2021年第3期
2021No.3
汽车工艺与材料
Automobile Technology &Material
杨南1郑虹2
闫瑾1
王清国1
桃春生1
曹广祥2
（1.一汽解放汽车有限公司商用车开发院，长春130011；2.中国第一汽车股份有限公司材料与轻量化研究院，长春130011）
摘要：主要对商用车齿轮油10×104km 换油周期试验工作进行了介绍，
医疗废物焚烧先后对油品的理化分析、齿轮寿命台架试验，实际行车试验来确定油品能否达到10×104km 的目标换油里程。对试验过程中油品的100℃运动粘度、酸值、铁含量进行监测，以确保在整个换油周期内油品状态符合换油指标的技术要求。样品A 、样品B 2 种油品均达到10×104km 换油周期的使用要求。
关键词：商用车齿轮油试验
换油周期中图分类号：U473.6
文献标识码：B
DOI:10.19710/Jki.1003-8817.20200217
Test and Study of Long Drain Interval Gear Oil for Commercial
Vehicle
Yang Nan 1,Zheng Hong 2,Yan Jin 1,Wang Qingguo 1,Tao Chunsheng 1,Cao Guangxiang 2
（1.FAW Jiefang Automobile Co.,Ltd.Commercial Vehicle Development Institute,Changchun 130011;2.Materials and Lightweight
Research Institute,China FAW corporation Lirited,Changchun 130011）
Abstract ：This paper mainly introduces the test of commercial vehicle ’s gear oil drain interval of 10×104km,and determines whether the oil can fulfill the target oil drain interval of 10×104km through physical and chemical analysis,gear life bench test and actual road test.The kinematic viscosity,acid value and iron content of the oil at 100℃are monitored during the test to ensure that the oil state meets the technical requirements of the oil drain index in the entire interval.Both sample A and sample B meet the requirements of 10×104km oil drain interval.
Key words:Commercial vehicle gear oil,Test,Oil change interval
1前言
近年来，由于电子商务的发展，物流业快速增
长，干线物流长途牵引车持续增长。高的实效性要求物流车辆具有更多的工作时间，缩短维修、保养时间。这要求车辆的油品换油周期尽可能的延长，以满足快节奏的使用需求。为了加强环境保护，减
少废弃油脂对环境造成的影响以及回收过程中的能量消耗，需要延长油品的换油周期。熊春华等首先对我国自行研制的齿轮油进行了较全面的研究[1]，于海等对国内外商用车长寿命齿轮油的用油现状进行了总结[2]，武永亮等对具体重型商
用车用油效果进行了拆解分析[3]，国内对油品的研究越发成熟。随着润滑油配方技术的不断发展，长换油周期成为了齿轮油重要的发展方向。OEM （汽车原始设备制造商）为了提高自身产品的竞争力，具有延长润滑油换油周期的迫切需求。延长商用车齿轮油的换油周期具有重要的意义。
2
试验部分
2.1
试验材料及仪器
2.1.1
试验材料
在台架及实车试验过程中采用的为A 、B 2种品牌80W-90/GL-5重负荷车辆齿轮油。同一试验
作者简介：杨南（1986—），男，工程师，硕士学位，研究方向为汽车动力系统材料开发及设计。参考文献引用格式参考文献引用格式：：
杨南，郑虹，闫瑾，等.商用车齿轮油长换油周期试验研究[J].汽车工艺与材料,2021（3）：38-41.
YANG N,ZHENG H,YAN J,et al.Test and Study of Long Drain Interval Gear Oil for Commercial Vehicle [J].Automobile Technology &Material,2021(3):38-41.
材料应用杨南等：商用车齿轮油长换油周期试验研究
车变速箱及驱动桥内统一装入相同试验油。油品的分析数据见表1。
2.1.2
试验仪器、设备及车辆
包含齿轮寿命试验台架及相关设备、TSY-
1109A 石油产品运动粘度测定仪、BZD-4C 型自动
石油产品酸值测定器、Optima 5300DV 电感耦合等离子体原子发射光谱仪、J6P 商用牵引车。变速器及后桥信息见表2。
2.2试验方法
2.2.1
齿轮油运动粘度测定试验
利用TSY-1109A 石油产品运动粘度测定仪，依据GB/T 265—1988《石油产品运动粘度测定法和动
力粘度计算法》[4]测定A 、B 2种GL-5重负荷车辆齿轮
油的新油100℃运动粘度。台架试验过程中期及试验结束后测定油样的100℃运动粘度；实际行车试验中，每隔2×104km 抽取油样测定100℃运动粘度。2.2.2
齿轮油酸值测定试验
利用BZD-4C 型自动石油产品酸值测定器，依据GB/T 7304—2014《石油产品和润滑剂酸值测定
法电位滴定法》[5]测定A 、B 2种GL-5重负荷车辆齿
轮油的新油酸值。台架试验过程中期及试验结束后测定油样的酸值；实际行车试验中，每隔2×104km 抽取油样测定酸值。2.2.3
齿轮油元素含量测定试验
利用Optima 5300DV 电感耦合等离子体原子
发射光谱仪，依据GB/T 17476—1998《使用过的润滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基础油中某些元素测定法（电感耦合等离子体发射光
谱法）》[6]
测定A 、B 2种GL-5重负荷车辆齿轮油的
新油铁元素含量。台架试验过程中期及试验结束后测定油样的铁元素含量；实际行车试验中，每隔2×104km 抽取油样测定铁元素含量。2.2.4
齿轮油齿轮寿命台架试验
利用齿轮寿命试验台进行油品台架试验，将试验变速箱及车桥安装在试验台上进行寿命测试，输出轴的转速范围为700～1900r/min ，试验油温控制范围为（80±5）℃，变速器挡位覆盖为7～12挡，进行1700h 耐久试验。试验用于评定在试验过程中油品的理化性质变化。在试验中及试验结束后测定
油品的100℃运动粘度、酸值及铁元素含量。2.2.5
齿轮油10×104km 换油周期行车试验
试验车辆为4辆解放J6商用牵引车，全部试验车辆为随机抽取的下线新车。4辆车各装配A 、B 试验油2辆，分别投放吉林地区（寒冷、干燥）、浙江地区（温热、多雨）。试验车多数工况行驶在试验地区周边1000km 范围内，标载行驶于高速公路，为干线物流车辆。试验车辆每2×104km 抽取1次油样，检测其100℃运动粘度、酸值、铁元素含量。2.2.6 结果判定标准m6co
试验样品分析判定结果依据企业内部控制的
产品开发试验验证换油指标规范的技术要求，限值要求为试验前、试验后样品的100℃运动粘度变化
率≤20%，酸值变化值范围在（以KOH 计）±1mg/g 以内，Fe 含量≤1.5×10-3。超过限值的样品判定样品失效，需要更换。
3
试验结果及分析
3.1
齿轮油台架试验
3.1.1
变速器齿轮寿命试验
选取同一批次变速器6台试验样件，样件1～样件3进行样品A 变速器齿轮寿命试验，样件4～样件6进行样品B 变速器齿轮寿命试验。在试验中期850h 抽检样品，试验后1700h 抽检样品。样品A 检测结果见表3，样品B 检测结果见表4。从试验结果可知，样品A 、样品B
在变速器齿轮寿命
试验车编号变速器
驱动桥
试验地区90M R13T457桥速比3.7吉林90M R13T457桥速比3.7浙江90M R13T457桥速比3.7吉林90M R13T457桥
速比3.7
浙江
酸值/mgKOH·g B 含量/μg·g -1P 含量/μg·g -1S 含量/μg·g -1
Fe 含量/μg·g
-1
2.18158
1619
295000.6
0.8262
586129402.4GB/T 7304—2014GB/T 17476—1998[6]GB/T 17476—1998[6]
GB/T 17476—1998[6]
GB/T 17476—1998
[6]
·
生物三节律·39
第3期
汽车工艺与材料试验中100℃运动粘度、酸值变化值和铁含量变化均在换油判定标准技术指标内。样品A 、样品B 均表现出了良好的变速器齿轮保护性能。
3.1.2
驱动桥齿轮寿命试验
选取同一批次驱动桥6台试验样件，样件1～
样件3进行样品A 驱动桥齿轮寿命试验，样件4～样件6进行样品B 驱动桥齿轮寿命试验。在试验中期850h 抽检样品，试验后1700h 抽检样品。样品A 检测结果见表5，样品B 检测结果见表6。从试验结果可知，样品A 、样品B 在驱动桥齿轮寿命试验中100℃运动粘度、酸值变化值和铁含量变化均在换油判定标准技术指标内。样品A 、样品B 均表现出了良好的驱动桥齿轮保护性能。
3.2齿轮油10×104km 换油周期实际行车试验基于台架试验结果，可初步判定油品性能符
合设计目标。台架试验后选取4辆商用牵引车，试验车1装备A 样品于吉林地区进行路试，试验车2装备A 样品于浙江地区进行路试，试验车3装备B 样品于吉林地区进行路试，试验车4装备B 样品于
浙江地区进行路试，吉林地区车辆运行区间覆盖中国北部地区，用以验证油品在北方地区性能特征；浙江地区车辆运行区间覆盖中国南部地区，用以验证油品在南方地区性能特征。所有车辆均完成10×104km 实际道路行驶。试验车变速器齿轮油100℃运动粘度变化情况见图1，试验车驱动桥
齿轮油100℃运动粘度的变化情况见图2，试验车变速箱齿轮油酸值的变化见图3，试验车驱动桥齿轮油酸值的变化见图4，试验车变速箱齿轮油Fe 含量的变化见图5，试验车驱动桥齿轮油Fe 含量的变化见图6。
从图1分析可知，在试验车辆行驶至10×104km
目标里程时，变速器总成中，试验车1相比试验车2的样品100℃运动粘度变化率更大，试验车3相比试验车4的样品100℃运动粘度变化率更大。这可能是由于北方地区温差大，平均温度更低，低温下启动时，变速器齿轮对低温时高粘度的油品
剪切强度更高原因导致。
试验样件
(100℃)/mm 2·s -1
酸值
/mgKOH·g -1铁含量/μg·g -1样件1
13.371.962214.292.4441样件2
12.652.294912.632.3968样件3
14.252.382714.53
2.39
37
试验样件
(100℃)/mm 2·s -1酸值
/mgKOH·g -1
铁含量/μg·g -1样件4
12.910.4910712.380.49114样件5
13.050.593511.990.5837样件6
14.570.704514.14
0.73
46
试验样件
(100℃)/mm 2·s -1
酸值
/mgKOH·g -1
铁含量/μg·g -1样件1
14.772.7511814.442.60180样件2
14.632.4047214.352.33735样件3
14.632.4129714.592.43
441
试验样件(100℃)/mm 2·s -1
酸值
/mgKOH·g -1铁含量/μg·g -1
样件4
15.280.6114414.960.58210样件5
15.390.5910615.020.55162样件6
15.080.588414.73
0.59
108
图1
试验车变速器齿轮油100℃运动粘度的变化
02
46
810
行驶里程/104km
16.516.015.515.014.514.013.513.012.512.0100℃运动粘度/m m 2s -1
试验车1试验车2试验车3试验车4
图2试验车驱动桥齿轮油100℃运动粘度的变化
02
468
10
行驶里程/104
km
16.5
16.015.515.014.514.013.513.012.512.0
100℃运动粘度/m m 2s -1
试验车1
试验车2
试验车3
试验车4
·
·40
材料应用
从图2分析可知，在试验车辆行驶至10×104
km
目标里程时，驱动桥总成中，试验车1相比试验车2的样品100℃运动粘度变化率更大，试验车3相比试验车4的样品100℃运动粘度变化率更大。这可能是由于北方地区温差大，平均温度更低，低温下启动时，驱动桥齿轮对低温时油品剪切强度更高原因导致。
从图3、图4分析可知，虽然油品A 和油品B 由于技术配方不同，初始酸值数值不同，但是在10×104km 的试验里程内变速器和驱动桥中样品酸值的变化值均在±1mgKOH/g 范围内，未超过换油的技术指标限值。由于油品酸值的变化主要由于氧
化作用导致，从数据可知，试验过程中的样品A 和样品B 均展现了优异的抗氧化性能。
从图5、图6分析可知，10×104km 目标里程时，
氨基硅油乳液试验车变速器齿轮油中的Fe 含量均＜0.25×10-3，驱
动桥中齿轮油的Fe 含量＜0.9×10-3，所有齿轮油Fe 含量均＜1.5×10-3的换油限值。驱动桥齿轮油中Fe 含量均高于变速器齿轮油中Fe 含量，原因是驱动桥中齿轮面压力更大从而使得金属面磨损更严重。
4结论
a.经过台架试验和10×104km 实际行车试验，试验油A 、B 均表现出了良好的部件保护性能。
b.行车试验中，试验油A 、B 均保持了酸值的平
稳，展现了优异的抗氧化性能。
c.行车试验中，北方运行车辆相比南方运行车辆，试验油A 、B 无论是应用于变速箱还是驱动桥桥都体现了更大的100℃运动粘度变化率。这说明工作温度低，齿轮对润滑油的剪切强度更高，不
利于粘度保持。
d.行车试验中，虽然试验油A 的Fe 元素含量高于试验油B ，但都在换油指标内，满足使用需求。
参考文献：
[1]熊春华，高纯，粟斌，等.GL—5车辆齿轮油换油周期的研究[J].石油商技,1997(2):6-12.
[2]于海，糜莉萍，伏喜胜，等.国内外商用车长寿命车辆齿
轮油的现状及发展趋势[J].润滑油,2018,33(3):1-5.[3]武永亮，郑小艳.重型车车桥换油周期的研究[J].科学技术与工程,2017(2):40-43.
[4]全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会.石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法:GB/T 265—1988[S].北京：中国标准出版社,1988:4.
[5]全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会.石油产品酸值的测定法电位滴定法:GB/T 7304—2014[S].北京：中国标准出版社,2014:6.
[6]全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会.使用过的润滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基
础油中某些元素测定法（电感耦合等离子体发射光谱法）:GB/T 17476—1998[S].北京：中国标准出版社,8.
图4
试验车驱动桥齿轮油酸值的变化
图5
试验车变速箱齿轮油Fe 含量的变化
2
46
810
行驶里程/104km
3.02.52.01.51.00.50
酸值/m g K O H ·g -1
试验车1
试验车2
试验车3
试验车4
图6试验车驱动桥齿轮油Fe 含量的变化
2
46
810
行驶里程/104km
250200150100500
F e 含量/μg ·g -1
试验车1
试验车2
试验车3
试验车4
年代1vH12
46810
行驶里程/104km
900
8007006005004003002001000
F e 含量/μg ·g -1
试验车1
游梁式抽油机
试验车2
试验车3
试验车4
杨南等：商用车齿轮油长换油周期试验研究
图3
试验车变速箱齿轮油酸值的变化
2
46
810
行驶里程/104km
3.53.02.52.01.51.00.50
酸值/m g K O H ·g -1
试验车1
试验车2
试验车3
试验车4
·
·41
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议