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(dòng)車輛齒輪油的使用性能車輛齒輪油使用性能的評(píng)定試驗(yàn)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(zhì)量與更換1齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械傳動(dòng)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。雙曲面齒輪傳動(dòng)用于交錯(cuò)軸間的傳動(dòng)。單級(jí)傳動(dòng)比可到10，最大到100，傳遞功率可到750千瓦，傳動(dòng)效率一般為0.9～0.98,圓周速度可到30米/秒。廣泛應(yīng)用于汽車和拖拉機(jī)的傳動(dòng)中。雙曲面齒輪傳動(dòng)雙曲線齒輪具有傳動(dòng)比大、傳動(dòng)平穩(wěn)、便于總布置(降低質(zhì)心高度或提高離地間隙)、可提高小齒輪強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，但齒面接觸壓力極高(如東風(fēng)EQ1090E型汽車雙曲線齒輪傳動(dòng)為3GPa，為普通螺旋錐齒輪的4～6倍)；齒面間滑動(dòng)速度大(如東風(fēng)EQ1090E型汽車雙曲線齒輪傳動(dòng)約1.5～8m/s)；油溫高，一般高達(dá)120℃～130℃，最高可達(dá)180℃(齒面間的滑移可使齒面瞬時(shí)溫度高達(dá)600℃～800℃)。雙曲面齒輪傳動(dòng)對(duì)雙曲線齒輪傳動(dòng)，除制造、裝配和調(diào)整有特殊技術(shù)要求外，使用中必須選擇雙曲線齒輪油，潤(rùn)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(fù)雜的物理和化學(xué)變化，生成高強(qiáng)度的反應(yīng)膜，從而保證正常潤(rùn)滑，防止齒面擦傷。車輛上的齒輪傳動(dòng)齒輪的損壞形式齒輪的損壞形式主要有：磨損、擦傷、點(diǎn)蝕和斷裂，發(fā)生在不同的工作條件下。磨損主要與形成潤(rùn)滑的條件有關(guān)。粘度太低，或負(fù)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(yán)重的粘著磨損。發(fā)生這種損壞的原因，一般是潤(rùn)滑油的承載能力與苛刻的工作條件不適應(yīng)造成的。雙曲線齒輪式主減速器用錯(cuò)潤(rùn)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(huì)產(chǎn)生這種損壞形式。而潤(rùn)滑油的承載能力主要與添加劑和粘度有關(guān)。齒輪的損壞形式點(diǎn)蝕和輪齒折斷均屬于疲勞破壞，主要與材料有關(guān)，潤(rùn)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(rùn)滑油的清潔。潤(rùn)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(rùn)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(fù)荷：輕負(fù)荷用低粘度，高負(fù)荷用高粘度沖擊負(fù)荷：沖擊大，采用粘度大，含有極壓添加劑的潤(rùn)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(rùn)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(zhì)

防止腐蝕減少齒輪間的沖擊減少磨損、擦傷等 散熱發(fā)動(dòng)機(jī)油齒輪油工作條件高溫、溫度反復(fù)變化、易混入燃油、有不完全燃燒混合氣體、其他雜質(zhì)齒間承受負(fù)荷大、齒間相互滑動(dòng)、摩擦熱多、潤(rùn)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(jìn)劑、腐蝕抑制劑、增粘劑2.1發(fā)動(dòng)機(jī)油與齒輪油的性能要求差別齒輪油對(duì)基礎(chǔ)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(dòng)的正常運(yùn)行，滿足各種使用條件的要求，使齒輪得到良好的潤(rùn)滑目的，車輛齒輪油應(yīng)滿足以下使用性能要求：潤(rùn)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(rùn)滑性和極壓性高粘度可有效防止齒輪及軸承損傷，減少機(jī)械運(yùn)動(dòng)噪聲并減少漏油低粘度可有效提高機(jī)械效率、加強(qiáng)冷卻和清洗作用，減速散熱，低溫時(shí)能迅潤(rùn)滑性選擇合適的運(yùn)動(dòng)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(xué)反應(yīng)生成反應(yīng)膜，防止齒面發(fā)生擦傷或燒結(jié)的性質(zhì)。四球法試驗(yàn)臺(tái)架試驗(yàn)（2）低溫操作性和粘溫性低溫時(shí)保持必要的流動(dòng)性高溫時(shí)保持一定的潤(rùn)滑性評(píng)價(jià)指標(biāo)傾點(diǎn)、成溝點(diǎn)、粘度指數(shù)、表觀粘度達(dá)150Pa·s時(shí)的度試驗(yàn)證明，對(duì)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(jìn)小齒輪軸承而保證其正常潤(rùn)滑，這個(gè)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(dá)到150Pa·s時(shí)的最高溫度”這一指標(biāo)。（3）熱氧化安定性含義影響評(píng)定試驗(yàn)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(zhì)的能力氧化后會(huì)使油的粘度增加，生成油泥，并且氧化產(chǎn)生腐蝕性的物質(zhì)，會(huì)加速金屬的腐蝕和銹蝕。通過CRCL-60和CRCL-60-1臺(tái)架來評(píng)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(hù)膜，以防止腐蝕性物質(zhì)侵蝕金屬的能力。抗銹性是指齒輪油保護(hù)齒輪不受銹蝕，保證齒輪的使用性能和延長(zhǎng)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(duì)金屬有一定的腐蝕作用。

（5）抗泡沫性齒輪油工作時(shí)在空氣存在的情況下受到劇烈的攪拌，會(huì)產(chǎn)生很多小氣泡。氣泡一旦形成，油和空氣會(huì)一起到達(dá)潤(rùn)滑部位，油就不能充分供給，導(dǎo)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(píng)定試驗(yàn)上述車輛齒輪油的使用性能，都可通過相應(yīng)的試驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)量和評(píng)定。極壓性評(píng)定熱氧化安定性評(píng)定抗腐性和防銹性評(píng)定（1）極壓性評(píng)定四球法試驗(yàn)臺(tái)架試驗(yàn)1）四球法試驗(yàn)四球法是在四球極壓試驗(yàn)機(jī)上評(píng)定潤(rùn)滑劑承載能力的一種方法。GB／T12583—1998《潤(rùn)滑劑承載能力測(cè)定法(四球法)》的方法概要是，在四球極壓試驗(yàn)機(jī)上按等邊四面體排列著4個(gè)鋼球，上球以1400—1500r／min旋轉(zhuǎn)。下面3個(gè)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(duì)鋼球施加負(fù)荷。在試驗(yàn)過程中，4個(gè)鋼球的接觸點(diǎn)都浸沒在潤(rùn)滑劑里。每一級(jí)負(fù)荷每次試驗(yàn)時(shí)間為10s，試驗(yàn)后測(cè)量油盒內(nèi)任何一個(gè)鋼球的磨痕直徑。按照規(guī)定的程序反復(fù)試驗(yàn)，直到求出代表潤(rùn)滑劑承能力的指標(biāo)，包括：最大無卡咬負(fù)荷PB：燒結(jié)負(fù)荷PD等。由不同負(fù)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(fù)荷曲線（圖中曲線ABCD）。PB稱為最大無卡咬負(fù)荷，它表示油膜強(qiáng)度。PD稱為燒結(jié)負(fù)荷，它表示潤(rùn)滑劑的極限工作能力。赫芝線是在靜負(fù)荷條件下，負(fù)荷與彈性變形所形成的凹人面直徑間的關(guān)系。補(bǔ)償線是在存在潤(rùn)滑劑而又不發(fā)生卡咬條件下，下球的磨痕直徑與所加負(fù)荷的關(guān)系。四球極壓試驗(yàn)機(jī)2）臺(tái)架試驗(yàn)車輛齒輪油極壓性的評(píng)定雖可在極壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，但對(duì)使用性能級(jí)別較高的車輛齒輪油的極壓性須采用汽車后橋傳動(dòng)裝置在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行評(píng)定。評(píng)定GL－5車輛齒輪油極壓性的臺(tái)架試驗(yàn)方法：CRCL－37法：評(píng)價(jià)低速高扭矩（相當(dāng)于汽車滿載爬坡的情況）下的極壓性CRCL－42法：評(píng)價(jià)高速和沖擊載荷（相當(dāng)于汽車緊急制動(dòng)時(shí)的情形）下的極壓性。臺(tái)架試驗(yàn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：SH/T0518-1992《車輛齒輪油承載能力測(cè)定法（L-37法）》SH/T0519-1993《車輛齒輪油抗擦傷性能評(píng)定法（L-42法）》車輛齒輪油極壓性臺(tái)架試驗(yàn)（2）熱氧化安定性評(píng)定評(píng)定GL-5車輛齒輪油熱氧化安定性的有代表性的試驗(yàn)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(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，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(qiáng)制氧化50h后測(cè)定正戊烷不溶物、苯不溶物、酸值和運(yùn)動(dòng)粘度等，來評(píng)定汽車齒輪油的熱氧化安定性。熱氧化安定性評(píng)定檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)：SH/T0520—1992《車輛齒輪油熱氧化安定性的評(píng)定法（L－60法）》（3）抗腐性和防銹性評(píng)定抗腐性的測(cè)定按照GB/T5096－1985《石油產(chǎn)品銅片腐蝕試驗(yàn)法》。防銹性多采用CRCL－33防銹性試驗(yàn)法，我國(guó)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)為SH/T0517－1992《車輛齒輪油銹蝕評(píng)定法（L－33法）》。1）銅片腐蝕測(cè)定器4車輛齒輪油的分類目前世界上廣泛采用美國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)（SAE）的車輛齒輪油粘度分類法和美國(guó)石油學(xué)會(huì)（API）的車輛齒輪油使用性能分類法對(duì)車輛齒輪油進(jìn)行分類。SAE粘度 級(jí)號(hào)粘度達(dá)到150pa.s時(shí) 的最高溫度

2100℃時(shí)的運(yùn)動(dòng)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(jí)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(fù)載情況對(duì)車輛齒輪油進(jìn)行質(zhì)量等級(jí)分類，包括GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5、GL-6等六級(jí)。3）我國(guó)車輛齒輪油的分類我國(guó)車輛齒輪油的粘度分類是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB/T17477-1998《驅(qū)動(dòng)橋和手動(dòng)變速器潤(rùn)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(guó)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(biāo)》）。包括80W／90、85W／90和90號(hào)三個(gè)黏度牌號(hào)，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(fù)荷、比較苛刻的手動(dòng)變速器和弧齒錐齒輪的驅(qū)動(dòng)橋。①②中負(fù)荷車輛齒輪油（GL-4）：包括80W／90、85W／90和90號(hào)三個(gè)黏度牌號(hào)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(zhuǎn)矩、高速低轉(zhuǎn)矩下操作的各種齒輪，特別是客車和其他車輛的準(zhǔn)雙曲面齒輪。③重負(fù)荷車輛齒輪油（GL-5）：包括75W、80W／90、85W／90、85W／140、90和140共六個(gè)黏度牌號(hào)。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?zèng)_擊負(fù)荷、低速高轉(zhuǎn)矩、高速低轉(zhuǎn)矩下操作的各種齒輪，特別是客車和其他車輛的準(zhǔn)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(jí)別的選擇粘度級(jí)別的選擇（1）使用性能級(jí)別的選擇按齒輪類型和傳動(dòng)裝置的功能來選擇車輛齒輪油質(zhì)量檔次選擇考慮換油周期較長(zhǎng)等因素。（2）粘度級(jí)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(shí)表觀粘度達(dá)150Pa·s時(shí)的最高溫度100℃運(yùn)動(dòng)粘度最低使用溫度與粘度牌號(hào)高溫能滿足潤(rùn)滑要求（3）齒輪油選用注意事項(xiàng)1）.低級(jí)油不可以用在高級(jí)車輛上，高級(jí)油可以用在低級(jí)車輛上，但是降級(jí)過多會(huì)不經(jīng)濟(jì)。2）.齒輪油的粘度應(yīng)以能保證潤(rùn)滑為宜，應(yīng)盡可能使用適合條件的多級(jí)齒輪油，如果粘度過高，會(huì)使燃料消耗顯著增加。3）.不同等級(jí)的車輛齒輪油不能混用。6在用車輛齒輪油的質(zhì)量與更換和發(fā)動(dòng)機(jī)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(zhì)的變化。當(dāng)使用到一定的時(shí)間后，隨著質(zhì)量、性能變差，為確保潤(rùn)滑條件，必須及時(shí)更換齒輪油。磨合期換油

A極壓性好C

B粘度較低

及時(shí)更換新齒輪組運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)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(dòng)性差。零件表面及潤(rùn)滑油溫度很高，且有金屬屑磨損，易氧化變質(zhì)。車輛齒輪油的更換

定期換油

1根據(jù)車輛的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)特性、運(yùn)行條件和潤(rùn)滑油的質(zhì)量由廠家推薦或用戶自行確定固定換油周期（時(shí)間或里程）。

按質(zhì)換油

2按齒輪油的質(zhì)量更換齒輪油。未來發(fā)展趨勢(shì)。但是需要配備技術(shù)人員和必要的化驗(yàn)設(shè)備。

定期換油同時(shí) 控制油指標(biāo)

3在規(guī)定換油周期的同時(shí)也監(jiān)測(cè)在用油的綜合指標(biāo)，必要時(shí)提前報(bào)廢。項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)方法運(yùn)動(dòng)粘度（100℃）10-20該