汽车燃料与润滑油杨耀东ustbcar@车辆齿轮油1.车辆齿轮传动2.车辆齿轮油的使用性能3.车辆齿轮油使用性能的评定试验4.车辆齿轮油的分类与规格5.车辆齿轮油的选用6.在用车辆齿轮油的质量与更换1 齿轮传动齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动。
具有结构紧凑、效率高、寿命长等特点。
双曲面齿轮传动⏹用于交错轴间的传动。
单级传动比可到10，最大到100，传递功率可到750千瓦，传动效率一般为0.9～0.98,圆周速度可到30米/秒。
⏹广泛应用于汽车和拖拉机的传动中。
双曲面齿轮传动双曲线齿轮具有传动比大、传动平稳、便于总布置(降低质心高度或提高离地间隙)、可提高小齿轮强度等优点，但齿面接触压力极高(如东风EQ1090E型汽车双曲线齿轮传动为3GPa，为普通螺旋锥齿轮的4～6倍)；齿面间滑动速度大(如东风EQ1090E型汽车双曲线齿轮传动约1.5～8m/s)；油温高，一般高达120℃～130℃，最高可达180℃(齿面间的滑移可使齿面瞬时温度高达600℃～800℃)。
双曲面齿轮传动对双曲线齿轮传动，除制造、装配和调整有特殊技术要求外，使用中必须选择双曲线齿轮油，润滑油中加有硫、磷等元素极压添加剂。
在苛刻的工作条件下，这些添加剂元素与金属表面产生复杂的物理和化学变化，生成高强度的反应膜，从而保证正常润滑，防止齿面擦伤。
车辆上的齿轮传动齿轮的损坏形式⏹齿轮的损坏形式主要有：磨损、擦伤、点蚀和断裂，发生在不同的工作条件下。
⏹磨损主要与形成润滑的条件有关。
粘度太低，或负荷过大，则不能形成油膜，使磨损加剧。
齿轮的损坏形式擦伤是一种较严重的粘着磨损。
发生这种损坏的原因，一般是润滑油的承载能力与苛刻的工作条件不适应造成的。
双曲线齿轮式主减速器用错润滑油的典型损坏型式就是齿面擦伤，轻者成条状的擦痕，重者是齿轮磨成刀口般的尖刃。
超载也会产生这种损坏形式。
而润滑油的承载能力主要与添加剂和粘度有关。
齿轮的损坏形式⏹点蚀和轮齿折断均属于疲劳破坏，主要与材料有关，润滑油影响不大。
⏹除上述的齿轮损坏的主要形式外，还有磨料磨损和腐蚀磨损等。
⏹避免磨料磨损的措施是保持润滑油的清洁。
⏹润滑油的防锈抗腐性和工作环境条件是影响腐蚀磨损的主要因素。
影响齿轮润滑的因素⏹温度：低温用低粘度，高温用高粘度⏹速度：低速用高粘度，高速用低粘度⏹负荷：轻负荷用低粘度，高负荷用高粘度⏹冲击负荷：冲击大，采用粘度大，含有极压添加剂的润滑油⏹齿轮类型：涡轮蜗杆和双曲面齿轮不利于维持油膜，需要高粘度、含极压添加剂的润滑油。
2 车辆齿轮油的功能要求功能要求较好的热稳定性、氧安定性、防锈性、抗泡沫性、低温性、贮存稳定性减少摩擦减少磨损、擦伤等减少齿轮间的冲击去掉金属间杂质防止腐蚀散热发动机油与齿轮油的性能要求差别发动机油齿轮油工作条件高温、温度反复变化、易混入燃油、有不完全燃烧混合气体、其他杂质齿间承受负荷大、齿间相互滑动、摩擦热多、润滑困难性能要求良好抗磨性、优良的氧化安定性、不易积炭、良好粘温性、良好清净分散性、抗腐蚀性、抗泡性极压剂、摩擦改进剂、腐蚀抑制剂、增粘剂齿轮油对基础油和添加剂及其配比要求较高。
车辆齿轮油的使用性能⏹为了保证齿轮传动的正常运行，满足各种使用条件的要求，使齿轮得到良好的润滑目的，车辆齿轮油应满足以下使用性能要求：⏹润滑性和极压性⏹低温操作性和粘温性⏹热氧化安定性⏹防腐性和抗锈性⏹抗泡沫性润滑性和极压性高粘度可有效防止齿轮及轴承损伤，减少机械运动噪声并减少漏油低粘度可有效提高机械效率、加强冷却和清洗作用，减速散热，低温时能迅速供油润滑性选择合适的运动粘度极压性是指齿轮油中的极压抗磨剂在高压、高速、高温的苛刻工作条件下，能在齿面上与金属发生化学反应生成反应膜，防止齿面发生擦伤或烧结的性质。
四球法试验台架试验低温操作性和粘温性低温时保持必要的流动性高温时保持一定的润滑性评价指标倾点、成沟点、粘度指数、表观粘度达150Pa·s时的温度试验证明，对双曲线齿轮式主减速器，齿轮油表观粘度小于150Pa·s，汽车起步后能在15s内流进小齿轮轴承而保证其正常润滑，这个粘度为汽车低温起步的极限粘度，因此汽车齿轮油规格中规定了“粘度达到150Pa·s时的最高温度”这一指标。
热氧化安定性含义影响评定试验指齿轮油在空气、水分、金属的催化作用和热作用下抵抗氧化变质的能力氧化后会使油的粘度增加，生成油泥，并且氧化产生腐蚀性的物质，会加速金属的腐蚀和锈蚀。
通过CRC L-60和CRC L-60-1台架来评定。
防腐性和抗锈性抗腐性指齿轮油在金属表面形成保护膜，以防止腐蚀性物质侵蚀金属的能力。
抗锈性是指齿轮油保护齿轮不受锈蚀，保证齿轮的使用性能和延长齿轮使用寿命的能力。
油内的水分和氧化生成的酸性产物，是齿轮和轴承生锈、腐蚀的主要原因。
此外，齿轮油内极压抗磨剂对金属有一定的腐蚀作用。
抗泡沫性齿轮油工作时在空气存在的情况下受到剧烈的搅拌，会产生很多小气泡。
气泡一旦形成，油和空气会一起到达润滑部位，油就不能充分供给，导致齿轮磨损和胶合等。
醇类抑制泡沫的产生抗泡剂破坏已产生的泡沫减少泡沫3 车辆齿轮油使用性能的评定试验⏹上述车辆齿轮油的使用性能，都可通过相应的试验方法进行测量和评定。
⏹极压性评定⏹热氧化安定性评定⏹抗腐性和防锈性评定极压性评定⏹四球法试验⏹台架试验四球法试验⏹四球法是在四球极压试验机上评定润滑剂承载能力的一种方法。
⏹GB／T 12583—1998《润滑剂承载能力测定法(四球法)》的方法概要是，在四球极压试验机上按等边四面体排列着4个钢球，上球以1400—1500r／min旋转。
下面3个钢球用油盆固定在一起，通过杠杆或液压系统由下而上对钢球施加负荷。
四球法试验在试验过程中，4个钢球的接触点都浸没在润滑剂里。
每一级负荷每次试验时间为10s，试验后测量油盒内任何一个钢球的磨痕直径。
按照规定的程序反复试验，直到求出代表润滑剂承能力的指标，包括：最大无卡咬负荷PB ：烧结负荷PD等。
由不同负荷下，钢球的平均磨痕下直径所作出的一条曲中曲线ABCD）。
称为最大无卡咬负荷，它P表示油膜强度。
称为烧结负荷，它表示润P滑剂的极限工作能力。
赫芝线是在静负荷条件下，负荷与弹性变形所形成的凹人面直径间的关系。
补偿线是在存在润滑剂而又不发生卡咬条件下，下球的磨痕直径与所加负荷的关系。
四球极压试验机台架试验⏹车辆齿轮油极压性的评定虽可在极压试验机上进行，但对使用性能级别较高的车辆齿轮油的极压性须采用汽车后桥传动装置在试验台上进行评定。
评定GL－5车辆齿轮油极压性的台架试验方法：⏹CRC L－37法：评价低速高扭矩（相当于汽车满载爬坡的情况）下的极压性⏹CRC L－42法：评价高速和冲击载荷（相当于汽车紧急制动时的情形）下的极压性。
台架试验⏹试验标准：⏹SH/T 0518-1992《车辆齿轮油承载能力测定法（L-37法）》⏹SH/T 0519-1993《车辆齿轮油抗擦伤性能评定法（L-42法）》车辆齿轮油极压性台架试验热氧化安定性评定⏹评定GL-5车辆齿轮油热氧化安定性的有代表性的试验方法是CRC-60法。
⏹此方法是用圆柱齿轮和轴承组成的齿轮箱模型，放入0.12L试油，以1725r／min 的转速旋转，在162℃的高温下，以1.11L／h的流量通人空气，并以铜作为催化剂，经强制氧化50h后测定正戊烷不溶物、苯不溶物、酸值和运动粘度等，来评定汽车齿轮油的热氧化安定性。
热氧化安定性评定⏹检测标准：⏹SH/T0520—1992《车辆齿轮油热氧化安定性的评定法（L－60法）》抗腐性和防锈性评定⏹抗腐性的测定按照GB/T5096－1985《石油产品铜片腐蚀试验法》。
⏹防锈性多采用CRC L－33防锈性试验法，我国相应标准为SH/T0517－1992《车辆齿轮油锈蚀评定法（L－33法）》。
铜片腐蚀测定器4 车辆齿轮油的分类目前世界上广泛采用美国汽车工程学会（SAE）的车辆齿轮油粘度分类法和美国石油学会（API）的车辆齿轮油使用性能分类法对车辆齿轮油进行分类。
SAE车辆齿轮油粘度分类SAE 粘度级号粘度达到150pa.s 时的最高温度100℃时的运动粘度（mm 2/s)最低最高70W78W80W85W90140250-55-40-26-12 4.14.17.011.013.524.041.0<24.0<41.0多级油常用的有80W／90、85W／90 和85W/140 三种API车辆齿轮油使用性能分类API车辆齿轮油使用性能分类法，根据齿轮的形式和负载情况对车辆齿轮油进行质量等级分类，包括GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5、GL-6等六级。
我国车辆齿轮油的分类⏹我国车辆齿轮油的粘度分类是根据标准GB/T17477-1998《驱动桥和手动变速器润滑剂粘度分类》，其方法与SAE粘度分类相同。
⏹按使用性能分三类：粘度分类对应API分类CLC普通车辆齿轮油GL-3CLD中负荷车辆齿轮油GL-4CLE重负荷车辆齿轮油GL-5我国车辆齿轮油的规格⏹普通车辆齿轮油（SH/T0475-1992《普通车辆齿轮油换油指标》）。
⏹包括80W／90、85W／90和90号三个黏度牌号，主要由精制矿物油加抗氧剂、缓蚀剂、抗泡剂和少量极压剂等制成。
⏹适用于中等速度和负荷、比较苛刻的手动变速器和弧齿锥齿轮的驱动桥。
我国车辆齿轮油的规格⏹中负荷车辆齿轮油（GL-4）：包括80W／90、85W／90和90号三个黏度牌号⏹由精制矿物油加抗氧剂、缓蚀剂、抗泡剂和极压剂等制成。
⏹适用于在低速高转矩、高速低转矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其他车辆的准双曲面齿轮。
我国车辆齿轮油的规格⏹重负荷车辆齿轮油（GL-5）：包括75W、80W／90、85W／90、85W／140、90 和140 共六个黏度牌号。
⏹由精制矿物油加抗氧剂、缓蚀剂、抗泡剂和极压剂等制成。
⏹适用于在高速冲击负荷、低速高转矩、高速低转矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其他车辆的准双曲面齿轮。
几种常用的车辆齿轮油5 车辆齿轮油的选用⏹使用性能级别的选择⏹粘度级别的选择使用性能级别的选择按齿轮类型和传动装置的功能来选择车辆齿轮油质量档次选择齿轮形状齿面载荷车型及工况质量档次双曲线压力<2000MPa,滑动速度1.5~8m/s一般GL-4压力>2000Mpa,滑动速度>10m/s油温120~130℃拖挂车，山区作业GL-5压力>2000MPa,滑动速度1.5~8m/s不论GL-5螺旋伞齿国产车GL-3螺旋伞齿进口车或重型车GL-4粘度级别的选择主要根据最低气温和最高气温，并同时考虑换油周期较长等因素。
低温能够起步高温满足润滑要求表观粘度达150Pa·s 时的最高温度100℃运动粘度最低使用温度/℃SAE粘度等级最低使用温度/℃SAE粘度等级-4075W/90-2085W/90-3080W/90-1090最低使用温度与粘度牌号齿轮油选用注意事项⏹1.低级油不可以用在高级车辆上，高级油可以用在低级车辆上，但是降级过多会不经济。