帶有同步器的手動變速箱油的研制

高曉謀吳根華

摘要：手動變速箱是通過圓柱形齒輪來實現動力傳遞和變速功能，因其結構簡單，耗能低，在自動變速箱、無極變速箱和雙離合器逐漸普及的今天，仍被廣泛應用于卡車、客車及部分乘用車上。目前歐美及國內各汽車廠推薦的手動變速箱油多為GL- 75W-90、80W-90、85W-90，沒有統一的專用油標準而造成用油的混亂。近年來，隨著汽車設計的改進，發動機升功率提高，手動變速箱工作強度愈加苛刻，隨之而來不斷出現的潤滑質量問題如油泥沉積、油封漏油、換擋抖動等，特別是帶有同步環的變速箱，常因腐蝕磨損而降低變速器使用壽命。文章介紹了帶有同步器的手動變速箱對潤滑油的要求，采用齒輪油復合劑、亞磷酸酯及復合抗氧劑、摩擦改進劑和清凈分散劑研制的手動變速箱專用油具有性能全面的特點，通過了相關的同步器臺架評定，已廣泛應用于江淮汽車公司生產的乘用車中。

[HT5”H]關鍵詞：手動變速箱油；同步器；齒輪油； 摩擦特性；應用

[HT5”H]中圖分類號：TE6263文獻標識碼：

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

節能、環保和延長換油周期是推動潤滑油升級換代動力，隨著汽車工業的發展，變速器油與驅動橋用油呈現出各成體系的趨勢。基于這種要求，PI推出了T-1手動變速器規格，該規格與GL-的區別是提高了油品的熱氧化安定性與密封材料適應性，增加了齒輪的耐久循環試驗。現在各大汽車OE對傳動部位的潤滑條件更加苛刻，表現為：更小體積的油箱，更高的功率密度，更嚴格的摩擦特性控制。

變速箱領域，雖然自動變速器T、無級變速器CVT和雙離合器DCT用量大幅度增加，但手動變速T箱因其結構簡單、技術純熟、耗能低等優點，仍保留相當大的市場份額。特別是在我國現有的汽車保有量中，仍有過半的汽車仍然使用手動變速箱，老款的手動變速箱換擋時需要采用“兩腳離合”方式，升擋時需要離合后的空擋位置停留片刻，減擋需要在空擋位置加油門，以達到減少齒輪的轉速差，這就需要駕駛人員具有良好的操作技術。同步器的出現解決了這一問題，其主要部件同步環就是在結合套和齒輪組上布置的摩擦片，將轉速較大的一方能量傳送給轉速比較小的一方，使其提升轉速，達到與轉速較大的一方的轉速同步，起著緩沖的作用，這樣換擋更加平穩，也就不會產生劇烈抖動，避免產生打齒現象，保證正常換擋。同時，銅制品同步器的應用，對油品的性能有了更高的要求，必須提高油品的腐蝕性、密封件的適應性、穩定的摩擦性和摩擦持久性。

目前國內大多使用GL-車輛齒輪油作為手動變速箱潤滑油，相關常見問題包括：換擋反應不夠靈敏，有頓挫感，噪聲過大；同步器的腐蝕磨損，齒輪表面容易出現點蝕，剝落等損傷；油溫偏高，油泥過多，油品流動性差，冬季冷啟動不順暢。針對上述問題，汽車市場上需求帶有同步器手動變速箱專用油。專用油應具備以下性能：油品黏度的低黏化，以提高燃油經濟性；綜合性能完善，穩定的配方體系會顯示出油品更多的優勢；更高熱氧化穩定性和清潔性能，以適應更高的轉速并延長換油周期；適用于各種材質的同步器材料，并改善換擋的舒適性延長零部件的使用壽命。

1試驗

11專用油的開發

帶有同步器的手動變速箱用油與以往使用GL-齒輪油的性能對比見表1。

從表1中得出，由于手動變速箱傳動齒輪多為圓柱形齒輪，負荷一般不超過2000 Pa，轉速較高，工作條件要比后驅動橋溫和，專用油在油品的承載能力稍低于GL-。而其他的綜合性能均要優于GL-，特別是同步器采用銅質材質，銅是活潑元素，很容易被活性極強的極壓抗磨劑誘發化學腐蝕，而且腐蝕產物作為催化劑還會引起油品早期氧化變質。因此對專用油的摩擦特性、密封件的相容性和抗腐蝕性有嚴格要求。研制的專用油就是在GL-油的基礎上進一步改進其綜合性能，完善配方，滿足帶同步器的手動變速箱潤滑要求，達到長期平穩換擋目的。

因為加氫Ⅱ/Ⅲ類型基礎油飽和烴含量高，硫含量低，黏度指數高，與密封材料相容性好，可有效防止油品泄漏。再輔以適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變性及抗剪切性，且黏溫性得到改善，可在我國各地區四季適用，具有良好的節能效果，延長了換油周期。

試驗結果表明：十八烷基亞磷酸酯具有良好的減摩性能，可以減少變速箱中的齒輪錐體的磨損量，并保護離合器、軸承及同步環的磨損部件；配方中采用添加高堿值磺酸鈣與單掛丁二烯亞胺的合理搭配，可分散油泥、漆膜、積炭和不溶物，使摩擦副表面保持清潔的同時，還調控了化學活性強的硫、磷極壓抗磨劑降解速率，使油品保持摩擦特性穩定和持久。經過試驗室配方篩選，確定產品最終組成見表3。

22性能的評價

帶同步器手動變速箱最關鍵的技術要求是滿足摩擦元件——諸如同步器、離合器摩擦襯片和制動帶的平穩運行及高溫工況下的摩擦耐久性，從F90-0同步環單體磨耗性試驗結果圖1中看出，研制油的磨損量比市購GL- 75W-90參比油小，只有003 mm；摩擦系數和摩擦耐久性也優于參比油，在長時間試驗過程中摩擦系數始終保持在008以上，見同步環摩擦系數圖2。

23產品的應用

研制的帶有同步器手動變速箱專用油已經用于

江淮汽車LE5T80、F86系列乘用車變速箱上。經實機測試，沒有再出現摩擦扭矩震蕩，從而杜絕了駕乘者不可接受的NVH即噪音、震動和不平順性的問題。該專用油相對于常規的GL-，是高附加值產品，自2013年投放市場，至今運行正常，滿足了市場的需求。

3結論

采用齒輪油復合劑、亞磷酸酯抗磨劑、復合抗氧劑、摩擦改進劑和清凈分散劑等研制了一款帶有同步器的手動變速器油，除了具有GL-齒輪油的承載能力和抗擦傷性能外，還具有突出的熱氧化安定性、防腐蝕性和摩擦系數穩定持久性。以3%的加劑量與加氫、合成基礎油調制的變速箱專用油廣泛用于江淮汽車公司各型乘用車。滿足了市場的需求，取得了良好的經濟效益。

參考文獻：

[1]王成功GL-變速器油的研制[J]石油高技，1991（5）：2-5

[2] 伏喜勝手動變速器復合劑的研制及應用[J]石油煉制與化工，200（11）：65-68