5第五章 车辆齿轮油

主要根据最低气温和最高气温，并同时考虑换油周期较长的因素 。
低温能够起步
高温满足润滑要求
表观黏度达150Pa·s时的最 高温度
100℃运动黏度
表5-8 最低使用温度与黏度牌号
最低使用温度/℃
SAE黏度等级
最低使用温度/℃
SAE黏度等级
-40
75W/90
-30
80W/90
-20
75W/90
-10
80W/90
齿轮油中应加入适当的极压抗磨剂、 抗腐剂和缓蚀剂，使车辆齿轮油具有良 好的抗腐性和缓蚀性。
五、抗泡沫性
齿轮油工作时在空气存在的情况下受到剧烈的搅 拌，会产生很多小气泡。它们上升到液面若能很快消 失就不会影响使用，但若形成安定的泡沫则会发生溢 流和磨损等现象。在齿轮油中，气泡一旦形成，油和 空气会一起到达润滑部位，油就不能充分供给，导致 齿轮磨损和胶合等被破坏。
车辆齿轮油》和 GB 13895—1992《重负荷车辆齿轮油（GL—5）》
1. 普通车辆齿轮油（GL—3 ）
分类：80W/90、85W/90和90三个黏度牌号 主要成分：精制矿物油加抗氧剂、缓蚀剂、抗泡剂和少量极压剂等 适用范围：中等速度和负荷、比较苛刻的手动变速器和弧齿锥齿轮的驱动桥
2. 中负荷车辆齿轮油（GL—4 ）
新配合部件各 部分间隙较小 ，在磨合期应 选用黏度较低 的齿轮油使摩 擦表面得到良 好的润滑。
零件表面及润 滑油温度很高 ，且有金属屑 磨损下来起催 化作用，易使 齿轮油氧化变 质。
二、车辆齿轮油的更换
定期换油
1
根据车辆的传动 结构特性、运行 条件和润滑油的 质量由厂家推荐 或用户自行确定 固定换油周期（ 时间或里程）。
我国相应标准为SH/T 0517——1992《车辆齿轮油锈 蚀评定法（L—33法）》
第三节 齿轮油的分类与规格
一、车辆齿轮油的分类
1. SAE车辆齿轮油黏度分类
SAE J306—2005《车辆齿轮油黏度分类 》
该标准采用含有尾缀字母W和不含尾缀字母w两种黏度等级系列。黏度等 级代号由一组数字和字母W(70W、75W、80W、85W)或一组数字(80 、85、 90、110、140、190、250)组成，共11种。含有尾缀字母W是冬用齿轮油， 是根据齿轮油黏度达到150Pa·s的最高温度和1000C时的最小运动黏度划分的 。不带尾缀W的是夏用齿轮油，以1000C的运动黏度范围划分的。
第一节 车辆齿轮油的性能
减少摩擦 减少磨损、擦伤等
散热
功能要求
去掉金属间杂质 防止腐蚀
减少齿轮间的冲击
较好的热稳定性、氧安定性、防锈性、 抗泡沫性、低温性、贮存稳定性
一、润滑性和极压性
润滑性 极压性
选择合适 的
运动黏度
高黏度
可有效防止齿 轮及轴承损伤 ，减少机械运 动噪声并减少 漏油
低黏度
可有效提高机 械效率、加强 冷却和清洗作 用，减速散热 ，低温时能迅 速供油
三、热氧化安定性
含义
指齿轮油在 空气、水分 、金属的催 化作用和热 作用下抵抗 氧化变质的 能力
影响
氧化后会使油 的黏度增加， 生成油泥，影 响油的流动， 降低齿轮油的 使用期，并且 氧化产生腐蚀 性的物质，会 加速金属的腐
蚀和锈蚀。
评定试验
齿轮油氧化后生
成的沉淀物是极性 物质，油中添加剂 也大多是极性化合 物，添加剂容易吸 附在沉淀物上，随 沉淀物一起从油中 析出。沉淀还会影 响密封件使其硬化 ，沉淀覆盖在零件 表面形成有机薄膜 ，影响散热。
车辆齿轮油的黏度等级不同于发动机润滑油的黏度等 级。当车辆齿轮油与发动机润滑油有相同的黏度时， 根据两黏度分类规定的黏度等级相差很大。
2. API车辆齿轮油使用性能分类
根据齿轮的形式和负载情况对车辆齿轮油进行质量等级分类，该分类将车辆齿轮油分为 GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5、GL-6六级。
齿轮，特别是客车和其他车辆的准双曲面齿轮。其规格见表5-7
第四节 车辆齿轮油的选用
车辆齿轮油的选择包含齿轮油使用级别的选择和黏度级别的选择两个方面
一、使用性能级别的选择：
车辆齿轮油使用级别一般按齿轮类型和转动装置的功能来选 一般来说，对准双曲面齿轮式主减速器或工作条件苛
刻的其他齿轮式主减速器一定要选择GL—4以上的齿轮油。 手动变速器，负荷一般较低，转速较快，容易形成流体
普通齿轮油 中负荷齿轮油 重负荷齿轮油
80W/90、 85W/90、90
80W/90、 85W/90、90
75W、80W/90、 85W/90、90、 85W/140、140
二、我国车辆齿轮油的规格
我国现行的车辆齿轮油的规格或安全使用技术条件有： SH/T 0475—1992《普通车辆齿轮油换油指标》；JT 224—2008《中负荷
是指齿轮油中的极压抗磨剂在高 压、高速、高温的苛刻工作条件 下，能在齿面上与金属发生化学 反应生成反应膜，防止齿面发生 擦伤或烧结的性质。有时也叫承 载能力或抗胶合性
二、低温操作性和粘温性
低温时保持必要的流动性
高温时保持一定的润滑性
评价指标
指在规定的试验条件下，试油成沟 的最高温度
倾点、成沟点、黏度指数、表观黏度达150Pa·s时的温度
BC段： 超过最大无卡咬负荷后，油膜开始破裂，磨损增加，但此时摩擦表面间温度上升 还不太高，还不足以使润滑油中的极压抗磨添加剂发挥作用，此段称为延迟卡咬区
CD段： 超过C点以后，摩擦面间的局部温度已升高到足以使润滑油中的极压抗磨添加剂 的活性元素与摩擦表面作用而生成反应膜，因而仍能在更高的负荷下工作，CD段 为接近卡死区
把容器内的试验油样在规定温度下放置18h，然后用金属片把油切成一条沟， 10s后观察油的流动情况。若10s内试油流回并完全覆盖试油容器底部，则报告试 样不成沟，反之则报告试样成沟。
试验证明，对准双曲线齿轮式主减速器，齿轮油表观黏度 小于150Pa·s，汽车起步后能在15s内流进小齿轮轴承而保 证其正常润滑，这个黏度为汽车低温起步的极限黏度，因 此汽车齿轮油规格中规定了“黏度达到150Pa·s时的最高 温度”这一指标。
醇类
破坏已产生的泡沫
减
少
泡
沫
抗泡剂
抑制泡沫的产生
常用的抗泡 剂是硅油
第二节 使用性能的评定试验
一、极压性评定
1.四球法试验
四球法是在四球极压试验机上评定润滑剂承载能力的一种方 法。GB／T 12583—1998《润滑剂承载能力测定法(四球法)》的方 法概要是，在四球极压试验机上按等边四面体排列着4个钢球，上 球以1400—1500r／min旋转。下面3个钢球用油盆固定在一起，通 过杠杆或液压系统由下而上对钢球施加负荷。在试验过程中，4个 钢球的接触点都浸没在润滑剂里。每一级负荷每次试验时间为10s ，试验后测量油盒内任何一个钢球的磨痕直径。按照规定的程序 反复试验，直到求出代表润滑剂承能力的指标，包括：最大无卡 咬负荷PB ,烧结负荷PD等。
二、 热氧化安定性评定
评定GL—5车辆齿轮油热氧化安定 性的代表性的试验方法是CRC—60法。
此方法是用圆柱齿轮和轴承组成的齿轮 箱模型，放入0.12L试油，以1725r／ min的转速旋转，在162℃的高温下，以 1．11L／h的流量通入空气，并以铜作 为催化剂，经强制氧化50h后测定正戊 烷不溶物、苯不溶物、酸值和运动黏度 等，来评定车辆齿轮油的热氧化安定性 。
车辆齿轮油选用的注意事项：
1. 等级低的齿轮油不能用在要求较高的车辆上， 2. 尽可能选用合适的多级齿轮油，黏度应保证润滑为宜 3. 不同等级的齿轮油不能混用
第五节 在用齿轮油的质量与更换
一、磨合期换油
车辆齿轮油在使用过程中不仅有量的 消耗，而且还有质的变化
极压性好
黏度较低
及时更换
新齿轮组运转 时，负荷突然 增大后，凸起 部分易产生胶 合，齿面损伤 ，使用寿命缩 短
通过CRC L-60评 定
（主要评定车辆齿轮油 氧化后的黏度增长及不 溶物含量）
四、抗腐性和缓蚀性
抗腐性
指齿轮油在 金属表面形 成保护膜， 以防止腐蚀 性物质侵蚀 金属的能力 。
缓蚀性
是指齿轮油 保护齿轮不 受锈蚀，保 证齿轮的使 用性能和延 长齿轮使用 寿命的能力 。
油内的水分和氧化生成的酸性产物，是齿轮和轴承生 锈、腐蚀的主要原因。此外，齿轮油内极压抗磨剂对 金属有一定的腐蚀作用。腐蚀和生锈会加速零件磨损 ，使材料强度降低。
分类： 80W/90、85W/90和90三个黏度牌号 主要成分：精制矿物油加抗氧剂、缓蚀剂、抗泡剂和极压剂等 适用范围：低速高转矩、高速低转矩下操作的各种齿轮，特别是客车和其
他车辆的准双曲面齿轮。其安全使用技术条件见表5-6
3. 重负荷车辆齿轮油（GL—5 ）
分类：75W、80W/90、85W/90、85W/140、90和140六个牌号 主要成分：精制矿物油加抗氧剂、缓蚀剂、抗泡剂和极压剂等 适用范围：在高速冲击负荷、高速低转矩、低速高转矩下操作的各种
或弹性流体润滑膜；各档齿轮交替工作，且工作条件温和， 故选用普通车辆齿轮油即可。但为了减少用油级别，方便管 理，在汽车各传动装置对齿轮油使用性能级别要求相差不太 大的情况下，手动边度起和后桥可选用同一级别使用性能的 齿轮油。
齿轮传动部分一般和手动变速器使用同一种润滑油。
二、黏度级别的选择：
车辆齿轮油最低黏度级别的选择
第五章 车辆齿轮油
内容
第一节 车辆齿轮油的使用性能 第二节 车辆齿轮油使用性能的评定试验
第三节 车辆齿轮油的分类与规格 第四节 车辆齿轮油的选用
第五节 在用车辆齿轮油的质量与更换
考核要求
了解：国外车辆齿轮油的分类，我国车辆齿 轮油的分类方法、规格及特征。
理解：车辆齿轮油使用性能评定的方法。 掌握：车辆齿轮油的作用和使用性能，车辆 齿轮油选用方法。
目前国际上使用较广泛的评定GL—5车辆齿轮油极压性的台架试验方法有两种 ：
CRC L—37法
评价低速高转矩（相当于汽车满 载爬坡的情况）下的极压性
CRC L—42法
评价高速和冲击载荷（相当于汽车 紧急制动时的情形）下的极压性
表5-1列出了CRC L—37和CRC L—42 的试验规范。 我国的相应标准是SH/T 0518—1992《车辆齿轮油承载能力测定法（L—37法）》和 SH/T 0519—1993《车辆齿轮油抗擦伤性能评定法（L—42法）》
D点以后： 超过D点后，负荷超过了反应膜所能承受的范围，摩擦表面间金属直接接触，出 现烧结现象。
试验中确定负荷的依据：
赫芝线是在静负荷条件下，负荷与弹性变形所形成的凹入面直 径间的关系。
补偿线是在存在润滑剂而又不发生卡咬条件下，下球的磨痕直 径与所加负荷的关系。
2.台架试验
车辆齿轮油极压性的评定虽可在极压试验机上进行，但对使用性能级 别较高的车辆齿轮油的极压性须采用汽车后桥传动装置在试验台上进 行评定。
按质换油
2
按齿轮油的质量更 换齿轮油。未来发 展趋势。但是需要 配备技术人员和必 要的化验设备。
定期换油同时 控制油指标
3
在规定换油周期的 同时也监测在用油 的综合指标，必要 时提前换油。
我国的相应标准是SH/T 0520—1992 《车辆齿轮油热氧化安定性的评定法（L—60法）》
主要评定车 辆齿轮油氧 化后的黏度 增长及不溶
百度文库物含量
三、 抗腐性和防锈性评定
对车辆齿轮油的抗腐性多采 用GB／T 5096---1985(石油产 品铜片腐蚀试验法》评定。
车辆齿轮油缓蚀性多采用 CRC L——33缓蚀性试验法
由不同负荷下钢球的平均磨 痕下直径所作出的一条曲线 ，叫做磨损-负荷曲线（图中 曲线ABCD）。
PB称为最大无卡咬负荷，它表 示油膜强度，在此负荷下摩擦表 面间能保持完整的油膜。
PD称为烧结负荷，它表示润滑 剂的极限工作能力。
AB段： 摩擦面间的油膜没有破裂，吸附膜起着润滑作用，控制磨损，机械能正常工作， 此段称为无卡咬区域。
3. 我国车辆齿轮油的分类
黏度分类：根据GB／T17477—2012《汽车齿轮润滑剂黏度分类》标准进行分类，与 SAE黏度分类相同。
使用性能分类 ：
分别与API（美 国石油学会）的车 辆齿轮油使用性能 分类中的GL—3、 GL—4、GL—5相 对应。详见表5-4
CLC CLD CLE
GL-3 GL-4 GL-5