車輛齒輪油

車輛齒輪油是用於車輛齒輪傳動系統潤滑油的統稱。

車輛齒輪油包括變速箱齒輪油和後橋齒輪油，通常把用於自動變速器的潤滑油稱為自動變速器油。現代車輛齒輪油在齒輪設計時已被視為齒輪裝置的重要結構材料，其粘度和承載能力成為設計的重要依據之一。

汽車傳動機構是發動機和汽車驅動車輪之間的動力傳動裝置，即通過離合器、變速箱、傳動軸、主減速器、差速器和半軸將發動機產生的動力傳給驅動車輪的裝置

齒輪承受的負荷很大，潤滑油膜承受的壓力也大：

在一般汽車傳動裝置中齒輪油承受的壓力達2000～3000MPa；在雙曲線齒輪上齒輪油承受的壓力可達3000～4000MPa；在不平坦的路面行駛時，由於劇烈的顛簸造成的撞擊和震動會使齒輪承受的壓力更大，因此摩擦面間潤滑油很容易擠出造成磨損。

工作溫度比發動機潤滑油低，但變化範圍大：

一般汽車齒輪油工作溫度不如內燃機油高，即使在苛刻條件下工作，短時間溫度最高也只在100℃作用。國外高級轎車因車速較高，齒面間滑移速度大，齒形彎曲而壓強大，因此後橋雙曲線齒輪的油溫可達160～180℃，由於在傳動裝置中以後橋主降速齒輪箱工作溫度最高，因此對車用齒輪油進行評定時主要考慮後橋齒輪油溫度。因在苛刻條件下使用的齒輪，特別時雙曲線齒輪，會因摩擦而溫度很高，使潤滑油吸附膜產生脫附而失去作用，形成摩擦面金屬的直接接觸，為防止在極壓條件下金屬的磨損擦傷，在齒輪油中要添加極壓抗磨劑。齒輪油的工作溫度使隨規則環境和季節變化而變化的，因此齒輪油的工作溫度範圍變化是很大的，在寒冷地區冬季要使用低溫流動性能好的齒輪油。

齒輪副處於處於邊界潤滑狀態

由於齒輪摩擦副的接觸應力高，齒輪表面接觸時會發生彈性變形，使齒輪副處於彈性流體動力潤滑狀態，但由於汽車運行中速度變化大、迴轉次數多，使齒輪油易從齒間被擠壓出來。因此要求車用齒輪油有良好的油性和極壓性。國外使用的車用齒輪油中極壓齒輪油已佔絕大多數。對車用齒輪油品質的其他要求還有應具備適當的粘度、良好的粘溫特性、良好的抗熱氧化安定性等。

在如此苛刻的工況下，齒輪油必須滿足如下性能要求：

1、良好的極壓性，即在摩擦面接觸壓力非常高、油膜容易破裂的潤滑條件下，能夠防止燒結、熔焊等摩擦面損傷。極壓性的改善必須依靠極壓添加劑，它是一種分子中含有氯、硫、磷等元素的化合物，這些化合物在摩擦表面的溫度達到足夠高時，便與齒輪金屬表面發生化學反應，生成氯化鐵、硫化鐵、磷酸鐵薄膜，此固態膜的臨界剪切強度低於基本金屬，摩擦副滑動時的剪切運動就在固態膜中進行，從而防止金屬表面出現膠合或擦傷。

2、適當的粘度。車輛齒輪在正常運轉條件下，齒面經常處於彈性流體動力潤滑狀態，此時，齒輪油的粘度對承載能力有重要影響。油的粘度高，彈性流體動力潤滑油膜厚度厚，齒輪油的承載能力高，有利於齒面保護，但是粘度不是越高越好。因為，齒輪工作時攪動齒輪油，液體內摩擦產生摩擦熱，會使油溫升高。油溫升高，齒輪整體溫度和齒面溫度隨之升高，油膜容易被破壞。所以齒輪油的粘度不可太大。因此要求齒輪油的粘度要適當，具體說應滿足如下要求，在最低工作溫度下的最大粘度須能保證汽車不經預熱可以順利起步；在一般運行工況下齒輪油內摩擦消耗不應使所傳遞的功率明顯下降；在最高工作溫度時的粘度須保證齒輪的可靠潤滑。

3、良好的粘溫性能。即隨著工作溫度的變化，粘度變化要儘可能小，以保證在低溫時具有足夠的流動性，在齒輪轉動時有足夠量的油帶到齒面及軸承，防止出現損傷。在高溫時粘度不致降低太多，要能形成足夠厚的潤滑油膜。

車輛齒輪油除以上性能要求外，還應具有良好的熱氧化安定性、抗泡性，對金屬腐蝕性要小，儲存安全性要好等。

目前世界各國廣泛採用美國石油學會（API）性能分類和美國軍用齒輪油規格標準，我國也等效採用上述分類和規格標準，參照1982年美國API汽車變速器和驅動橋潤滑劑性能分類制定了GB7631.7-89標準。

車輛齒輪油最具代表性的粘度分類是SAE（美國汽車工程師協會）J306規格，我國車輛齒輪油的粘度參照SAE粘度分類規格，制定了GB7631.7-89分類方法，唯未列入70W這個牌號。

根據新的分類標準，我國石化總公司組織力量，開發了使用硫－磷型添加劑的新一代車輛齒輪油，其性能完全符合API GL-5齒輪油規格標準，我國70年代開發的餾分型車輛齒輪油，使用疏－磷－氯-鋅型添加劑，其產品質量水平大致相當於API GL -3和GL -4的齒輪油，而且每一質量檔次的油品均有不同粘度等級（牌號）供應，即90、140、75W、80W/90、85W/90、85W/140等牌號，完全可以滿足各種車輛（包括進口車輛）的使用要示。

我國汽車齒輪油的粘度分類

參照SAE粘度分類(SAEJ306)執行

1.根據齒輪類型和工作條件確定油品質量等級

2.根據最低使用環境溫度和齒輪傳動裝置的運行最高溫度來確定粘度級別（牌號）。

要考慮多種因素的影響，如季節和氣溫的影響；齒輪運轉速度、工作溫度的影響等

一般齒輪油傾點應低於使用環境最低溫度3～5℃，運轉速度越高的齒輪要求粘度越低。

工作時油溫越高要求潤滑油粘度越大，以保證油膜有一定厚度不易破裂，但粘度過高會使齒輪咬合部位難以得到必要的潤滑油量，因此選擇粘度要適當。

汽車齒輪油粘度應滿足：

在最低工作溫度下的最大粘度能保證汽車不經預熱可以順利起步

在運行的一般工況下齒輪油內摩擦消耗的功率不應使傳動機構的有效功率明顯下降

在最高工作溫度下須保證齒輪正常潤滑和允許的油耗