近年來,由于國家經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,物流行業(yè)發(fā)展迅猛。物流牽引車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車等以6 × 4、6 ×2 為代表配置的重型卡車的需求比重在逐年攀升。而物流行業(yè)的興起對重型卡車也提出了新的要求,客戶更關(guān)心舒適性、可靠性、低維護(hù)成本和更長的保養(yǎng)周期。此外,隨著商用車技術(shù)的發(fā)展,其傳動部位的潤滑條件較過去更為苛刻,例如: 齒輪箱體積更小,致使齒輪溫度和負(fù)荷提高; 整車的空氣動力學(xué)設(shè)計(jì)降低了后橋及變速箱周圍的空氣流速,這樣能有效提高燃油效率,但同時(shí)也使重負(fù)荷卡車變速箱工作溫度提高了25 ~ 30 ℃; 還有緩沖器和同步器的應(yīng)用,使得在同步耐久性、抗點(diǎn)蝕、抗擦傷性能上對油品有了更高的要求。這些商用車技術(shù)的發(fā)展,推動了OEM 對高性能車輛齒輪油的需求。而油品長壽命化則是高性能車輛齒輪油發(fā)展趨勢的關(guān)鍵技術(shù)之一,被很多商用車OEM 制造商列為目前商用車市場的一個(gè)新賣點(diǎn)。一方面,OEM 可以通過延長換油周期提升其產(chǎn)品競爭力,從而實(shí)現(xiàn)銷量的提升。另一方面,OEM 可以通過減少車輛維修頻次,降低運(yùn)營成本。在此背景下,本文從國內(nèi)外商用車長壽命車輛齒輪油用油現(xiàn)狀入手,分析了該領(lǐng)域的發(fā)展趨勢,并重點(diǎn)介紹了昆侖潤滑油在商用車長壽命車輛齒輪油上所取得的進(jìn)展。
國內(nèi)外商用車車輛齒輪油用油現(xiàn)狀
國外商用車車輛齒輪油用油現(xiàn)狀
國外商用車技術(shù)起步較早,其配套的設(shè)備維護(hù)服務(wù)和長換油周期的配套潤滑油技術(shù)均發(fā)展迅速。比如,在北美市場中,北美OEM 廠商紛紛推出了高速公路里程在120 × 104 km 內(nèi)的設(shè)備維護(hù)服務(wù)和擔(dān)保,但要求其用戶使用換油周期在80 × 104 km 以上的OEM 指定車輛齒輪油。而為了能得到120 × 104km 設(shè)備維護(hù)保證,用戶對長換油周期的車輛齒輪油展。
除卻北美地區(qū)外,國外其他地區(qū)的車輛齒輪油換油里程已從10 × 104 km 普遍發(fā)展到50 × 104 km的水平。
在油品規(guī)格方面,GL - 5 規(guī)格早已不能完全滿國外長壽命車輛齒輪油的使用要求,從90 年代開始,在API GL - 5 規(guī)格的基礎(chǔ)上,相繼頒布了MT -1、PG - 2、MIL - PRF - 2105E、SAE J 2360 以及美國DANA 公司提出的SHAES - 234 和SHAES - 256 長壽命后橋齒輪油規(guī)格,其中SHAES - 256 規(guī)格適用于80. 47 × 104 km 換油期,SHAES - 234 規(guī)格適用于120. 7 × 104 km 換油期。在產(chǎn)品方面,國外知名油公司均有配套的長壽命車輛齒輪油產(chǎn)品,其中,國外某品牌的Delvac Synthetic Gear Oil 75W - 90 齒輪油,其推薦換油里程可達(dá)75 萬英里。
我國商用車車輛齒輪油用油現(xiàn)狀
我國商用車技術(shù)相比國外起步較晚,其配套的車輛齒輪油的換油里程雖然從3 × 104 km 成功實(shí)現(xiàn)到10 × 104 km 的水平,但與國外發(fā)達(dá)國家普遍50 ×104 km 以上換油里程相比,還差距巨大。油品規(guī)格方面,國內(nèi)在重型卡車變速箱和后橋上普遍使用GL- 5 油品,約占80%左右。
長壽命車輛齒輪油的性能要求
隨著商用車向著節(jié)能型、輕量型、重載化的方向發(fā)展,其變速箱和驅(qū)動橋工況更加苛刻,比如卡車重載化使得驅(qū)動橋齒輪傳動的功率增加,而驅(qū)動橋齒輪的幾何尺寸并沒有很大變化,導(dǎo)致齒面壓力增加,溫度升高。特別是商用車車體設(shè)計(jì)不斷改進(jìn),使空氣動力學(xué)性能更趨合理,車輛行駛時(shí)空氣阻力減小,流過驅(qū)動橋外表面的空氣流量減少,散熱性變差。這些工況的變化對新一代的車輛齒輪油提出了更高的要求。以長壽命車輛齒輪油的性能要求來說,相對于GL - 5 油,在熱氧化安定性、密封件適應(yīng)性、抗腐蝕性、抗點(diǎn)蝕、極壓抗磨性、剪切安定性方面均提出了更高的要求。
除以上性能外,OEM 對提升商用車燃油經(jīng)濟(jì)性的需求越來越高,這也使得長壽命車輛齒輪油需要減少橋箱的摩擦能耗損失,降低摩擦系數(shù),在保持甚至提升耐久性的前提下,提供更低的油品黏度。
長壽命車輛齒輪油的發(fā)展趨勢
目前國外車輛制造商對車輛齒輪油的要求是盡可能延長換油周期,甚至向免維護(hù)方向發(fā)展。比如,德國大眾、美國通用等汽車公司對車輛齒輪油均提出了“全壽命”的要求,要求一次裝油,一直用到汽車報(bào)廢。通常,汽車壽命可達(dá)到70 × 104 km,未來將提高到100 × 104 km。對我國來說,領(lǐng)先OEM也逐漸要求延長車輛齒輪油的換油周期,從10 × 104km 換油里程向20 × 104 km 甚至50 × 104 km 以上換油里程發(fā)展,換油方式上則要求一油橋箱通用,對橋箱通用油品提出了兼顧同步器保護(hù),更好的熱穩(wěn)定性、更好的剪切穩(wěn)定性等要求。
而從產(chǎn)品配方來說,油品設(shè)計(jì)中考慮到油品換油周期的延長以及橋箱性能的通用性等要求,在基礎(chǔ)油設(shè)計(jì)上,將逐步從Ⅰ類基礎(chǔ)油向Ⅱ、Ⅲ類基礎(chǔ)油甚至全合成基礎(chǔ)油轉(zhuǎn)化。而在添加劑設(shè)計(jì)中,預(yù)計(jì)添加劑的加入量將會超過10%。且添加劑會出現(xiàn)一些新的發(fā)展方向或是在現(xiàn)有平臺下的延伸和性能加強(qiáng),比如有機(jī)硼酸酯型極壓抗磨劑、超高堿值金屬清凈劑、硫化制備惰性極壓抗磨劑、納米型極壓抗磨劑、具有防銹抗氧性能的多功能極壓抗磨劑、具有極壓性能的金屬減活劑、無灰分具有一定堿值的防銹添加劑等。
從產(chǎn)品性能方面來說,未來長壽命車輛齒輪油將進(jìn)一步提升燃油經(jīng)濟(jì)性,要求更好的熱穩(wěn)定性,更好的密封件保護(hù),更好的硬件保護(hù),更好的同步器性能以及與合成油的相容性。
昆侖潤滑油在長壽命車輛齒輪油上所取得的進(jìn)展
中國石油潤滑油公司在車輛齒輪油方面,一直緊密與國內(nèi)各OEM 合作,自2010 - 2015 年間,自主開發(fā)的MTF10、MTF18 手動變速箱油以及驅(qū)動橋油GL - 5 + 重負(fù)荷車輛齒輪油相繼通過了國內(nèi)數(shù)家知名汽車OEM 廠家10 × 104 km 道路行車考核試驗(yàn)的驗(yàn)證。這些產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用均形成了良好的配方基礎(chǔ),為昆侖潤滑油公司開發(fā)滿足20 × 104 km 換油里程甚至50 × 104 km 換油里程以上的長壽命車輛齒輪油起到了良好的指導(dǎo)意義和支撐引領(lǐng)作用。
近兩年間,隨著國內(nèi)各OEM 對長壽命車輛齒輪油的需求逐漸增大,昆侖潤滑油公司在原有10 × 104km 不換油的手動變速箱油、驅(qū)動油技術(shù)平臺下,通過引入深精制的Ⅱ、Ⅲ類基礎(chǔ)油及合成油與高性能極壓抗磨、抗氧復(fù)合配方結(jié)合的先進(jìn)技術(shù),相繼開發(fā)了20 × 104 km 不換油的80W - 90 變速箱油T20、驅(qū)動橋油A20 以及50 × 104 km 不換油的75W - 90 變速箱油T50 和驅(qū)動橋油A50,產(chǎn)品性能相較于原有的10 × 104 km 變速箱油和驅(qū)動橋油,在抗氧化性能、極壓抗磨性能、抗沉積性能等方面都有了較大提升。表4、表5 分別是昆侖20 × 104 km 和50 × 104km 變速箱油和驅(qū)動橋油的典型數(shù)據(jù)。
從表4、表5 中可以看出,質(zhì)量升級后的昆侖20× 104 km 和50 × 104 km 變速箱油和驅(qū)動橋油,相比于10 × 104 km 變速箱油和驅(qū)動橋油來說,在低溫性能、銅片腐蝕性能、抗泡性能方面均有提升。且全部通過了L - 33、L - 42、L - 37、L - 60 - 1 臺架試驗(yàn)測試,尤其是表征油品熱氧化安定性的L - 60 - 1 強(qiáng)化試驗(yàn)臺架,其試驗(yàn)條件相較于評價(jià)原有10 × 104 km變速箱油和驅(qū)動橋油時(shí),苛刻了數(shù)倍,但油品氧化后的100 ℃運(yùn)動黏度增長、戊烷不溶物等結(jié)果均全部滿足指標(biāo)要求,說明油品具有優(yōu)異的熱氧化安定性和油泥分散性能。
此外,在產(chǎn)品開發(fā)過程中,試驗(yàn)也與國外同類長壽命車輛齒輪油各項(xiàng)性能進(jìn)行了對比。以50 × 104km 不換油的變速箱油T50 和驅(qū)動橋油A50 的抗磨性能考察來說,分別對油品進(jìn)行老化試驗(yàn),不同的時(shí)間后,通過觀察其磨斑三維形貌圖的方式,開展了昆侖50 × 104 km 不換油的驅(qū)動橋油A50、變速箱油T50 與國外競品的對比工作,結(jié)果見下圖。
從圖中可以看出,在兩種油品不同氧化時(shí)間下,昆侖A50 驅(qū)動橋油和國外競品1 相比,試驗(yàn)件表面的磨斑直徑小,犁溝少,說明昆侖A50 驅(qū)動橋油的抗磨性能優(yōu)于競品1。
從上圖 中可以看出,在兩種油品不同氧化時(shí)間下,昆侖T50 與競品2 相比,試驗(yàn)件表面同樣表現(xiàn)出較少的犁溝,說明昆侖T50 變速箱油的抗磨性能優(yōu)于競品2。昆侖T50 和A50 和競品油在不同氧化時(shí)間下的D392N 磨斑直徑對比柱形圖見圖5。
從圖5 通過對昆侖T50、A50 和競品油進(jìn)行D392 磨斑直徑的量化分析中可以看出,其磨斑直徑結(jié)果與三維形貌圖結(jié)果一致,氧化前后的昆侖T50變速箱油和A50 驅(qū)動橋油均略優(yōu)于競品1 和競品2。
結(jié)束語
隨著商用車技術(shù)的發(fā)展,車輛設(shè)備性能結(jié)構(gòu)的變化對齒輪油性能提出了新的要求。長壽命車輛齒輪油由于具有相比于GL - 5 油更為優(yōu)異的熱氧化安定性、密封件適應(yīng)性、抗腐蝕性、抗點(diǎn)蝕性、極壓抗磨性、剪切安定性等性能特點(diǎn),同時(shí),又可以降低OEM 運(yùn)營成本和用戶的維護(hù)成本,將成為未來車輛齒輪油發(fā)展的主要趨勢之一。此外,汽車行業(yè)OEM需求迫切,促使其長壽命車輛齒輪油技術(shù)飛速發(fā)機(jī)油和齒輪油和齒輪油的區(qū)別還是挺大的,機(jī)油是添加發(fā)動機(jī)里面的,齒輪油是添加變速箱差速器里的,既然它們的適用范圍不一樣,那么他們的性能肯定也是不同的!機(jī)油不能被齒輪油替換。而齒輪油也不能被機(jī)油替換,因?yàn)闄C(jī)油黏度遠(yuǎn)不如齒輪油的大,同樣在齒輪飛速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候齒輪油能夠很好的附著在齒輪表面,而機(jī)油難。
更多資訊,歡迎掃描下方二維碼關(guān)注中國潤滑油信息網(wǎng)微信公眾號(sinolub)
作為世界500強(qiáng),加拿大石油擁有豐厚的油砂礦資源,經(jīng)營著世界上最大的基礎(chǔ)油精煉廠之一,調(diào)配并包裝生產(chǎn)出多種潤滑油成品。
南京東沛國際貿(mào)易集團(tuán)有限公司(DU-HOPE INTERNATIONAL GROUP)是一家成立于1978年的專業(yè)外貿(mào)企業(yè),注冊資金3900萬元。
北京龍潤凱達(dá)石化產(chǎn)品有限公司成立于2001年,是中國北方地區(qū)潤滑油基礎(chǔ)油銷售量最大的貿(mào)易企業(yè)。