レーシングホイールベアリング

Oct 31, 2023

3,200 ポンドの NASCAR であっても、1,630 ポンドのインディカーであっても、ホイール ベアリングは車をポールポジションに置き、レースに勝つのに役立ちます。 レーシングチームは常にホイールベアリングによるさらなるスピードを求めています。

ホイールベアリングの最初の要件は、コーナリング時のたわみに耐えられる十分な剛性を備えていることです。 レーシングホイールのベアリングは、摩擦が可能な限り低くなければなりません。 シールとハブの間の摩擦により馬力が消耗され、最高速度が失われる可能性があります。 ホイールベアリングの設計を少し改善するだけでも、さらなるパワーとスピードを生み出すことができます。

ホイールベアリングの剛性を向上させる最初の方法は、内側と外側のベアリングの直径と間隔を大きくすることです。 このアプローチは、アンギュラ接触球面軸受と円すいころ軸受の両方に有効です。 転動体のサイズも方程式の一部です。 レース用アンギュラコンタクト球面ベアリングの場合、ボールは小さくなりますが、道路車両と比較してボールまたはローラーの数は多くなります。 テーパーローラーベアリングの直径も大きくなりますが、ローラーのサイズは道路車両とほぼ同じです。 NASCAR は、磁性鋼製の円すいころ軸受を指定しています。

転動体とレースは、非常に厳密な仕様に合わせて熱処理および研磨されています。 一部のローラーとレースでは、硬度と表面仕上げを向上させるために窒化ケイ素コーティングが使用されています。 ベアリングの表面仕上げは、発生する熱とグリースとの相互作用に直接関係します。 ベアリング内部の温度が低いということは、チームが低粘度のグリースを使用する可能性があることを意味します。

セラミックホイールベアリングは一部のクラスのレースで使用されていますが、NASCAR とインディカーはチームのコスト削減のためにセラミックベアリングの使用を禁止しています。 セラミックベアリングは通常、オートバイなどの軽量車両やドラッグレースなどの特定の用途に使用されています。

セラミックベアリングの利点は、転がり抵抗が低く、重量が軽いことです。 フォーミュラカーレースなどの一部の用途では、フルセラミックホイールベアリングが使用され始めています。 ドラッグレーサーは、前輪やディファレンシャルにこれらをより多く使用し始めています。

セラミックホイールベアリングを推進するもう1つの技術は、F1や一部のプロトタイプスポーツカーシリーズのような電気ハイブリッド駆動システムを使用するレーシングクラスの成長です。 電気はスチールベアリングに悪影響を及ぼします。 迷走電気は、転動体とレースの間でアーク放電を起こす可能性があります。 孔食やベアリングの故障の原因となります。 セラミック素材は電気を通さないため、電気の流れを遮断します。

量産車両のホイール ベアリング シールは、大量の摩擦を発生させる可能性があります。 道路車両用シールは、長いライフサイクルにわたって、さまざまな温度下で機能する必要があります。 グリースの侵入を防ぎ、汚染物質の侵入を防ぐ必要があります。

NASCAR やインディカーなどのレースカーのホイール ベアリング シールは、摩擦を最小限に抑えながらホイール ベアリング ハブ内のグリースを維持する必要があります。 寿命または耐久性とは、アザラシがレースの最後まで持ち続けなければならないことを意味します。 ほとんどは正圧を使用するように設計されています。 ハブ内の温度が上昇すると、圧力も上昇します。 圧力により、リップが車軸またはスピンドルに対して密閉されます。 一部のホイール ベアリング シールは、摩擦を軽減するために 2 つの部分から構成されています。

一部のレーシング ホイール ベアリング用のグリースは非常に特殊です。 インディカーでは、すべての車のホイールベアリングとシールを指定しています。 しかし、ルールブックには、このグリースは開発の余地があると具体的に書かれている。 いくつかのインディカー チームは、アドバンテージを得るために潤滑剤メーカーと提携して独自のホイール ベアリング グリースを配合しています。 NASCAR は、ホイール ベアリング グリースに関しても同様のオープン ポリシーを採用しています。

グリースの化学的性質の次に最も研究されている分野の 1 つは、最適な保護と寄生電力損失の最小化のためにハブ内部に必要なグリースの適切な量に関するものです。 適切な量​​を見つけるために、シャーシダイナモに多くの時間が費やされました。

モータースポーツのトップレベルでは、統括団体はコストを抑え、さらにはエンターテイメント目的での参加を抑制しようとしている。 チームによっては、ストレートの終わりでわずか 3 馬力または時速数マイル向上するだけで、表彰台を獲得できるか集団の真ん中で立ち往生するかの違いを意味する場合があります。 ホイールベアリングの小さな改善が大きな違いを生む可能性があります。