Łożyska piast kół: różnice w konstrukcji, uszczelnieniu i montażu samochodowym

Zespół piasty, który mierzy tolerancję wewnętrzną na stole warsztatowym, może nadal powodować usterkę ABS w ciągu pierwszych kilkuset kilometrów, jeśli pierścień enkodera jest zamontowany w niewłaściwą stronę lub szczelina czujnika wypada poza okno oczekiwane przez sterownik. W samochodzie z napędem na przód łożysko piasty koła przenosi masę pojazdu, ustala położenie tarczy hamulcowej i koła, a w wersjach ze zintegrowanym enkoderem generuje również sygnał prędkości koła. Generacja, architektura uszczelnienia, typ enkodera i metoda montażu muszą być zgodne, zanim część zostanie wciśnięta lub przykręcona.

Cztery generacje jednostek piast i co każda z nich zmienia podczas montażu

Łożyska piast kół produkowane są w czterech generacjach, a to od generacji zależy, w jaki sposób jednostka zostanie umiejscowiona w zwrotnicy, gdzie ustawiony jest luz osiowy oraz jakie opcje uszczelnienia i enkodera umożliwia dana konstrukcja.

Jednostki pierwszej generacji to dopasowana para łożysk skośnych jednorzędowych lub łożysko dwurzędowe z oddzielnymi pierścieniami zewnętrznymi wciśniętymi w zwrotnicę. Kołnierz piasty stanowi oddzielną część, luz osiowy ustala się podczas montażu, a uszczelka osadza się na zewnątrz łożyska. Serwisowanie oznacza wciskanie, a nie odkręcanie.

Jednostki drugiej generacji spawają lub formują kołnierz na pierścieniu zewnętrznym. Tarcza hamulcowa i koło są przykręcone bezpośrednio do łożyska, ale zespół nadal jest pasowany na wcisk w zwrotnicy, więc tolerancja otworu i tłoczenie w dalszym ciągu decydują o tym, czy zespół działa prawidłowo.

Jednostki trzeciej generacji dodają również kołnierz na pierścieniu wewnętrznym i stają się wkładem przykręcanym. Luz jest ustawiony fabrycznie, jednostka jest uszczelniona na całe życie, enkoder jest zintegrowany, a cały zespół zostaje zastąpiony nowymi śrubami mocującymi dokręconymi momentem podanym przez producenta pojazdu.

W jednostkach czwartej generacji pierścień wewnętrzny jest osadzony na czopie przegubu homokinetycznego, dzięki czemu piasta przenosi moment napędowy również na osie napędzane.

Łożysko samochodowe z piastą ze zintegrowanym kołnierzem GEN3 Zintegrowany zespół piasty i łożyska z fabrycznym smarowaniem wstępnym, uszczelnieniem i opcjami enkodera ABS dla zespołów osi samochodów osobowych. Zobacz produkt →

Rolka kulkowa lub stożkowa: dopasowanie elementu tocznego do przypadku obciążenia

Dwurzędowe zespoły kulkowe skośne pokrywają obciążenia osi samochodów osobowych, natomiast zespoły wałeczkowe stożkowe są stosowane tam, gdzie obciążenie promieniowe jest większe, a piasta musi również absorbować siły przesunięcia.

Zespoły piast kulowych zwykle charakteryzują się kątem działania od 25 do 35 stopni, co utrzymuje tarcie i hałas na niskim poziomie kosztem nośności osiowej. Zespoły rolek stożkowych wykorzystują kontakt liniowy, przenoszą więcej obciążenia promieniowego w tej samej powłoce i pojawiają się w lekkich pojazdach użytkowych, SUV-ach, przyczepach i maszyny rolnicze zespoły osi. Są również mniej wyrozumiałe: luz końcowy poza zakresem producenta powoduje drgania tarczy, a nadmierne napięcie wstępne podnosi temperaturę pracy i skraca żywotność smaru.

Trwałość znamionowa jest zgodna z normą ISO281, L10 = (C/P)^p w milionach obrotów przy 90% niezawodności, przy p = 3 dla łożysk kulkowych i p = 10/3 dla łożysk tocznych. Przykładowe obliczenia: przy obciążeniu dynamicznym 30 kN i obciążeniu równoważnym 6 kN zespół kulowy wykonuje (30/6)^3 = 125 milionów obrotów, podczas gdy te same wartości w przypadku zespołu rolek stożkowych zwracają około 214 milionów.

W uszczelnionej, wstępnie ustawionej piaście smar i uszczelka decydują o żywotności. Stal na bieżnię rzadko ulega zmęczeniu jako pierwsza.

Konstrukcje uszczelniające: gdzie tak naprawdę zaczynają się awarie łożysk piast

Architektura uszczelnień oddziela piastę, która wytrzymuje cały okres eksploatacji pojazdu, od tej, która ulegnie awarii po dwóch zimach, a uszczelka enkodera jest elementem najczęściej instalowanym w niewłaściwy sposób.

Uszczelki wargowe stanowią podstawę: połączona warga elastomerowa poruszająca się po szlifowanej powierzchni, zwykle wzmocniona wtórną wargą przeciwpyłową. Uszczelnienia kasetowe dodają metalowy odrzutnik i kilka warg w jednym prasowanym zespole, co poprawia eliminację wody i piasku kosztem większego oporu. Uszczelnienia labiryntowe są bezdotykowe i chłodne, ale zapewniają ograniczoną ochronę przed zanurzeniem lub czyszczeniem parą. Uszczelki enkodera łączą funkcję uszczelniającą z namagnesowanym gumowym pierścieniem, którego odczyt dokonuje aktywny czujnik ABS.

Wybór elastomeru określa okno temperaturowe. Nitryl (NBR) przystosowany jest do ciągłej pracy w temperaturach od około minus 40 do plus 100 stopni Celsjusza, fluoroelastomer (FKM) od około minus 20 do plus 200 stopni Celsjusza, co zapewnia zapas w wysokich temperaturach za cenę elastyczności w niskich temperaturach. Są to typowe oceny z arkusza danych i poruszają się w zależności od związku i cyklu pracy.

Łożyska kół serii DAC do pojazdów osobowych Łożyska kół serii DAC z podanymi wymiarami i zastosowaniami w pojazdach; Wskazówki dotyczące orientacji uszczelki i enkodera pomagają uniknąć błędów montażowych. Zobacz produkt →

Sprawdzanie kompatybilności przed uruchomieniem jednostki centralnej

O kompatybilności piasty decyduje sześć elementów: geometria otworu i kołnierza, typ sygnału enkodera, specyfikacja uszczelnienia i smaru, metoda montażu i moment obrotowy śrub, bicie interfejsu tarczy hamulcowej oraz stan współpracującej zwrotnicy i przegubu.

• Wymiary: średnica otworu, średnica zewnętrzna, szerokość i przesunięcie kołnierza muszą odpowiadać oryginalnemu zespołowi, a nie tylko otworowi łożyska wydrukowanemu w katalogu.
• Enkoder: aktywne czujniki wymagają namagnesowanego pierścienia z liczbą biegunów i wzorem sygnału oczekiwanym przez jednostkę sterującą, podczas gdy pasywne systemy indukcyjne wykorzystują zamiast tego pierścień zębaty.
• Uszczelnienie i smar: zakres temperatur, działanie wody i rodzaj zagęszczacza muszą odpowiadać cyklowi pracy, ponieważ zmieszanie niezgodnych zagęszczaczy powoduje zmiękczenie smaru.
• Montaż: jednostki drugiej generacji wymagają kontrolowanego pasowania z wciskiem i zaciskarki, która obciąża tylko pierścień zewnętrzny, natomiast jednostki trzeciej generacji wymagają nowych śrub i określonej kolejności momentów obrotowych.
• Interfejs hamulca: bicie czołowe kołnierza przekłada się bezpośrednio na zmianę grubości tarczy i pulsację pedału.
• Współpracujące części: nieokrągły lub skorodowany otwór zwrotnicy skróci żywotność nowej piasty niezależnie od jakości łożyska.

Wymagania zależą od platformy, a ten sam otwór o średnicy 42 mm może występować w trzech różnych konfiguracjach. Katalogi oparte na aplikacjach, takie jak asortyment łożysk samochodowych , spraw, aby sprawdzenie krzyżowe było szybsze niż wyszukiwanie wyłącznie wymiarowe.

Praktyka instalacyjna decydująca o żywotności

Prawidłowy montaż piasty składa się z pięciu kroków i żaden z nich nie wymaga użycia młotka.

1. Oczyść otwór zwrotnicy, usuń korozję i sprawdź okrągłość za pomocą wewnętrznego mikrometru, zanim cokolwiek zostanie wciśnięte.
2. Zastosuj siłę docisku do pierścienia zewnętrznego tylko w jednostkach drugiej generacji; obciążenie pierścienia wewnętrznego przepycha siłę przez bieżnie i powoduje ich Brinella.
3. Całkowicie osadzić zespół, a następnie sprawdzić bicie powierzchni czołowej kołnierza za pomocą czujnika zegarowego w odniesieniu do wartości granicznych producenta pojazdu, a nie wartości ogólnych.
4. Dokręcić śruby mocujące lub nakrętkę piasty, gdy koło znajduje się nad podłożem, zgodnie z kolejnością i rysunkiem w danych serwisowych.
5. Potwierdź sygnał wyjściowy czujnika za pomocą oscyloskopu lub skanera i wykonaj test drogowy przed zwolnieniem pojazdu.

Pytania, które pojawiają się przy ladzie

Jaka jest różnica między łożyskiem koła a łożyskiem zespołu piasty?

Łożysko koła to sam element toczny. Łożysko piasty dodaje kołnierz, fabrycznie ustawiony luz, dożywotnie wypełnienie smarem i, począwszy od drugiej generacji, enkoder. Łożysko koła pierwszej generacji można wymienić samodzielnie, natomiast łożysko koła trzeciej generacji można wymienić jako kompletny zespół śrubowy.

Czy piastę z niewłaściwym enkoderem można nadal przykręcić?

Tak i to jest problem. Kołnierz i otwór pasują idealnie, ale pierścień o niewłaściwej liczbie biegunów lub zwróconym kierunku nie wytwarza użytecznego sygnału i lampka ABS powraca w pierwszym cyklu jazdy. Przed złożeniem zamówienia dopasuj enkoder do typu czujnika.

Czy uszczelnione piasty wymagają ponownego smarowania?

Nie. Jednostki zapieczętowane na zawsze napełnia się raz podczas montażu, a otwarcie ich powoduje zniszczenie plomby. Tylko nadające się do użytku łożyska pierwszej generacji są ponownie smarowane, w odstępach czasu określonych przez producenta pojazdu, przy użyciu smaru z kompatybilnym zagęszczaczem i klasy NLGI.

Która uszczelka najlepiej radzi sobie z myciem wysokociśnieniowym?

Uszczelka kasetowa z wieloma wargami i odrzutnikiem jest bardziej odporna na strumienie wody niż uszczelka z pojedynczą wargą, ale żadna uszczelka wargowa nie jest w stanie przetrwać strumienia skierowanego bezpośrednio na wargę. Trzymaj dyszę z dala od szczeliny uszczelki i czoła enkodera.