重载轮毂润滑脂的耐久性试验研究

卢少华

摘 要：本文通过理化分析、耐久性模拟测试以及10万公里耐久性行车试验，开展长城HP-R润滑脂与国外某竞品润滑脂的性能对比，用于指导重型车辆轮毂轴承长寿命润滑脂的国产化替代。试验结果表明：长城脂与参比脂的粘附性、机械安定性、极压抗磨性和润滑防护性能相当，而耐高温性能、抗氧化性能更优，可满足重型车辆10公里换油周期的安全使用要求。

关键词：轮毂轴承;润滑;重载;安全

随着中国经济的崛起和汽车行业的发展，对汽车轮毂润滑脂的性能提出了更高的要求[1]。汽车轮毂轴承对润滑脂的性能要求如下[2]：1）在车辆正常行驶中，轴承转速为300～500r /min，要求润滑脂具有优异的机械安定性，长时间高速运转中不软化、不流失;2）轮毂轴承正常运转时的温度范围为60～90℃，当在连续下坡或车速过快的情况下，频繁刹车使轮毂轴承温度达到130～150℃，要求润滑脂具有优异的耐高温性能和抗氧化性能;3）汽车行驶受天气情况、路况影响，润滑脂不可避免的与雨水、尘土接触，而外来污染物易对润滑脂的胶体结构造成破坏，且腐蚀轴承，因此要求润滑脂具有优异的抗水性、粘附性和防锈性;

4）高速、爬坡、重载等工况下，轴承易产生磨损，要求润滑脂具有优异的极压性能;5）长换脂周期，要求润滑脂的使用寿命越来越长。

为满足大型高速重载的汽车轮毂高温、高速、长寿命、安全可靠的使用要求，本文通过开展长城HP-R润滑脂（以下简称长城脂）的理化分析、耐久性模拟测试以及10万公里耐久性行车试验，并与国外某竞品（以下简称参比脂）开展对比试验，用于指导重型车辆轮毂轴承长寿命润滑脂的国产化替代。

1   长城脂的理化性能

为考察长城脂的理化性能及实际应用效果，本文选用国外某润滑脂作为参比脂，该产品是目前市场上公认的代表世界上最先进水平的轮毂轴承润滑脂之一，采用粘度等级为220的基础油调制而成，工作温度为-20～180℃的极压复合锂基润滑脂。长城脂与参比脂的理化性能数据见表1。

从表1两种润滑脂的理化性能数据来看，长城脂与参比脂均为2号润滑脂，除防腐蚀性能相当外，长城脂的抗剪切性能、滴点、模板直径、氧化安定性略优于参比脂。

2   耐久性模拟评定试验

2.1抗水淋喷雾试验

抗水喷雾试验用于测试轮毂轴承润滑脂的抗水性能和黏附性，润滑脂在高压喷淋后失重数值越小，说明抗水喷淋能力越强。按照SH/T 0643-1997《润滑脂抗水喷雾性测定法》，对长城脂与参比脂开展抗水淋喷雾试验，试验结果见表2。

从表2长城脂与参比脂的抗水淋喷雾试验对比结果来看，长城脂与参比脂的喷雾失重数值相差较小，说明两个润滑脂的抗水性能和黏附性相差不大，参比脂略优。

2.2加水剪切安定性

加水剪切安定性用于评价轮毂轴承润滑脂在与水接触后保持稠度的能力。在25℃试验温度下，锥入度脂杯中加入润滑脂，并加入30ml蒸馏水，经作10万次往复工作之后，对比10万次工作锥入度与60次锥入度差值，差值越小，说明润滑脂的加水剪切安定性能越好。试验结果如图1所示。

从图1对比结果来看，长城脂的加水剪切安定性与参比脂基本相当。

2.3极压抗磨性

极压抗磨性是润滑脂重要的使用性能指标之一，表征润滑脂在高负荷下防止润滑表面卡咬、刮伤的能力。通常情况下，采用PD值、OK值评价轮毂轴承润滑脂的极压抗磨性。长城脂与参比脂的极压抗磨性对比结果见表3。

从表3两种润滑脂的极压性对比数据来看，参比脂的OK值略高，PD值相当，说明二者极压抗磨性能基本相当。

2.4高温锥入度

高温锥入度是用于简单评价润滑脂耐高温性能的方法。将润滑脂置于25℃、60℃、90℃、120℃、150℃温度下恒温4个小时，分别测试各温度下的锥入度值。测试结果如图2所示。

由图2可知，随着温度升高，润滑脂的锥入度也随之增大，参比脂的锥入度随着温度的增加变化幅度较大，而长城脂的锥入度变化幅度较为平缓，说明长城脂的耐高温性能更优。

3  10万公里耐久性行车试验

3.1试验车辆工况及轮毂轴承型号

为开展10万公里行车试验效果，采用全新的车辆进行试验，试验车辆工况及轮毂轴承型号见表4。

3.2耐久性行车试验评判标准

行驶到规定的行车试验里程后，对试验车辆轮毂进行拆检，观察轮毂外观是否有甩脂现象、轴承外观有无变色或锈蚀以及润滑脂的外观。对不同部位的试验润滑脂进行取样分析，记录与试验相关的信息，并根据标准进行评判。耐久性行车试验后的润滑脂评判项目及标准见表5。

3.3试验部位外观情况

在行驶到预定的10万公里后，对试验轮毂进行拆解，并对试验后润滑脂及使用部位的外观情况如图3和图4。

从图3和图4来看，经过10万公里的耐久性试验后的长城脂和参比脂颜色外观均保持较好，轴承表面油膜较好，轴承表面光亮，无明显析油、甩脂现象，说明两种润滑脂均具有很好的粘附性、机械安定性、极压抗磨性和润滑防护性能，保障轮毂轴承在10万公里耐久性试验中的安全可靠运转。

3.4试验效果评判

参照表5耐久性行车试验后的润滑脂评判项目及标准，对试验后的润滑脂进行效果评判，评判结果如表6所示。

从表6可知，长城脂和参比脂经过10万公里耐久性试验后，试验效果评级基本一致;对照耐久性行车试验的评判标准，两种润滑脂均表现优异，试验结果均为合格。

3.5润滑脂的红外分析

润滑脂在使用过程中受到外界的污染，容易发生氧化变质，导致润滑脂的结构破坏和使用寿命的下降，可采用傅里叶红外光谱仪来分析润滑脂在使用过程中的氧化趋势[3]。分别采集耐久性试验后的轴承端面、輪毂表面和轴承保持架上的润滑脂样品，开展红外谱图分析，并与未使用的润滑脂开展对比，分析结果如图4和图5所示。

从图4和图5试验前后的红外谱图来看，长城脂试验前后的谱图在1700～1800cm-1区域的羰基特征吸收峰的几乎无变化，而参比脂的羰基特征吸收峰略有变化，说明长城脂的抗氧化性能更优异，在耐久性试验中未发生明显的氧化现象，使用寿命更长。

4 结论

经实验室理化分析、耐久性模拟测试以及10万公里耐久性行车试验表明长城脂与参比脂性能相当，能够为重型车辆轮毂轴承提供良好的润滑保护，优异的耐高温性能、抗氧化性能、粘附性、机械安定性和润滑防护性能，可满足重型车辆10公里换油周期的安全使用要求。

参考文献：

[1]石俊峰，刘建龙，李兴林，康军，吴宝杰.长寿命轮毂轴承润滑脂的性能分析[J].轴承，2018（07）：31-36.

[2]潘元青，周惠娟，刘翠香.汽车行业润滑用脂现状及发展[J].润滑油与燃料，2014，24（01）：1-10.

[3]李聪，石俊峰，康军，曾俊.新型轮毂轴承润滑脂的性能评价[J].石油商技，2015，33（05）：50-56.

（中国石化润滑油有限公司茂名分公司，广东 茂名 525000）