带有同步器的手动变速箱油的研制

高晓谋吴根华

摘要：手动变速箱是通过圆柱形齿轮来实现动力传递和变速功能，因其结构简单，耗能低，在自动变速箱、无极变速箱和双离合器逐渐普及的今天，仍被广泛应用于卡车、客车及部分乘用车上。目前欧美及国内各汽车厂推荐的手动变速箱油多为GL- 75W-90、80W-90、85W-90，没有统一的专用油标准而造成用油的混乱。近年来，随着汽车设计的改进，发动机升功率提高，手动变速箱工作强度愈加苛刻，随之而来不断出现的润滑质量问题如油泥沉积、油封漏油、换挡抖动等，特别是带有同步环的变速箱，常因腐蚀磨损而降低变速器使用寿命。文章介绍了带有同步器的手动变速箱对润滑油的要求，采用齿轮油复合剂、亚磷酸酯及复合抗氧剂、摩擦改进剂和清净分散剂研制的手动变速箱专用油具有性能全面的特点，通过了相关的同步器台架评定，已广泛应用于江淮汽车公司生产的乘用车中。

[HT5”H]关键词：手动变速箱油；同步器；齿轮油； 摩擦特性；应用

[HT5”H]中图分类号：TE6263文献标识码：

Development of anual Transmission Oil with the Synchronous Device

GO Xiao-mou WU Gen-hua2

（1nhui Zhongtian Petrochemical Technology Co， LTD， nqing 26500， China； 2nqing Teachers College， nqing 2601 China）

bstract：The manual transmission uses the cylindrical gear to realize its function of power transmission and speed change Nowadays， although automatic gearbox， continuously variable transmission and double clutch are becoming gradually popular， the manual transmission is still widely used in trucks， buses and parts of passenger cars because of its simple structure and low energy consumption Currently， most of the manual gearbox oils recommended in Europe， the United States and various domestic automobile factories are GL- 75W-90， 80W-90 and 85W-90， which leads to the chaos of oil use with the lack of unified oil use standard In recent years， with the improvement of automobile design， the enhancement of engine power and the increasingly harsh working intensity of the manual gearbox， problems of lubricating quality constantly appear in turn， such as sludge deposition， seal leak， shift jitter， especially gearboxes with synchronization loop， often reduces transmission service life due to corrosion wear This paper introduces the demand of manual gearbox with synchronizer for lubricating oil This full-featured manual transmission oil is developed with gear oil additive package， phosphite ester， composite antioxidant， friction improver， and detergent dispersant nd it has already passed the evaluation of relevant synchronizer bench and has been widely used in the production of passenger cars in Jianghuai utomobile Company

Key words：manual transmission oil； synchronizer； gear oil； friction characteristics； application

0引言

节能、环保和延长换油周期是推动润滑油升级换代动力，随着汽车工业的发展，变速器油与驱动桥用油呈现出各成体系的趋势。基于这种要求，PI推出了T-1手动变速器规格，该规格与GL-的区别是提高了油品的热氧化安定性与密封材料适应性，增加了齿轮的耐久循环试验。现在各大汽车OE对传动部位的润滑条件更加苛刻，表现为：更小体积的油箱，更高的功率密度，更严格的摩擦特性控制。

变速箱领域，虽然自动变速器T、无级变速器CVT和双离合器DCT用量大幅度增加，但手动变速T箱因其结构简单、技术纯熟、耗能低等优点，仍保留相当大的市场份额。特别是在我国现有的汽车保有量中，仍有过半的汽车仍然使用手动变速箱，老款的手动变速箱换挡时需要采用“两脚离合”方式，升挡时需要离合后的空挡位置停留片刻，减挡需要在空挡位置加油门，以达到减少齿轮的转速差，这就需要驾驶人员具有良好的操作技术。同步器的出现解决了这一问题，其主要部件同步环就是在结合套和齿轮组上布置的摩擦片，将转速较大的一方能量传送给转速比较小的一方，使其提升转速，达到与转速较大的一方的转速同步，起着缓冲的作用，这样换挡更加平稳，也就不会产生剧烈抖动，避免产生打齿现象，保证正常换挡。同时，铜制品同步器的应用，对油品的性能有了更高的要求，必须提高油品的腐蚀性、密封件的适应性、稳定的摩擦性和摩擦持久性。

目前国内大多使用GL-车辆齿轮油作为手动变速箱润滑油，相关常见问题包括：换挡反应不够灵敏，有顿挫感，噪声过大；同步器的腐蚀磨损，齿轮表面容易出现点蚀，剥落等损伤；油温偏高，油泥过多，油品流动性差，冬季冷启动不顺畅。针对上述问题，汽车市场上需求带有同步器手动变速箱专用油。专用油应具备以下性能：油品黏度的低黏化，以提高燃油经济性；综合性能完善，稳定的配方体系会显示出油品更多的优势；更高热氧化稳定性和清洁性能，以适应更高的转速并延长换油周期；适用于各种材质的同步器材料，并改善换挡的舒适性延长零部件的使用寿命。

1试验

11专用油的开发

带有同步器的手动变速箱用油与以往使用GL-齿轮油的性能对比见表1。

从表1中得出，由于手动变速箱传动齿轮多为圆柱形齿轮，负荷一般不超过2000 Pa，转速较高，工作条件要比后驱动桥温和，专用油在油品的承载能力稍低于GL-。而其他的综合性能均要优于GL-，特别是同步器采用铜质材质，铜是活泼元素，很容易被活性极强的极压抗磨剂诱发化学腐蚀，而且腐蚀产物作为催化剂还会引起油品早期氧化变质。因此对专用油的摩擦特性、密封件的相容性和抗腐蚀性有严格要求。研制的专用油就是在GL-油的基础上进一步改进其综合性能，完善配方，满足带同步器的手动变速箱润滑要求，达到长期平稳换挡目的。

因为加氢Ⅱ/Ⅲ类型基础油饱和烃含量高，硫含量低，黏度指数高，与密封材料相容性好，可有效防止油品泄漏。再辅以适量的合成油及添加部分低分子量聚甲基丙烯酸酯后，使得油品不但具有良好的流变性及抗剪切性，且黏温性得到改善，可在我国各地区四季适用，具有良好的节能效果，延长了换油周期。

试验结果表明：十八烷基亚磷酸酯具有良好的减摩性能，可以减少变速箱中的齿轮锥体的磨损量，并保护离合器、轴承及同步环的磨损部件；配方中采用添加高碱值磺酸钙与单挂丁二烯亚胺的合理搭配，可分散油泥、漆膜、积炭和不溶物，使摩擦副表面保持清洁的同时，还调控了化学活性强的硫、磷极压抗磨剂降解速率，使油品保持摩擦特性稳定和持久。经过试验室配方筛选，确定产品最终组成见表3。

22性能的评价

带同步器手动变速箱最关键的技术要求是满足摩擦元件——诸如同步器、离合器摩擦衬片和制动带的平稳运行及高温工况下的摩擦耐久性，从F90-0同步环单体磨耗性试验结果图1中看出，研制油的磨损量比市购GL- 75W-90参比油小，只有003 mm；摩擦系数和摩擦耐久性也优于参比油，在长时间试验过程中摩擦系数始终保持在008以上，见同步环摩擦系数图2。

23产品的应用

研制的带有同步器手动变速箱专用油已经用于

江淮汽车LE5T80、F86系列乘用车变速箱上。经实机测试，没有再出现摩擦扭矩震荡，从而杜绝了驾乘者不可接受的NVH即噪音、震动和不平顺性的问题。该专用油相对于常规的GL-，是高附加值产品，自2013年投放市场，至今运行正常，满足了市场的需求。

3结论

采用齿轮油复合剂、亚磷酸酯抗磨剂、复合抗氧剂、摩擦改进剂和清净分散剂等研制了一款带有同步器的手动变速器油，除了具有GL-齿轮油的承载能力和抗擦伤性能外，还具有突出的热氧化安定性、防腐蚀性和摩擦系数稳定持久性。以3%的加剂量与加氢、合成基础油调制的变速箱专用油广泛用于江淮汽车公司各型乘用车。满足了市场的需求，取得了良好的经济效益。

参考文献：

[1]王成功GL-变速器油的研制[J]石油高技，1991（5）：2-5

[2] 伏喜胜手动变速器复合剂的研制及应用[J]石油炼制与化工，200（11）：65-68