的车轮转速脉冲还上。这样的“齿轮”在驱动轮中压套在等速万向节的钟形罩 上，在从动轮则压套在第二代轮毂轴承的法兰外圈上。 一，ABS(Antilock Braking System)的工作原理 当车轮抱死滑移时，车轮与路面的侧向附着力将完全消失。如果是前轮(转向 轮)制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力(跑偏)。如果是后 轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向力干扰，汽车也将产生 侧滑(甩尾)现象。这些都极易造成严重的交通事故。因此。汽车在制动时不希 望车轮制动到抱死滑移， 滑的滑动状态。 1， ABS的组成 ABS布置如图十九所示。 交流电压信号输送给电子控制器。 电子控制器(EDU或蜂鸣器发出警报信号。 直接或间接控制制动轮缸油压的增减。 2， ABS的工作原理 第11页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 在8,,35,(不同的车有不同的范围)时，车辆的纵向附 着力和侧向附着力都较高。将这一附着区域 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 第13页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 在图二十四所示的非驱动轮二代轮毂轴承单元结构中，汽车 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 第15页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 第16页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 到轴向力的值，还必须有轴承平衡方程。 三，轴承平衡方程 单个轴承的轴向力和径向力必须分别等于以接触角每个滚动体的法向载荷 QqFa1,, zz Fa2,, Fr1,, zz Fr2,, 式中, Fa1、Fa2、Fr1、Fr2分别是作用于外、 ? 式中Kq 和δq分别表示第q球位置的有效刚度常数和有效变形，有效变形δq 是球和每一滚道(δiq和δoq)的趋近量之和，如图十三所示。 这样，通过应用Neuton-Raphson方法同时解6个方程?,?，可以计算出外、 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 L10.com,1/{(0.05/ L10.-0.25g)，(0.90/ L10.0g)，(0.05/ L10.0.5g)} ? 式?右边的每一额定疲劳寿命分别是每种驱动形式下的寿命。该寿命可以采用 undberg—Palmgren理论进行计算，这一计算需要用到法向载荷Qq和接触角αqL 的值。那么，轮毂轴承单元的系统寿命L10.system可由下式计算: ,(L10.com.1，L10.com.2)? 式中L10.com.1和L10.com.2分别表示外、 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 2， 由疲劳引起的轴承失效，或装配误差造成跳动增大，以及最终的密封失效。 轮毂单元密封试验方法的研究针对的是第一种主要失效机理。 二，试验方法的发展 汽车轮毂单元试验方法多种多样，某些主要制造商采用“室 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 验中将分别评估各个因素。所有这些不同因素之间的相互影 响，连同典型的轿车应用影响都将在模拟试验中进行评估。 四，初期试验 研发的试验程序分为两步:1，初期试验;2，最终的整体试验。在第一步试验 中，要检测重要的密封参数，并对其优化。第二步是评估整个系统。 1， 计量 对重要的密封参数的一般检测程序。如:密封唇厚度、长度、过盈、材料、配 合面粗糙度等，都是产品特性的组成部分。每个试验件都要经过这些检测以证明 产品是否在技术要求规定之 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 5，温度 热循环:采用下坡的形式进行试验，使轴承达到高温峰值，检验其对密封寿命 的影响，大多数汽车制造商都喜欢在试验项目中包含下坡试验。在欧洲，一般在 Cross Golckner北部做下坡试验:一条14km的路，平均坡度斜率为10,，分“慢 速”、“缓行”和“高速”的三个级别。慢速下坡时，速度为12km/h，空档，遇到危 急情况只用脚刹。可以允许密封唇老化和变形，条件是轴承能继续良好运转。缓 行时速度为34km/h，险情较少，使用二档和三档及脚刹以保持缓行速度，试验 后不希望出现密封失效或变形造成的寿命缩短。关于这方面，新开发了实验室模 拟缓行下坡试验。试验轴承升温达150?，转速达350r/min。 冷却循环:轴承单元可能会长期处于极低温度环境中，这会影响密封材料的特 性。根据IP186设计的一种方法可进行这方面的试验。这是一项轮毂轴承单元用润滑脂在,30?低温下的力矩试验。将轮毂轴承单元装入试验机，进行完全低温试验，先间歇进行短期试验，随后进入稳定静止试验阶段。整个试验持续48小时，以目测和SEM显微镜对密封唇的观察结束该试验。 五，最终的整体试验:实况模拟试验机进行综合试验 在初期试验中，对影响密封寿命的各个密封参数进行评估并优化。虽然是同一种轮毂轴承单元，但在不同车辆上性能表现却各不相同，这主要是不同悬挂系统的影响。轮毂单元周围安装着辅助防护系统，如:延伸板、抛油环、刹车盘、外延轮罩等，所以需要对相关的悬挂部件进行直接评估，研制出一套实况模拟试验程序以直接评估恶劣条件实验室中轮毂轴承单元的寿命，再现实况失效模式。 从概念上讲，实况模拟试验机是以实况应用为目的，轮毂轴承装在典型悬挂系统上，附带有延伸板、抛油环、刹车盘、等速万向节、外延保护轮罩等装置。气动压力产生0.3g交变转弯横向载荷并通过与合适轮胎半径等长的载荷臂传递给试验轴承。 当轴承以1000r/min运转(相当于100km/h)时，轮毂轴承单元周围交替往复出现干的和湿的杂质。然后经过有规律，使轴承冷却。该试验采用突然死亡寿命试验。当一个密封失效时，两套轴承都中断试验。通过监测轴承润滑膜来判断轴承失效。需进行24小时“跑合”运转，以确保在每个试验起始阶段，轴承拥有完整的润滑膜，接着进行跑合期的后半部分12小时泥浆试验。泥浆试验后是12小时稳定静止期。轮毂轴承周围环境污染严重，全部零件都浸过水，温度升高，泥浆箱的温度上升，使得试验温度逐渐升高。为了结束泥浆试验移走泥浆箱打开驱动器和风扇45分钟以吹干试验机，然后再装上泥浆箱，头几个小时泥浆试验给出了有关密封特性的有价值的信息。即使润滑膜被浸入的水破坏，也能迅速恢复继续试验，但是，如果润滑膜不能恢复，可假定密封严重损坏，必须终止试验。 六，结论 如图三十三所示，A图是传统的轮毂轴承双唇式密封圈，但通过上述试验，人们研制出如图B所示的外侧装上离心挡圈的单唇式密封圈，节省了位置以利于扩大双列角接触球轴承的支承面积和提高承载能力。在进行试验时用的是和图A所示结构试验相同的各种尺寸的轮毂轴承单元，试验240,550小时后装有图B所示结构的密封圈的轮毂轴承仍未有轴承失效。这表面，离心式挡圈密封唇对所有试验轴承都能可靠的阻止污染物进入轴承 研发中心 与试验台在简化负荷的相互关系不明确的情况下，道路模拟实验室被认为是唯一合理的试验方法。然而，道路模拟试验要求取得有代表性的汽车在实际道路条件下实际使用时的准确可靠的道路数据。这些记录也可用于有限元(FEM)设计和疲劳寿命计算。 一， 汽车轮毂轴承单元的性能要求 对汽车轮毂轴承单元的要求是有足够的使用寿命和在所有峰值载荷条件下保 证其功能。轮毂轴承单元必须满足在不安全失效模式(如法兰断裂)发生以前产生一个安全失效模式(如由于滚动接触疲劳而引起的滚道剥落和点蚀)。重量和性能之间需要达到平衡以使轮毂轴承单元的寿命能与汽车的寿命一致。就是说不应采取过分保险的设计尺寸，因为这种设计会增加成本和重量负担，对车辆整体性能有影响。 轮毂轴承单元的使用条件为:径向载荷:25KN 密封:高性能不可拆卸式密封圈(如前章所述) 侧向载荷:25KN(作用半径为当量轮胎半径) 寿命:轻型货车与轿车30万km，货车与大客车25万km 温度:,30,150? 噪声:低于50,60 dB 极限转速:2000r/min 倾覆力矩:2500Nm 第22页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 二，轮毂轴承单元性能试验系统设计思想 轮毂轴承单元性能试验系统应满足下列试验要求: 1， 通过产生疲劳和磨损破坏研究轮毂轴承单元的典型失效方式。 2， 3， 试样的负荷在大小和方向上都相等，而 轮毂轴承单元各代在使用条件上并不一 定有负荷对称性，也不能保证试验台上 四个试样的传动轴力矩和旋转方向正 确，在实际试验中应区别折中考虑。 与轮毂轴承单元同步开发的是针对 轮毂轴承单元各性能的试验方法，包括 轴承寿命、法兰疲劳、应力、密封和润 方根(rms)值必须小于要求的负荷历程的均方根值得4,。 在轮毂轴承单元试验机的初步设计阶段，特别强调了数据分析和试验监视。道路记录的分析除对试验本身有用外，还可为设计者和其他有关人员提供有用的数据，要求能利用计算机软件包进行广泛的性能分析。轮毂轴承试验机上的试验监视比普通“封闭”试验台要完备得多:其上有32位数据通道可以利用，采用几种类型的传感器(见表3)监视每一试样的运转性能，而不仅仅是获取寿命信息。 第23页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 三，轮毂轴承单元试验机的机械系统和数字系统 1， 机械系统 在轮毂轴承单元试验机的机械系统中(图略， 颠簸装置中有被试轮毂单元负荷的反作用支承，车一样。扭矩回路的速度由两套直流电机控制带传动轴可绕垂直轴线旋转，以模拟向右或向左的转向运动。 每组轮毂单元(2杆都经一柔性套筒和一测力计与“banjo”负荷臂连接。负荷，特别在使用RPC时)。单元在横梁垂直负荷传递连接部位都有两个测力计。两测力计经接线构成一个传感器，其信号与另一轮毂组件上的传感器信号组合后用作力控制器的反馈信号。 传动轴的转速由两直流电机中的一台控制，反馈信号由装在电机转子上的转速计提供。成对角线安装在试验台上的另一台直流电机以电流控制方式工作(其电流等于速度控制电机所需的电流)，以使两电机对环路提供相等的力矩。这样安排明显地减少了绕环路的力矩差。力矩由两旋转式力矩执行器施加，使用两个而不是使用一个力矩执行器是为了消除试样负荷链中的皮带轮的惯性影响，从而提高力矩通道的频率范围。力矩执行器产生的力矩由相对安装在传动链两端的两个传感器测量，两测量力矩的平均值被用作两控制器的反馈信号。 每一皮带箱都被支承在“C”型构架组件上。“C”型构架组件可提供转向运动的可调垂直轴线转动。构架由油马达经组件上的行星齿轮箱和主试验台的皮带传动链驱动。各构架上的角位移传感器分别向两转向角控制器提供反馈信号。 轮毂轴承单元相对于本体的颠簸运动由整个颠簸组件相对于插入式联轴器的垂直运动模拟。在执行器活塞 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 验台专用的液压动力源使用了压控变量泵和3um的过滤器。液压油经回转接头进入随皮带齿轮箱运动的换向器，并经弹性软管进入颠簸组件。 2， 模拟与数字系统 模拟电子系统主要实现四种功能: ?保证所有通道的油压准确并向控制器提供命令信号。 这个功能由主板(MCP)实现。 ?监视整个试验系统的状态。 为监视试样状态，每一试样附近都装有五种传感器:轴承温度测量热电偶、CV关节温度测量热电偶、检测轴承滚道剥落或凹坑的“轴承噪声”传感器、装在组件静止或旋转部位上应变仪以及LUBCHECK轴承润滑状态控制仪。另外还有一传感器被用来测量力矩环的卷绕。其作用是测量所有CV关节、插入式连接节和传动轴花键的总窜动。所有监视信号和来自被控负荷参数的八个反馈信号都被送入数字装置中的模数转换器。 ?出现异常情况时使系统脱离受控方式。 由微处理器控制的主板(MCP溃探测器(监视器)切断所有通道的油压并关掉液压动力源。 反馈和监视信号。 3， 软件设计 ?数据处理:验台的输入参数。详细转换参数如表4所示:?试验监视:试验监视。 耐久性试验:面情况进行汽车轮毂轴承单元耐久性试验。时间 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 第26页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 十四所示。 第一步是对特定的汽车与路面测量并记录轮毂轴承单元的负荷与位移。对原型汽车作新轴承单元的认可试验，则通常由汽车制造厂记录。在这些情况下，要与制造厂密切协作，以保证有关记录和悬挂输出的所有信息能及时传送。根据对悬挂系的分析和以前的经验选择测量传感器及其位置。记录悬挂的所有输入负荷，然后导出轮毂轴承单元的等效负荷。进而导出所要求的试验响应信号。记录信号的组合可产生具有要求特性的“使用信号”。 在实验室中，由“分析与RPC”计算机采集记录的数据，然后通过专用程序将数据变换为试验台的输入参数。对数据作进一步的分析和编辑即可产生构成试验循环基础的驱动文件。 至此，已得到一组驱动文件，即试验台所要求的用于模拟的相应数据。进而可计算这些相应数据与试验台和试样组件频响函数的逆变换的卷积，产生所需的驱动信号的线性估计，以补偿试验系统本身的线性响应。采用迭代技术来补偿系统的非线性特征，可产生具有要求精度的再现要求响应的最终驱动信号。在这一应用中，采用时域补偿是因为它比频域补偿更能精确地模拟参数的组合。 下一步是对足够数量的轮毂轴承单件进行耐久性试验，以使试验结果具有要求的统计精度。为研究轮毂轴承单元的几种潜在失效模式及其相互作用，轮毂轴承单元试验系统采用了多种失效检测装置与技术。 六，汽车轮毂轴承单元试验机的发展 在目前的汽车轮毂轴承试验机的实验室道路模拟系统的开发中，习惯上一直忽略了将路面记录变换为等效的试验台记录的误差，这势必导致严重的负荷误差，可能更为重要的相位误差在工作过程的其他部分是不允许的。例如，试验机中支杆的轴向力被认为与轴承的垂直力等效，但事实上这会导致对从粗糙路面获得的数据产生1.42KN的最大误差。 计算机软件极限检查、趋势极限检查及模拟电路极限检查的组合意味着试验系统是独立的、自监控的系统。试验开始后，只要求操作者输入极少的数据。试验(自动)结束后，以图形或表格的形式提供短期和长期性能的详细信息及停机原因。对于这样的系统来说，重视试验监视是对传统试验方法的一个重要改进。 汽车轮毂轴承单元试验技术将主要朝以下三个方面发展: 1， 道路记录——仪器化轮毂轴承的开发。 目前，基于对悬挂系统输出的理论分析而将所有外部负荷输入变换为试验台输入参数的技术是先进的，但变换要耗费大量的时间。变换前后的误差清楚地表明，这是测量外部负荷时的一个必要步骤，但是最终的解决办法还是开发仪器化轮毂轴承。用仪器化的轮毂轴承可直接测量所有的负荷。仪器化轮毂轴承必须轻便紧凑，以避免破坏悬挂系的布局，而且，对于特定的轮毂轴承单元，它必须适应汽车的所有安装要求。 完整的轮毂组件的失效方式推断方法的发展 2，数据分析—— 目前，很多大型轴承公司正在开发试验分析的软件工具，以根据目前特定的负荷历程确定疲劳破坏，正在建立三个主要的失效部位——轮毂构件、滚动轴承和CV关节的模型。各子系统的寿命一旦确定，就可以计算出整个系统的寿命。 第27页 共28页 研发中心 轴承应用研究课题 汽车轮毂轴承单元 3，试验的加速 一般认为模拟是实验室 研发中心