袁华超 康迈（南京）机械有限公司 工程总监
各位嘉宾、各位危化品运输行业的同仁，大家下午好！我是来自于康迈（南京）的袁华超，今天我和大家分享的主题是《面向危化品车辆安全性的轮端技术发展》，也是想跟大家就轮端技术现有状态和未来发展做一个讨论。
危化品行业的特征危险性高、配置要求高，有EBS、制动的一些需求。运输过程风险高，危害性大，社会影响大，刚刚大家也提到了很多造成社会影响的事故，还有运输仓储行业的强制性法规要求多，管理章程多，专业性强，这就催生出了危化品运输车辆对于轮端的需求，我们总结如下。
主要体现在高可靠性、更安全和易检查的特性要求，当然还有潜在的需求就是高效率。
目前市场上主要的轮端解决方案分为两大类，普通轮端和免维护轮端。大家可能会问，这两个轮端的区别是什么，最简单的从字面的意思来理解的话，普通轮端是需要定期保养的，而免维护轮端是不需要定期保养的，但这只是这两类轮端的表现形式，接下来我会从原理层面跟大家做分享。
普通轮端的组成是由如下这些零件构成的，包括标准公差的轴承，标准公差的轮毂以及标准的油封和ABS齿圈来组成，这些零件是由桥厂进行采购和装配的，零件的组装过程中需要人工去进行游隙的调整，这里所说的游隙也就是轮端轴承的轴向窜动量。在使用过程中，需要3到6个月对普通轮端做保养，无论是换脂或者换油都需要进行一定周期的检查和维护。当然现在市场上也多了一些长维护的普通轮端产品，比如说脂润滑的轮端产品可以做到6万公里的长换脂，油润滑可以做到10万公里，但它还是需要进行定期的维护保养。
这是免维护轮端的产品结构图，这是其中一种的，从设计上来说，免维护轮端通过在内外轴承的内圈中间增加了隔套或者是将内圈延长，改变了整个轴承游隙的控制公差链，传统轮端更多是从内圈到外圈到轮毂再到内圈的传递，来保证轴承组的游隙控制在最佳范围内。这里面就涉及到很多人工控制的因素，包括零件精度的影响，免维护轮端通过内圈和内圈之间增加接触，来实现免维护轮端的游隙控制，它的控制可以保证游隙是在更加窄的范围内，而右上图是游隙和轴承寿命的图，纵轴是轴承寿命，横轴是游隙值，大家可以看到轴承组的寿命在一定的游隙范围内是最优的，一旦超出了这个游隙范围，轴承的寿命也是会急剧下降的。所以免维护轮端通过设计理念的变化，保证了轴承组的长寿命。
一般免维护轮端的设计寿命都在160万公里以上，生产制造过程中，免维护轮端还采用了缩小公差的优质轴承以及特殊公差的轮毂，来保证游隙在生产的过程中是可以任配的，无论采用哪种轴承或者隔套，甚至在售后进行维修的时候，也是可以任配的，同时会采用更长使命寿命的优质油封来保证整个免维护轮端产品的整体寿命。
免维护轮端一般是总成的形式进行供货的，无虚对轮毂内轴承油封的零件进行安装，只需要将轮毂总成推到轴头上，同时用400N·m将轴头螺母打紧，就可以实现免维护轮端的安装以及游隙的控制，所以这给售后的维修也带来了极大的便利性，只需要简单安装，就可以保证轴承游隙，提高了安全性，而无虚依赖售后维修人员的专业技能，不需要向普通轮毂那样进行手工的调整，来保证游隙范围，这极大的在售后降低了失效的风险。同时免维护轮端各个零部件在售后是可以进行单独维修更换的，所以也进一步降低了客户的售后使用费用。
康迈做的是油润滑的免维护轮端，油润滑的好处在于它的可视性和预警性，特别是在前桥轮毂和挂车轮毂上，我们是配有透明视窗端盖的，通过透明视窗，可以非常清楚的看到里面润滑油的状态，一旦润滑油出现了一些变质，可以提前对于司机起到预警作用，及时对润滑油进行更换，可以排除失效风险。当然油润滑这个润滑形式本身对于清理轴承上的污染物会更好，它可以把滚动体和滚道之间的污染物冲刷掉，避免油膜被这些污染物刺破，而造成轴承早期失效的风险。同时油润滑的散热效能也更好，而且润滑检查的时候是无需拆卸轮端的，同时注油量也更容易控制，因为在视窗上有这样的油位刻度线，它定义了润滑油加注的上限和下限，保证加注量的正确。
刚刚说到了易检查性，这边有一个一分钟的小视频，可以跟大家分享一下如何做油润滑免维护轮毂的检查。通过这样简单的检查，就可以极大的排除轮端的失效风险，同时提高危化品运输车辆的安全性。
第二部分我想就未来的轮端产品做一个简单的介绍，这些产品主要是针对目前商用车市场新能源化、智能化的趋势而研发出来的一些产品，有些是已经成熟应用的，有些还在小批量试用阶段。
首先介绍的是针对智能化新能源车辆的轻量化轮端产品，今天上午的讨论秘书长也提到了轻量化是危化品车辆，包括整个商用车行业的大趋势，从轮端角度我们提出了两个解决方案，首先我们会沿用球铁材料，采用侧拉式的优化制造工艺，同时使用高强度的球铁，从450升级到600或者550材料，去降低轮端的重量。大家可以看到左边是标准式浇铸轮毂的状态，它的出膜方式是左右分膜的，所以它在结构上必须要做滑膜角，通过工艺、材料和结构上的改进可以实现铁轮毂的降重。
首先工艺上将核膜线放到了中间位置，它是上下分膜的，所以应力非集中区的材料可以进行去除，而不会影响工艺的出膜。同时在两个螺栓之间的区域进行了材料的去除，轮毂的外腔壁厚也做了减薄，当然这些都是经过严格的FEA和台架测试验证的，这些区域材料的去除并不会影响轮毂的使用寿命和强度。通过这些改善，铁轮毂可以降重约5到8公斤每个，而且对于客户来说，它的周边件和当前的零件是无需做任何改动，直接可以进行替换，当然还可以同时起到一定降本的作用。
第二个减重的方案是铝轮毂，相信大家对铝轮毂也不陌生了，市场上也有一些相关的产品，但都不是很成熟，铝轮毂最大的优点是轻量化，它可以有效增加整车载荷，同时降低簧下质量，提升操纵性。热导性更好，有利于轴承的散热和制动盘的散热。同时抗腐蚀性也优于铁轮毂，在无需做额外涂层保护的情况下，它的防锈性能就可以远远的高于现有的铁轮毂。大家可以看到它的减重效果，前桥大约在6公斤左右，后桥大约在7公斤左右，都是指单个轮毂，所以整车可以降重约40公斤，而且这是基于之前优化的铁轮毂的进一步降重效果。
右下侧这个图显示的是铁轮毂和铝轮毂配相同的制动盘情况下制动性能的对比。大家可以看到这两条曲线，这是美国FMVSS121的标准，它的衡量要求是必须制动气压低于某临界值才满足要求，越低越好。上面的是铁轮毂的制动表现，下面是铝轮毂的制动表现，明显可以看到在三种工况下，铝轮毂的制动性能都是更加优于铁轮毂的，也充分体现了它的材料热导性优势。当然铝轮毂的开发和生产也是有一定的难度，康迈经过近60年的经验累积，包括美国市场大批量的使用经验，我们总结出了以下几点。
第一，在轴承配合区域需要增加铝合金材料的厚度来增加它的强度。
第二，在轮毂的法兰以及法兰的根部位置，也就是轮端在使用过程中的应力集中区需要增加厚度来提高强度。
第三，车轮螺栓也会做一些优化设计，来保证接触面的压强不会被铝轮毂造成伤害，从售后角度来说，我们也会更推荐使用半轴螺栓来替代双头螺栓。半轴的双头螺栓来替代现有的单头螺栓主要是针对后轮毂的，来降低售后反复拆卸的失效风险。轴承外圈和ABS齿圈过盈量是经过特别设计的，在装配过程中还需要对铝轮毂进行加热来保证它的装配性能，这些都是在长期大批量生产过程中积累的经验。
这是铝轮毂在北美的应用情况，大家可以看到北美2022年铝轮毂的销售量已经超过了70%，康迈是唯一一个铝轮毂总成的供应商，目前在北美的销售已经超过了1200万件，铝轮毂是完全可以在安全性上、可靠性上包括承载能力上与铁轮毂相当的产品，同时还可以帮助客户做轻量化。
铝轮毂在中国以下三个行业会有更加大的机会，首先是危化品，相对危化品的满载率更高，冷链运输、零担，它们对于车辆的行驶里程和运输效率要求更高。经过我们的计算，铝轮毂成本的上升预计能在15到18个月内收回回报。
针对智能化趋势，康迈也做了非常多的技术储备，并且在智能化轮端产品已经形成了批量，康迈智能轮毂目前的硬件架构主要包含了三大部分，首先需要在牵引车和挂车的轮毂上安装高精度的传感器，然后通过蓝牙的形式将传感器收集到的数据传递到网关，然后以电信信号的形式将网关收集到的数据发送到康迈的云端或者客户指定的云端，进行数据处理。经过这三步，得出的结果最后反馈给车队或者司机用户。
这其中也凝结了康迈非常多的工程经验以及相应的数据分析和数据处理能力，首先传感器收集的是温度、振动、胎压，这是需要TPMS的系统去额外采集的，这三个数据发送到云端，基于经验数据以及热传导模式，以及报警开发的模式去做判断，这里面会用到数据分析，包括对异常的监控以及失效模式的分析，最后对轮毂甚至轮毂的周边件、轮胎以及制动器的状态进行监控和预警。
这是康迈轮端硬件部分的照片，这中间的就是在轮毂上安装的传感器，它可以收集温度和振动信号，将信号传递给左侧的网关之后，再传递到轮端进行数据分析处理，返回终端客户。右侧是另一个胎压传感器的产品，它也是可以安装在车辆上，是不需要进行内置的，直接进行安装之后，将这个信号传递给网关，来辅助轮端监控以及数据的分析。
在美国已经有超过2000辆车的使用，这个是车辆分布的情况。在中国已经开始了相应的应用和路试，大家可以看到不仅是主车上，挂车上也都可以搭载这款产品，来帮助车队和司机对轮端情况进行监控，当然也包括轮胎和制动，进一步提高车辆的运输安全。还有主机的一些合作模式，也是在一些无人驾驶和数字车辆方面进行轮端的数字化。
这是智能轮毂的一个应用实例，左上角是驱动桥轮毂轴承磨损之后，轮端监控设备监测到的磨损，来提前通知车队进行了维护，避免了路边维修。右上是轮胎磨损，监测系统监控到之后，告知了车队用户，对轮胎进行了提前的更换。还有轮毂止口的磨损，以及车队驾驶行为模式的数据支撑，来帮助车队监测司机在相同路况下不同的驾驶行为造成的车辆使用安全隐患，来进行提前培训，避免出现危险事故。
除了轮毂状态监控设备和TPMS之外，还有一系列的智能化产品在研发过程中，后续也会陆续的推向市场。
最后想借5分钟时间跟大家简单介绍一下康迈公司，康迈是致力于成为全球商用车行业值得信赖的解决方案提供者的一家公司，1964年成立于美国，总部是在美国的华盛顿州，2022年全球销售额在20亿美金。
产品一共分了4个模块，包括结构塑料件、铝铸件、轮毂总成和创新解决方案。目前在国内开展业务最多的是轮毂总成的业务单元，包括了我们PreSet和PreSet Plus两个系列产品，分别是提供了50和100万公里的质保，也叫500K和1000K。
我们还可以提供高性能的制动盘以及制动鼓产品，在全球一共有6个生产基地，其中两个在美国，两个在墨西哥，两个在中国，中国具有从铸造到装配到研发整个生产能力，同时还与很多国际客户以及产业内的相关合作伙伴有很多的配合。
康迈是在2015年与一汽合作开始在卡车，主要是牵引车上做了标配，接下来在2016年和福田、东风，2017年与江淮，2018年与大运、徐工，2019年与重汽、红岩这些主机厂都有充分的合作。
同时我们与几乎所有的桥厂也有相应的合作，而且我们的产品不光能覆盖牵引车的应用，同时也能覆盖挂车、载货车甚至轻卡的应用，我们希望康迈能成为全球商用车系统解决方案的先行者，在轻量化、智能化、电驱化上为各位同行提供更好的解决方案，帮助大家来实现价值，谢谢大家！
