车辆齿轮油（课件）-高二《汽车机械基础》同步教学（北理工版）

2023-06-28

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《汽车机械基础》车辆齿轮油 1.车辆齿轮油的作用及工作条件 1)车辆齿轮油的作用通常把用于汽车手动变速器、后桥齿轮传动机构及转向机构的润滑油称为车辆齿轮油。车辆齿轮油在齿轮传动中的主要作用是减少摩擦、降低磨损、冷却零部件，同时还起到缓和振动、减少冲击、防止锈蚀以及清洗摩擦面脏物的作用。下一页返回上一页 2)车辆齿轮油的工作条件 (1)承受压力大。齿轮在啮合过程中，啮合部位接触面积小，接触压力很高。一般汽车齿轮的接触压力达2000～ 3000MPa，双曲面齿轮可达3000～ 4000 MPa，因此，齿轮啮合部位的油膜极易破裂，导致摩擦和磨损，甚至引起擦伤和胶合。 (2)工作温度不高。齿轮油基本不受发动机热源影响，一般齿轮的工作油温，国产车如E11090其油温为120℃，进口车因速度高，可达160℃ ～ 180℃。下一页返回上一页 2.车辆齿轮油的性能要求及评价指标 1)极压抗磨性极压抗磨性是指在较高的负荷下要求齿轮油仍能保持有足够厚的油膜的性能。为满足现代汽车在设计制造上不断提高功率和车速的要求，一些高级小轿车和越野汽车多采用准双曲面齿轮，目的是降低车身的高度以适应高速行驶。准双曲面齿轮在传动时，齿面压力很高，滑动速度也很快。在高压和高速下，准双曲面齿轮处于边界润滑状态。另外，当汽车在重载荷启动、爬坡或遇到冲击载荷时，齿面接触区中有相当一部分处于边界润滑状态。齿轮油的黏度增加有利于承载能力的提高，油膜的保持，但黏度过大会增加摩擦损失，使消耗的功率增加，所以在车辆齿轮油中一般都加有极压抗磨添加剂。下一页返回上一页 2)黏度及黏温性齿轮油的黏度应使传动机构工作时消耗于油内摩擦的能量很少，同时又能保证齿轮及轴承摩擦面不发生擦伤及噪声，油封及接合面不漏油。一般说来，使用高黏度齿轮油对防止齿轮及轴承损伤、减少噪声及漏油有利；而在传动效率、冷却和清洗作用及油的传送方面，低黏度较好。所以，齿轮油黏度应符合下列工作条件的要求： ① 在最低工作温度下的最大黏度须保证汽车不经预热便可顺利起步和使轴承得到可靠的润滑。 ② 在占运行时间最多的一般工况下，齿轮油内摩擦所消耗的功率不能过大，否则会使传动机构的有效传动功率明显下降。 ③ 在最高工作温度时的黏度须保证齿轮的正常润滑和允许的油耗。下一页返回上一页所以油的黏温性有重要意义，和内燃机油一样，其多级油里通常要加入黏度指数改进剂，以提高其黏温性。试验表明，齿轮油的低温表观黏度，对汽车起步时润滑的可靠性有重要影响。汽车起步后，驱动桥齿轮油被激溅到桥壳上部然后流入主动锥齿轮前轴承。如果这段时间太长，轴承便可能因缺油而被烧坏。所以要求齿轮油使用时低温表观黏度不大于 150 Pa·s，在这个黏度下，齿轮油能够在起步后15s内到达前轴承，齿轮油规格里标出表观黏度为150 Pa·s时的温度，它决定齿轮油适用的最低气温，是齿轮油选用的重要依据之一。下一页返回上一页 3)热氧化安定性轿车后桥和变速箱的工作温度并不很高，但随着发动机工作条件的苛刻，齿轮箱体积的缩小，车辆齿轮油的氧化也越来越严重。重型汽车中齿轮装置的工作温度相当高，车辆齿轮油易氧化，使油的黏度增大，生成油泥，影响车辆齿轮油的流动。同时，氧化产生的腐蚀性物质会加速车辆齿轮油对金属的腐蚀和锈蚀，氧化生成的极性沉淀物会吸附极性添加剂，使添加剂随沉淀一起从油中析出。沉淀会使橡胶老化变硬，沉淀覆盖于金属零件表面时，又会影响其散热，因此，车辆齿轮油还应加入抗氧剂，使其具有良好的热氧化安定性。下一页返回上一页车辆齿轮油中所含的极性添加剂会与零件表面金属反应生成有机膜，以防止在重负荷时油膜破裂引起擦伤，增加极压性能。但极性添加剂又会造成铜或铜合金的腐蚀。因此，车辆齿轮油还需加入防腐剂，保证车辆齿轮油兼有极压性和抗腐蚀性。此外，车辆齿轮油还应具有适宜的良好的抗泡沫性等。下一页返回上一页 3.车辆齿轮油的分类 1)按使用等级分类目前国际上广泛采用 API使用分类法，它按齿轮油的承载能力和使用条件不同，分GL-1、 GL-2、 GL-3、 GL-4、 GL-5和 GL-6六个级别， API车辆齿轮油级别及适用范见表 12。我国参照采用API使用分类法，将车辆齿轮油分为普通车辆齿轮油、中负荷车辆齿轮油和重负荷车辆齿轮油三个品种，各种齿轮油的特点和常用部位见表 13。下一页返回上一页 2)按黏度等级分类我国车辆齿轮油的黏度采用美国 SAE黏度分类法，按齿轮油黏度为150000 MPa·s时的最高温度和100℃

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