轮轴轴承(WB)以普通型为主,从20世纪80年xx始,随着汽车向FF、4WD车型发展,为实现减少部件数量和小型轻量化的目标,正向组合型过渡。
目前轿车基本上均采用组合型 WB,但卡车等大型车辆一般仍使用普通型WB。普通型WB是由两个独立的滚珠或滚锥轴承结合而成。润滑脂分别填充到轴承和轮毂内,行驶时受到剪切或制动器发热等,引起温度升高,由此产生润滑脂软化、基础油分离、轮毂内的润滑脂泄漏或水、粉尘的混入等各种问题。其结果是润滑性变差而造成轴承磨损和润滑脂分离出来的基础油流人刹车系统而造成车辆制动不良等。因此,用于普通型的润滑脂最重要的是耐泄漏性好。此外,为避免润滑脂与水接触时出现软化,耐水性也很重要。
耐泄漏性的评价方法主要是辊筒试验、混合安定性试验及泄漏性试验。高温低速辊筒试验中,屈服值大的润滑脂耐泄漏性好。稠化剂的类型或含量对脂的耐泄漏性影响较大,稠化剂纤维短、含量大、较硬的脂效果较好。140℃泄漏试验显示,短纤维锂基脂和复合锂基脂耐泄漏效果好。在更高温度条件下,复合锂基脂比短纤维锂基脂耐泄漏效果更好。目前普通型WB大多使用短纤维锂基脂温度更高的场合使用复合锂基脂或脲基脂。
组合型WB是将2个轴承及周围部件一体化,根据一体化的程度又分为第1代~第4代。目前第1代~第3代均已投入应用,将CVJ与WB组合在一起的第 4代尚处于研究和开发阶段。最近正在普及内部装有传感器的第3代组合型WB。组合型WB所使用的轴承类型和普通型一样,使用滚珠轴承或滚锥轴承,但大部分是滚珠轴承。组合型 WB润滑脂最初与普通型WB润滑脂相同后来出现了微动磨损问题,造成轴承疲劳强度降低和产生噪声,所以对于组合型WB来说,选用抗微动磨损性优异的润滑脂非常重要。此外,由于安装了盘式制动器,使轴承温度升高,所以同时也要求润滑脂具有优异的耐热性和高温下长的使用寿命。
抗微动磨损是WB润滑脂的重要特性之一,润滑脂的基础油和稠化剂对其影响较大。评价抗微动磨损最常用的试验方法是ASTMD 4170,其中包括摩擦氧化试验(FFOT)和双列向心止推滚珠轴承微动磨损试验(DACT)。试验结果显示,稠度相同的2号脂,脲基脂的磨损量比锂基脂少。在测定润滑脂随温度的变化时发现,脲基脂从常温到低温的磨损量均比锂基脂少。据认为这是由于脲基脂可在润滑部位形成有效的保护膜,所以显示出优异的抗微动磨损性。
对基础油来说,一般而言,合成油的抗微动磨损性比矿物油好。在合成油中,二烷基苯或聚一烯烃的抗微动磨损性较好;而矿物油中,石蜡基油的抗微动磨损性优于环烷基油。另外,低粘度的基础油抗微动磨损性较好。
对稠化剂而言,聚脲稠化剂{zh0}。而添加剂的影响则不大。但是由于评价试验方法不同,有时也得出不同的结果,所以也有报告认为复合锂基脂的抗微动磨损效果比脲基脂好,更适合作组合型 WB润滑脂。但目前组合型WB使用最多的是精制矿物油脲基润滑脂。
WB也和CVJ一样,在向小型轻量化方向发展,而且必须确保高度的可靠性,所以要求润滑脂具有更高的耐热性和长寿命。汽车行驶时,由盘式制动器或CVJ产生的热直接传到WB,WB本身在高速、高负荷下产生的摩擦热,再加上新型结构的散热方式较差,所以要求润滑脂必须具有良好的耐热性。长寿命是由于密封型WB和组合型WB终身不维修的要求。
ASTMD 3527轮轴轴承寿命试验、ASTMD1741和 ASTMD3336寿命试验均可用来评价高温下的润滑脂寿命。
高温下对润滑脂长寿命化影响较大的是稠化剂和基础油。采用耐热性和润滑性好的聚脲稠化剂以及高温氧化安定性好的合成油可取得良好的效果。2个~4个脲基的聚脲脂在高温下具有良好的氧化安定性,滴点高达250℃以上。ASTMD1741轴承寿命试验结果显示,用于组合型WB的脲基脂与锂基脂相比,在150℃下,寿命约长3倍,锂基脂寿命约120h,而脲基脂可达400h。也有报导说脲基脂的寿命是锂基脂的9倍以上,比复合锂基脂的寿命更长。四聚脲脂寿命最长。(整理。)