汽車(chē)齒輪油用于機械式變速器、驅動(dòng)橋和轉向器的齒輪、軸承等零件的潤滑，起到潤滑、冷卻、防銹和緩沖的作用。由于汽車(chē)齒輪工作條件復雜，接觸壓力大(2.5GPa-4.0GPa)，圓周速度快(5m/s-10m/s，滑動(dòng)速度高(2m/s-10m/s)，油溫高(65℃-180℃)，故對齒輪油的要求較高。其中雙曲線(xiàn)齒輪傳動(dòng)的工作條件更苛刻，對汽車(chē)齒輪油使用性能要求更高，使用中如果不能正確選用合適的齒輪油，就不能保證齒輪的正常潤滑，容易導致齒輪的早期磨損和擦傷，甚至會(huì )造成大的車(chē)輛和人身事故。因此，汽車(chē)齒輪油的正確選用非常重要。

    2.1國外汽車(chē)齒輪油的分類(lèi)與發(fā)展。

    一類(lèi)是按SAE(美國汽車(chē)工程師協(xié)會(huì ))粘度分類(lèi)，分為7種牌號：70W、75W、80W、85W、90、140、250。帶尾綴W為冬季用齒輪油，它是根據齒輪油粘度達到150Pa ·s的最高溫度和100℃時(shí)的最小運動(dòng)粘度兩項指標劃分的。不帶尾綴W的為夏季用齒輪油，它是根據100℃時(shí)的運動(dòng)粘度范圍劃分的。另外，還有多級油，如80W/90、85W/90等。

    另一類(lèi)是按API(美國石油協(xié)會(huì ))使用性能分類(lèi)，依據工作條件的苛刻程度劃分為GL-1--GL-6六級。近年來(lái)，隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)不斷發(fā)展，許多汽車(chē)制造廠(chǎng)商對汽車(chē)齒輪油的要求超過(guò)這些技術(shù)規范。因此，SAE和ASTM(美國材料試驗學(xué)會(huì ))建議用新的等級表示，即MT-1和PG-2。其中MT-1是機械變速器用油，它的質(zhì)量高于GL-4，改善了熱安定性、抗氧性、清凈性、抗磨性、密封材料與青銅件的配伍性。PG-2質(zhì)量要求比GL-5高，用于驅動(dòng)橋潤滑。

    2.2國內汽車(chē)齒輪油的分類(lèi)

    目前國內汽車(chē)齒輪油分類(lèi)也有兩種，一種按粘度分類(lèi)，其分類(lèi)標準參照SAE粘度分類(lèi)(SAE J306)執行，具體如表1所列。另一種是按使用性能分類(lèi)，執行標準為GB/T7631.7一1995的附錄B。

表 1  我國汽車(chē)齒輪油的粘度分類(lèi)

表 2  我國汽車(chē)齒輪油與API分類(lèi)對應關(guān)系

表 3  車(chē)輛齒輪油質(zhì)量級別和粘度級別對照

質(zhì)量級別

75W/90

80W/90

85W/90

85W/140

90

140

普通車(chē)輛齒輪油(GL-3)

●

●

●

●

●

中負荷車(chē)輛齒輪油(GL-4)

●

●

●

●

●

●

重負荷車(chē)輛齒輪油(GL-5)

●

●

●

●

●

    3.1潤滑性和極壓抗磨性

    汽車(chē)齒輪油應具有適宜的運動(dòng)粘度，以保證形成較好的潤滑狀態(tài)。汽車(chē)齒輪多處于混合潤滑和邊界潤滑狀態(tài)，主要是油性劑的油膜和極壓抗磨劑的反應膜起作用，從而減小磨損量，防止高負荷條件下的齒面擦傷和燒結。

    對于齒輪油的潤滑性和極壓抗磨性，其評定指標除運動(dòng)粘度外，還要通過(guò)四球極壓試驗機或臺架試驗來(lái)評定。利用四球法在四球極壓試驗機上進(jìn)行評定潤滑油承載能力的模擬試驗，通過(guò)試驗確定出潤滑油的最大無(wú)卡咬負荷(P_B)、燒結負荷(P_D)和綜合磨損值(ZMZ)等指標。

    在試驗條件下使鋼球不發(fā)生卡咬最高負荷，即無(wú)卡咬負荷，它表示潤滑油的油膜強度，在該負荷下摩擦表面間能保持完整的油膜。在該試驗條件下，使鋼球發(fā)生燒結的最低負荷，即燒結負荷，它表示潤滑劑的極限工作能力。綜合磨損值等于若干次校正負荷數學(xué)平均值，它表示潤滑油從低負荷至燒結負荷整個(gè)過(guò)程的平均抗磨性能。

    3.2低溫操作性和粘溫性

    對于低溫操作性，除規定傾點(diǎn)、成溝點(diǎn)和粘度指數等指標外，還特別采用了“表觀(guān)粘度達150Pa·s時(shí)的溫度”這一指標。在冬季嚴寒地區，要求汽車(chē)齒輪油在低溫下保持必要的流動(dòng)性，以保證軸承等零件的潤滑和齒輪開(kāi)始轉動(dòng)容易。汽車(chē)齒輪油的工作溫度范圍也比較寬，因此不但要求低溫時(shí)流動(dòng)性好，而且高溫時(shí)粘度值不能太小，即具有良好粘溫性。

    3.3熱氧化安定性

    汽車(chē)齒輪油抵抗高溫條件下氧化的能力為其熱氧化安定性。在162℃高溫下，強制氧化50h后，測定正戊烷不熔物、苯不溶物酸值和運動(dòng)粘度等來(lái)評定。

    3.4抗腐蝕性和防銹性

    抗腐蝕性的評定采用GB/T5096-85《石油產(chǎn)品銅片腐蝕試驗法》，防銹性評定采用GB/T11143-89《加抑制劑礦物油在水存在下防銹性能試驗》。

    選用汽車(chē)齒輪油，主要是確定其粘度級別和使用性能級別，以此兩項指標選用合適的汽車(chē)齒輪油。

    4.1粘度級別的選用

    選用汽車(chē)齒輪油的粘度級別主要根據使用環(huán)境的最低氣溫和最高氣溫，推薦參數列于表4。汽車(chē)齒輪油的粘度應保證低渴條件下的車(chē)輛起步，又能滿(mǎn)足油溫升高后的潤滑要求，并考慮汽車(chē)齒輪油換油周期長(cháng)短因素。 GL-3的換油周期為4.5萬(wàn)km，GL-4、GL-5的換油周期為5萬(wàn)km-6萬(wàn)km。

表 4  車(chē)輛齒輪油粘度級別選用表

環(huán)境溫度/℃

車(chē)輛齒輪油粘度級別

-57-10

75W

-25-49

80W/90

-15~49

85W/90

-7-49

140

    4.2使用性能級別的選用

    節能、環(huán)保仍是當今世界范圍內的主題，據資料介紹，車(chē)輛中運動(dòng)部件的摩擦、磨損占全部功率的三分之一，通過(guò)改善潤滑條件來(lái)改善燃油經(jīng)濟性，已成為當今世界汽車(chē)行業(yè)研究的課題。在北美、西歐普遍采用低粘度的多級齒輪油，使變速器、驅動(dòng)橋齒輪工作處于混合潤滑，既有彈性流體動(dòng)力潤滑，又有邊界潤滑。齒輪油粘度高對彈性流體動(dòng)力潤滑有利，因為油膜厚度大，承載能力高，但粘度高產(chǎn)生的摩擦阻力大，消耗較多動(dòng)力能源。隨著(zhù)科技發(fā)展，油品中加有各種極壓抗磨劑、油性劑，以保證足夠潤滑性能。美國曾用34輛重型貨車(chē)進(jìn)行行車(chē)試驗，比較各種不同粘度的節油效果，結果是低粘度車(chē)輛齒輪油75W/90節油效果明顯，而80W/90節油效果不明顯。

    我國上海大眾、一汽、二汽等汽車(chē)制造廠(chǎng)也相繼建立了自己的試驗臺架，進(jìn)行各自認可的臺架、行車(chē)試驗，將考核認可的油品做為裝車(chē)用油。