車輛齒輪油主要用于變速器、分動(dòng)器、主減速器、轉(zhuǎn)向機(jī)等傳動(dòng)機(jī)件摩擦處。與發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油的工作條件相比,齒輪油的工作溫度不是很高,但油膜承受的單位壓力很大,且齒輪油還在速度變化大的工作條件下工作,因而對車輛齒輪油使用性能的要求與發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油有所區(qū)別。

1.車輛齒輪油的使用性能

車輛齒輪油在齒輪傳動(dòng)中的主要作用是減少摩擦、降低磨損、冷卻零部件,同時(shí)還可以緩和振動(dòng)、減少?zèng)_擊、降低噪聲、防止銹蝕以及清洗摩擦表面?；谏鲜龉ぷ饕?車輛齒輪油應(yīng)具備如下性能。

(1)潤滑性和低溫操作性。

為使車輛齒輪油的潤滑性和低溫操作性良好,應(yīng)具有適當(dāng)?shù)酿ざ群土己玫酿匦?。黏度不能過低,以保證形成油膜,實(shí)現(xiàn)液體潤滑狀態(tài)。為帶走摩擦產(chǎn)生的熱量和在低溫時(shí)迅速供油,齒輪油的黏度又不能過大,否則會(huì)加大傳動(dòng)負(fù)荷,使機(jī)械效率降低。

為了保證車輛齒輪油具有良好的低溫操作性,規(guī)定了傾點(diǎn)、成溝點(diǎn)、黏度指數(shù)、表觀黏度達(dá)150Pa·s時(shí)的溫度等評價(jià)指標(biāo)。

成溝點(diǎn)是指在規(guī)定的試驗(yàn)條件下,試油成溝的最高溫度。把容器內(nèi)的試驗(yàn)油樣在規(guī)定的溫度下放置18h,然后用金屬片把油切成一條溝,10s后觀測油的流動(dòng)情況。若10s內(nèi)試油流回并完全覆蓋試油容器底部,則報(bào)告試樣不成溝,反之則試樣成溝。

試驗(yàn)證明,對雙曲線齒輪式主減速器,齒輪油表觀黏度小于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滑,這個(gè)黏度是汽車低溫起步的極限黏度。因此,汽車齒輪油規(guī)格中均規(guī)定了 “黏度達(dá)150Pa·s時(shí)的最高溫度”這一指標(biāo)。“黏度達(dá)150Pa·s時(shí)的最高溫度”是車輛齒輪油SAE黏度分類的依據(jù)之一。

(2)極壓性。

在正常工作條件下,齒輪處于彈性流體動(dòng)力潤滑狀態(tài),但當(dāng)汽車在重載荷啟動(dòng)、爬坡或遇到?jīng)_擊載荷時(shí),齒面接觸區(qū)有相當(dāng)一部分處于邊界潤滑狀態(tài),汽車雙曲線齒輪的齒面負(fù)荷高達(dá)1.7GPa,沖擊載荷高達(dá)2.8GPa。因此,齒輪油要求在較高的負(fù)荷下還能保持有足夠厚的油膜。齒輪油的黏度增加有利于承載能力的提高,但黏度過大會(huì)增加摩擦損失,所以汽車齒輪油中一般都加有極壓抗磨添加劑。

(3)熱氧化安定性。

車輛齒輪油抵抗高溫條件下氧化作用的能力,叫作熱氧化安定性。由于汽車主減速器使用的齒輪油工作溫度較高,齒輪油的氧化傾向增大,加之齒輪箱中金屬的催化作用,容易使齒輪油的使用性能變壞。因此,要求齒輪油在較高溫度下不易氧化變質(zhì),車輛齒輪油應(yīng)具有良好的熱氧化安定性。

(4)抗腐性和防銹性。

在車輛齒輪傳動(dòng)裝置的工作條件下,齒輪油防止齒輪、軸承腐蝕和生銹的能力叫作抗腐性和防銹性。

齒輪傳動(dòng)裝置可能從外界滲入水分,工況變化、冷熱交替也可能出現(xiàn)冷凝水分。油內(nèi)的水分和氧化生成的酸性產(chǎn)物,是齒輪和軸承腐蝕、生銹的主要原因。此外,齒輪油內(nèi)極壓抗磨劑的作用實(shí)際上是一種控制性的腐蝕現(xiàn)象,對金屬有一定的腐蝕作用。極壓抗磨劑的活性越強(qiáng),腐蝕作用越大。生銹和腐蝕將加速磨損,使材料強(qiáng)度降低。因此,齒輪油應(yīng)該選擇適當(dāng)?shù)臉O壓抗磨劑和加入抗腐劑及防銹劑。

2.車輛齒輪油的分級

與發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油一樣,汽車齒輪油也是按SAE黏度和API使用性能來分級的。

(1)SAE黏度分級。

一般齒輪油按黏度分為五個(gè)牌號,即75W、80W、85W、90W、140W。在黏度分類中,與發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油一樣,W表示冬季用油,85W/90表示多級油。但數(shù)字表示的黏度大小不同,如:SAE90齒輪油黏度大致與SAE40、SAE50發(fā)動(dòng)機(jī)潤滑油黏度相同;75W齒輪油黏度低于發(fā)動(dòng)機(jī)油SAE30的黏度。各種黏度牌號齒輪油適用的環(huán)境溫度范圍見表4-11。

表4-11 各種黏度牌號齒輪油適用的環(huán)境溫度范圍 ℃

(2)API使用性能分級。

我國汽車齒輪油API使用性能分級共有三級,即普通汽車齒輪油 (GL-3)、中負(fù)荷汽車齒輪油 (GL-4)、重負(fù)荷汽車齒輪油 (GL-5),通常后兩種又稱為雙曲線齒輪油。三種齒輪油的特點(diǎn)和常用部位見表4-12。

表4-12 三種齒輪油的特點(diǎn)和常用部位

3.車輛齒輪油使用注意事項(xiàng)

(1)車輛齒輪油的選擇。

1)使用性能級別的選擇。

車輛齒輪油使用性能級別主要根據(jù)齒面壓力、滑動(dòng)速度和油溫等工作條件進(jìn)行選擇,而這些工作條件又取決于傳動(dòng)裝置的齒輪類型。例如:雙曲線齒輪式主減速器工作條件苛刻,對齒輪油使用性能要求高,一般選用重負(fù)荷車輛齒輪油。

為減少用油級別,在汽車各傳動(dòng)裝置對齒輪油使用性能級別要求相差不太大的情況下,可選用同一級使用性能的齒輪油。

2)黏度級別的選擇。

車輛齒輪油黏度級別主要根據(jù)環(huán)境最低氣溫進(jìn)行選擇。例如黏度級為75W、80W和85W的雙曲線齒輪油的最低使用溫度分別是-40℃、-26℃和-12℃。

也就是說,車輛使用地區(qū)的最低溫度不應(yīng)低于所選齒輪油上述各溫度。

(2)車輛齒輪油的使用。

1)性能級別低的齒輪油不可以代替高級別的齒輪油使用。例如將普通齒輪油加在雙曲面齒輪驅(qū)動(dòng)橋中,將使齒輪很快地磨損和損壞;性能級較高的齒輪油可以用在要求較低的車輛上,但過多降級使用,經(jīng)濟(jì)上不合算。

2)使用黏度牌號過高的齒輪油,將使燃料消耗顯著增加,特別是對高速轎車影響更大,應(yīng)盡可能使用合適的多級齒輪油。

3)齒輪油的使用壽命較長,如使用單級油,在換季維護(hù)時(shí)放出的舊油不到換油指標(biāo)時(shí),可在再次換油時(shí)加入使用。按換油周期更換新油時(shí),應(yīng)趁熱將舊油放凈,并清洗齒輪箱。