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        基于先進(jìn)軸承技術(shù)的重型載貨車車輪系統(tǒng)燃油效率提高

        2015-12-14 19:10:11王迪
        汽車文摘 2015年11期
        關(guān)鍵詞:端系統(tǒng)軸端載貨車

        商用車輪端系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)在過去的50年里變化很小,當(dāng)前用于R-驅(qū)動和拖車輪端系統(tǒng)設(shè)計(jì)的軸承產(chǎn)生于1920~1960年的設(shè)計(jì),且設(shè)計(jì)方法基本保持不變。同一時期,廣義的軸承設(shè)計(jì)、制造能力及材料科學(xué)等都取得了可觀的進(jìn)展。這些進(jìn)展使得大幅增加軸承負(fù)荷能力、提高效能成為可能。

        政府排放法規(guī)和對載貨車車隊(duì)燃油消耗改進(jìn)的需求推進(jìn)了軸端系統(tǒng)的重新設(shè)計(jì)。EPA和NHTSA標(biāo)準(zhǔn)要求,2017年相比2010年重型拖車排放量與燃油消耗量基準(zhǔn)均要降低23%。

        總結(jié)了當(dāng)前軸端軸承設(shè)計(jì)的發(fā)展歷史,并提出設(shè)計(jì)輕量、冷卻運(yùn)行、更為高效的軸端軸承的可能性,以滿足當(dāng)前新工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)、建模方法,對模型改進(jìn)進(jìn)行分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)。相關(guān)物理測試表明,新的軸承設(shè)計(jì)能夠在減輕質(zhì)量的同時提高效能。

        過去技術(shù)獨(dú)創(chuàng)和工藝改進(jìn)提高了軸承質(zhì)量和一致性。煉鋼工藝的改進(jìn)使得鋼質(zhì)量得以改善,其雜質(zhì)減少,明顯提升了軸承疲勞壽命特性。這些改進(jìn)加之新的軸承壽命測試儀器,使得軸承承載能力大幅提高。

        功率密度的概念可以應(yīng)用于當(dāng)前幾種商用車軸承設(shè)計(jì)。高容量特性使得小巧、輕量軸承設(shè)計(jì)成為可能,這種軸承同時具有更好的疲勞特性。數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前用于R-驅(qū)動主軸上的594A-592A軸承可以進(jìn)行重新設(shè)計(jì),其質(zhì)量可減為當(dāng)前質(zhì)量的56%。

        用于P-主軸位置的HM518445-HM518410軸承進(jìn)行重新設(shè)計(jì)后,其質(zhì)量可減為當(dāng)前質(zhì)量的40%。軸承尺寸的減小使主軸和輪轂的質(zhì)量得以額外減輕。

        先進(jìn)的工業(yè)設(shè)計(jì)理念有助于節(jié)能軸承的設(shè)計(jì)。Timken節(jié)能軸承改善了軸承幾何特性和表面光滑度,并進(jìn)行了扭矩測試。測試數(shù)據(jù)表明,相比其它工業(yè)軸承,這種軸承在質(zhì)量減輕40%時,其扭矩僅減少20%,此外這種功率密集型軸承在比標(biāo)準(zhǔn)軸承工作溫度低12.2℃的環(huán)境內(nèi)仍能工作。

        Matt Zwick et al. SAE 2014-01-2230.

        編譯:王迪

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