第六章-車輛齒輪油

第六章車輛齒輪油1.2.3.4.5.6.車輛齒輪傳動車輛齒輪油的使用性能車輛齒輪油使用性能的評定試驗車輛齒輪油的分類與規(guī)格車輛齒輪油的選用在用車輛齒輪油的質量與更換1齒輪傳動齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動。具有結構緊湊、效率高、壽命長等特點。雙曲面齒輪傳動用于交錯軸間的傳動。單級傳動比可到10，最大到100，傳遞功率可到750千瓦，傳動效率一般為0.9～0.98,圓周速度可到30米/秒。廣泛應用于汽車和拖拉機的傳動中。雙曲面齒輪傳動雙曲線齒輪具有傳動比大、傳動平穩(wěn)、便于總布置(降低質心高度或提高離地間隙)、可提高小齒輪強度等優(yōu)點，但齒面接觸壓力極高(如東風EQ1090E型汽車雙曲線齒輪傳動為3GPa，為普通螺旋錐齒輪的4～6倍)；齒面間滑動速度大(如東風EQ1090E型汽車雙曲線齒輪傳動約1.5～8m/s)；油溫高，一般高達120℃～130℃，最高可達180℃(齒面間的滑移可使齒面瞬時溫度高達600℃～800℃)。雙曲面齒輪傳動對雙曲線齒輪傳動，除制造、裝配和調(diào)整有特殊技術要求外，使用中必須選擇雙曲線齒輪油，潤滑油中加有硫、磷等元素極壓添加劑。在苛刻的工作條件下，這些添加劑元素與金屬表面產(chǎn)生復雜的物理和化學變化，生成高強度的反應膜，從而保證正常潤滑，防止齒面擦傷。車輛上的齒輪傳動齒輪的損壞形式齒輪的損壞形式主要有：磨損、擦傷、點蝕和斷裂，發(fā)生在不同的工作條件下。磨損主要與形成潤滑的條件有關。粘度太低，或負荷過大，則不能形成油膜，使磨損加劇。齒輪的損壞形式擦傷是一種較嚴重的粘著磨損。發(fā)生這種損壞的原因，一般是潤滑油的承載能力與苛刻的工作條件不適應造成的。雙曲線齒輪式主減速器用錯潤滑油的典型損壞型式就是齒面擦傷，輕者成條狀的擦痕，重者是齒輪磨成刀口般的尖刃。超載也會產(chǎn)生這種損壞形式。而潤滑油的承載能力主要與添加劑和粘度有關。齒輪的損壞形式點蝕和輪齒折斷均屬于疲勞破壞，主要與材料有關，潤滑油影響不大。除上述的齒輪損壞的主要形式外，還有磨料磨損和腐蝕磨損等。避免磨料磨損的措施是保持潤滑油的清潔。潤滑油的防銹抗腐性和工作環(huán)境條件是影響腐蝕磨損的主要因素。影響齒輪潤滑的因素溫度：低溫用低粘度，高溫用高粘度速度：低速用高粘度，高速用低粘度負荷：輕負荷用低粘度，高負荷用高粘度沖擊負荷：沖擊大，采用粘度大，含有極壓添加劑的潤滑油齒輪類型：渦輪蝸桿和雙曲面齒輪不利于維持油膜，需要高粘度、含極壓添加劑的潤滑油。2車輛齒輪油的功能要求功能要求較好的熱穩(wěn)定性、氧安定性、防銹性、 抗泡沫性、低溫性、貯存穩(wěn)定性減少摩擦去掉金屬間雜質

防止腐蝕減少齒輪間的沖擊減少磨損、擦傷等 散熱發(fā)動機油齒輪油工作條件高溫、溫度反復變化、易混入燃油、有不完全燃燒混合氣體、其他雜質齒間承受負荷大、齒間相互滑動、摩擦熱多、潤滑困難性能要求良好抗磨性、優(yōu)良的氧化安定性、不易積炭、良好粘溫性、良好清凈分散性、抗腐蝕性、抗泡性極壓劑、摩擦改進劑、腐蝕抑制劑、增粘劑2.1發(fā)動機油與齒輪油的性能要求差別齒輪油對基礎油和添加劑及其配比要求較高。2.2車輛齒輪油的使用性能為了保證齒輪傳動的正常運行，滿足各種使用條件的要求，使齒輪得到良好的潤滑目的，車輛齒輪油應滿足以下使用性能要求：潤滑性和極壓性低溫操作性和粘溫性熱氧化安定性防腐性和抗銹性抗泡沫性（1）潤滑性和極壓性高粘度可有效防止齒輪及軸承損傷，減少機械運動噪聲并減少漏油低粘度可有效提高機械效率、加強冷卻和清洗作用，減速散熱，低溫時能迅潤滑性選擇合適的運動粘度極壓性

速供油是指齒輪油中的極壓抗磨劑在高壓、高速、高溫的苛刻工作條件下，能在齒面上與金屬發(fā)生化學反應生成反應膜，防止齒面發(fā)生擦傷或燒結的性質。四球法試驗臺架試驗（2）低溫操作性和粘溫性低溫時保持必要的流動性高溫時保持一定的潤滑性評價指標傾點、成溝點、粘度指數(shù)、表觀粘度達150Pa·s時的度試驗證明，對雙曲線齒輪式主減速器，齒輪油表觀粘度小于150Pa·s，汽車起步后能在15s內(nèi)流進小齒輪軸承而保證其正常潤滑，這個粘度為汽車低溫起步的極限粘度，因此汽車齒輪油規(guī)格中規(guī)定了“粘度達到150Pa·s時的最高溫度”這一指標。（3）熱氧化安定性含義影響評定試驗指齒輪油在空氣、水分、金屬的催化作用和熱作用下抵抗氧化變質的能力氧化后會使油的粘度增加，生成油泥，并且氧化產(chǎn)生腐蝕性的物質，會加速金屬的腐蝕和銹蝕。通過CRCL-60和CRCL-60-1臺架來評定。（4）防腐性和抗銹性抗腐性指齒輪油在金屬表面形成保護膜，以防止腐蝕性物質侵蝕金屬的能力?？逛P性是指齒輪油保護齒輪不受銹蝕，保證齒輪的使用性能和延長齒輪使用壽命的能力。油內(nèi)的水分和氧化生成的酸性產(chǎn)物，是齒輪和軸承生銹、腐蝕的主要原因。此外，齒輪油內(nèi)極壓抗磨劑對金屬有一定的腐蝕作用。

（5）抗泡沫性齒輪油工作時在空氣存在的情況下受到劇烈的攪拌，會產(chǎn)生很多小氣泡。氣泡一旦形成，油和空氣會一起到達潤滑部位，油就不能充分供給，導致齒輪磨損和膠合等。醇類抑制泡沫的產(chǎn)生抗泡劑破壞已產(chǎn)生的泡沫減少泡沫3車輛齒輪油使用性能的評定試驗上述車輛齒輪油的使用性能，都可通過相應的試驗方法進行測量和評定。極壓性評定熱氧化安定性評定抗腐性和防銹性評定（1）極壓性評定四球法試驗臺架試驗1）四球法試驗四球法是在四球極壓試驗機上評定潤滑劑承載能力的一種方法。GB／T12583—1998《潤滑劑承載能力測定法(四球法)》的方法概要是，在四球極壓試驗機上按等邊四面體排列著4個鋼球，上球以1400—1500r／min旋轉。下面3個鋼球用油盆固定在一起，通過杠桿或液壓系統(tǒng)由下而上對鋼球施加負荷。在試驗過程中，4個鋼球的接觸點都浸沒在潤滑劑里。每一級負荷每次試驗時間為10s，試驗后測量油盒內(nèi)任何一個鋼球的磨痕直徑。按照規(guī)定的程序反復試驗，直到求出代表潤滑劑承能力的指標，包括：最大無卡咬負荷PB：燒結負荷PD等。由不同負荷下，鋼球的平均磨痕下直徑所作出的一條曲線，叫做磨損-負荷曲線（圖中曲線ABCD）。PB稱為最大無卡咬負荷，它表示油膜強度。PD稱為燒結負荷，它表示潤滑劑的極限工作能力。赫芝線是在靜負荷條件下，負荷與彈性變形所形成的凹人面直徑間的關系。補償線是在存在潤滑劑而又不發(fā)生卡咬條件下，下球的磨痕直徑與所加負荷的關系。四球極壓試驗機2）臺架試驗車輛齒輪油極壓性的評定雖可在極壓試驗機上進行，但對使用性能級別較高的車輛齒輪油的極壓性須采用汽車后橋傳動裝置在試驗臺上進行評定。評定GL－5車輛齒輪油極壓性的臺架試驗方法：CRCL－37法：評價低速高扭矩（相當于汽車滿載爬坡的情況）下的極壓性CRCL－42法：評價高速和沖擊載荷（相當于汽車緊急制動時的情形）下的極壓性。臺架試驗試驗標準：SH/T0518-1992《車輛齒輪油承載能力測定法（L-37法）》SH/T0519-1993《車輛齒輪油抗擦傷性能評定法（L-42法）》車輛齒輪油極壓性臺架試驗（2）熱氧化安定性評定評定GL-5車輛齒輪油熱氧化安定性的有代表性的試驗方法是CRC-60法。此方法是用圓柱齒輪和軸承組成的齒輪箱模型，放入0.12L試油，以1725r／min的轉速旋轉，在162℃的高溫下，以1.11L／h的流量通人空氣，并以銅作為催化劑，經(jīng)強制氧化50h后測定正戊烷不溶物、苯不溶物、酸值和運動粘度等，來評定汽車齒輪油的熱氧化安定性。熱氧化安定性評定檢測標準：SH/T0520—1992《車輛齒輪油熱氧化安定性的評定法（L－60法）》（3）抗腐性和防銹性評定抗腐性的測定按照GB/T5096－1985《石油產(chǎn)品銅片腐蝕試驗法》。防銹性多采用CRCL－33防銹性試驗法，我國相應標準為SH/T0517－1992《車輛齒輪油銹蝕評定法（L－33法）》。1）銅片腐蝕測定器4車輛齒輪油的分類目前世界上廣泛采用美國汽車工程學會（SAE）的車輛齒輪油粘度分類法和美國石油學會（API）的車輛齒輪油使用性能分類法對車輛齒輪油進行分類。SAE粘度 級號粘度達到150pa.s時 的最高溫度

2100℃時的運動粘度（mm/s)最低最高70W78W80W85W 90 140 250-55-40-26-12

4.1 4.1 7.011.013.524.041.0<24.0<41.01）SAE車輛齒輪油粘度分類多級油常用的有80W／90、85W／90和85W/140三種2）API車輛齒輪油使用性能分類API車輛齒輪油使用性能分類法，根據(jù)齒輪的形式和負載情況對車輛齒輪油進行質量等級分類，包括GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5、GL-6等六級。3）我國車輛齒輪油的分類我國車輛齒輪油的粘度分類是根據(jù)標準GB/T17477-1998《驅動橋和手動變速器潤滑劑粘度分類》，其方法與SAE粘度分類相同。按使用性能分三類：4）我國車輛齒輪油的規(guī)格普通車輛齒輪油（SH/T0475-1992《普通車輛齒輪油換油指標》）。包括80W／90、85W／90和90號三個黏度牌號，主要由精制礦物油加抗氧劑、緩蝕劑、抗泡劑和少量極壓劑等制成。適用于中等速度和負荷、比較苛刻的手動變速器和弧齒錐齒輪的驅動橋。①②中負荷車輛齒輪油（GL-4）：包括80W／90、85W／90和90號三個黏度牌號由精制礦物油加抗氧劑、緩蝕劑、抗泡劑和極壓劑等制成。適用于在低速高轉矩、高速低轉矩下操作的各種齒輪，特別是客車和其他車輛的準雙曲面齒輪。③重負荷車輛齒輪油（GL-5）：包括75W、80W／90、85W／90、85W／140、90和140共六個黏度牌號。由精制礦物油加抗氧劑、緩蝕劑、抗泡劑和極壓劑等制成。適用于在高速沖擊負荷、低速高轉矩、高速低轉矩下操作的各種齒輪，特別是客車和其他車輛的準雙曲面齒輪。5）幾種常用的車輛齒輪油5車輛齒輪油的選用使用性能級別的選擇粘度級別的選擇（1）使用性能級別的選擇按齒輪類型和傳動裝置的功能來選擇車輛齒輪油質量檔次選擇考慮換油周期較長等因素。（2）粘度級別的選擇低溫能起步主要根據(jù)最低氣溫和最高氣溫，并同時表觀粘度達150Pa·s時的最高溫度100℃運動粘度最低使用溫度與粘度牌號高溫能滿足潤滑要求（3）齒輪油選用注意事項1）.低級油不可以用在高級車輛上，高級油可以用在低級車輛上，但是降級過多會不經(jīng)濟。2）.齒輪油的粘度應以能保證潤滑為宜，應盡可能使用適合條件的多級齒輪油，如果粘度過高，會使燃料消耗顯著增加。3）.不同等級的車輛齒輪油不能混用。6在用車輛齒輪油的質量與更換和發(fā)動機油相似，車輛齒輪油在使用過程中不僅有量的消耗，而且還有質的變化。當使用到一定的時間后，隨著質量、性能變差，為確保潤滑條件，必須及時更換齒輪油。磨合期換油

A極壓性好C

B粘度較低

及時更換新齒輪組運轉時，負荷突然增大后，凸起部分易產(chǎn)生膠合。新配合部件各部分間隙較小，粘度高的話，流動性差。零件表面及潤滑油溫度很高，且有金屬屑磨損，易氧化變質。車輛齒輪油的更換

定期換油

1根據(jù)車輛的傳動結構特性、運行條件和潤滑油的質量由廠家推薦或用戶自行確定固定換油周期（時間或里程）。

按質換油

2按齒輪油的質量更換齒輪油。未來發(fā)展趨勢。但是需要配備技術人員和必要的化驗設備。

定期換油同時 控制油指標

3在規(guī)定換油周期的同時也監(jiān)測在用油的綜合指標，必要時提前報廢。項目質量指標試驗方法運動粘度（100℃）10-20該