齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种结构型式。其优点是:传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动稳定。齿轮传动时依靠一对对进入啮合的齿面,在一瞬间的接触来完成力和速度的传递,接触中不仅有相对滚动,还有齿面的相对滑移,从而会产生局部高温,而且车辆运行中传动系的齿轮还经常受到冲击负荷的作用。在这样恶劣的工作条件下,如果摩擦面得不到润滑就会使金属间产生干摩擦。齿轮油用于各种齿轮传动装置的润滑,以防止齿面磨损、擦伤、烧结等,延长其使用寿命,提高传递功率效率。
一、齿轮油标准
国际上对齿轮油仍采用美国API的油品分类和SAE的粘度分类。油品等级分为GL-1, GL-2,GL-3 ,GL-4,GL-5等五个等级。GL-3以上均加极压剂,号数越大,添加极压剂越多。粘度也分为单级粘度和多级粘度,数字带后缀W为低温粘度,仅为数字为夏季粘度,如SAE85 W/90 。
我国齿轮油也是根据国际标准分类制定,按油品特性和使用要求,分为CLC,CLD,CLE等,相当于国际标准GL-3, GL -4, GL-5等,也分别相当我国过去的普通齿轮油、中负荷齿轮油和重负荷齿轮油。粘度分级也采用国际标准,有单级齿轮油如90,或多级齿轮油如85W/90等。
二、齿轮油的品种和牌号
根据传动齿轮承受的负荷大小,齿轮油可分为普通齿轮油和双曲线齿轮油两大种类。其中有90,80W -90,85W-90等三个牌号采用国际通用的SAE粘度分级,连字号后的数字表示100℃粘度等级,连字号前的数字表示低温粘度等级,用字母W表示。如80W-90和85W-90为多级油。
三、齿轮油应具备的质量要求
齿轮油与柴油机机油的作用有相同之处,都是介于运动机件表面间,减磨、防锈、冷却。但齿轮油与机油的工作条件相比较,工作温度不很高,油膜所承受的单位压力却很大。因此齿轮油必须具备如下质量要求:
1.应有较高的极压抗磨性。极压抗磨性是指在摩擦面接触压力非常高的条件下,油膜能抵抗破裂的能力。齿轮的传动基本上都是滚动摩擦和滑动摩擦混合存在的线接触,所以承受的单位压力极大,特别是双曲线齿轮传动的单位压力更大,因此要求齿轮油在高温极压条件下,附着在摩擦表面上的固体无机膜的润滑性和耐冲击的性能要强。
2.应有较好的粘温特性和低温流动性。车辆传动机构由于温度变化大,而粘度却不需要大幅度地变化,因此要求齿轮油的粘度随温度的变化越小越好,且低温时有较好的流动性。否则,将会因冷车时粘度大而增加阻力,热车时因温度升高粘度下降而削弱了润滑性。
3.有较好的防锈和防腐蚀性能。防锈、防腐蚀性能都是为了保护齿轮,减少侵蚀。因为空气中的湿气会凝结于齿轮油中,对齿轮有锈蚀作用;齿轮油中的有些添加剂含有硫化物,硫对金属的腐蚀作用很强,所以齿轮油中要掺入防锈添加剂和防腐蚀添加剂,在金属表面形成一层保护膜,防止腐蚀性物质的侵入。
4.具有较好的抗热氧化性。齿轮油在高温条件下,在空气、水和金属的催化作用下,它的工作条件比较苛刻,容易氧化生成胶质、沥青和不溶物、腐蚀性物质,使油的性能变坏,缩短使用周朝。所以,齿轮油必须要有好的抗氧化能力,延缓氧化速度。一般采取加入抗氧化添加剂的方法,改善油的品质。
四、如何选用齿轮油
选用齿轮油时,应根据传动齿轮的类型和使用时的负荷、速度选其种类,然后再按照使用地区最低气温来确定齿轮油的牌号。一般的选用规律是:普通齿轮传动即可用普通齿轮油;如果是双曲线齿轮传动的就必须选用双曲线齿轮油。若用普通齿轮油代替双曲线齿轮油,必然使双曲线齿轮在极压下得不到较好的抗磨性,可使双曲线齿轮的寿命由原来的几十万公里缩短到几百公里。但是,有些车辆虽是普通齿轮传动,却在山区行驶或长期超载行驶,齿面经常处于高温和大负荷下工作,为提高其抗磨性,也可以选用双曲线齿轮油。
五、齿轮油使用中必须注意的问题
应根据地区环境气温选用齿轮油。当冬季未及时更换齿轮油时,绝不可向齿轮油中掺入柴油或煤油降低凝点,否则会使齿轮油的抗磨性降低,加速齿轮的磨损。由于齿轮油在密封的壳体内工作,且温度相对较低,质量变化不大,消耗量也较小,所以在维护时,除按照车辆使用要求更换外,只需补充新油即可。根据使用规律,一般在车辆行驶20 000 km后更换一次齿轮油,若使用维护好,则可延长到30 000 km以上更换。更换新油时,应将旧油放净,并应清洗壳体内部,以防止旧油污染新油,或沉积在壳体上的杂质随新油进入摩擦件表面。