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Informazioni sui cuscinetti del mozzo
Il cuscinetto del mozzo è il componente che collega il pneumatico (parte rotante)/disco freno (parte rotante) al fuso a snodo (parte fissa). La sua funzione principale è quella di ridurre l'attrito causato dalla rotazione e anche di trasmettere la forza. I cuscinetti delle ruote possono sopportare carichi radiali (peso del veicolo) e carichi assiali estremamente elevati (forze laterali dei pneumatici o forze di impatto laterale durante la sterzata). I cuscinetti del mozzo sono suddivisi in cuscinetti a sfera e dell' cuscinetti a rulli conici. La differenza principale tra i due è se i mezzi rotanti (rulli) sono sfere o coni. A meno che non si tratti di un veicolo con un carico particolarmente grande (veicoli industriali, pesanti SUVs, camioncini, ecc.), i cuscinetti a sfera vengono solitamente utilizzati per i cuscinetti delle ruote nelle autovetture in generale.
Il cuscinetto del mozzo della ruota di prima generazione
La prima generazione di cuscinetti ha la struttura più semplice, costituita principalmente da un anello interno, un anello esterno e sfere in acciaio, ed è anche la più economica. Presenta i vantaggi di una struttura semplice e di un costo contenuto, ma presenta anche molti svantaggi:
Il primo è l'inconveniente del montaggio. Poiché il cuscinetto è indipendente dal fuso a snodo e dal mozzo della ruota, è necessario premere l'anello interno del cuscinetto nel mozzo e l'anello esterno del cuscinetto nel fuso a snodo durante il montaggio. A causa della complessità del processo di assemblaggio, i requisiti tecnici per le apparecchiature e il controllo del processo sono elevati. Il secondo è il degrado delle prestazioni. Poiché il processo di installazione non può essere controllato con precisione, la deviazione delle prestazioni del cuscinetto del mozzo posteriore press-fit è ampia e le prestazioni complessive sono inferiori. A causa dei difetti sopra menzionati dei cuscinetti della prima generazione, la loro produzione è diminuita di anno in anno, ad eccezione di alcuni produttori di automobili che utilizzano ancora i cuscinetti della prima generazione per considerazioni sui costi. Infine, con lo sviluppo dell’industria automobilistica, essa dovrebbe gradualmente scomparire.
Cuscinetto del mozzo ruota di seconda generazione
La struttura del cuscinetto di seconda generazione è leggermente complicata e il mozzo della ruota è integrato sulla base del cuscinetto di prima generazione. Rispetto al cuscinetto del mozzo della ruota di prima generazione, il processo di inserimento a pressione del mozzo della ruota durante l'assemblaggio è stato eliminato, ma è comunque necessaria un'interferenza con il fuso a snodo, quindi la precisione di assemblaggio sarà leggermente superiore a quella del cuscinetto del mozzo della prima generazione. Allo stesso tempo ha anche lo svantaggio di ridurre le prestazioni. Attualmente, alcuni produttori di automobili insistono ancora nell'utilizzare cuscinetti di seconda generazione sui mozzi delle ruote posteriori, ma col tempo diventeranno sempre meno simili ai cuscinetti di prima generazione e alla fine non verranno più utilizzati.
Cuscinetto mozzo ruota di terza generazione
Poiché l'uso dei cuscinetti del mozzo della ruota di prima e seconda generazione diminuisce, si può dire che il cuscinetto del mozzo della ruota di terza generazione sia il cuscinetto del mozzo della ruota tradizionale. Il mozzo del cuscinetto di terza generazione è integrato con l'anello interno, la flangia che collega il fuso a snodo è integrata con l'anello esterno e il fuso a snodo può essere fissato con bulloni. La precisione dell'assemblaggio è notevolmente migliorata. Inoltre, tutte le dimensioni sono controllate con precisione dal fornitore, garantendo prestazioni eccellenti. Sebbene questi due vantaggi aumentino i costi, i cuscinetti di terza generazione sono preferiti da quasi tutte le principali case automobilistiche.
Cuscinetti delle ruote di quarta generazione?
Molti nel settore stanno attualmente lavorando a soluzioni integrate. Qualcuno ha proposto il concetto di cuscinetti di quarta generazione. Si tratta di integrare i cuscinetti di terza generazione con i giunti omocinetici sulle ruote motrici. Viene proposto anche il concetto di cuscinetti di quinta generazione, ovvero l'integrazione di cuscinetti e dischi freno. Non dovrebbero esserci problemi tecnici con queste soluzioni e la loro possibilità di essere promosse dipende dall’accettazione del mercato.
Punti chiave nella progettazione dei cuscinetti del mozzo della ruota
•Progettazione delle interferenze e dei giochi
•Resistenza/rigidità portante
•Coppia di trascinamento del cuscinetto
•Vita dei cuscinetti
•Sigillatura ermetica
Resistenza del cuscinetto del mozzo della ruota:
La resistenza di tutti i cuscinetti è molto importante perché i cuscinetti sono soggetti a grandi carichi radiali e assiali. Di solito eseguiamo analisi di sollecitazione e deformazione tramite CAE, più un certo margine di sicurezza.
Rigidità del cuscinetto del mozzo:
Se la rigidità del cuscinetto è scarsa, quando al cuscinetto viene applicata una forza laterale, la superficie della flangia che collega il cuscinetto e il disco del freno si deformerà, causando problemi come l'usura irregolare della piastra di attrito.
Momento di resistenza del cuscinetto del mozzo della ruota:
La coppia di trascinamento del cuscinetto si riferisce alla resistenza quando il cuscinetto ruota e le sue dimensioni influenzeranno il consumo di carburante dell'auto e l'autonomia di crociera del nuovo veicolo energetico.
Durata del cuscinetto del mozzo:
I cuscinetti non richiedono manutenzione per tutta la vita del veicolo, quindi la loro durata deve essere più lunga della vita dell'intero veicolo. La formula per il calcolo della durata è molto complessa ed è la tecnologia proprietaria di ciascun fornitore di componenti.
Sigillatura del mozzo:
L'anello di tenuta che impedisce all'acqua esterna e alla polvere di entrare nel cuscinetto influenzerà la lubrificazione della sfera d'acciaio e in definitiva influenzerà la durata della sfera d'acciaio. Il design dell'anello di tenuta è molto importante. Una buona progettazione della tenuta e una progettazione scadente causeranno un aumento della durata del cuscinetto più volte e porteranno anche a un tasso di guasto inferiore.
Come determinare se il cuscinetto del mozzo della ruota è danneggiato
1. Posizionare il veicolo su un ascensore, ruotare vigorosamente le ruote, controllare se le ruote sono bloccate e valutare se la coppia di trascinamento sulle ruote è normale. Se la sfera è scarsamente lubrificata o rotonda, la stagnazione o la coppia di trascinamento aumenteranno.
2. Durante la normale guida del veicolo prestare attenzione all'eventuale presenza di rumori anomali in direzione delle ruote. Se la sfera d'acciaio ha una scarsa capacità lubrificante, si verificherà innanzitutto un rumore anomalo. Se non ci sono rumori insoliti, di solito non ci sono problemi.
Inoltre, la maggior parte delle sorgenti di segnale dei sensori di velocità delle ruote (poli o anelli magnetici) sono ora integrate nei cuscinetti, quindi se si verifica un problema con il segnale di velocità delle ruote, il quadro strumenti segnalerà un codice di errore e la spia di guasto dell'ABS si accenderà. come mostrato di seguito. Se la spia di guasto dell'ABS è sempre accesa, il polo magnetico del cuscinetto potrebbe essere danneggiato.