【正文】 20世紀以來，許多學(xué)者研究用油膜比來區(qū)分潤滑狀態(tài)，最著名的是德國科學(xué)家斯特來貝爾和日本井櫻俊男等人的研究。（1）邊界潤滑狀態(tài) 當≤1時齒輪傳動處于邊界潤滑狀態(tài)，齒輪齒面有表面粗糙峰相接觸的情況發(fā)生。在混合潤滑狀態(tài)下，摩擦力由粗糙峰和潤滑油內(nèi)部的摩擦力兩部分組成，齒面負荷由油膜和粗糙峰共同承擔。當計入齒輪的彈性變形時，全膜潤滑狀態(tài)即成為彈性流體動力潤滑。I類基礎(chǔ)油通常是由傳統(tǒng)的“老三套”工藝生產(chǎn)制得，從生產(chǎn)工藝來看，I類基礎(chǔ)油的生產(chǎn)過程基本以物理過程為主，不改變烴類結(jié)構(gòu)。III類基礎(chǔ)油在性能上遠遠超過I類基礎(chǔ)油和II類基礎(chǔ)油，尤其是具有很高的黏度指數(shù)和很低的揮發(fā)性。PAO依聚合度不同可分為低聚合度、中聚合度、高聚合度，分別用來調(diào)制不同的油品。 　　除I～IV類基礎(chǔ)油之外的其他合成油（合成烴類、酯類、硅油等）、植物油、再生基礎(chǔ)油等統(tǒng)稱V類基礎(chǔ)油。 降凝劑　　降凝劑是一種化學(xué)合成的聚合物或縮合物，在其分子中一般含有極性基團（或芳香核）和與石蠟烴結(jié)構(gòu)類似的烷基鏈。 油性劑和極壓抗磨劑油性劑通常是動植物油或在烴鏈末端有極性基團的化合物，這些化合物對金屬有很強的親和力，其作用是通過極性基團吸附在摩擦面上，形成分子定向吸附膜，阻止金屬互相間的接觸，從而減少摩擦和磨損。 極壓抗磨劑是一種重要的潤滑脂添加劑，大部分是一些含硫、磷、氯、鉛、鉬的化合物。 抗氧劑和抗腐劑 　　用燃料油、煤油、汽油、天然氣或人造氣體、液化氣等作為燃料的發(fā)動機必須使用潤滑劑（如石蠟基潤滑油）來潤滑它們的運動部件。在油品中加入抗氧和抗腐添加劑，其目的是抑制油品的氧化過程，鈍化金屬對氧化的催化作用，起到延長油品使用和保護機器的目的?？古輨┳饔弥饕且种婆菽漠a(chǎn)生，提高消除泡沫的速度，以免形成安定的泡沫。人們通常把用于手動變速器、后橋齒輪傳動機構(gòu)和轉(zhuǎn)向機構(gòu)的潤滑油統(tǒng)稱為汽車齒輪油。美國石油學(xué)會(API)按齒輪油的使用承載能力和使用場合的不同，將其分為從GL1到GL–6六個質(zhì)量等級（見表１）。直餾礦物油不加添加劑，能滿足這類情況的要求。ＧＬ－４ 在高速低扭矩及低速高扭矩下運轉(zhuǎn)的汽車、轎車和其他車輛的各種齒輪，特別是齒輪，加有較多的極壓添加劑。適用于中等速度的負荷、 比較苛刻的手動變速器和螺旋錐齒輪的驅(qū)動橋中負荷車 ＣＬＤ 由精制礦物油加入抗氧化劑、防銹劑、抗泡沫劑和 GL4 輛齒輪油 少量極壓添加劑等制成。以及要求使用API GL5級齒輪油 的進口汽車的主減速器，亦可用于某些手動變速器 車輛齒輪油的正確選用 根據(jù)工作條件的苛刻程度選擇齒輪油的質(zhì)量等級工作條件的苛刻程度可用齒輪的接觸壓力ｐ和滑動速度ｖ的乘積ｐｖ值的大小來衡量。主減速器采用齒輪， 但齒面接觸壓力在3000MPa以下，～8 m/s之間，工作條件不太苛刻，可選用CLD級齒輪油（GL4級）。ｓ時的最高溫度，作為其適用的最低氣溫（見表３），并根據(jù)當?shù)氐淖畹蜌鉁剡M行選用。所以，從潤滑角度考慮，一般車輛９０號油完全可以滿足其使用要求，只有在天氣特別炎熱或負荷特別重的車輛上才使用１４０號油。因此，選擇合理的潤滑油，第一，可以減少油耗。這對油的使用影響較大，通常將油的這種性能稱為“低溫流動性能”。油品的凝點只是油品喪失流動性時的近似最高溫度。油品的傾點一般比凝點高2～3℃。這樣的油品凝固，嚴格說來，只是油品中所含百分之幾的石蠟?zāi)蹋蟛糠钟推芬廊皇且后w。 粘度分析油品粘度反映了粘滯性的動力學(xué)特性。 （1）動力粘度：表示液體在一定剪切應(yīng)力下流動時內(nèi)摩擦力的量度，其值為流動液體的剪切應(yīng)力和剪切速率之比在我國法定計量單位中以帕?秒（Pa?s）為單位。（3）恩氏粘度：在一定溫度t下，從恩氏粘度計中流出200ml液體所需時間與20℃流出同體積蒸餾水所需時間之比。潤滑油或絕緣油的粘度，一般在正常運行中，隨著使用時間的延長而增大。目前國際上既用傾點又用成溝點來控制車輛齒輪油的低溫流動性能，規(guī)定成溝點指標就是為了防止這種空腔現(xiàn)象的發(fā)生，因為齒輪油的成溝點能夠較好地預(yù)測油品的最低使用溫度。 在嚴寒地區(qū)的冬季，為保障汽車能夠順利起步，需要使用低溫性能優(yōu)良的齒輪油。因此，欲使汽車能夠順利起步，變速箱和后橋差速器內(nèi)的齒輪油溫度必須高于其凝固點4～9℃，但這時不一定能保證齒輪的正常潤滑。為此目的，采用了下列方法對齒輪油的多級化進行了研究。 目前第①種方法是最普通的方法，市場已有銷售品。 在這些粘度指數(shù)改進劑中，唯有聚甲基丙烯酸酯具有降凝作用，其他均效果不大，通常都是與降凝劑配合使用。在低溫下由礦物油類基礎(chǔ)油中析出的蠟與聚合物形成共晶結(jié)構(gòu)，對流動性有決定性影響，但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜迄今尚未搞清楚。 降凝劑能改善油品的低溫流動性，降低油品凝固點的物質(zhì)，統(tǒng)稱為降凝添加劑。 (1)表面吸附作用。此說法認為降凝劑中的長烷基鍵與油中的石蠟共晶，由于共晶的結(jié)果，降低了石蠟結(jié)晶的溫度，減緩了晶粒的增長速度，這樣也就阻礙了石蠟網(wǎng)狀結(jié)晶的形成，致使油品的凝固點降低。也有用其它方法來制得碴油型雙曲線齒輪油的，如新疆克拉瑪依煉油廠曾以新疆低凝原油的直餾渣油為基礎(chǔ)油，加入3％的二烷基二硫代磷酸鋅(代號T—202)5％的氯化石蠟(代號T—302)調(diào)成20號通用雙曲線齒輪油。國產(chǎn)餾分型雙曲線齒輪油大都加入氯化石蠟(代號T—302)，二烷基二琉代磷酸鋅(T—202)為極壓劑，加入量每個煉油廠都有差別，如18號雙曲線齒輪油曾用過下列配方如表3。 防腐劑一般是加高堿性石油磺酸鈣(T—103)，總堿度TBN為250，以及中堿性石油磺酸鈣(T—102)，利用這些清凈分散劑的堿性去中和油品在使用中產(chǎn)生的酸及氯化石蠟水解所產(chǎn)生的酸，以保護金屬不受腐蝕。另一方面也可根據(jù)基礎(chǔ)油分成另外兩類，即礦物油和合成油?；A(chǔ)油因來源不同而使油品的低溫使用性能有差異，如配方4是—烯烴疊合油，低溫性能好，凝點可達—40℃。根據(jù)氣溫，各地區(qū)可選用不同凝點的18號雙曲線齒輪油。 上述幾種餾分型雙曲線齒輪油在國內(nèi)均進行了室內(nèi)極壓性能的評定以及全尺寸臺架試驗、汽車試驗等，并和英國一家公司GL—5水平的雙曲線齒輪油SPira2HD—90進行了對比，結(jié)果國產(chǎn)的幾種齒輪油的抗擦傷性能優(yōu)于英國油，唯熱氧化安定性和防銹性略差。按100度的運動粘度分為兩個牌號(18號和26號)。 表6　 7種基礎(chǔ)油典型數(shù)據(jù) 項 目 MVI300 MVI400 MVI500 MVI600 HVI400 MVI150BS KH151BS運動粘度(40℃) 質(zhì)量指標 54～66 72～89 90～109 110～135 74～90/mm2s1運動粘度(100℃) 平均值 /mm2MV I500最少,共7批次。 主功能劑使用含硫添加劑、含磷添加劑、防銹減摩多功能添加劑研制的RHY4208復(fù)合劑是在RHY4204復(fù)合劑的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的,其具有更優(yōu)良極壓抗磨減摩性、防銹防腐性、熱氧化穩(wěn)定性、抗磨耐久性以及與不同基礎(chǔ)油的適應(yīng)性,生產(chǎn)的重負荷車輛齒輪油通過了CRC L 4L3L3L60、L601全尺寸齒輪臺架,油品的性質(zhì)、性能達到且超過API GL5規(guī)格要求,質(zhì)量也達到MILPRF2105E規(guī)格要求,和國外其他典型復(fù)合劑相比綜合性能最優(yōu),代表了車輛齒輪油復(fù)合劑的發(fā)展方向。主劑的典型數(shù)據(jù)見表7。g1 報告 報告 GB/T4945 GB/T7304 外觀 均勻透明液體 棕紅色透明液體 均勻透明液體 油狀透明液體 目測　注:實測值數(shù)據(jù)為2007年4月以來各批次的算術(shù)平均值, RHY4204選用6批次, RHY4208選用30批次的數(shù)據(jù)。根據(jù)廠家的推薦用量及實際使用經(jīng)驗,聚甲基丙烯酸酯( PMA)%。1) ℃% ,凝點降低值。s1 150～230 208 ASTM D445傾點/℃ ≤27 33 ASTM D97注:實測值數(shù)據(jù)為2007年12月以來共6批次的算術(shù)平均值。 調(diào)合方案在實際調(diào)合生產(chǎn)過程中,根據(jù)資源現(xiàn)狀,每批次的調(diào)合方案會有差別,調(diào)合過程的典型調(diào)合方案見表10。s 1 ～ ～ GB/T265表觀粘度達150Pa 質(zhì)量分析數(shù)據(jù)以上選取的13批次產(chǎn)品均調(diào)合合格,分析數(shù)據(jù)見表11。且不需稀釋,使用方便。進口的V1147降凝劑典型數(shù)據(jù)如表9。表8　兩種國產(chǎn)降凝劑質(zhì)量指標、典型數(shù)據(jù)和試驗方法項　目 LZL803B T 808A 試驗方法 質(zhì)量指標 實測值 質(zhì)量指標 實測值外觀 橙黃色液體 橙黃色液體 報告 黃色透明液體 目測水分, % ≤ 痕跡 痕跡 無 GB/T260降凝度1)/℃ ≥16 18 ≥12 GB/T510運動粘度(100℃) ≤3000 748 ≤800 267 GB/T265 /mm2也有個別批次使用沈陽長城生產(chǎn)的T808A,它是一種苯乙烯富馬酸酯共聚物,其降凝度較LZL803B稍差,但粘度稍低,流動性好。m3 報告 報告 SH/T0604運動粘度(100℃)/mm2(2)通用性強,可用于調(diào)制各種車輛齒輪油和重負荷工業(yè)齒輪油。 添加劑GL5 85W90重負荷車輛齒輪油在調(diào)合過程中主要使用三種劑,即主功能劑、降凝劑和抗泡劑。m3 報告 885傾點/℃ ≤5 9～12 8～12 6～9 8～9 9～12 5 9～18酸值/mgKOHs1 ～ ～ 426～運動粘度(40℃) 平均值 /mm2國產(chǎn)齒輪油和美國SAE分類，API質(zhì)量分類的對應(yīng)關(guān)系見表5。在沖擊負荷及高速低扭矩，低速高扭矩條件下具有良好的抗擦傷、抗摩損性能。硫—磷型比磷—硫—氯—鋅更為優(yōu)越，特別是熱氧化安定性及防銹性能較為突出。配方2是用大慶原油制取的，凝點為—℃。配方3是用甲苯縮合而得到的基礎(chǔ)油，這兩種統(tǒng)稱為合成油。抗泡沫添加劑一般都加的是二甲基硅油，加量10ppm。配方3曾在75年問世，后因添加劑硫化烯烴工業(yè)化和基礎(chǔ)油問題均未解決，很快停產(chǎn)。按極壓劑的組成來看又可分為含磷、硫、氯、鋅型和含琉—磷型極壓劑兩種，也就是所謂的四元素型和二元素型。（1）渣油型雙曲線齒輪油渣油型雙曲線齒輪油是潤滑油料(渣油)溶劑抽出油和20號機械油料、汽缸油料和硫化蓖麻油等調(diào)合而成，只適于一般負荷條件的雙曲線齒輪的潤滑。同時被吸附在石蠟晶體表面的降凝劑，也能阻止石蠟進一步吸附油，因而防止了油和蠟生成油蠟?zāi)z體，而降低了油的凝固點。降凝機理：雖然降凝劑的使用比其他添加劑都早，但對于降凝劑的作用機理，至今未取得一致的看法，其中表面吸附作用和共晶作用，被大多數(shù)人接受。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，聚甲基丙烯酸酯是最安定的，由于布魯克菲爾德粘度計的剪切速度低到l01秒以下，所以可以認為在改善按布魯克菲爾德粘度所規(guī)定的齒輪油的低溫粘度方面，聚甲基丙烯酸酯是最有效的。％的聚甲基丙烯酸酯系降凝劑。第③種方法因調(diào)有合成類基礎(chǔ)油，所以可使用高粘度的礦物類基礎(chǔ)油，而且目前對礦物類基礎(chǔ)油有良好適應(yīng)性的潤滑部分的材料，仍可繼續(xù)使用，這是其優(yōu)點，可以說第③種方法令后很有希望。 ②合成潤滑油(以及在其中添加粘度指數(shù)改進劑)。 齒輪油凝固點與成溝點比較 表1 油樣名稱 飛馬80W—90 德士古80W 奔馳車上原用油 撫—18 凝固點 ℃ —28 —29 —36 —38成溝點 ℃ —35 —40 —44 —44 撫—18為國產(chǎn)油，其它三種為進口油。1969年至1971年我所在東北大興安嶺及新疆富蘊地區(qū)曾用解放牌汽車進行過冷起動和冷起步試驗。 齒輪油成溝點測定試驗，是將裝有大約650ml試樣的試驗容器先放在熱浴中加熱至46℃，將成溝用鋼片垂直的插入至實驗容器底部，立即將試驗容器放入冷浴，在試驗溫度下存放18h，然后迅速地把保持垂直的成溝用鋼片沿直徑方向橫過，并緊貼容器的底部刮一條溝，觀察試樣在10s之內(nèi)是否流回并完全覆蓋容器底部，來判斷試樣的成溝特性。在低溫啟動和運轉(zhuǎn)時，由于油品傾點過高或粘度太大而導(dǎo)致齒輪轉(zhuǎn)動帶形成空腔，即成溝現(xiàn)象。但這種變化不是線性關(guān)系，有的油變化劇烈，有的變化比較乎緩。（2）運動粘度：表示液體在重力作用下流動時內(nèi)摩擦力的量度，其值為相同溫度下液體的動力粘度與其密度之比，在我國法定計量單位中以mm2/s為單位。因此，油品內(nèi)部的阻力越大，流動越困難，油品就越粘稠，粘度也就越大。 (2)粘溫凝固：主要是由油品在低溫時粘度增大而引起的。 （1）結(jié)構(gòu)凝固：結(jié)構(gòu)凝固是由于溶解在油品中的固態(tài)烴——石蠟引起的。傾點又稱流動點。經(jīng)過1min后，油面不再移動的最高溫度。 選擇齒輪油需注意的問題 齒輪油的基本概念油品的低