车辆齿轮油课件

车辆齿轮油中国石油东北润滑油销售分公司车辆齿轮油中国石油东北润滑油销售分公司1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。车辆齿轮油概述国际上车辆齿轮油至今尚无2API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/T0350－92GL－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，GB13895－92GL－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API车辆齿轮油分类类别使用说明3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－19

CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60

CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60

CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60

CRCL－33CRCL－37CRCL－42CRCL－60

API相应规格GL－5GL－5GL－5GL－5GL－5＋MT－1

美国军用车辆齿轮油规格分类MIL－L－2105MIL－L－4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。车辆齿轮油的台架试验CRCL-37高扭矩试验5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车辆齿轮油的粘度规格粘度牌号粘度150pa·s时最高温度106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我国车辆齿轮油的分类规格组成特性和使用说明对应APICLC精7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极压剂：极压剂是分子中含有氯、硫、磷元素的8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摩擦改进剂9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腐蚀抑制剂：极压剂、抗磨剂是化学活性高的化10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抗氧化剂：齿轮油的氧化与其它润滑油一样也是11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清净剂和分散剂：清净剂和分散剂不是车辆12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粘度指数改进剂：配制低粘度多级车辆齿轮13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。车辆齿轮油的添加剂抗泡剂：硅油是常用的抗泡剂，硅油用量小14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性能要求极压抗磨性优良：车辆齿轮特别是准双曲面齿15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16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。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17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。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18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。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19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。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20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。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21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。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22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。常见问题答疑一些用户反映在使用车辆齿轮油后，在停车保养过程中23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能满足齿轮润滑要求就会产生；点蚀是因为齿轮油润滑性能不足，防腐蚀性能差引起；而断齿与胶合主要是因为齿轮油量不足，或者是修理后齿轮的装配不良，如紧固螺钉拧得太紧，或者齿轮间隙调整不当等，很容易产生断齿或胶合，这种现象与齿轮油质量关系不是很密切。因此发生齿轮失效，一定要看失效形式，然后才能判断由什么原因引起。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？24常见问题答疑高品质润滑油是否额外加添加剂？高品质的润滑油中，每种添加剂都有一个最佳的量，而各种添加剂之间又有一个最佳的平衡，比如，硫化物可以减少磨损，但当添加剂量超过一定值时抗磨性能反而下降；摩擦改进剂可以降低摩擦面之间的摩擦系数，但过多的添加量会破坏湿式离合器的摩擦性能。正因为这样，各大润滑油公司每年投入巨额科研费用，专门研究各种添加剂的添加量及其添加剂的比例，以便研制出高品质的润滑油配方。以下摘录一些著名汽车制造商的声明，供大家参考：Bens（奔驰）：“没有任何即使细微的理由要额外加添加剂。因此，结论很明显，我们不同意在我们的车辆和发动机上使用这些添加剂，因为它们不能提高任何性能，只会引起一些不必要的损失。”BMB（宝马）：“当使用通用的高质量的发动机油时，所有宝马发动机的设计不需要另外加添加剂，厂家拒绝各类额外添加剂，这些添加剂的测试未在计划之中——将来也不会有。宝马不承认任何由外加添加剂引起的任何责任。”世界大润滑油公司和汽车制造商是对的，当你喝饮料时，还需要另外加糖吗？常见问题答疑高品质润滑油是否额外加添加剂？25常见问题答疑使用中两种油品的混兑、替代问题。对不同公司所生产的油品原则上不能混兑，应为各公司所用复合剂配方不同，混兑后很有可能影响油品的使用性能，如非要混兑，一定要先做混兑试验，看有无沉淀产生，无沉淀产生并做实验测试后方可混兑。油品在使用中可用高级别的油替代低级别的油，同类型的油在经过测试后也可替换。常见问题答疑使用中两种油品的混兑、替代问题。26常见问题答疑什么叫多级车辆齿轮油？怎样表示？答：同一种齿轮油，它既具有低粘度齿轮油的性质又具有高粘度齿轮油的性质，这种齿轮油叫多级齿轮油。它用两个数字表示，前一个数字表示这种齿轮油具备的低粘度油性质，即这种齿轮油在冬季使用时具有的粘度等级，所以在这个数字后面加“W”；后一个数字表示这种齿轮油具有的高粘度油性质，即在夏季使用时具有的粘度等级。常见问题答疑什么叫多级车辆齿轮油？怎样表示？27常见问题答疑80W/140GL-5含义是什么？应用情况如何？答：80W/140GL-5意指多级重负荷车辆齿轮油，其中80W表示在-26℃下表观粘度不大于150pa.s，成沟点低于-35℃；140表示在100℃下的运动粘度在24～41m㎡/s之间。应用环境温度为－25～49℃，为我国北方车辆四季通用油。这种大跨度高粘度齿轮油可满足专业运输车队的长途运输需要，广泛用于欧美。调制该档油必须辅加相当数量的低温性能好的高粘度聚α烯烃(PAO)或低分子量聚甲基丙烯酸酯稠化剂，价格要昂贵一些。但驱动桥用油量小，换油期可达6万公里以上，从提高传动效率、有效保护差速器、节省保养费等综合考虑还是经济合算，特别是我国超载卡车更应该使用该档油。常见问题答疑80W/140GL-5含义是什么？应用情况如何？28常见问题答疑为什么要使用多级齿轮油，它有什么优点？答：在严寒的冬季，车辆驱动桥使用的齿轮油因低温粘度太大，低温流动性不好，在低温启动时，小齿轮轴承得不到足够的润滑，使小齿轮轴承常常出现破坏。我们知道，低粘度齿轮有有好的低温流动性，但低粘度齿轮油的高温润滑性不好，容易使齿面发生擦伤、增加磨损、缩短寿命。为保证齿轮油在低温流动性方面尽可能接近低粘度齿轮油水平，使低温启动时齿轮油和轴承得到满意的润滑；而在高温润滑性方面又有较高粘度齿轮油水平，使齿轮在装置达到稳定温度时得到满意的润滑，所以要使用多级齿轮油。常见问题答疑为什么要使用多级齿轮油，它有什么优点？29常见问题答疑齿轮油的100℃运动粘度最低界限是多少？为什么？答：最低界限是4.0m㎡。根据弹性流体润滑理论，液体摩擦引起的扭矩损失随齿轮油粘度下降而变小，但是，粘度小到一定程度后，由于润滑状态从弹性流体润滑区进入混合润滑区，扭矩损失反面增大。齿轮油100℃运动粘度对小齿轮轴承扭矩的影响研究表明，齿轮油粘度为4.0m㎡时，轴承旋转扭矩最小，即齿轮油的轴承效率最高；粘度小于或大于4.0m㎡时，轴承旋转扭矩都增大。可见，70W和75W齿轮油的100℃运动粘度定为4.1m㎡是有道理的。常见问题答疑齿轮油的100℃运动粘度最低界限是多少？为什么？30常见问题答疑为什么低温粘度是冬用车辆齿轮油的关键性指标之一？答：车辆齿轮油的低温粘度对齿轮工作有重要影响，齿轮副多是飞溅式润滑，低温时油品必须具有足够的流动性，齿轮在传动时才能将足够量的油带到齿面及轴承。150Pa.S表观粘度是由不同粘度等级油(75W、80W、85W)在相应低温下(－40℃、－26℃、－12℃)后桥台架试验得出。例如，对75W齿轮同来说，当－40℃表观粘度高于150Pa.S时，环形齿轮不能携带润滑油甩至主动齿轮轴承，此时虽然还能启动，但齿面因润滑不良而产生擦伤磨损。如继续降温，润滑油完全失去流动性，环形齿轮将壳体内润滑油划成沟槽，齿轮干摩擦，齿面烧结，此时车辆无法启动。表观粘度采用GB/T11145车用流体润滑剂低温表观粘度测定法，成沟点采用SH/T0030车辆齿轮油成沟点测定法。在实际使用中，已找出油品表观粘度、成沟点与倾点的可比关系：对大庆石蜡基油而言，其表观粘度达150Pa.S时最高温度与倾点接近，成沟点则比倾点低10℃左右。因此将倾点按150Pa.S时最高温度低2℃控制，一般可满足油品低温性能指标。例如多级油80W/90,其中150Pa.S时最高温度为-26℃,成沟点不高于-35℃，在生产中可将倾点控制在－28℃。当然，每批油在出厂时还应按有关规定做出油品的表观粘度和成沟点数据。常见问题答疑为什么低温粘度是冬用车辆齿轮油的关键性指标之一？31常见问题答疑手动变速器油与驱动桥用油使用同一种油效果如何？答：汽车变速器分手动变速器和自动变速器，我国目前生产的汽车大部分采用手动变速器。手动变速器传动齿轮为圆柱形齿轮，负荷一般不超过2000Mpa，转速较高，工作条件比后桥要温和，应选用较低粘度、含有较少极压剂的齿轮油就可满足。我国大部分汽车生产厂为管理方便，简化用油品种，将变速器统一使用后桥油，这样既影响了变速器齿轮的寿命又降低了传动效率。手动变速器占整个驱动系统能源总损失3.1%，不容忽视。特别是新型汽车采用带同步器的变速器。同步环多为铜制品，对腐蚀要