车辆齿轮油

车辆齿轮油中国石油东北润滑油销售分公司车辆齿轮油概述国际上车辆齿轮油至今尚无统一的规格标准，ISO一直未发布车辆齿轮分类标准和产品规格；各国广泛采用API使用分类和美国军用车辆齿轮油规格MIL，API使用分类中GL－1、GL－2、GL－3和GL－6已经过时不再使用，只有GL－4、GL－5和MT－1为有效分类。API车辆齿轮油分类类别使用说明•GL－1不加添加剂•GL－2加少量添加剂•GL－3用于手动变速箱及螺旋伞齿轮驱动桥SH/T0350－92•GL－4重负荷螺旋伞齿轮和双曲线齿轮•GL－5重负荷双曲线齿轮，GB13895－92•GL－6高偏置双曲线齿轮•MT－1客车和重型卡车非同步手动变速器美国军用车辆齿轮油规格分类MIL－L－2105MIL－L－2105BMIL－L－2105CMIL－L－2105DMIL－L－2105E发布时间19501962197619871997评定台架L－21L－13L－20L－19CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60API相应规格GL－5GL－5GL－5GL－5GL－5＋MT－1车辆齿轮油的台架试验CRCL-37高扭矩试验用来评定齿轮润滑剂承载能力、磨损及极压特性，以评定APIGL-5车辆齿轮油。CRCL-42高速冲击试验用来评价齿轮润滑剂的抗擦伤性能，以评定APIGL-5车辆齿轮油CRCL-33齿轮润滑剂的潮湿腐蚀试验用来评价含水齿轮油对金属零件的腐蚀情况，以评定APIGL-5车辆齿轮油。CRCL-60齿轮润滑剂热氧化安定性试验用来评定齿轮油的热氧化安定性，以评定APIGL-5车辆齿轮油。车辆齿轮油的粘度规格粘度牌号粘度150pa·s时最高温度100℃运动粘度mm2/s70W－55℃4.1～75W－40℃4.1～80W－26℃7.0～85W－12℃11.0～9013.5～2414024～4125041～GB7631.7－89我国车辆齿轮油的分类规格组成特性和使用说明对应APICLC普通精制矿油加抗氧剂、防锈剂、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螺旋伞齿轮的驱动桥GL-3CLD中负荷精制矿油加抗氧剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成，适用于在低速高扭矩、高速低扭矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其它各种车辆用的准双曲面齿轮GL-4CLE重负荷精制矿油加抗氧剂、防锈剂、抗泡剂和极压剂等制成，适用于在高速冲击负荷，高速低扭矩物低速高扭矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其它各种车辆GL-5GB7631.7-89车辆齿轮油的添加剂•极压剂：极压剂是分子中含有氯、硫、磷元素的化合物，在摩擦而后高温条件下与金属发生化学反应，生成氯化铁、硫化铁、磷酸铁薄膜、防止金属表面上的凸起点直接接触。目前常用的极压剂为含硫添加剂的和含磷添加剂。含硫极压剂与金属反应生成FeS和FeS2外，还Fe2S4。近代的车辆齿轮油使用最多的含硫极压剂是硫化烯烃。硫化烯烃在高冲击载荷条件下能有效地防止齿面损伤。含磷极压剂例如磷酸酯，在金属表面上吸附，由于加水分解反应变成酸性酯与金属反应生成磷酸盐，起防止磨损的作用。含磷化合物经常被称做抗磨剂。在高扭矩苛刻运转条件下能防止齿面磨损、点蚀和剥落。根据其结构大体可分为亚磷酸酯及其胺盐、磷酸酯及其胺盐、硫代磷酸酯及其胺盐、硫磷酸复酯胺盐等。车辆齿轮油的添加剂•摩擦改进剂•为使限滑差速器正常工作，减少汽车转变时限滑差速器摩擦片的震动和噪音，车辆齿轮油中须加入摩擦改进剂。在边界润滑条件下，摩擦改进剂的极性基因由于物理吸附或化学吸附作用吸附在金属表面上，形成吸附膜，降低摩擦系数。车辆齿轮油的添加剂•腐蚀抑制剂：极压剂、抗磨剂是化学活性高的化合物，效易引起金属的腐蚀和渗蚀，因此，车辆齿轮油中应加入腐蚀抑制剂。杂环化合物如噻二唑及苯三唑衍生物是铜腐蚀抑制剂。碱性和中性磺酸盐、烯基丁二酸、烯基十二酸半酯等齿轮油常用的防锈剂。对于确定车辆齿轮油配方，必须仔细地平衡极压性和防锈性，因为防锈剂会降低极压剂的效果。车辆齿轮油的添加剂•抗氧化剂：齿轮油的氧化与其它润滑油一样也是烃类退化分枝链代式反应，屏蔽酚型和芳香胺型抗氧剂在齿轮油中有一定的效果，硫磷型齿轮油中的极压剂，如硫烯、磷酸酯、亚磷酸酯、硫代磷酸酯及其衍生物，除极压性还具有抗氧化性，故硫磷型车辆齿轮油常常不另加抗氧剂。车辆齿轮油的添加剂•清净剂和分散剂：清净剂和分散剂不是车辆齿轮油添加剂酸方的必要组分。但加入清净剂或分散剂有助于提高齿轮油的清净性，防止油泥和沉淀的产生。近年来，随着对车辆齿轮油的热氧化安定性要求的提高，有些车辆齿轮油添加剂配方中加入分散剂或清净剂，如碱土金属盐型清净剂或无灰分散剂，以保持齿轮装置的清洁。车辆齿轮油的添加剂•粘度指数改进剂：配制低粘度多级车辆齿轮油，如75W/90车辆齿轮油须加粘度指改进剂。齿轮油在使用过程中受到强烈剪切，剪切速率可达108S-1。高分子粘度指数改进剂剪切安定性差，不能用于齿轮油，必须使用低分子量聚合物。75W/90车辆齿轮油常用低分子量聚甲基丙烯酸酯做增粘剂，其低温粘度较小。聚烯烃类粘度指数改进剂低温粘度大，不能用于75W/90车辆齿轮油，但可用于其它齿轮油。车辆齿轮油的添加剂•抗泡剂：硅油是常用的抗泡剂，硅油用量小，10-100ppm就有效，但贮存稳定性不好，易从油中析出，近年来齿轮油用非硅抗泡剂，是丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯聚合物，贮存稳定性较好。车辆齿轮油的性能要求•极压抗磨性优良：车辆齿轮特别是准双曲面齿轮，齿面所承受的负荷极高，可达2.5-4GPa，润滑油膜容易破裂、胶合与磨损，寿命很短。•适当的粘度和粘温特性：车辆齿轮油的粘度性质应保证在最低工作温度下的最大粘度能保证车辆不经预热可以顺利启动，在一般运行工况下，齿轮油内摩擦损耗不应当使传动机构的有效传动功率明显下降，在最高工作温度时的粘度须保证齿轮的正常润滑。•热氧化安定性好：车辆齿轮传动装置中的润滑油温度较高，变速箱油温约60-70℃，差速器油温在70℃以上，一些小汽车的准双曲面齿轮差速器油温可达120-130℃。夏季气温较高，油温也较冬季为高。有的氧化速度加快，因此要求齿轮油有较好的热氧化安定性。•不产生腐蚀、泡沫少、抗乳化安定性好，不使橡胶密封件材料溶胀和硬化等要求车辆齿轮油的选用•根据齿轮类型、工作条件如负荷、速度等确定油品的使用等级。通常情况下，为保证齿轮的正常润滑，引进车型及进口汽车的驱动桥必须使用重负荷车辆齿轮油GL-5，机械变速器用中负荷车辆齿轮油GL-4。采用双曲线齿轮驱动桥的国产汽车，可以用GL-4或GL-5齿轮油。•根据最低使用环境温度和传动装置最高运行温度来确定油品的粘度等级。一般气温高、负荷大的车辆齿轮油可选用粘度较大的油。粘度牌号适用环境温度（℃）75W－57～1080W/90－25～4985W/90－15～49140－7～49粘度的使用意义•齿轮油在使用过程中必须保持足够的粘度，才能够在摩擦表面形成油膜，减少磨损，如果粘度过低，产生摩擦事故。•油品经过长时间的使用后，所含的抗氧剂消耗殆尽，不能阻止氧化连锁反应的进行，油品中的金属粉末和氧化产物又促进了氧化反应的进一步深化，通过缩合、聚合反应生成高分子聚合物，如胶质、沥青质和油泥等，促使油品粘度上升；此外，添加剂的氧化分解也是粘度上升的原因之一。润滑油在使用过程中粘度一般呈上升趋势，但也会有部分下降的趋势。这是因为为了提高油品的粘温性能，在油品中通常加入了乙丙共聚物、聚甲基丙烯酸酯等高分子聚合物作为粘度指数改进剂。在使用中由于机械剪切和热氧化分解等原因使分子链断裂，从而使油品粘度下降。酸值的使用意义•在新油或使用过的油品中，酸性组分包括有机酸、无机酸、酯累、酚类化合物、内酯、树脂及重金属盐类、胺盐和其它弱碱的盐类、多元酸的酸式盐，以及某些抗氧剂、防锈剂和清净添加剂。齿轮油使用中一方面因基础油的氧化引起酸值上升，另一方面因酸性添加剂的损耗引起酸值的下降，宏观上表现出的酸值变化是这两种作用的综合效应。所以在使用中可能会呈现出以下四种情况：（a）在一定范围内波动，无明显上升或下降；（b）缓慢上升；（c）缓慢下降；（d）开始阶段下降，经一定时间后又转为上升。水分的使用意义•使用中的齿轮油由于油箱密封不严及开、停时温度变化引起的呼吸作用，空气中凝缩水的混入是很难避免的，有时混入油中的水又可因温度上升而蒸发，并通过呼吸作用从油中逸出，所以一般含水量都很低。车辆齿轮油运行6.0~6.4×104Km时含水量大都在0.2%以下，运行里程即使再增加，含水量也很少增加。工业齿轮油运转一年甚至更多时间，含水量仍为无或痕迹。•润滑油中的水会加速油品的老化，腐蚀金属，造成添加剂的分解，还可在极压剂等表面活性物质的作用下造成油的乳化，从而使粘度和不溶物上升、酸值下降。铁含量的使用意义•未经磨合的新齿轮或齿面严重磨损的齿轮，因表面粗糙、凹凸不平极易被磨损，造成含铁量的迅速增加，引起摩擦副的磨损，加速润滑油的氧化。车辆齿轮油由于油量较少，含铁量可达到1000ppm甚至10000ppm；而工业齿轮油即使齿面损伤严重，长时间运行也大都在200ppm以下。机械杂质和不溶物•润滑油中的颗粒污染物分为有机物和无机物两大类。有机污染物一般是润滑油的氧化产物，轻度的氧化产物可以溶于有机溶剂中，但深度氧化生成的树脂状物质就不能溶于有机溶剂中。它们会造成磨损，堵塞滤油器、油线管道、润滑油槽或者沉积在摩擦部件表面影响散热。•测定油中的不溶物油不同的方法。一般用正戊烷不溶物和甲苯不溶物表示，正戊烷不溶物代表油泥的总量，甲苯不溶物一般情况下可认为代表金属粉末、尘埃等的总量。因此二者之差值基本上就是齿轮油老化生成物（含析出的添加剂及其分解物）的量。•车辆齿轮油在使用中正戊烷不溶物呈明显上升趋势。相反，工业齿轮油使用中正戊烷不溶物的增长不很明显。添加剂损耗的意义•润滑油在使用中其所含的添加剂不断与摩擦面或氧化物反应消耗，含量逐渐下降，下降至一定水平后消耗速率趋缓。添加剂的损耗通常通过测定其有效化合物（化学结构）和添加剂中活性元素的含量来表示。但由于添加剂在润滑油中的含量很低，测定其含量变化涉及到复杂的分析方法和大型分析仪器，应此一般油品不进行此项分析。常见问题答疑•一些用户反映在使用车辆齿轮油后，在停车保养过程中发现车辆齿轮箱发热，温度过高，有时候换用另外一个品牌的齿轮油就没有这种情况，因此与齿轮油销售商产生纠纷。车辆齿轮箱发生不正常发热是怎么一回事呢？与齿轮油的质量有没有关系呢？•车辆齿轮箱不正常发热的原因通常有六个：•（1）齿轮箱中油太多；•（2）油粘度太大；•（3）齿轮上的油量不足；•（4）载荷过高；•（5）箱外有尘土，妨碍散热；•（6）选用的齿轮油级别太低。•如果一直使用同一个品牌同一种油品，发生偶尔或者间接性的发热，有可能是油量太多或者不足引起，也有可能是行使时偶尔过载引起；如果换用其他品牌情况不同，就是选用不当引起，如果选用低级别油品，如GL-3，会因为润滑不足而发热；如果是选用140粘度的油品发热，可以换用90油品，减少因为粘度过高而发热的可能。对使用上的问题，应该要具体到某一辆车的具体使用情况而有针对性地解决问题。常见问题答疑•齿轮失效的主要形式是什么？哪些与润滑油质量有关？•齿轮失效的主要形式有断齿、磨损、点蚀、胶合。•断齿：是在齿轮传动中由于各种以外原因，一个或多个轮齿折断使齿轮失效；•磨损：齿轮传动过程中，齿面上的相对滑动会引起磨损；•点蚀：齿轮传动过程中，齿轮接触面上各点的接触应力呈脉动循环变化，经过一段时间后，会由于接触面上金属的疲劳而形成细小的疲劳裂纹，裂纹的扩展造成金属剥落，形成点蚀；•胶合：当齿轮在高速、大载荷或润滑失效的情况下，两齿面直接接触形成局部高温，接触区出现较大面积粘连现象，为胶合。•合理润滑可以明显延缓或防止齿轮的失效。一般情况下，磨损是因为齿轮油极压抗磨性能不