[发明专利]一种故障在线监测的汽车轮毂轴承单元及监测方法

说明书

本发明提供一种故障在线监测的汽车轮毂轴承单元，其特征在于：包括轮毂轴承单元、以及故障监测系统；所述故障监测系统置于轮毂轴承单元的壳体内；所述故障监测系统包括弹性膜片压力传感器、信号调节辅助电路、电子控制单元ECU、监测系统接插件、辅助电源及显示器。另外本发明还提供一种汽车轮毂轴承单元在线监测方法。

技术领域

本发明提供一种故障在线监测的汽车轮毂轴承单元及监测方法，属于汽车轮毂轴承单元技术领域。

背景技术

与通用轴承相比较，轿车轮毂轴承单元是技术复杂程度相对较高的一类轴承。自1938年SKF公司制造的轮毂轴承单元问世以来，轮毂轴承单元就一直向着高载荷能力、结构紧凑、免维护、高可靠性以及轻量化方向发展。汽车整车厂对关键零部件的早期失效要求越来越严格。轮毂轴承单元早期失效的典型现象为出现异响、车轮晃动等，这些现象都是由于轮毂轴承单元的轴向游隙变动引起的，因此，研究轴向游隙对轿车轮毂轴承单元性能的影响很有意义。

轮毂轴承单元轴向游隙显著影响轴承内部的载荷分布和位移以及由内部接触载荷决定的疲劳寿命。为了获得更长的疲劳寿命并提高力矩刚性，必需对轮毂轴承单元施加合适的轴向预载荷，以使轴承在负的轴向游隙下工作，该游隙的合理性直接影响到轮毂轴承单元的工作寿命。当负游隙不够时，轮毂轴承单元在受载状态下容易松旷而形成振动；当负游隙过量时，造成滚道的接触应力过大而产生早期疲劳，这两种状态对轴承的寿命均不利。对于采用轴铆合实现预紧的轮毂轴承单元，在实施预紧前需确保轴承处于适当的原始轴向游隙并有效控制轴向预紧载荷。轮毂轴承单元处于一个合适的轴向负游隙时系统寿命最长,但随着轴向负游隙进一步增大(即轴向预载荷增大),疲劳寿命迅速降低。现有轮毂轴承单元轴向游隙测量方法：轮毂轴承单元法兰盘与底座配合，对外圈端面用加载头施加卸载力，所施加的力刚好使得拨模在一定的扭矩下能拨动内侧钢球，记录下此时卸载力，为装车件的卸载力，接下来可以通过程序设计计算出轮毂轴承单元轴向载荷和轴向游隙。该检测方法不能实现在线监测，且操作复杂，不能在车辆行驶中及时发现问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中汽车轮毂轴承单元不能在线监测以及监测方法复杂难以操作且诊断结果不准确的缺陷和不足，提供了一种故障在线监测的汽车轮毂轴承单元及监测方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种故障在线监测的汽车轮毂轴承单元，包括轮毂轴承单元以及故障监测系统；所述故障监测系统置于轮毂轴承单元前端的壳体内；

所述故障监测系统包括弹性膜片压力传感器、信号调节辅助电路、电子控制单元ECU、监测系统接插件、辅助电源及显示器，所述弹性膜片压力传感器安装在轮毂轴承单元的内圈和法兰内圈前端之间，用于采集内圈和法兰内圈之间的变形量、并转换为轮毂轴承单元的轴向载荷信号，信号调节辅助电路用于接收弹性膜片压力传感器采集的轴向载荷信号、进行调理滤波转换、并发送给电子控制单元ECU，电子控制单元ECU根据信号调节辅助电路发送的电信号进行故障判断，并根据设定的轮毂轴承单元轴向游隙与轴向载荷关系计算出轮毂轴承单元的轴向游隙值，所述监测系统接插件用于连接电子控制单元ECU和显示器，所述辅助电源用于向故障监测系统供电。

进一步，汽车轮毂轴承单元还包括ABS传感系统，所述ABS传感系统包括ABS传感器和磁极，所述ABS传感器安装在轮毂轴承单元的壳体内，若干个所述磁极均匀安装在铆合后的法兰内圈的前端外壁上，所述ABS传感器和所述磁极相互配合起到制动防抱死的作用。

进一步，所述磁极共48个。

进一步，所述轮毂轴承单元包括法兰内圈、法兰外圈、内圈、前保持架、后保持架、钢球、前密封圈、后密封圈、温度传感器及螺栓；所述法兰内圈和车轮轮毂由螺栓通过个螺栓孔连接，所述内圈套合在法兰内圈前端，与所述法兰外圈形成保持架通道A；所述前保持架安装在内圈与法兰外圈形成的环形凹槽中，所述后保持架安装在法兰外圈与法兰内圈形成的环形凹槽中；所述前保持架和后保持架都放置在保持架通道A中，且前保持架和后保持架中设有钢球。