[知识介绍]陶瓷轴承到底怎么样？ [复制链接]

陶瓷轴承，顾名思义是一种有陶瓷成分的轴承。陶瓷作为一种坚硬光滑的材料，很容易让人联想到低阻力。所以，把陶瓷珠子放到轴承里面，然后宣传可以节约大量功率，再卖到几十倍的价格，不少人倒是趋之若鹜。其中翘楚便是丹麦作坊CeramicSpeed，一个轴承大几百，号称节约若干瓦，各种大牌联名，你懂的。那么问题来了，陶瓷轴承厂商的宣传是真的靠谱还是狗皮膏药呢？各位看官坐好了，由我慢慢分析。本文仅讨论混合陶瓷轴承，纯陶瓷轴承不在讨论范围之内。

图片:img_0173.jpg

阻力分布
轴承里面，阻力来自以下部分：尘封，油脂，保持架，滚珠的变形，轨道的变形。
参考舍弗勒的数据，来自滚珠变形的阻力只有3%（黄色部分）。阻力的大头来自于油脂（28%）和尘封（60%），保持架则贡献了7%。
陶瓷轴承厂商号称陶瓷珠拥有更高硬度，因此可以减小形变阻力，但是其减小的极限仅仅只有3%。
考虑到现实中不可能完全消除这部分阻力，陶瓷珠实际上能减小的，是这3%里的10%，也就是0.3%。
同样值得注意的是，陶瓷轴承通常使用PA66卡入式保持架。这种保持架成本更低，更容易生产和制造。但是相比金属保持架，其阻力更大。
陶瓷轴承可以减小变形阻力（3%），却增加了保持架阻力（7%）。
净结果是，钢轴承拥有更低的阻力。

图片:powerlossdistributionschaeffler.png

如果负载为每分钟90转时，不同厂牌的轴承表现出类似的阻力分布。阻力的大头来自于尘封和油脂，滚动阻力占比较小。

图片:powerlossdistributionntnskfnsk.png

油脂和尘封
尘封和油脂贡献大量阻力，因此在二者上做文章，可以节约功率。
NTN钢轴承和Enduro Zero陶瓷轴承，二者在全新的状态下阻力几乎一样。换上更稀的润滑油后阻力均有下降。
NTN钢轴承甚至在无尘封，无润滑脂，只有润滑油的情况下，阻力低过同状态的Enduro Zero陶瓷。测试结果和之前的数据相呼应。
有必要指出，润滑油附着效果很差，可能几百公里就流失殆尽。如果选择使用润滑油，需要定期补充以保持润滑。

图片:greaseandseals.png

功率损失vs里程
陶瓷轴承的初始阻力较低，但是随着里程而逐渐增加（绿色线）。
原因是陶瓷珠和钢轨道硬度差异大，钢轨道被磨出个槽。一个用了几千公里的Enduro陶瓷，它的阻力会是新的时候的好几倍。
至于钢轴承，由于滚珠和轨道由同一种材料构成，在短暂的磨合期过后，阻力几乎没有增加（红和蓝）。
请想象一下把火车放在马路上，毫无疑问马路立马会损坏。因为相比于火车的轮子，马路上的沥青/水泥可软的多。

图片:bearinglife.png

总瓦数节约（1000km）
如果按照90RPM的踏频踩1000公里，以FSA原装BB的轴承作为参考基点。
Ebay上的祖国产无标钢轴承和陶瓷轴承会多吃掉9瓦左右的功率。所以，不要购买山寨轴承。
CS和Enduro陶瓷轴承能节约大概五瓦半，表现最好的NTN LLB钢轴承可以节约你六瓦。
需要注意的是，随着里程越来越长，陶瓷轴承节约的瓦数会逐渐减小，慢慢向表格左边移动。

图片:porjectedpowersaving.png

瓦数性价比
山寨轴承是负性价比，你会付出更多不必要的功率。
Ceramic Speed和Enduro每节约一瓦平均需要花费102和83英镑，合软妹币931元和757元，wo cao~
然而，如果你不在乎那些响亮的营销，你只需要花费几之一的价格，就能通过使用低阻钢轴承达到类似的效果。
考虑到原文作者生活在英国，如果参照我国物价，Ceramic Speed和Enduro的减瓦性价比会进一步劣化。

图片:无标题.jpg

个人不负责任的观点
1.陶瓷轴承的确可以节约功率，但是起作用的不是陶瓷珠，而是尘封和油脂。陶瓷珠本身对于阻力减小几乎无用。
2.陶瓷轴承的可用寿命较短，超过一定里程后，其阻力会增加，失去了低阻力的意义。
3.山寨轴承会吃掉你更多功率，为了避免不必要的麻烦，请选择购买正品大牌。

本文内容来自于英国空气动力学工程师Hambini的博客，我把原文精髓大致翻译了出来。
我语文不太好，英文也马马虎虎。如有看不明白，欢迎跟帖，我再慢慢修改。
CeramicSpeed这个丹麦作坊，通过资本营销，把“花钱买功率”吹到云端。
让我惊讶的是，居然有很多人很买账。
在利润的鼓励下，于是我们见到了更多奇技y巧，更多上千块的陶瓷轴承，更多毫无依据的吹嘘，这对于整个产业发展非常不健康。
文章写出来，希望更多人知道，陶瓷轴承并没有什么神奇之处。
它们除了比较贵，营销做的比较多，没有特殊的。甚至在某些考量下，它们还不如钢轴承。

原文：https://www.hambini.com/blog/post/ceramic-bearings-vs-steel-bearings...-an-engineering-opinion/

朽曦若华:您好 可以搬运到公路车吧吗 标明本帖链接和原文
感谢译制
 (2023-05-03 08:49) 

发吧，没事

您好 可以搬运到公路车吧吗 标明本帖链接和原文
感谢译制

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科普好文，，顶起来

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这帖子确实有水平！我等车友学到了不少。

问题是花了钱,并不一定能得到好的效果,有可能还会更差

这玩意儿，能比普通轴承，节省零点几瓦的功率？对于大环赛的选手来说，0.几瓦的功率，这种边际效应，也是要准求的，因为他们是职业运动员，那是在竟技，靠这个吃饭的。
对于我们普通大众来说，省“眼驶”这么一丁点儿的功率，要付出N倍的价格，这不是交智商税吗！！
当然，如果你是土豪，根本不在乎这点钱 当我没说233

三叶知秋:[表情] 陶瓷轴承用着后拨导论上就可以了。。应力小的环境才适合陶瓷轴承。。个人低见。。[表情]  (2021-04-10 14:51) 

　陶瓷轴承一般防水差,而后拔导轮是经常与水打交道的地方,进水后比钢轴承更差

多谢楼主科普，刚想换的现在不换了

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陶瓷轴承用着后拨导论上就可以了。。应力小的环境才适合陶瓷轴承。。个人低见。。

听楼主的

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光光:这篇文章可以利用的点，其实是润滑脂，大家领悟到没[图片]
 (2019-12-26 01:55) 

确实润滑油有影响的，陶瓷滚珠表面较硬，大厂做到更好的平滑表面和圆度，可以减少表面摩擦力。参考手表用的宝石轴承，高硬度，不易变形，耐磨，长久保持低摩擦系数。

所以我认同陶瓷轴承能做到较低阻力，并且寿命较长，比如ENDURO的陶瓷轴承质保时间长于刚轴承，另外可能因为进水导致轴承套锈蚀，产生麻点。这个只能注意保养了。

学习

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谢谢科普

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评论比正文营养多

光光:已经发现润滑脂是个大坑
方远的cs轴承为了寿命选了粘稠润滑脂，润度完全被nsk钢轴承干翻
....... (2019-12-26 11:17) 

短途的感觉可以上油，定期补充一定润的飞起。不晓得终点线那个Extreme Fluoro那个是牛逼还S逼。

这个文章的原作者说，GXP的阻力是shimano bb86的120%左右，寿命是一半。

vanhappy:光班开始玩润滑脂了么[图片]
 (2019-12-26 10:36) 

已经发现润滑脂是个大坑

方远的cs轴承为了寿命选了粘稠润滑脂，润度完全被nsk钢轴承干翻

最近又做了一个实验，把sram原装gxp bb86中轴的油脂洗掉，换了低阻力润滑脂。倒链阻力和hscer陶瓷bb差不多。

Hscer就是典型的靠低阻润滑脂过日子的牌子。

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光光:这篇文章可以利用的点，其实是润滑脂，大家领悟到没[图片]
 (2019-12-26 01:55) 

光班开始玩润滑脂了么

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这篇文章可以利用的点，其实是润滑脂，大家领悟到没

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kenkobike:陶瓷的加工精度比钢的好，这是优点，需要看到优点，也要看到缺点
 (2019-12-24 19:44) 

你说的加工精度是什么意思？游隙？真圆？还是什么别的

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陶瓷的加工精度比钢的好，这是优点，需要看到优点，也要看到缺点

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有理有据！

好好学习，天天向上！

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前天订套件老板安利我上陶瓷中轴，我拒绝了，哈哈，省了小几百块

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工作笔记:我是bb30的牙盘[图片]
 (2019-11-19 22:35) 

我也用BB30，坑更大，哈哈哈

我就进来学习下

vanhappy:Sram的GXP牙盘锁死在非驱动侧轴承上，然后驱动侧是悬空的，靠一个波浪垫圈抵消虚位。预压几乎不存在，轴承工作在一个比较差的状态 (2019-11-19 20:50) 

我是bb30的牙盘

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工作笔记:那速联的牙盘是靠那个波浪环起预压作用的吗？速联牙盘非驱动侧那边还有个塑料环，我也不知道有啥作用[图片]
 (2019-11-19 12:34) 

Sram的GXP牙盘锁死在非驱动侧轴承上，然后驱动侧是悬空的，靠一个波浪垫圈抵消虚位。预压几乎不存在，轴承工作在一个比较差的状态

光光:比如shimano牙盘左腿侧面有个锁紧盖，这个就是预压调节用
简单说就是让曲柄贴紧中轴，但又不要压迫到培林 (2019-11-19 11:10) 

那速联的牙盘是靠那个波浪环起预压作用的吗？速联牙盘非驱动侧那边还有个塑料环，我也不知道有啥作用

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工作笔记:光版能给解释一下牙盘的预压调节是什么东西吗？比较感兴趣  (2019-11-18 17:32) 

比如shimano牙盘左腿侧面有个锁紧盖，这个就是预压调节用

简单说就是让曲柄贴紧中轴，但又不要压迫到培林