【正文】 性的研究以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)的配方。由于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作條件與發(fā)動(dòng)機(jī)不同，因此，汽車(chē)齒輪油已成為一種有別于發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油的專(zhuān)門(mén)油品。關(guān)鍵詞：齒輪油 降凝劑 低溫流動(dòng)性 實(shí)驗(yàn)配方 AbstractIn the 21st century, with China39。s related experiment. Basic on the friction and its related knowledge, this paper narrated separately the vehicles gear oil39。s formula. The lowtemperature fluidity is very important to gear oil’s operational performance. in winter, for the temperature is too low, the gear oil viscosity bees very big, the correct selection of pour point depressant relates the automobile whether it can start normally.Because working condition of gear transmission is different from the engine’s, the automobile gear oil has bee a special oil which is very different with engine oil. The correct selection of automobile gear oil has the significant meaning to reduce wear of the gear and lengthen life of all kinds of assembles and enhance the automobile39。汽車(chē)也不可避免的成為了人們?nèi)粘３鲂械谋夭豢缮俚慕煌üぞ?。為此，?rùn)滑材料與潤(rùn)滑技術(shù)也成為了一門(mén)新興的學(xué)科。 當(dāng)今世界，汽車(chē)已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)外最普遍的交通工具，保有量逐年快速遞增，石油的消耗也越來(lái)越大，潤(rùn)滑劑的使用也非常必要，汽車(chē)用的潤(rùn)滑劑是潤(rùn)滑劑中用量最大的、性能要求最高、種類(lèi)繁多、工作條件非?？量痰囊环N潤(rùn)滑劑，其中汽車(chē)齒輪油在潤(rùn)滑劑的使用中有著重要的位置。用于各種齒輪傳動(dòng)裝置，以防止齒面磨損、擦傷、燒結(jié)等，延長(zhǎng)其使用壽命，提高傳遞功率效率、減少功率損失。此外，還應(yīng)具有良好的熱氧化安定性、抗泡性、水分離性能和防銹性能。齒輪傳動(dòng)是機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞的一種主要形式。因此，為了保證齒輪正常運(yùn)行和使用壽命，必須高度關(guān)注齒輪潤(rùn)滑技術(shù)。 摩擦 概述 兩個(gè)相互接觸的物體，在外力作用下發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在接觸面上發(fā)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象稱(chēng)為摩擦。外摩擦：兩個(gè)相互接觸的物體界面之間發(fā)生的摩擦，即一般所指的摩擦。 滑動(dòng)摩擦定律一般適用于干摩擦的情況下。方法是改變角，使角逐漸增 達(dá)，至物體開(kāi)始在傾面上滑動(dòng)時(shí)的角的 N正切，即摩擦系數(shù)。從微觀來(lái)看，將兩種干凈的金屬表面壓合時(shí)，一個(gè)表面上的原子趨近于另一個(gè)表面上的原子，直至如同金屬體內(nèi)的原子那樣接近為止。因而要使兩表面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，就必須克服這些分子原子引力做功，從而消耗能量。磨損過(guò)程主要因?qū)ε急砻骈g的機(jī)械、化學(xué)與熱作用而產(chǎn)生。如圖21 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 磨 損 量 工作行程或摩擦行程 圖2—1 Ⅰ—跑和階段 Ⅱ—穩(wěn)定磨損階段 Ⅲ—?jiǎng)×夷p階段 磨損的分類(lèi) 磨損分為：粘附磨損、磨料磨損、表面疲勞磨損、腐蝕磨損等。 接觸表面做相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)由硬質(zhì)顆?；蜉^硬表面上的微凸體，在摩擦過(guò)程中的微“犁削”、微“切削”和微開(kāi)裂綜合作用而引起的表面擦傷與表層材料脫落或分離出磨屑來(lái)。 金屬表面在摩擦過(guò)程中與周?chē)橘|(zhì)在化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)作用下產(chǎn)生的磨損。 潤(rùn)滑的類(lèi)型 機(jī)械摩擦副表面間的潤(rùn)滑類(lèi)型或狀態(tài)，可根據(jù)潤(rùn)滑膜的形成機(jī)理分為以下5種：流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、彈性流體動(dòng)壓潤(rùn)滑、流體靜壓潤(rùn)滑、邊界潤(rùn)滑和無(wú)潤(rùn)滑或干摩擦狀態(tài)。如圖22是典型的斯特里貝克摩擦系數(shù)。表面粗糙度綜合值可計(jì)算得: =（+）1/2式中2 ——兩對(duì)偶表面的相應(yīng)粗糙度綜合值Ra或Rｚ。在流體潤(rùn)滑狀態(tài)下，潤(rùn)滑劑膜厚度h和表面粗糙度綜合值的比值約為3以上，典型膜厚h為1～100m。摩擦表面完全為連續(xù)的潤(rùn)滑劑膜所分隔開(kāi)，由低摩擦的潤(rùn)滑劑膜承受載荷，磨損輕微。（3） 邊界潤(rùn)滑 相當(dāng)于曲線左側(cè)一段，比值趨于0（～1）時(shí)，～，此狀態(tài)摩擦表面微凸體接觸較多，潤(rùn)滑劑的流體潤(rùn)滑作用減少，載荷幾乎全部通過(guò)微凸體以及潤(rùn)滑劑和表面之間相互作用所生成的邊界潤(rùn)滑劑膜來(lái)承受。 流體潤(rùn)滑區(qū)摩 固體1擦 系 h 0 h≈3 h 潤(rùn)滑劑數(shù) 邊界潤(rùn)滑 混合潤(rùn)滑區(qū) h3 固體2圖22 斯特里貝克曲線與潤(rùn)滑類(lèi)型 潤(rùn)滑劑 潤(rùn)滑劑的基本功能 （1） 控制摩擦 在摩擦面之間加入潤(rùn)滑劑，形成潤(rùn)滑膜，減少摩擦面之間金屬直接接觸，從而降低摩擦系數(shù)，減少摩擦阻力，減少功率消耗。 （3） 密封隔離 潤(rùn)滑劑特別是潤(rùn)滑脂，覆蓋于摩擦表面或其他金屬表面，可隔離水氣，濕氣和其他有害介質(zhì)與金屬的接觸，從而減輕腐蝕磨損，防止生銹，保護(hù)金屬表面。（5） 冷卻降溫 潤(rùn)滑劑能夠降低摩擦系數(shù)，減少摩擦熱產(chǎn)生。 (2)齒輪傳動(dòng)齒與齒間是線接觸，因此，接觸面積小，單位接觸壓力高。 (3)齒輪傳動(dòng)不僅有線接觸，還有滑動(dòng)接觸，特別是雙曲線齒輪，輪齒間其有較高的相對(duì)滑動(dòng)速度，一般可達(dá)8m/s左右。(4)齒輪油的工作溫度一般較內(nèi)燃機(jī)油低，在很大程度上隨環(huán)境溫度變化而變化，車(chē)輛齒輪油油溫一般不高于100℃。 齒輪油在齒輪傳動(dòng)中的作用 (1)降低齒輪及其它運(yùn)動(dòng)部件的磨損，這對(duì)保證齒輪裝置正常運(yùn)轉(zhuǎn)和齒輪壽命是非常重要的。 (3)分散熱量，起一定的冷卻作用。 (5)降低工作噪聲、減少振動(dòng)及齒輪間的沖擊作用。 齒輪傳動(dòng)潤(rùn)滑原理 齒輪傳動(dòng)概述 齒輪傳動(dòng)的嚙合特性：在各種形式的齒輪傳動(dòng)中，齒輪從開(kāi)始進(jìn)入嚙合至脫開(kāi)嚙合的全過(guò)程都有不同形式的摩擦存在，其類(lèi)型有兩種，即滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦。 齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：瞬時(shí)傳動(dòng)比恒定、工作平穩(wěn)、傳動(dòng)比大、應(yīng)用范圍廣、工作速度范圍廣、傳遞功率范圍大、傳遞效率高、結(jié)構(gòu)緊湊形式多樣。 齒輪潤(rùn)滑機(jī)理概述 在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，潤(rùn)滑油作為載體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中將離子吸附分子帶到運(yùn)動(dòng)副表面，在壓力和溫度的雙重作用下，激活油內(nèi)特有的離子化合物、滲入金屬表面35微米，吸附磨損微粒填補(bǔ)在摩擦副凹凸不平的表面，并在摩擦力作用下緊密附著在摩擦副凸凹不平的表面。在摩擦副面形成一層保護(hù)膜，提高了設(shè)備摩擦副的光滑程度和強(qiáng)度，保護(hù)膜有極強(qiáng)抗磨、抗極壓性能，極大降低了運(yùn)動(dòng)副表面的摩擦阻力，增強(qiáng)極壓抗磨性能、減少磨損、降低功率損耗和運(yùn)行速度，再冷啟動(dòng)和短時(shí)間的無(wú)油狀態(tài)下也能對(duì)設(shè)備提供保護(hù)，提高設(shè)備運(yùn)行效率、達(dá)到節(jié)能降耗的目的。油膜厚度與油品本身的性質(zhì)、齒輪的幾何形狀、負(fù)荷、速度、材料、工作條件等有關(guān)。油膜比越大，潤(rùn)滑劑分離兩個(gè)嚙合齒面的趨勢(shì)越強(qiáng)。后經(jīng)不斷改善，得到如圖31所示的潤(rùn)滑狀態(tài)。在有潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑的條件下，齒輪傳動(dòng)具有以下三種潤(rùn)滑狀態(tài)。在邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下，潤(rùn)滑油的粘度不起作用，靠添加劑與齒面形成的物理、化學(xué)吸附膜或化學(xué)反應(yīng)膜來(lái)保護(hù)齒面。（2）混合潤(rùn)滑狀態(tài) 當(dāng)13時(shí)齒輪傳動(dòng)處于混合潤(rùn)滑狀態(tài)。潤(rùn)滑油中需要適量的極壓添加劑。因此潤(rùn)滑劑的粘度起主導(dǎo)作用，不需要添加劑。 ≤1 13 ≥3 摩 擦 因 數(shù)圖31 潤(rùn)滑狀態(tài)第四章 齒輪用潤(rùn)滑油的基礎(chǔ)油及添加劑 基礎(chǔ)油 概述 潤(rùn)滑油基礎(chǔ)油主要分礦物基礎(chǔ)油及合成基礎(chǔ)油兩大類(lèi)。 基礎(chǔ)油的分類(lèi)API于1993年將基礎(chǔ)油分為五類(lèi)（API1509），并將其并如API發(fā)動(dòng)機(jī)油認(rèn)證系統(tǒng)中，其分類(lèi)方法見(jiàn)表1。 II類(lèi)基礎(chǔ)油是通過(guò)組合工藝制得，工藝主要以化學(xué)過(guò)程為主，不受原料限制，可以改變?cè)瓉?lái)的烴類(lèi)結(jié)構(gòu)。 表1 API1509基礎(chǔ)油分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別飽和烴含量（%）硫含量（%）粘度指數(shù)Ⅰ9095105Ⅱ≥90≤80120Ⅲ≥90≤≥120Ⅳ聚α烯烴（PAO）Ⅴ不包括在Ⅰ類(lèi)、Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)、Ⅳ類(lèi)在內(nèi)其它所有基礎(chǔ)油 　III類(lèi)基礎(chǔ)油是用全加氫工藝制得，與II類(lèi)基礎(chǔ)油相比，屬高黏度指數(shù)的加氫基礎(chǔ)油，又稱(chēng)作非常規(guī)基礎(chǔ)油（UCBO）。某些III類(lèi)油的性能可與聚α烯烴（PAO）相媲美，其價(jià)格卻比合成油便宜得多。常用的生產(chǎn)方法有石蠟分解法和乙烯聚合法。這類(lèi)基礎(chǔ)油與礦物油相比，無(wú)S、P和金屬，由于不含蠟，所以?xún)A點(diǎn)極低，通常在－40℃以下，黏度指數(shù)一般超過(guò)140。另外，由于它本身的極性小，對(duì)溶解極性添加劑的能力差，且對(duì)橡膠密封有一定的收縮性，但這些問(wèn)題都可通過(guò)添加一定量的酯類(lèi)得以克服。 齒輪油添加劑 加入潤(rùn)滑劑中的一種或幾種化合物，以使?jié)櫥瑒┑玫侥撤N新的特性或改善潤(rùn)滑劑中已有的一些特性。市場(chǎng)中所銷(xiāo)售的添加劑一般都是以上各單一添加劑的復(fù)合品，所不同的就是單一添加劑的成分不同以及復(fù)合添加劑內(nèi)部幾種單一添加劑的比例不同而已。降凝劑不能阻止石蠟在低溫下結(jié)晶析出，即油品的濁點(diǎn)不變，它是通過(guò)在蠟結(jié)晶表面的吸附或與蠟共晶來(lái)改變蠟晶的形狀和尺寸，防止蠟形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使之仍然保持油在低溫下的流動(dòng)能力。最常用的降凝劑有二甲基丙烯酸甲酯。又稱(chēng)油性添加劑。能在金屬面上形成吸附膜，從而防止金屬間的接觸摩擦。在一般情況下，氯類(lèi)、硫類(lèi)可提高潤(rùn)滑脂的耐負(fù)荷能力，防止金屬表面在高負(fù)荷條件下發(fā)生燒結(jié)、卡咬、刮傷；而磷類(lèi)、有機(jī)金屬鹽類(lèi)具有較高的抗磨能力，可防止或減少金屬表面在中等負(fù)荷條件下的磨損。利用一般磷化物具有抗磨性、氯化物與硫化物具有的極壓性，使添加劑同時(shí)含氯、含磷或含硫化合物，從而既具有極壓性，又具有抗磨性。潤(rùn)滑油在使用中要與空氣接觸，各種機(jī)械設(shè)備也會(huì)產(chǎn)生熱量，使運(yùn)轉(zhuǎn)中的摩擦部位溫度升高，另外，設(shè)備中的各種金屬材質(zhì)，如銅、鐵等均會(huì)起催化作用加速油品的氧化變質(zhì)，最終是潤(rùn)滑油粘度增加，生成酸性物質(zhì)腐蝕金屬材質(zhì)，也會(huì)生成各種炭狀或?yàn)r青狀沉淀物質(zhì)如漆膜等堵塞管路。因此要求油品有較好的抗氧和抗腐作用。 防銹防腐劑　　防銹劑是一種極性很強(qiáng)的化合物，其極性基團(tuán)對(duì)金屬表面有很強(qiáng)的吸附力，在金屬表面形成緊密的單分子或多分子保護(hù)層，阻止腐蝕介質(zhì)與金屬接觸，起到防銹作用。 抗泡劑 　潤(rùn)滑油使用中，常會(huì)受到震蕩、攪動(dòng)等影響，使空氣進(jìn)入潤(rùn)滑油中，以至于形成氣泡，則將影響潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能，加速氧化速度，導(dǎo)致油品損失，而且會(huì)阻礙油品的傳送，使供油中斷，妨礙潤(rùn)滑，對(duì)液壓油影響其壓力的傳遞。它能吸附在泡沫上，形成不安定的膜，從而達(dá)到破壞泡沫的目的。第五章 車(chē)輛齒輪油的分類(lèi)及選用汽車(chē)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)都廣泛使用齒輪傳動(dòng)。 汽車(chē)齒輪油的種類(lèi)目前,世界各國(guó)大多采用美國(guó)石油學(xué)會(huì)(API)質(zhì)量分類(lèi)法和美國(guó)汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)(SAE)的粘度分類(lèi)法。根據(jù)組成不同，又可分為渣油型和餾分型2種。我國(guó)車(chē)輛齒輪油參照國(guó)際上通用的API分類(lèi)法，將其分為普通車(chē)輛齒輪油、中負(fù)荷車(chē)輛齒輪油、重負(fù)荷車(chē)輛齒輪油３類(lèi)。表１ ＡＰＩ汽車(chē)齒輪油使用性能分級(jí) 級(jí)別 適用范圍ＧＬ－１ 低齒面壓力、低滑行速度下運(yùn)行的汽車(chē)螺旋錐齒輪、蝸輪后橋和各種手動(dòng)變速器。ＧＬ－２ 汽車(chē)蝸輪后橋齒輪，由于其負(fù)荷、溫度及滑動(dòng)速度的狀況，使ＧＬ－１級(jí)齒輪油不能滿(mǎn)足要求的蝸輪齒輪所規(guī)定的用油。ＧＬ－３ 中等速度及負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的汽車(chē)手動(dòng)變速器和后橋螺旋錐齒輪規(guī)定，加有少量極壓添加劑。ＧＬ－５ 在高速?zèng)_擊負(fù)荷、高速低扭矩、低速高扭矩條件下運(yùn)轉(zhuǎn)的轎車(chē)和其他車(chē)輛的各種齒輪，特別是齒輪，加有大量的極壓添加劑。表２ 國(guó)產(chǎn)汽車(chē)齒輪油的質(zhì)量等級(jí)級(jí)別 代號(hào) 性能和使用范圍 相當(dāng)?shù)腁PI級(jí)別普通車(chē)輛 ＣＬＣ 由精制礦物油加入抗氧化劑、防銹劑、抗泡沫劑和 GL3 齒輪油 少量極壓添加劑等制成。適用于中等速度的負(fù)荷、 比較苛刻的手動(dòng)變速器和螺旋錐齒輪的驅(qū)動(dòng)橋由精制礦物油加入抗氧化劑、防銹劑、抗泡沫劑和極壓添加劑等制成。適用于潤(rùn)滑汽車(chē)傳動(dòng)系工作條 件苛刻的各種齒輪。壓力與速度劇烈變化的幅度也可反映齒輪工作條件的苛刻程度。油溫高達(dá)120～130℃，工作條件十分苛刻，必須使用