商用车动力转向油液超长里程保养的研究

江腾飞，牛营凯，王雅莉，袁智明

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

商用车动力转向油液超长里程保养的研究

江腾飞，牛营凯，王雅莉，袁智明

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽 合肥 230601）

对商用车动力转向油进行研究，依据运动粘度、含水量、Fe元素含量等重要指标，对油液进行验证检测，最终依据检测结果判定动力转向油满足超长里程保养要求。

动力转向油；指标；运动粘度；含水量；超长里程保养

CLC NO.:U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-200-03

1、研究背景

目前，国内商用车动力转向油液更换里程为20000km，而日本、欧美发达国家的商用车动力转向油液更换里程为50000km，差距显著。

随着社会进步，环保意识的增强，人力成本的增加及国外许多商用车品牌陆续推出超长里程保养保证。为提高国内商用车产品竞争力，提高客户的满意度，对商用车动力转向油液超长里程保养研究和提升迫在眉睫。

2、研究方案

2.1 动力转向系统清洁度要求

动力转向管路系统内部清洁度直接影响动力转向油液品质，若系统内部清洁度较低，则油液金属及微粒含量高，将直接影响油液的使用寿命。动力转向管路系统包括转向器、转向油泵、转向油壶及转向管路各油管等，若进行动力转向油液更换里程验证，需要对整个动力转向管路系统内部清洁度进行控制。其对应清洁度要求如表1。

表1 动力转向管路系统零部件内部清洁度要求

2.2 动力转向油液判定指标

表2 动力转向油液各指标项判定要求

基于整个管路清洁度状态，首次油样已受到管路清洁度影响，油样中已含有金属含量。而且随着车辆行驶里程的增加，转向系统内部出现磨损，动力转向油液各项指标均会出现变动。参考其他油样（齿轮油）指标，识别出动力转向油液重要指标项。依据各项指标值作为判定动力转向油液是否满足超长里程保养要求的标准。动力转向油液各项重要指标要求如表2。

分析以上关键指标不仅可以判断出动力转向油液性能的变化是否满足超长里程保养要求，而且可监测使用过程中整个动力转向系统的的磨损情况。

100℃运动粘度，动力转向油在使用过程中，粘度有变大和变小两种趋势。粘度变大的原因主要是动力转向油被过度氧化，设备长时间运行时温度过高，导致油品氧化，氧化产物使油品粘度增加。油品粘度增大，将导致转向系统低温冷启动困难，低温下打方向困难或者产生尖啸声，也不利于设备的冷却散热。油品粘度降低的主要原因有转向油被剪切。粘度过分降低后导致油膜不易形成，引起摩擦和磨损；而且油品粘度过低，不利于动力转向油泵泵送动力转向油。所以，油品在使用过程中保持一定的粘度有利于设备的正常使用。

水分，其中转向油中的水分主要来自于空气中的潮湿水气。水分过多会使油膜强度降低，导致摩擦和磨损发生；同时与油品中的酸性物质结合后会大大增强对金属零部件的腐蚀性。

元素含量，其中铁、铝、铜元素主要来自于动力转向油系统中摩擦副的磨损（例如动力转向油泵），随动力转向系统的制造材质不同而有所不同；在本试验中主要磨损元素是铁元素，几乎不含铝元素和铜元素。硅元素来自于空气中的灰尘，可用于判断是否受到外界灰尘的污染。监控这些元素含量的变化，能反映出转向系统的磨损情况随时间的变化及动力转向油性能的变化情况。

2.3 动力转向油验证里程方案

为验证动力转向油液随着行驶里程的增加，其各项指标变化是否满足要求。现依托某帅铃车型，进行200000km整车验证，50000km为一个验证周期， 5000km取一次油样，并依据油液判定指标进行检测。验证一个周期后，对动转管路系统进行全新更换，重新加注动力转向油液，进行下一个周期验证。综合考虑各地区路况，验证车型每5000km各路况分配为68%高速环道、18%山路和14%强化路。验证路况及油样抽取如表3。

表3 路况分配及抽样抽取对应表

3、数据检测

历时一年，整车完成200000km行驶里程验证，完成4个周期验证，共进行44次油样抽取检测。在验证过程所抽取动力转向油液里程见表4。

表4 动力转向油液取样里程表

所抽取油样动力转向油液相关指标检测数据，见表5、表6、表7和表8。

表5 第一周期50000km油样检测结果表

表6 第二周期50000km油样检测结果表

表7 第三周期50000km油样检测结果表

表8 第四周期50000km油样检测结果表

上述所检测数据，其中含水量容易受天气影响，特别是雨天抽取油样，易造成油样含水量出现异常。Si元素含量受空气中灰尘影响较大，当油液受到空气中灰尘污染，易导致油液中Si元素含量出现异常。

4、数据处理

剔除4个周期所检测得异常数据，对4组检测结果进行平均，动力转向油液各指标检测平均数据如表9。

表9 动力转向油液检测结果均值表

4.1 动力转向油液运动粘度变化

从检测结果来看，验证50000km，动力转向油液100℃运动粘度满足研究指标要求≥4.5cst。随着验证里程的增加，动力转向油在整个动力转向系统充分起到液压控制及润滑保护作用，因此其运动粘度呈下降趋势。

图1

4.2 动力转向油液含水量变化

从检测结果来看，验证50000km，动力转向油液含水量满足研究指标要求＜0.05%。在整个验证过程动力转向油液未受到外界水污染，含水量一直很低。

图2

4.3 动力转向油液Fe元素含量变化

从检测结果来看，验证50000km，动力转向油液Fe元素含量满足研究指标要求≤60ppm。随着验证里程的增加，整个动力转向系统Fe元素含量呈上升趋势。随着里程增加，整个系统含Fe元素零部件（如转向器）虽出现轻微磨损，但均在正常磨损范围。

图3

4.4 动力转向油液Al元素含量变化

从检测结果来看，验证50000km，动力转向油液Al元素含量满足研究指标要求≤10ppm。随着验证里程的增加，动力转向油液中几乎无Al元素含量出现，这说明整个系统中含Al元素零部件（如铝合金动力转向泵）在工作过程几乎无磨损出现。

图4

4.5 动力转向油液Cu元素含量变化

从检测结果来看，验证50000km，动力转向油液Cu元素含量满足研究指标要求≤10ppm。

随着验证里程的增加，动力转向油液中有Cu元素含量出现，这说明整个系统中含Cu零部件（如各连接铜接头）出现轻微磨损，但均在正常磨损范围。

图5

4.6 动力转向油液Si元素含量变化

从检测结果来看，验证50000km，动力转向油液Si元素含量满足研究指标要求≤10ppm。

随着验证里程的增加，动力转向油液中有Si元素含量出现，这说明整个系统中含Si元素零部件（如动力转向软管）出现轻微磨损，但均在正常磨损范围。从整个检测数据来看，Si含量易空气中灰尘影响出现异常，造成该指标检测值偏高。

图6

5、总结

在整个动力转向系统内部清洁度满足要求的情况下，从检测结果可知，动力转向油液各项指标均满足研究指标要求。在整个验证过程，整个动力转向系统无异常磨损和相关故障出现，油液外观清晰，其运动粘度、含水量、Fe、Al、Cu 及Si元素含量各项重要指标均满足指标要求。依据目前油样检测结果和以往整车验证表现，现有动力转向油液可满足50000km的超长里程保养要求。

[1] 王成功.GL-4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，2004(11)：65-68.

[3] 徐魏,水琳,李万英.商用车车辆齿轮油的应用研究[C].中国汽车工程学会燃料与润滑油分会第十四届年会论文集,2010:180-185.

[4] 赵巍,粟斌.GL-5重负荷车辆齿轮油换油指标研究[J].石油商技.2013.31(1):52-59.

Commercial vehicle power steering oil long mileage and maintenance

Jiang Tengfei, Niu Yingkai, Wang Yali, Yuan Zhiming
( Anhui Jianghuai Automobile Group Co. Ltd, Anhui Hefei 230601 )

Study of commercial vehicle power steering oil, on the basis of kinematic viscosity, water content, Fe elements such as important indicators, to validate the oil testing, finally on the basis of test results determine power steering oil satisfies the requirement of long mileage and maintenance.

power steering oil; indicators; kinematic viscosity; water content; long mileage and maintenance

U461.99

A

1671-7988 (2017)08-200-03

江腾飞，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司技术中心项目管理部。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.068