车辆齿轮油承载能力的估算
作者：长城润滑油 王国金 叶元凯 林菁
摘要：从纳米摩擦学角度考察了车辆齿轮油的四球机测定结果，发现最大无卡咬负荷PB和烧结负荷PD值不能很好地代表承载能力，阐明了由这两个指标难于预测车辆齿轮油承载能力的原因是：(1)钢球材质与实际摩擦副的不同；(2)钢球的接触方式是点接触，而齿轮是线接触；首次提出一套利用四球机测试估算车辆齿轮油承载能力的方法，指出在实际选择齿轮油时可根据齿轮的啮合压力来确定油品在四球机试验中应达到的比压力(specific pressure
at contact surfaces)。
关键词：车辆齿轮油 纳米摩擦学 薄膜润滑 磨损
现代汽车齿轮最重要的进步是1925年出现了双曲线齿轮，目前汽车后桥齿轮已基本上普及为双曲线齿轮，而双曲线齿轮体积较小，传动的动力大，齿面相对滑动速度大，齿面上难以形成润滑油膜，是最难润滑的摩擦副之一，它要求齿轮油具有足够高的极压性能。30年代以来，美国开始采用全尺寸台架评价汽车齿轮油的极压性能，如对GL-5重负荷车辆齿轮油的承载性能，必须通过全尺寸后桥台架试验CRC L-37(油品在高速低扭矩和低速高扭矩条件下的承载性)和CRCL-42(高负荷冲击测试)。与此同时，为降低评定费用人们试图应用模拟试验机评价齿轮油的极压性能，例如用四球磨损试验和FZG齿轮机试验预报L-37试验，用四球极压试验和Timken试验预报L-42试验等，虽然取得了某些结果，但由于摩擦副工作条件不同，在这些模拟试验与后桥台架试验之间，很难找到确切的关系。四球机用于油品润滑性的评定已具有较长的历史，由于其设备相对简单，用油量少，试验费用低，操作方便，已成为目前应用最为广泛的模拟试验设备之一。在我国的部分汽车厂，经常用四球机的PB值作为衡量车辆齿轮油承载能力的主要指标，以为PB值和烧结负荷PD值越大越好，这样造成经过全套台架评定合格的油品由于在汽车厂测定的PB值小于规定值(如100kg)而被拒收。本文试图从理论和实践两个方面阐明四球机的车辆齿轮油极压性测试结果的意义，提出预测承载能力的方法。
1 润滑状态转变的理论
润滑油粘度η、转速U和负荷P是决定润滑状况的三个因素，它们之间的联系可用无因次参数C来表示：C=ηU/P,C和摩擦系数μ的关系示于图1，称为润滑状态过渡图或Stribeck曲线。在流体动力润滑区，液体膜的厚度足以将固体表面隔开(即油膜厚度h粗糙度δ)；在边界润滑区，微凸体发生连续的接触，固体靠金属表面吸附的极性物质或反应膜润滑；介于两条线中间的为混合润滑区，摩擦系数μ随着C值减少迅速增加。对于混合润滑，迄今的研究并不充分。90年代后证实了混合润滑是以纳米量级的薄膜润滑(thin film lubrication)状态存在，以有序液体膜为特征，流体膜减薄到表面粗糙峰之间的间隙为润滑油分子尺度范围，即粗糙峰顶已出现边界膜。薄膜润滑的物理模型为：靠近表面的是吸附膜，不具有流体性质；处于润滑膜中间的是粘性流体膜，具有弹流润滑特征，介于粘性流体膜与吸附膜之间的有序液体膜，是由于液体分子在摩擦剪切过程中受表面能作用迫使分子有序排列而形成的。有序液体膜的有序度高于粘性液体膜，而低于靠近金属表面的吸附膜。当润滑膜厚减少到粘性液体膜完全消失时，润滑膜由有序液体膜和吸附膜为主。薄膜润滑伴随表面磨损，以接触疲劳和粘着机制为主要形式。如果液体膜更薄，则只有吸附膜存在时，为边界润滑，会出现微凸体间的直接接触。在油中加入油性剂如长链的醇胺和脂肪酸等，其极性基吸附在金属表面上，长链中的次甲基横向吸附，构成牢固的吸附膜，代替了金属的直接接触，减轻了摩擦或磨损。在负荷和温度更高的条件下，油性剂将失效，极压添加剂与金属反应，形成一些化合物较金属易于剪切，熔点较低，可以防止金属间的咬合从而保护金属表面。
图1 Stribeck 曲线
2 四球机试验
四球机试验为点接触的滑动摩擦，其结构为一固定在上轴的球相对于固定在下轴上的三个球作旋转运动。对于一定的试验转速，接触处的滑动速度恒定，负荷P增加时磨损直径d变化见图2。当负荷增加到B点，在四球机试验中到达了卡咬点，相应的负荷值为最大无卡咬负荷PB；当负荷进一步增大，达到D点时，边界润滑状态失效，四球接触处出现了烧结，相应的负荷值为最大烧结负荷PD。
图2 四球机的磨损—负荷曲线 为了实际考察应用PB值判别齿轮油承载性的可行性，我们从可靠的专卖店收集了国内外知名品牌的GL-5齿轮油(国内油13个，编号为C1-C13；国外油5个，编号F1-F5)，包括长城、七星、海牌、南海、飞天、Mobil、Esso、Catex、Shell等，分别送往国内的权威测试机构进行测试，这些单位是：石油化工科学研究院、兰州炼油化工总厂研究院、高桥石化公司炼油厂研究所、大连石化公司研究院、南京汽车研究所和长城润滑油集团公司研究所，进行油品的PB值测定，考察这些油品的PB值是否大于100kg，以及测定的再现性。考虑到国内大多数汽车制造厂测定的惯例，试验条件采用GB/T3142法，即转速为1450r/min，测试温度为室温，钢球为GB308II级。有关的测试结果见表1。
由表1可见：(1)对于中国市场知名品牌的GL-5齿轮润滑油，半数左右其PB值小于100kg，说明PB值本身不能代表承载能力。(2)不同实验室(lad)之间的测试结果，对于个别油品其再现性有超出国际规定的30%，缺乏可比性。可以认为，不同实验室测量者本身是严格按照操作规程进行测试的，产生偏差的原因可能是钢球的生产批次不同，造成其材质有差异，从而影响试验结果的再现性。
3 讨论
有人认为PB点为弹性流体动力润滑的临界点，也即在该点弹性流体动力润滑膜将达到极小值，负荷再增大，该膜就将破裂，B点后反映了油性剂或减磨剂的贡献。本文认为，AB点之间不可能是弹流润滑，只可能是薄膜润滑或边界润滑，否则不可能有磨痕。AB段的前面部分可能是有序膜起主要作用，后半部分边界吸附膜起主要作用。BC之间是吸附膜逐渐消失、化学反应膜逐渐形成的时期；CD之间是化学反应膜起作用的阶段。所以PB代表有序膜的终止点。只有这样，才能解释PB与油性剂、极压添加剂的加入有关，这些添加剂的极性，可能增加了有序膜的厚度。PD值的大小，代表了化学反应膜的形成难易和抗磨性能，PD值高，表示化学膜失效的温度高。但反应膜润滑是以腐蚀磨损为代价的，但若腐蚀性太强，将影响其抗磨性。
齿轮油的承载能力是指其保护齿轮在高载荷下工作而无擦伤、咬合、焊接或其它高磨损症状的功能。根据图3～6的四球机测试结果,显然仅PB或PD一项不能作为评价油品极压性抗磨性能的指标，例如，PB值高的油品，其PD值和抗磨作用并不一定好。利用四球机全面估算齿轮油极压抗磨性能的程序应为：(1)测量PB，并计算在PB以前的比压力PS(单位面积承受的负荷)，从而可以给出该齿轮油可以承受多大的压力范围；(2)测量PB以前某个负荷下的长期磨损值(磨斑直径，Wear Scar Diameter)，从而给出在工作负荷区的磨损量；(3)测量PD，报出该油品的最高工作负荷。由这三个方面可以预报该油品的最佳工作负荷区。
图3 不同润滑油的磨损—负荷曲线
图4 负荷与压力的关系
图5 四球机中摩擦系数与负荷的关系
图6 负荷对磨痕直径的影响
从纳米纽擦学的角度来看，用四球机测试结果预测车辆齿轮油承载能力还应该注意：
(1)由于PB和PD都跟添加剂与钢球之间的有序膜形成、化学吸附和反应有关，若实际齿轮与钢球的材质不同，势必导致润滑油在两种摩擦副上的作用不同，从而不存在对应关系；
(2)如果在某一负荷下，四球机所测得的磨痕几乎为0，标志着四球处于弹流润滑状态。但不能由此推论处在同样负荷下的齿轮也处于弹流状态，即两种摩擦副之间的弹流条件没有关联性。这是由于两者的接触方式不同：钢球为点接触，而齿轮是线接触。弹性流体动力润滑的条件：λ(油膜厚度/表面粗糙度)=h／(δ21＋δ22)0.5≥2～3
式中：h为最小油膜厚度，δ1和δ2为两摩擦面的均方根粗糙度。
对于球体摩擦副，点接触区的最小油膜厚度方程：
h=1.83RG0.49U0.68W-0.073
对于齿轮摩擦副，线接触区的最小油膜厚度方程(Dowson公式)：
h=2.65RG0.54U0.70W-0.13
式中U为速度参数，G为材料参数，W为载荷参数，R为当量曲率半径。
可见，λ与接触区内的粗糙度、速度、材料和载荷等参数都有非线性的关系，而且点接触和线接触时最小油膜厚度h的变化规律不一致，导致两种摩擦副条件下的弹流条件没有可比性。
所以， 如果条件许可，尽量用与实际齿轮相同材料做成的四球，包括粗糙度的要求，这样四球机的测试结果将能较准确地估算油品在该类齿轮上的承载能力。
4 结论
(1)从实际应用来看，把PB值是否大于100kg作为衡量油品好坏的指标是不恰当的，许多知名品牌的GL-5齿轮油PB值未达到100kg。
(2)PB测定在不同实验室之间的重现性不好，难于作为一个互相比较的指标。
(3)理论上已经证明PB值不能表示齿轮油的承载能力，在实验室评价手段有限的条件下，至少应从PB、PS、PD和WSD四方面才能推测车辆齿轮油的承载能力，尽量用与实际齿轮相同材料做成的四球，包括粗糙度的要求。
(4)提出一套估算齿轮油承载能力的方法，可根据四球机试验中单位球体面积承受的负荷区，预报该齿轮油的最佳工作负荷区，在实际选择齿轮油时根据齿轮的啮合压力来要求油品在四球机试验中应达到的比压力PS。
工业润滑油标准
工业用润滑油
工业用油的概念
工业润滑油应用范围很广，基础油的种类也很多，如：纯矿物油，PAO聚ɑ稀烃合成油，聚醚合成油，烷基苯油，可生物降解脂类油。当它们成为某种工业润滑油时，它们之间是不能相互混合的，例如聚醚合成油和别的工业油混合之后，其性能就会显著下降。
工业应用领域
主要有液压油、齿轮油、汽轮机油、压缩机油、冷冻机油、变压器油、真空泵油、轴承油、金属加工油(液)、防锈油脂、气缸油、热处理油和导热油等。此外，还有润滑油为基础油，并加有稠化剂的润滑脂。工业润滑油的用户是各行各业的企业，一般使用的品种多、用量大，不仅取决于产品的价格，而且取决于产品的质量和技术特性，同时更取决于技术服务的好坏。因此，工业润滑油的技术营销更为重要。工业润滑油在不同的应用场合中，其添加剂也不一样。室外用的液压油要有适合当地的温度变化，就不能用室内密闭环境下的液压油。另外象重载齿轮油和成型油使用条件也不同，重载齿轮油含有极压添加剂来确保可以在苛刻环境下使用，成型油，通常是纯矿物油，不含添加剂。使用工业润滑油的企业，配置的机械与设备相对比较集中，所以有目的、有针对性的技术交流会更为必要。这也是售前技术服务的主要形式。
工业润滑油的基本性能和主要选用原则是粘度，因此，必须优先加以介绍。GB/T3141-94是工业液体润滑剂ISO粘度分类，等效采用国际标准ISO3448-1992《工业液体润滑剂-ISO粘度分类》。一般说，在中转速、中载荷和温度不太高的工况下，选用中粘度润滑油;在高载荷、低转速和温度较高的工况下，选用高粘度润滑油或添加极压抗磨剂的润滑油;在低载荷、高转速和低温的工况下，选用低粘度润滑油;在宽高低温范围、轻载荷和高转速，以及有其它特殊要求的工况下，选用合成润滑油
润滑脂的基本性能和主要选用原则是锥入度，以锥入度来划分润滑脂稠度等级。因此，也应该向用户介绍。锥入度是各种润滑脂常用的控制工作稠度的指标，用以表示润滑脂进入摩擦点的性能和润滑脂软硬程度的指标。J一般说，使用润滑脂的轴承所承受的负荷大、转速低时，应该选用锥入度小的润滑脂。反之所承受的负荷小、转速高时，就要选用锥入度大的润滑脂。在宽高低温范围、轻负荷、高转速和低温很低时，以及有其它特殊要求时，应选 用合成润滑脂。
车用齿轮油的使用
４２ 农 机 使 用 与 维 修 ２０１３年第６期
车用齿轮油的使用
黑龙江省泰来县农业机械技术推广站杨旭超
车辆齿轮油是润滑油的一种，主要功能是减少齿
轮及轴承的摩擦与磨损，增加润滑表面的散热作用，
防止机件发生腐蚀和锈蚀。主要用于润滑汽车、拖拉 机传动系中的变速器、减速器和差速器的各种齿轮。
齿轮油的黏度较润滑油大，略呈黑色，因此也称之为
黑油。
１．对齿轮油使用性能的要求 （１）良好的油性和极压性。齿轮工作时表面承受
的负荷高、压力大、滑动的速度很快，不利于承载负荷
的润滑油膜的建立。因此，要求齿轮油必须具有良好
的油性和极压性，才能在齿轮表面建立起边界润滑油
膜，以防止齿面磨损、擦伤、烧结等，延长其使用寿命， 提高传动效率。双曲线齿轮的工作条件尤其苛刻，所
以极压性是双曲线齿轮油的主要性能。
（２）黏度适当。如果齿轮油黏度过小，油会被齿
轮的离心力从齿面甩掉，油膜强度也低，可能产生较
严重的磨损，还容易从油封处渗漏。如果齿轮油黏度
过大，会使摩擦面过热，造成不必要的动力损耗。由 于车用齿轮油的工作温度范围很宽，因此要求齿轮油
具有良好的黏温性。 （３）较好的抗氧化安定性。齿轮油在使用中，受
齿轮和传动件的高速搅动，与空气充分接触，而且在
高温和金属催化下容易氧化，生成各种不溶性氧化
物、油泥沉淀物和酸性物质，引起齿轮腐蚀和齿轮油
变质。 另外，齿轮油还要无腐蚀性，具有防锈性，有较好
的抗乳化性和消泡性。
２．齿轮油的分类 国外齿轮油广泛采用ＡＰＩ类法，按齿轮油负荷承
载能力和使用场合不同，分为ＧＬ一１、ＧＬ一２、ＧＬ一３、
ＧＬ一４、ＧＬ一５和ＧＬ～６等６个级别。我国参照ＡＰ１ 分类法，把齿轮油分为普通车辆齿轮油（ＧＬ一３）、中
负荷车辆齿轮油（ＧＬ一４）和重负荷车辆齿轮油（ＧＬ一
５）。 普通车辆齿轮油的３个牌号是：８０Ｗ／９０、８５Ｗ／９０
和９０号；中负荷车辆齿轮油的５个牌号是：７５Ｗ、
1模齿轮承载功率 -回复
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一模齿轮承载功率
引言：
齿轮是一种非常常见且重要的机械传动装置。在各种机械设备中，齿轮承载功率是一个关键的参数，对设备的工作效率和稳定性有着重要影响。本文将详细介绍齿轮承载功率的定义、计算方法以及影响因素，以帮助读者更好地理解和应用齿轮传动技术。
一、齿轮承载功率的定义
齿轮承载功率是指齿轮传动中主动轮（驱动轮）和从动轮（被驱动轮）所能承载的功率。通常以单位时间内齿轮传动输出的功率来表示，单位为千瓦（kW）或马力（hp）。
二、齿轮承载功率的计算
齿轮承载功率的计算是基于齿轮的几何参数、材料强度和传动效率来进行的。下面将介绍具体的计算方法。
1. 计算主动轮和从动轮的承载能力
主动轮和从动轮的承载能力可以通过以下公式来计算：
Pd = Kd * Pn * Kc * Kr * Kv * Ka
其中，Pd为齿轮传动的承载功率（以千瓦为单位），Kd为齿轮传动的动载荷系数，Pn为齿轮传动的额定功率（以千瓦为单位），Kc为动载荷系数，Kr为齿轮接触应力系数，Kv为齿轮基本动载荷系数，Ka为应力调整系数。
2. 计算齿轮传动的效率
齿轮传动的效率可以通过以下公式来计算：
η = (Pd / Pt) * 100%
其中，η为齿轮传动的效率（以百分比表示），Pd为齿轮传动的承载功率（以千瓦为单位），Pt为齿轮传动的输入功率（以千瓦为单位）。
3. 计算齿轮传动的输入功率
齿轮传动的输入功率可以通过以下公式来计算：
Pt = T * ω
其中，Pt为齿轮传动的输入功率（以千瓦为单位），T为齿轮传动的输入扭矩（以牛顿·米为单位），ω为齿轮传动的输入转速（以弧度/秒为单位）。
三、影响齿轮承载功率的因素
齿轮承载功率受到多种因素的影响，下面将介绍几个主要的因素。
1. 齿轮材料的强度和硬度
齿轮的材料强度和硬度直接影响着齿轮的承载能力。一般来说，强度和硬度较高的齿轮承载功率也较大。
2. 齿轮的几何参数
齿轮传动的计算载荷
齿轮传动的计算载荷
为了便于分析计算，通常取沿齿面接触线单位长度上所受的载荷进行计算。沿齿面接触线单位长度上的平均载荷p(单位为N/mm)为
式中：Fn--作用于齿面接触线上的法向载荷，N； L --沿齿面的接触线长，mm。
法向载荷Fn为公称载荷，在实际传动中，由于原动机及工作机性能的影响，以及齿轮的制造误差，特别是基节误差和齿形误差的影响，会使法向载荷增大。此外，在同时啮合的齿对间，载荷的分配并不是均匀的，即使在一对齿上，载荷也不可能沿接触线均匀分布。因此在计算齿轮传动强度时，应按接触线单位长度上的最大载荷，即计算载荷pca(单位为N/mm)进行计算。即
式中K为载荷系数。
计算齿轮强度用的载荷系数K，包括使用系数KA,动载系数Kv,齿间载荷分配系数Kα及齿向载荷分布系数Kβ,即
KA--使用系数 使用系数KA是考虑齿轮啮合时外部因素引起的附加动载荷影响的系数。这种动载荷取决于原动机和工作机的特性，质量比，联轴器类型以及运行状态等。KA的使用值应针对设计对象，通过实践确定。下表所列的KA值可供参考。
使用系数KA
工作机的工作特性 原动机工作特性及其示例
工作机器 电动机、匀速转动的汽轮机 蒸汽机，燃气轮机液压装置 多缸内燃机 单缸内燃机
均匀平稳 发电机,均匀传送的带式输送机或板式输送机,螺旋输送机,轻微升降机,包装机,机床进给机构,通风机,均匀密度材料搅拌机等 1.00 1.10 1.25 1.50
轻微冲击 不均匀传送的带式输送机或板式输送机,机床的主传动机构,重型升降机,工业与矿用风机,重型离心机,变密度材料搅拌机等 1.25 1.35 1.50 1.75
中等冲击 橡胶挤压机,橡胶和塑料作间断工作的搅拌机,轻型球磨机,木工机械,钢坯初轧机,提升装置,单缸活塞泵等 1.50 1.60 1.75 2.00
齿条承载能力计算
- 1 - 齿条承载能力计算
齿条承载能力计算是指根据齿条材料和几何参数，确定齿条在工作状态下的承载能力。在机械传动中，齿轮传动常常采用齿条传动，因其精度高、噪音小、传动效率高等特点，被广泛应用于机床、制造机械、自动化设备等领域。齿条的承载能力是齿条传动设计的重要参数，直接关系到齿条传动的可靠性和使用寿命。
齿条承载能力计算的主要步骤包括：
1. 确定齿条的材料和硬度，计算材料的极限弯曲应力和极限拉伸应力。
2. 确定齿条的截面形状和尺寸，计算齿条的截面面积和截面惯性矩。
3. 根据齿条的工作状态和载荷情况，计算齿条的受力情况，包括弯曲应力、剪切应力、压应力等。
4. 结合齿条的材料和硬度、截面形状和尺寸、受力情况等，计算齿条的承载能力。
齿条承载能力计算是齿条传动设计中的重要环节，它的准确性和合理性直接影响到齿条传动的可靠性和使用寿命。因此，在齿条传动设计中，应根据实际情况选择合适的计算方法和参数，确保齿条传动的安全可靠。
直齿轮和斜齿轮承载能力计算
直齿轮和斜齿轮承载能力计算
嘿，大家知道吗，直齿轮和斜齿轮可是机械世界里的重要角色啊！它们就像是默默工作的大力士，承担着传递动力和运动的重任。
先来说说直齿轮吧，那简单直接的齿形，就如同勇往直前的战士，毫无畏惧地应对着各种力量的冲击。计算它的承载能力，可不是一件简单的事儿。得考虑到齿数、模数、齿宽等等好多因素呢。这就好比要衡量一个大力士能举起多重的东西，得综合考虑他的肌肉力量、身高、体重等等一样。你说是不是很神奇？
再看看斜齿轮，哇哦，它那独特的螺旋形状，就像是一条灵动的曲线，充满了魅力。斜齿轮的承载能力计算可就更复杂啦！它不仅要考虑直齿轮那些因素，还得加上螺旋角等特别的参数。这就像是给大力士加上了魔法，让他变得更加强大而神秘。
想象一下，如果我们没有准确地计算出它们的承载能力，那会发生什么呢？就好像让一个没有足够力量的人去扛重物，后果不堪设想啊！所以说，这可真是一项至关重要的工作。
在实际应用中，工程师们就像是经验丰富的驯兽师，精心地调整和计算着直齿轮和斜齿轮的各项参数，以确保它们能够在各种复杂的工况下稳定可靠地工作。他们要考虑到转速、扭矩、负载的变化等等诸多因素，这可不是一般人能做到的呀！
直齿轮和斜齿轮的承载能力计算，真的是一门高深的学问。它需要我们对力学、材料学等多个领域有着深入的了解和掌握。而且，随着科技的不断进步，对它们承载能力的要求也越来越高。我们不能满足于现状，要不断地探索和创新，让直齿轮和斜齿轮发挥出更大的作用。
总之，直齿轮和斜齿轮承载能力计算是机械领域中非常关键的一部分，我们一定要重视起来，不断钻研，让它们更好地为我们服务！
油溶性纳米Ti02提高GL-5车辆齿轮油承载能力的研究
２００７年５月 第３２卷第５期 润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩ ｄ０Ｎ ＥＮＧＩＮＥＥ］ＲＩＮＧ Ｍａｖ ２００７ Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．．５
油溶性纳米ＴｉＯ２提高ＣＬ一５车辆齿轮油承载能力的研究
张立李久盛伏喜胜张龙华
（中国石油兰州润滑油研究开发中心甘肃兰卅ｌ ７３００６０）
摘要：以硬脂酸作为修饰剂，利用溶胶一凝胶法制备了油溶性纳米ＴｉＯ 颗粒，将其加入８５Ｗ／９０ ＧＬ－５重负荷车辆齿
轮油中，用四球摩擦磨损试验机考察了油品的摩擦学性能，并采用ＳＥＭ、ＸＰＳ对摩擦试验后的钢球磨斑表面进行了分
析，对纳米ＴｉＯ 在摩擦过程中的摩擦学作用机制进行了研究。结果表明：纳米ＴｉＯ ，添加剂能够显著提高ＧＬ－５车辆齿轮
油的承载能力；纳米ＴｉＯ 在摩擦过程中发生分解，在摩擦表面形成硬度较高的纳米薄膜，也可以扩散渗透到金属基体
中，从而使保护层不易被剥落。 关键词：纳米ＴｉＯ ；齿轮油；润滑油添加剂
中图分类号：ＴＥ６２６．３；ＴＨ１１７文献标识码：Ａ文章编号：０２５４—０１５０（２００７）５—１２３—４
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｓｏｌｕｂｌｅ Ｎａｎｏ—ＴｉＯ２ Ａｄｄｉｔｉｖｅ ｉｎ
ＧＬ．５ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｇｅａｒ Ｏｉｉｌ
Ｚｈａｎｇ Ｌｉ Ｌｉ Ｊｉｕｓｈｅｎｇ Ｆｕ Ｘｉｓｈｅｎｇ Ｚｈａｎｇ Ｌｏｎｇｈｕａ
（Ｒ＆Ｄ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｌｕｂｒｉｃａｎｔ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ Ｇａｎｓｕ ７３００６０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｏｖｅｌ ｓｏｌｕｂｌｅ ｎａｎｏ—ＴｉＯ２，ｗｈｉｃｈ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ ｓｏｌ－ｇｅｌ ａｎｄ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｂｙ ｓｔｅａｒｉｃ ａｃｉｄ ｗａｓ ａｄｄｅｄ ｉｎｔｏ ８５ Ｗ／９０
ＧＬ－５ ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ｇｅａｒ ｏｉｌ．ｔｈｅ ｔｒｉｂｏｌｏｇｉｅａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｏｉｌ ｗａｓ ｅｖａｌｕａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ｆ０ｕ卜ｂａｌｌ ｅｘｔｒｅｍｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
P_B值与车辆齿轮油的承载性能
文章编号:10023119(1999)05004006PB值与车辆齿轮油的承载性能
诸葛荣(中国石化长城高级润滑油公司销售处技术服务部,北京100085)摘要:根据摩擦及摩擦化学理论对一些试验数据进行了分析,得出以下推论:(1)GL5车辆齿轮油在四球试验中PB值的高低与该油的承载能力之优劣无必然的联系。(2)用PB值100kg作为GL5车辆齿轮油的质量验收指标的作法不妥。关键词:PB值;车辆齿轮油;承载能力;相关性中图分类号:TE624.9文献标识码:B在我们的工作中,曾经遇到过某些大直销用户将PB值100kg作为GL5车辆齿轮油进厂质量验收合格的一项指标,他们认为车辆齿轮油的PB值越高,油品的承载能力越强。究竟PB值的大小与GL5车辆齿轮油承载能力的高低有没有必然的关系?本文试图通过较详细的数据分析和一些理论上的探讨来回答此问题。1国内市场车辆齿轮油PB值情况调查80年代初,在原中国石化总公司润滑油攻关组的组织下,全国石化行业和机械行业的有关部门开展了不同级别的车辆齿轮油的研制工作。目前国内几大炼厂都有了自己品牌的GL5重负荷车辆齿轮油;90年代以来,美孚、壳牌、埃索、加德士等国外著名公司的车辆齿轮油产品在中国市场上的份额越来越大。为了了解市售的GL5重负荷车辆齿轮油的PB值的概况,长城公司研究所通过正规的销售渠道购买了国外及国内几家具有代表性的油品公司的产品。表1是其中一些油品的PB值数据。表1市售润滑油品的PB值数据厂家级别PB值/kg外油180W/90GL595外油290GL585外油380W/90GL585外油485W/90GL590外油580W/90GL5100国油185W/90GL590国油290GL582国油380W/90GL588国油485W/90GL5107国油580W/90GL582从表1的数据看,市售GL5重负荷车辆齿轮油(SAE90、SAE80W/90、SAE85W/90)的PB值超过100kg的很少。2PB值的测试方法及车辆齿轮油承载能力测试方法介绍2.1什么是PB值PB值是我国润滑油研究工作者通常用来测量润滑油承载能力(或油膜的强度)的一项指标,中文称最大无卡咬负荷或临界负荷,它的测量是在四球试验机上进行的。依照GB3142-82方法,测量PB值时,四球机的工作条件如下:转速:1450r/min时间:10s温度:不控制(室温)试验者将测得的一系列负荷和对应的磨痕直径在双对数座标上作图,可得到如图1的线段ABCD,AB间的磨损与赫兹线(相应压力下两钢球在静态互相接触时压痕与静压力的关系曲线)几乎平行;BC间的磨损急剧增加,发生部分卡咬,CD间磨损增加率变小,磨迹向全面烧结扩大,直到最后烧结。B点是润滑油膜破裂、部分卡咬开始的最低负荷(或者说不发生卡咬的最大负荷)即临界负荷PB。收稿日期:1999-04-21。作者简介:诸葛荣(1956-),女,工程师。1982年华东石油学院炼制系炼油专业毕业,1997年浙江大学工商管理学院M.B.A.专业毕业,现在中国石化长城润滑油集团有限公司销售分公司技术服务部从事销售技术服务工作,已公开发表论文1篇。1999年10月润滑油第14卷第5期四球法测量润滑油的承载能力见图1。
润滑油承载能力参数表征
润滑油承载能力参数表征
润滑油是一种应用广泛的工业润滑剂，它在机械设备中起到减少摩擦、延长使用寿命的重要作用。在润滑油的性能中，承载能力被认为是评估其润滑效果的一个重要参数。承载能力参数的准确表征对于选择适合的润滑油和优化设备的使用至关重要。
承载能力是指润滑油在摩擦副接触区域中形成油膜并承受外载荷的能力。其核心目标是确保润滑油在摩擦表面形成足够的油膜厚度，以防止金属直接接触，减少摩擦和磨损。
承载能力参数的表征通常包括极限压力值（EP值）、疲劳寿命、磨损情况等。其中，EP值是最常用的一个参数，它是指润滑油在高压下保持足够油膜厚度的能力。EP值主要通过四球试验进行测定，方法是将润滑油加入到四个球体之间形成一个润滑膜，在施加压力和旋转的条件下测量润滑油的极限压力。常见的EP值指标有ASTM D2783和ASTM D4172等。
疲劳寿命是评估润滑油承载能力的另一个重要指标。疲劳寿命是指润滑油在长时间高负荷下维持稳定性能的能力。通过模拟实际使用条件下的运行情况，例如旋转疲劳试验、滑动疲劳试验等，来测定润滑油的疲劳寿命。疲劳寿命往往取决于润滑油的基础油质量、抗氧化性能和添加剂等。
除了EP值和疲劳寿命，磨损情况也是评价润滑油承载能力的重要参数之一。磨损主要指摩擦表面的磨损量和粒子的产生，磨损越小，说明润滑油的承载能力越好。可以通过失重法、光学计量法和扫描电镜等方法来评估润滑油的磨损情况。
综上所述，润滑油承载能力参数的准确表征对于设备运行的安全和性能至关重要。通过EP值、疲劳寿命和磨损情况等指标的测试和评价，可以选择适合的润滑油，并确定润滑油更换的周期和使用方式。这将有助于保护机械设备，延长其使用寿命，并提高工作效率。
在实际应用中，我们还需要注意以下几个方面来确保准确表征润滑油的承载能力参数。首先是测试标准的选择和使用。不同行业可能对于润滑油承载能力参数有不同的要求，因此需要根据实际情况选择适合的测试标准，并严格按照标准进行测试。其次是测试条件的控制。润滑油性能与测试条件密切相关，如温度、压力、速度等，所以在测试过程中需要严格控制这些参数以保证测试结果的准确性。最后是测试设备的维护和校准。合适的设备维护和定期的校准可以确保测试结果的可靠性和可重复性。
牵引车齿轮油用量计算公式
牵引车齿轮油用量计算公式
在牵引车的维护保养中，齿轮油的使用是非常重要的一部分。齿轮油主要用于润滑传动系统中的齿轮和轴承，减少摩擦和磨损，保护传动系统的正常运转。因此，正确计算齿轮油的使用量对于保障牵引车的正常运转非常重要。
齿轮油使用量的计算公式可以帮助我们准确地确定每次更换齿轮油的用量，避免浪费和不足的情况发生。下面我们就来介绍一下牵引车齿轮油用量计算公式及其相关内容。
首先，我们需要了解一下齿轮油使用量计算的基本原理。齿轮油使用量的计算主要取决于传动系统的容积和使用时间。传动系统的容积是指传动箱内齿轮和轴承的容积，而使用时间则是指传动系统每次更换齿轮油的时间间隔。通过这两个参数的计算，我们就可以得出每次更换齿轮油的使用量。
齿轮油使用量的计算公式如下：
齿轮油使用量 = 传动系统容积 / 使用时间。
其中，传动系统容积通常以升（L）为单位，使用时间通常以月为单位。通过这个公式，我们可以得出每次更换齿轮油的使用量，从而更加科学地进行齿轮油的管理和更换。
在实际应用中，我们需要根据具体的牵引车型号和传动系统的容积来确定齿轮油使用量的计算公式。一般来说，不同型号的牵引车传动系统的容积是不同的，因此需要根据具体情况进行计算。同时，使用时间也需要根据牵引车的运行情况和工作强度来确定，一般来说，使用时间越长，齿轮油的使用量就会越大。
除了传动系统的容积和使用时间外，还有一些其他因素也会影响齿轮油使用量的计算。例如，传动系统的工作环境和温度会影响齿轮油的使用量，高温环境下传动系统的齿轮油使用量会增加，而低温环境下传动系统的齿轮油使用量会减少。因此，在计算齿轮油使用量时，还需要考虑到这些因素的影响。
此外，齿轮油使用量的计算还需要根据牵引车的维护保养计划来确定。一般来说，牵引车的维护保养计划会规定传动系统齿轮油的更换周期和使用量，我们可以根据这些规定来确定齿轮油使用量的计算公式。同时，牵引车的制造厂家也会提供相应的技术资料和指导，帮助我们确定齿轮油使用量的计算公式。