汽車油品知識-齒輪油

車輛齒輪油即車輛的手動變速器、分動器和驅動橋等齒輪傳動機構所用的潤滑油。

現代車輛齒輪油在齒輪設計時已被視為齒輪裝置的重要結構材料，其粘度和承載能力成為設計的重要依據之一。因此齒輪油在使用中必須嚴格按規定要求選用，否則會降低齒輪裝置的使用壽命，甚至造成早期損壞。

一、車輛齒輪傳動機構的工作特點及對齒輪油的效能要求

車輛傳動裝置中的齒輪在工作過程中受力非常複雜，特別是雙曲線齒輪，兩齒軸線在空中交錯，齒長方向仍是弧形，齒面載荷可高達1。7GPa，衝擊載荷可高達2。8GPa，且齒面要以很高的速度滑移，產生強烈的摩擦，使得齒面區域性溫度聚升，很容易出現燒結、熔焊（膠合）等損傷。在如此苛刻的工況下，齒輪油必須滿足如下效能要求：

1、良好的極壓性，即在摩擦面接觸壓力非常高、油膜容易破裂的潤滑條件下，能夠防止燒結、熔焊等摩擦面損傷。極壓性的改善必須依靠極壓新增劑，它是一種分子中含有氯、硫、磷等元素的化合物，這些化合物在摩擦表面的溫度達到足夠高時，便與齒輪金屬表面發生化學反應，生成氯化鐵、硫化鐵、磷酸鐵薄膜，此固態膜的臨界剪下強度低於基本金屬，摩擦副滑動時的剪下運動就在固態膜中進行，從而防止金屬表面出現膠合或擦傷。

2、適當的粘度。車輛齒輪在正常運轉條件下，齒面經常處於彈性流體動力潤滑狀態，此時，齒輪油的粘度對承載能力有重要影響。油的粘度高，彈性流體動力潤滑油膜厚度厚，齒輪油的承載能力高，有利於齒面保護，但是粘度不是越高越好。因為，齒輪工作時攪動齒輪油，液體內摩擦產生摩擦熱，會使油溫升高。油溫升高，齒輪整體溫度和齒面溫度隨之升高，油膜容易被破壞。所以齒輪油的粘度不可太大。因此要求齒輪油的粘度要適當，具體說應滿足如下要求，在最低工作溫度下的最大粘度須能保證汽車不經預熱可以順利起步；在一般執行工況下齒輪油內摩擦消耗不應使所傳遞的功率明顯下降；在最高工作溫度時的粘度須保證齒輪的可靠潤滑。

3、良好的粘溫效能。即隨著工作溫度的變化，粘度變化要儘可能小，以保證在低溫時具有足夠的流動性，在齒輪轉動時有足夠量的油帶到齒面及軸承，防止出現損傷。在高溫時粘度不致降低太多，要能形成足夠厚的潤滑油膜。

車輛齒輪油除以上效能要求外，還應具有良好的熱氧化安定性、抗泡性，對金屬腐蝕性要小，儲存安全性要好等。

二、車輛齒輪油的選用

齒輪油的正確選用包括：一要根據齒輪型別和工作條件確定油品質量檔次；二要根據最低使用環境溫度和齒輪傳動裝置的執行最高溫度來確定粘度等級。

1、質量檔次的選擇

汽車齒輪油質量檔次的選擇應依據主減速器齒輪型別及其工作條件，如果主減速器是雙曲線齒輪且齒面負荷在2000MPa以上、滑移速度超過10m/s、油溫可高達120~130℃以上的車輛必須選用含有大量極壓劑的重負荷車輛齒輪油（GL -5），如北京切諾基、紅旗和進口高階轎車用齒輪油；如果主減速器是雙曲線齒輪，但負荷較小，不超過2000MPa，齒面滑移速度在1。5~8m/s的車，如：EQ1090、桑塔納、夏利等應選中負荷齒輪油（GL -4）；有些結構化較緊湊的越野車和進口載貨車如：紅巖CQ-261、賓士20206、斯太爾等，主減速器雖為螺旋傘齒輪傳動，但工作條件也比較苛刻，它們也必須使用中負荷齒輪油（GL -4），不可使用極壓抗磨性很低的普通車輛齒輪油。若後橋主減速器是一般螺旋傘齒輪，工作條件苛刻程度一般的車輛，如：CA30A、JN150等，選用普通車輛齒輪油（GL -3）即可。

車輛的手動變速器、分動器的齒輪都是圓柱直齒輪或斜齒輪，負荷一般低於2000MPa，轉速較快，容易形成流體（輕負荷）或彈性流體（重負荷）潤滑油膜，同時各檔齒輪交替工作，所以工作條件比主減速器溫和，選用含非活性抗磨劑的或少量極壓抗磨劑的普通車輛齒輪油即能滿足潤滑要求。但為簡化用油品種，方便管理，多數汽車製造廠推薦驅動橋和手動變速器用同一種齒輪油。轉向機構齒輪傳動部分一般和手動變速器使用一種潤滑油。

2、等級的選擇

參照美國API（美國石油學會）提出的齒輪油 效能分類，我國齒輪油分為普通車輛齒輪油（CLC）、中負荷車輛齒輪油（CLD）、重負荷車輛齒輪油（CLE）三級，質量分別與美國的GL-3、GL-4、GL-5級油相當。按其質量水平，美國石油學會將汽車齒輪油分五檔（GL-1～GL-5）。GL-1～GL-3的效能要求較低，用於一般負荷下的正、傘齒輪，以及變速箱和轉向器等齒輪的潤滑。GL-4用於高速低扭矩和低速高扭矩條件下，汽車雙曲線齒輪傳動軸和手動變速箱的潤滑。GL-5的效能水平最高，用於運轉條件苛刻的高衝擊負荷的雙曲線齒輪傳動軸和手動變速箱的潤滑。中高檔進口轎車一般均選用GL5級齒輪油。

按粘度分類：我國車輛齒輪油粘度分類採用美國汽車工程師學會（SAE）粘度分類法，分為70W、75W、80W、85W、90、等粘度級，其中“ W ” 代表冬用，SAE70W 、75W 、80W、85W 為冬用油：無“ W ” 字則為非冬用油，車輛齒輪油粘度等級的選擇主要依據是使用環境溫度。我國南方地區可選用90號油，東北及西北寒區宜選用80W/90或75W/90號油，其佘中部地區宜選用85W/90號油。