商用车手动变速箱润滑油及其选用

商用车手动变速箱润滑油及其选用

中国石油化工股份有限公司

润滑油研发（上海）中心

2011年6月

1 车辆齿轮油的分类

车辆传动系统是将内燃机产生的能量转化为不同的速度，使车辆

运动起来的重要部分。

车辆传动系统润滑油的主要功能是减少传动齿轮及轴承的摩擦与磨损、加强摩擦表面的散热作用、防止机件发生腐蚀和锈蚀。车辆齿轮油是用于车辆齿轮传动系统的润滑油总称，包括变速箱油和后桥齿轮油。

根据变速箱中不同变速机理和材料要求，对油品有着更为特殊的要求。变速箱油可以分为：手动变速箱油（MTF）、自动变速箱油（其中还可以细分为液力自动传动液油（ATF），无级变速器油（CVTF），双离合器变速箱油（DCTF）等）。其中，如手动变速箱油提高了对差速器、同步器适应性的要求，自动变速箱油则对油品在动静摩擦系数以及抗抖动性、橡胶相容性等方面有具体要求。

后桥齿轮油主要包括GL-3普通车辆齿轮油（国外已经淘汰，中国也即将退出市场）、GL-4中负荷车辆齿轮油、GL-5重负荷车辆齿轮油等不同产品。

2商用车手动变速箱用油现状

GL-4车辆齿轮油：目前国内手动变速箱使用较多的油品。但由于评价API GL-4规格油品的试验台架L-13、L-19、L-20、L-21部分已经停止生产，因此大多数油公司和添加剂公司以通过API GL-5规格台架的配方，以相同复合剂和加剂量减半生产GL-4车辆齿轮油。且未对同步器的

适应性等进行考察。

MT-1手动变速箱油：由API推出，仅适用于不带同步器和重型卡车和客车的手动变速箱润滑，不能满足带有同步器的的重型车辆手动变速箱的使用要求。

商用车MTF:M满足带有同步器要求的手动变速箱的润滑要求，超越GL-4车辆齿轮油，更适合于重型卡车、客车等重载车辆手动变速箱的润滑要求。

3 商用车MTF性能要求及特点

（1）优异的热氧化安定性

MTF必须具有优良的热氧化安定性，有效防止沉积物的生成，避免造成轴承、密封材料以及同步器的损坏；同时有利于延长油品使用寿命。

（2）换档性能要求

油品应具有较合理的动、静摩擦系数，动、静摩擦系数小有利于换档顺畅。

（3）同步器耐久性能要求

同步器的性能影响变速箱的换档质量，要求MTF不但具有优良的黏温性能和摩擦性能，而且应具有优良的热氧化安定性、防腐性、摩擦特性的保持性，以保证同步器啮合的性能。

（4）橡胶相容性要求

MTF必须具有较好的橡胶密封性，避免因油品与密封件不相容导致密封件膨胀、收缩或变形等导致油品泄漏。

4 商用车MTF与GL-4、GL-5性能及应用区别

4.1 MTF与GL-4规格油品性能差异

MTF是在GL-4规格增加并提升了油品的整体性能。

表1 MTF与GL-4规格油品性能差异

4.2 MTF与GL-4油品行车试验比较

对MTF和GL-4油品进行变速箱行车试验，考察其对同步器、齿轮、变速箱等各方面影响情况。行车试验历程300，000km，每40，000km换油。行车试验从同步器磨损、齿轮和轴承磨损、变速箱清净性等进行比较。

（1）同步器磨损情况比较

MTF与满足GL-4规格的油品在同步器上的表现对比见表2。使用GL-4油品的同步器情况见图3。

表2 MTF与GL-4油品在同步器上的表现对比

由图3和表2可以看出：

①装有MTF的车辆没有出现磨损，而使用GL-4油品的3辆车辆的同步器部件表面存在严重剥落。

②使用GL-4油品的3辆车虽然行驶里程不同，但3辆车的同步器部件均出现了剥落现象，且行驶300，000km的车辆磨损情况未通过；

③使用MTF的3辆车辆则没有出现同步器部件剥落以及磨损不合格现象。

（2）齿轮和轴承磨损情况

观察行车试验结束后一挡齿轮的情况发现，使用GL-4油品的变速箱齿轮均出现点蚀，而使用MTF的变速箱则无点蚀。见图4。

（3）变速箱清净性情况情况

使用GL-4油品的变速箱在齿轮上有非常明显的沉积物附着，见图5、图6；而使用MTF的变速箱未见沉积物和漆膜，表面光亮清洁，见图5。

4.3 MTF与GL-4油品的变速箱循环耐久试验比较

对MTF和GL-4进行了变速箱循环耐久试验，试验完成后变速箱油底壳的表现见图7，使用GL-4油品的变速箱轴承在试验后的磨损情况见图8。

由图7、图8看出，使用MTF的变速箱在完成变速箱总成疲劳耐久试验后，变速箱油箱底壳非常干净，说明其试验期间形成的氧化油等物质很少；而使用GL-4油品的变速箱底壳则有黑色物质沉积，表明油品严重氧化，并导致变速箱轴承出现剥落现象。

4.4 MTF与GL-4、GL-5指标要求差异

MTF与GL-4、GL-5指标要求差异见表3。

表3 MTF与GL-4、GL-5指标要求差异

5 长城商用车MTF 产品介绍

5.1性能特点

优良的燃油经济性，有效延长换油周期，降低运行成本；

优良的同步器换挡性能，增加驾乘舒适感；

良好的承载能力，防止齿轮擦伤和磨损，有效保护重要部件，延长变速箱寿命；

优良的剪切安定性；优良的热安定性和氧化安定性，能减少氧化物的产生。

5.2 技术规格

●超越API GL-4

●Eaton S-系列

●MAN 341TL

●Volvo 97305

●ZFTE-ML 02D

5.3 应用范围

主要应用于带同步装置的重负荷车辆传动设备润滑，尤其适用于带同步器的商用车手动变速箱的润滑。

6 手动变速箱使用GL-5车辆齿轮油的危害

6.1手动变速箱使用GL-5车辆齿轮油的危害——对铜等部件造成腐蚀

GL-5车辆齿轮油主要用于在高速冲击负荷、高速低扭矩、低速高扭矩条件下的各种齿轮，特别是双曲线齿轮，规定用GL-5车辆齿轮油。适用于操作条件缓和或苛刻的双曲线齿轮及其它各种齿轮，需要高极压保护的场合。因此在在油品性能上，GL-5车辆齿轮油采用大量具有更好极压性能的极压活性添加剂以满足油品极压承载能力的需要，这些含硫等活性极压添加剂及其分解物等易造成对铜等部件的腐蚀。

6.2 高温下油品性能变化

MTF和GL-5车辆齿轮油均采用L-60试验评价油品的热氧化稳定性。其试验条件为“将一定试样加入到齿轮箱中，在规定的负荷和铜片催化条件下运转，并通入空气，油温为162.8℃下运转500h，考察油品黏度、戊烷不溶物、甲苯不溶物等变化情况”。

MTF和GL-5车辆齿轮油等在135℃高温情况下，均会发生氧化等，产生油泥等不溶性物质；但GL-5车辆齿轮油由于其对铜等腐蚀性造成油品的继续催化氧化，从而加速油品的氧化变质等；此外还可能对密封件的相容性发生不利影响。