齿轮油基础知识

关于GL-5+和MIL-L-2105E

  • 内容:

            由于车辆设计的改进和用户的要求的提高,以及换油期的延长,车辆传动部位的润滑要求较过去更加严格,但API GL-5齿轮油规格和标准台架已经发布,应用了30多年,API规格无法满足实际的使用要求和车辆的技术进步。根据实际使用要求,需要对其热稳定性、防腐蚀性、耐久性等加以改进。

    为此,美军推出了MIL-L-2105E后桥齿轮油规格,国外各汽车公司也纷纷在API GL-5基础上添加了特殊要求,日本同时推出了GL-5+规格,美国还推出了PG-1、PG-2车辆齿轮油(PG-1适用于重负荷手动变速器,PG-2适用于后桥传动机构)。各种规格都提高了高温清净性、抗氧化性、抗磨损性、密封适应性和铜合金适应性等,特别是PC-2在150℃的高温下仍具有良好的润滑效果。所以,中国推出了“齿神”GL-5+,该产品等效采用MIL-L-2105E要求和PG-2规范。

车辆齿轮油:PG-2规格与GL-5有何差异?

  • 内容:

       目前GL-5是API(美国石油学会)车辆齿轮油分类的最高质量等级,能够满足大多数车辆驱动桥齿轮正常的润滑需求。随着车辆的升级换代,齿轮承载能力增加导致油温升高,对油品热氧化安定性要求更加苛刻,与此相关,还要求进一步提高油品使用寿命。齿轮油新规格PG-2主要是改进了GL-5主要使用性能,包含了GL-5的评定项目,增加了齿轮剥落试验(Mark Spelling)和密封件适应性试验ASM I 5662,强调了热稳定性、清

    洁性和油封相容性,换油期更长。

MT—1规格

  • 内容:

        1995年发布的API MT-l规格手动变速器油用于卡车和大客车上不带同步器的手动变速器,MT-1与GL-4区别是增加了热氧化安定性、密封材料相容性和耐久循环试验。

齿轮油使用中可能会出现的问题及改进措施(表4-4)

  • 内容:

    4-4齿轮油使用中可能会出现的问题及改进措施

     

    问题

    可能原因

    改进措施

     

     

    腐蚀

    缺少防锈剂

    用含防锈剂的油

    油中含水

    勤排水、勤换油

    油中含腐蚀性的极压剂

    换好油

    油氧化产生的酸性物质导致腐蚀磨损

    勤换油

    污染物

    查找污染源、防止污染物进入油中

     

    泡沫

    缺少抗泡剂、抗泡剂析出

    用含抗泡剂的油、补加抗泡剂

    油面高度不当

    控制加油量

    空气进入油中、油中含水

    防止空气和水进入油中

     

    沉淀或油泥

    添加剂析出

    换油

    遇水乳化

    使用抗乳化性好的油或补加抗乳化剂

    油氧化生成不溶物

    使用氧化安定性好的油

     

    黏度增加

    氧化

    使用氧化安定性好的油

    过热

    避免过热

     

    黏度下降

    增黏剂被剪断

    使用剪切稳定性高的增黏剂

    污染

    查找污染源、防止污染物进入油中

     

    漏油

    齿轮箱损坏

    修理齿轮箱,或暂时用高黏度油

    密封件损伤

    更换密封件

     

     

    不正常发热

    齿轮箱中油太多,或齿轮油箱不足

    控制加油量

    油黏度太大

    降低黏度

    载荷过高

    降低载荷

    齿轮箱外尘土堆积妨碍散热

    清洁齿轮箱外壳及邻接的金属部件

    污染

    主机装配或零件加工时留上的污物

    排掉脏油、清洁齿轮箱、换新油

    由通气孔进入的污染物

    防止污染物由通气孔进入齿轮箱

    齿面磨粒磨损

    磨削或其他污染粒子

    换油、清洁齿轮箱

     

    齿面烧伤

    缺油

    提供足够的油量

    载荷过高

    降低载荷

     

    擦伤

    齿面温度高

    降低操作温度

    油膜破裂

    用极压性更好的齿轮油

    问题

    可能原因

    改进措施

     

     

    点蚀

    油黏度小

    使用高黏度的油

    齿面粗糙

    提高齿面光洁度

    局部压力太高

    用极压性更好的齿轮油

    重载荷下滑动

    增加油的黏度或使用极压齿轮油

     

     

    胶合

    齿面粗糙

    提高齿面光洁度

    安装误差引起的齿轮齿合不良

    改进装配质量

    低温启动不良

    换用低温启动性能好的油品

磨屑对齿轮润滑有什么影响?

  • 内容:

       汽车后桥和手动变速箱采用飞溅式润滑,旋转的齿轮将润滑油喷溅到齿面及轴承上。存在于油中的磨屑对齿轮润滑影响很大,它是一体磨料磨损的原因之  ,同时磨屑也是润滑油氧化的催化剂。齿轮处于运行状态,  定会产生磨损,当然会产生磨屑。但汽车后桥齿轮箱、手动变速箱一般采用磁性塞吸住磨屑,没有外设过滤装置,所以齿轮油必须定期更换。

使用高档车辆齿轮油有哪些好处?

  • 内容:

            高档车辆齿轮油系深度精制的基础油和高质量的添加剂所组成。各种添加剂的用量经过了仔细的平衡,通过了各种严格的实验室试验和后桥齿轮台架试验。高档润滑油具有适当的黏度、优良的承载性、抗磨性热氧化安定性、抗腐蚀性、防锈性、抗泡性和储存稳定性。使用高档车辆齿轮油可有效地保护齿轮,延长齿轮装置的寿命。

        汽车润滑剂的成本只占汽车操作成本的很小部分。以美国统计数字为例,如表4—3所不。

    4-3专业运输车队运营费用比例       %

    燃料

    轮胎

    维修

    折旧

    管理费

    润滑油

    37

    6

    27

    16

    13

    1

    美国115个主要运输车队的统计结果表明,润滑油只占汽车总运营成本的1%。所以,有些用户只考虑润滑油的价格,而不考虑产品质量是不明智的。

        高档油的价格比低档油高,但其使用寿命长,折算为“润滑油消费额/万公里”,其实使用高档油是划算的。另外高档油还可节省燃料,降低保养及大修费用等好处。综合考虑,用高档油更经济,所以润滑油的消费观念应该更新。

市场上的劣质车辆齿轮油能使用吗?为什么还有市场?

  • 内容:

           目前市场上的劣质车辆齿轮油,不能满足现代汽车使用要求。伪劣产品的基础油中加有渣油、沥青劣质橡胶或润滑油溶剂精制的抽出油等,现在市场上很多劣质齿轮油采用非标基础油,这些组分热氧化安定性差、黏温性能差、储存安定性差、低温性能差。伪劣产品中添加剂质量差,多使用氯化石蜡,加量不够或配比不当,性能不好,造成车辆早期快速磨损。元素分析可以发现含有氯元素,会造成腐蚀磨损。使用时黏度增长快、油泥和沉淀多。劣质车辆齿轮油是汽车双曲线齿轮快速、

    异常磨损的主要原因。

        有些伪劣油的效果不是很快可以看出来的,短期内用户不易识别。很多人不了解优质润滑油贵的价值是真正保护机件,错误计较眼前利益,以为买便宜油可省钱,不知这些劣油害了机器,不但要花更多钱去修理,甚至误时误事,机毁人亡。由于伪劣油成本低,利润高,而廉价和灵活的经销手段对很多人具有吸引力,加上很多车主对油品质量的判断能力及油品的重要性认识不足,所以仍有一定的市场空间。

渣油型齿轮油有哪些问题?

  • 内容:

       渣油型齿轮油(黑齿轮油,冬季要烤车)热氧化安定性差、储存时易生成沉淀;由于配方不合理,容易引起锈蚀。此外,渣油型齿轮油使用氯化石蜡,存在腐蚀和毒性问题。渣油型齿轮油标准在中国已经废止,所以,现在生产的渣油型齿轮油,违反了质量法规,是伪劣品。

硫一磷型(GL-5、GL-4)车辆齿轮油比硫一磷一氯一锌型齿轮油(18号双曲线齿轮油)好在哪里?

  • 内容:

    由于润滑油添加剂技术的进步,车辆齿轮油的添加剂已由硫一磷一氯一锌型变成硫一磷型。硫一磷型齿轮油热氧化安定性好、防锈性好等。但硫一磷一氯一锌型齿轮油(18号双曲线齿轮油)添加剂用量大、长期储存易生成沉淀、遇水易水解造成腐蚀。 

    国内外均已强制淘汰18号双曲线齿轮油。

为什么国内汽车厂仍用四球机极压试验来判断车辆齿轮油的质量?

  • 内容:

       车辆齿轮油质量等级的判断是以标准台架数据为准,但标准台架试验费用高、周期长、可操作性差,一般在产品定型试验时采用。但国内市场车辆齿轮油假冒伪劣产品多,部分产品不加添加剂,导致汽车齿轮快速、异常磨损,对这类油品来说四球机极压试验是最好的、最快的判断办法,所以国内汽车厂仍用四球机极压试验来判断车辆齿轮油的质量。

    但四球机极压试验不能作为准确、有效判断车辆齿轮油质量的充分依据。

车辆齿轮油的极压性是否越高越好?

  • 内容:

       回答是否定的。齿轮油的极压性太强,易造成腐蚀性磨损。车辆齿轮油应具有适度的极压性,以维持适当的承载性和抗腐蚀性。过去常用四球机极压试验来评价车辆齿轮油,以为最大无卡咬负荷和烧结负荷越大越好,这种观点是错误的。况且不同类型的极压剂在四球机试验中的表现是不同的,例如,硫一磷一氯一锌型油的P。值就比硫一磷型油高,但不能就由此得出前者的承载能力比后者高的结论。实际上,硫一磷型复合剂的用量只有硫一磷一氯一锌型复合剂的一半,但承载能力相当甚

    至更好。

如何选用车辆齿轮油的黏度级别?

  • 内容:

         原则上,气温低、负荷小的条件下,可选用黏度较小的车辆齿轮油;气温较高、负荷较重的条件下,可选用黏度较大的油品。

        (1)选用车辆齿轮油黏度等级,主要根据其使用环境的最低气温和最高气温。齿轮油的黏度应保证最低温度下的车辆顺利起步,又能满足油温升到最高后的润滑要求。一般情况下中国南方地区可选用90号或140号油,东北及西北寒区宜选用80W/90或75W/90号油。其余中部地区宜选用85W/110或85W/140号油。

        (2)对于重载或道路条件恶劣的车辆,应选用高一级别黏度牌号车辆齿轮油。

        (3)选用齿轮油时应根据当地的环境温度及车辆的实际使用情况来决定。一般夏天选用齿轮油的黏度高一些,如140或85W/140。冬季选用黏度低一些的齿轮油,如90或80W/90。在重载、道路条件恶劣或齿轮机构有相当磨损量的条件下,应选择高一级别黏度牌号的齿轮油。在车辆各传动装置对齿轮油使用性能要求相差不大的情况下,可选用同一性能级别的齿轮油。

        (4)不要误以为高黏度齿轮油的润滑性能好。使用黏度太高标号的齿轮油,将会使燃料消耗显著增加,特别是对高速轿车影响更大,应尽可能使用合适的多级齿轮油。在保证润滑条件的前提下,应选用黏度级别低、多级的齿轮油。

如何选用车辆齿轮油质量等级?

  • 内容:

           车辆齿轮油的选用原则主要根据驱动桥类型、工况条件、负荷及速度等确定油品使用的质量等级,根据最低环境使用温度和传动装置最高操作温度来确定油品黏度等级。

        一般情况下,螺旋伞齿轮驱动选用GL-3;中等速度和负荷的单级准双曲面齿轮,齿面平均接触应力在1500MPa以下,国产轻型汽车后桥、汽车手动变速箱选用GL-4车辆齿轮油;高速重载双曲线齿轮、齿面接触应力高达2000~4000MPa,滑动速度为10m/s,必须选用GL-5车辆齿轮油。

车辆齿轮油适用环境温度(表4-2)

  • 内容:

    4-2车辆齿轮油适用环境温度

    黏度级别

    运动黏度(100℃)-(mm²/s

    环境温度/℃

    黏度

    级别

    运动黏度(100℃)-(mm²/s

    环境温度/℃

    70W

    ≮4.1

    -45~0

    190

    32.5~<41.0

    0~<+50

    75W

    ≮4.1

    -35~+10

    250

    >41.0

    0~<+50

    80W

    ≮7.0

    -26~+10

    75W/90

    13.5<18.5

    -35~+40

    85W

    ≮11.0

    -15~+10

    80W/90

    13.5<18.5

    -26~+40

    90

    13.5~<18.5

    -12~+40

    85W/90

    13.5<18.5

    -15~+40

    110

    18.5~<24.0

    -9~+45

    85W/110

    18.5<24.0

    -15~+45

    140

    24.0~<32.5

    -5~+50

    85W/140

    24.0<32.5

    -15~+50

85W/90”的含义是什么?

  • 内容:

           85W/90代表多级车辆齿轮油的黏度等级,其中85W表示在-12℃下表观黏度不大于150000mPa·s,90表示100℃下运动黏度在13.5~18.5mm²/s之间。w是英文单词“冬季”(Winter)的第一个字母,表示此油可在低温下使用。

        多级车辆齿轮油比单级油的使用温度范围宽,具有良好的低温启动性和良好的高温润滑性,并具有定节能效果。

车辆齿轮油黏度分类

  • 内容:

    车辆齿轮油黏度分类按SAE J306分类,如表4-1所示。

    4-1车辆齿轮油黏度分类

    黏度

    等级

    黏度为150000mpa·s时

    最高温度/℃

    运动黏度(100℃)/(mm²/s)

    最低

    最高

    70W

    -55

    4.1

    ——

    75W

    -40

    4.1

    80W

    -26

    7.0

    ——

    85W

    -12

    11.0

     

    80

    ——

    7.0

    小于11.0

    90

    ——

    13.5

    小于18.5

    110

    ——

    18.5

    小于24.0

    140

    ——

    24.0

    小于32.5

    190

    ——

    32.5

    小于41.0

    250

    ——

    大于41.0

    ——

中国车辆齿轮油分类和基本用途

  • 内容:

      中国车辆齿轮油根据组成特性和作用要求分为普通车辆齿轮油、中负荷车辆齿轮油、重负荷车辆齿轮油三个品种,分别相当于API分类的GL-3、GL-4、GL-5。其中:

        GL-3用于手动变速器,螺旋伞齿轮的驱动桥;

        GL-4用于手动变速器,螺旋伞齿轮、使用条件不太苛刻的准双曲面齿轮的驱动桥;

        GL-5用于使用条件苛刻的准双曲面齿轮及其他条件齿轮的驱动桥。

中国车辆齿轮油质量等级分类

  • 内容:

          中国车辆齿轮油等效采用美国API的质量等级分类,以GL开头,根据1、2、3、4、5顺序排列,数字越大,质量等级越高,如图4-1所示。GL-1、GL-2、GL-3已被API淘汰,中国目前还保留了GL-3规格。

中国齿轮油是如何分类的?

  • 内容:       中国齿轮油分两大类,一类是车辆齿轮油,包括手动变速箱齿轮油和后桥齿轮油;另一类是工业齿轮油,工业齿轮油又分为工业闭式齿轮油、蜗轮蜗杆油、工业开式齿轮油二种。