汽车传动齿轮箱润滑问题研究

汽车传动齿轮箱润滑问题研究

朱镜瑾谢晓梦

黄河交通学院河南焦作454950

摘要：随着世界汽车技术的快速发展，汽车的舒适性和经济性受到人们的广泛关注，齿轮箱是汽车的核心部件，而润滑状态对于齿轮箱的运转起着至关重要的作用，有很多汽车乘用人不懂得如何维护齿轮箱，不懂得如何许选用合适的润滑油，本文通过对齿轮油的基本性能以及工作条件的研究分析，提出改进维护方案。

关键词：齿轮箱；润滑；维护

一、前言

随着汽车业的迅猛发展，我国购车家庭也越来越多，性能良好的汽车更受到人们的关注，齿轮箱是汽车的核心部件，但是日常生活中，齿轮箱的润滑问题时常被人们忽略，本文首先简单分析传动齿轮箱的工作状态，了解齿轮油在其中发挥的不可替代作用，重点分析目前市场上齿轮箱润滑油的分类及使用，帮助人们了解传动齿轮箱的润滑问题，提出对齿轮箱润滑工作的日常维护方案。

二、汽车传动齿轮箱

2.1功能及特点

齿轮箱是一种动力传达机构，它通过离合器与发动机相连，如此一来，变速箱的输入轴就能和发动机达到同步转速。其中，输入轴离合器连接发动机，轴和其上面的齿轮是一个部件，轴和齿轮就叫做中间轴，它们同时旋转，轴旋转通过齿轮啮合带动中间轴旋转，此时，中间轴开始传输发动机的动力。轴是花键轴，和驱动轴直接相连，通过差速器驱动汽车。

齿轮箱通过不同齿数的齿轮啮合，将电动机的转数转换到所需要的转数，并改变转矩。齿轮箱应用极其广泛，齿轮箱在生产制造中起着不可代替的作用。

2.2齿轮箱润滑条件

齿轮箱中，润滑剂不仅需要发挥润滑作用，还根据齿轮箱正常工作的需要，发挥多重作用，两个啮合的齿轮传动功率越高，相对齿轮表面越是粗糙，齿轮间力的脉动就会越大，这种力的脉动会对啮合运转的齿轮产生明显的冲击效果，所以齿轮啮合运转过程必然产生摩擦，这种摩擦会使齿轮加快损坏速度。同时，传动齿轮箱的齿轮运转需要承受高压的作用，这就会导致后期齿轮的疲劳断裂或者过负荷断裂。所以，轮间不可避免的摩擦使齿轮箱需要一种介质，辅助其正常工作，这种介质就是润滑剂。

三、传动齿轮箱的润滑问题

3.1传动齿轮箱润滑油的组成

润滑油一般由基础油与添加剂这两部分组成，润滑油基础油主要成分为两大类。其中应用较广泛的是矿物基础油，用量约占95%以上，但是有些应用场合必须用合成基础油调配的产品，所以合成基础油的发展十分迅速。

添加剂是润滑油的精髓，合理使用添加剂可以改善润滑油的化学物理性质，并且赋予润滑油新的特殊性能，或加强其原有的某些性能，达到更高的标准，添加剂的合理调配、仔细选择，是保证润滑油质量的关键。

3.2齿轮箱润滑油添加剂

车轮油添加剂大致分为七类，分别为:极压剂、摩擦改进剂、腐蚀抑制剂、抗氧化剂、清净剂和分散剂、粘度指数改进剂、抗泡剂。其中，极压剂可以有效防止齿面损伤，含磷化合物又被称为抗磨剂，在高扭矩条件下可以有效防止齿面磨损剥落、点蚀。腐蚀抑制剂用来抑制某些活性较高的添加剂，比如极压剂、抗磨剂，这两种活性较高的添加剂就容易引起金属的渗蚀和腐蚀。齿轮油的氧化是烃类退化分枝链代式反应，抗氧化剂对齿轮油中有一定的效果。清净剂和分散剂的主要作用是提高齿轮油的清净性，保持齿轮装置的清洁。

3.3润滑油的主要理化指标

高质量的润滑油从外观主要从两方面来判断。首先是颜色，润滑油油品精制程度越高，其颜色越浅，其次是透明度，精制程度高、质量良好的油品会有较好的透明度，倘若油中混入杂志或者水，均会影响透明度。

粘度是决定润滑油质量的重要指标，选用不同粘度的润滑油以配合摩擦位置的工作状态，粘度过小容易形成半流体润滑或者边界润滑，加重摩擦，也较容易漏油。粘度过大时，润滑油流动性差，内摩擦阻力大，增加运动副的磨损。所以，合理粘度的润滑油更适合运动副的运动。

酸值是防止机件腐蚀的一项重要指标，齿轮箱润滑油的使用过程中，酸值因氧化分解作用而不断增加，到一定程度时就应该更换新的润滑油，否则就会腐蚀机件。

润滑油实验条件下冷却至停止流动，此时的最高温度称为它的凝点，齿轮箱若是在低温条件下工作，凝点高的润滑油就会造成油路堵塞，不能发挥好的润滑状态，达不到润滑目的，甚至影响油耗，所以低温条件下应选择凝点低的润滑油。

四、润滑对齿轮的影响

4.1润滑对齿面磨损的影响

没有润滑油的齿轮间的摩擦就是干摩擦，润滑油将干摩擦转换为滑动摩擦，大大减小了齿面磨损，作为清洗作用的齿轮油，它可以带走齿面的固体杂质，对于一些液体动压润滑，黏度发挥最重要的作用，一般情况下，油膜厚度越大，齿轮间的磨损越小。

4.2润滑对齿面疲劳点蚀的影响

当材料受到反复作用，致使其超过本身的耐久极限时就会出现材料的表面疲劳损伤。金属的表面疲劳损伤会导致其表面脱落形成凹坑，凹坑数量不限，或是收敛的，或是扩张的。表面疲劳寿命的影响因素有很多，如齿面应力、温度、腐蚀等，裂纹的萌生与润滑剂的化学特性与物理特性有着重要关联，在润滑剂中加入减摩剂，或者增加润滑剂的黏度，可以有效缓解裂纹的萌生。

4.3润滑对齿轮振动、噪声的影响

齿轮在干摩擦状态下噪声极大，伴有润滑油时减小，有关实验曾证明：齿轮的噪声、振动是随着润滑油黏度的增加而减小。对于啮合状态良好的齿轮，良好的润滑作用可以减少齿轮的振动力，同时也与润滑的方法有关，有关资料曾介绍，如果采用强制润滑，给捏合齿面充分注入润滑，结果减振效果十分明显。在低温条件下，润滑油粘度增加，噪声和振动就会增加，润滑油在使用过程中混入灰尘或者稠化剂和添加剂没有充分精制时，这些杂质会使捏合过程产生噪声，这时润滑油的流动可以带走齿面杂质，这样就减小磨损从而减小了噪声。

五、齿轮油的选用及改进

5.1齿轮油的选用

车辆齿轮油的选用原则主要是根据工况条件、驱动桥类型、负荷及速度等确定油品的质量等级，油品黏度等级则由最低温度使用环境和传动装置最高操作温度来决定。美国石油学会（API）把齿轮油分为GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5等质量级别，其中级别中数值排列越靠后，它的级别越高,表示齿轮油越能满足更为苛刻的作业要求，选用齿轮油首先要看这个质量级别标识。原则上，气温低、负荷小的条件下，可选用粘度较小的车辆齿轮油，气温较高，负荷较重的条件下，可选用粘度较大的油品。

5.2齿轮油质量监控的目的及意义

近几年内，在多次汽车事故调查中发现，因为选用劣质润滑油而产生高昂的修理费的现象不在少数，尽管这些情形是例外，但是质量差的润滑油可能导致灾难性的后果，由此可见，润滑油的品质对于设备的运转极其重要。

润滑油的质量监控，能够帮助企业以及汽车乘用人规避一定的风险，确保设备润滑安全，在用润滑油的检测报告，可以根据设备的润滑及磨损状态，提出相应的处理及解决措施，避免发生严重的润滑故障与机械失效。

5.3齿轮油的换油指标

合理的换油期首先必须以保证对机械设备提供良好的润滑为前提，因为机械的设计、结构、工矿及润滑方式的不同，润滑油在使用过程中会有不同的变化，统一定期换油是不切实际的，换油期应该视具体情况而定，需要在长期的工作运行中总结经验，新齿轮第一次换油一般在1500km左右，以便可以及时放出初期磨损粒子，第二次是3000km左右，以后的是16000km至24000km左右。

小结

本文通过解析齿轮箱的组成机构，分析齿轮箱的运行原理以及工作条件，总结出齿轮箱的良好作业所需要的必要条件，分析了润滑问题对齿轮箱工作的重要影响，良好的润滑状态可以规避一些汽车事故发生，通过介绍润滑油的油品选择来帮助人们合理选择齿轮箱润滑油，根据齿轮箱的运行具体状况定期更换优质润滑油，通过此些内容来指导人们认识并了解齿轮箱润滑问题，改进并维护了设备润滑工作。

参考文献：

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[2]刘小刚、孙璐，大功率齿轮箱润滑系统设计计算方法，2014

[3]吴晓铃，齿轮传动的润滑，郑州大学，齿轮行业生产力促进中心，全国齿轮行业技术情报总网，2008年6月

[4]林子光等，齿轮传动的润滑，北京，机械工业出版社，1980