重載輪轂潤滑脂的耐久性試驗研究

盧少華

摘 要：本文通過理化分析、耐久性模擬測試以及10萬公里耐久性行車試驗，開展長城HP-R潤滑脂與國外某競品潤滑脂的性能對比，用于指導重型車輛輪轂軸承長壽命潤滑脂的國產化替代。試驗結果表明：長城脂與參比脂的粘附性、機械安定性、極壓抗磨性和潤滑防護性能相當，而耐高溫性能、抗氧化性能更優，可滿足重型車輛10公里換油周期的安全使用要求。

關鍵詞：輪轂軸承;潤滑;重載;安全

隨著中國經濟的崛起和汽車行業的發展，對汽車輪轂潤滑脂的性能提出了更高的要求[1]。汽車輪轂軸承對潤滑脂的性能要求如下[2]：1）在車輛正常行駛中，軸承轉速為300～500r /min，要求潤滑脂具有優異的機械安定性，長時間高速運轉中不軟化、不流失;2）輪轂軸承正常運轉時的溫度范圍為60～90℃，當在連續下坡或車速過快的情況下，頻繁剎車使輪轂軸承溫度達到130～150℃，要求潤滑脂具有優異的耐高溫性能和抗氧化性能;3）汽車行駛受天氣情況、路況影響，潤滑脂不可避免的與雨水、塵土接觸，而外來污染物易對潤滑脂的膠體結構造成破壞，且腐蝕軸承，因此要求潤滑脂具有優異的抗水性、粘附性和防銹性;

4）高速、爬坡、重載等工況下，軸承易產生磨損，要求潤滑脂具有優異的極壓性能;5）長換脂周期，要求潤滑脂的使用壽命越來越長。

為滿足大型高速重載的汽車輪轂高溫、高速、長壽命、安全可靠的使用要求，本文通過開展長城HP-R潤滑脂（以下簡稱長城脂）的理化分析、耐久性模擬測試以及10萬公里耐久性行車試驗，并與國外某競品（以下簡稱參比脂）開展對比試驗，用于指導重型車輛輪轂軸承長壽命潤滑脂的國產化替代。

1? ?長城脂的理化性能

為考察長城脂的理化性能及實際應用效果，本文選用國外某潤滑脂作為參比脂，該產品是目前市場上公認的代表世界上最先進水平的輪轂軸承潤滑脂之一，采用粘度等級為220的基礎油調制而成，工作溫度為-20～180℃的極壓復合鋰基潤滑脂。長城脂與參比脂的理化性能數據見表1。

從表1兩種潤滑脂的理化性能數據來看，長城脂與參比脂均為2號潤滑脂，除防腐蝕性能相當外，長城脂的抗剪切性能、滴點、模板直徑、氧化安定性略優于參比脂。

2? ?耐久性模擬評定試驗

2.1抗水淋噴霧試驗

抗水噴霧試驗用于測試輪轂軸承潤滑脂的抗水性能和黏附性，潤滑脂在高壓噴淋后失重數值越小，說明抗水噴淋能力越強。按照SH/T 0643-1997《潤滑脂抗水噴霧性測定法》，對長城脂與參比脂開展抗水淋噴霧試驗，試驗結果見表2。

從表2長城脂與參比脂的抗水淋噴霧試驗對比結果來看，長城脂與參比脂的噴霧失重數值相差較小，說明兩個潤滑脂的抗水性能和黏附性相差不大，參比脂略優。

2.2加水剪切安定性

加水剪切安定性用于評價輪轂軸承潤滑脂在與水接觸后保持稠度的能力。在25℃試驗溫度下，錐入度脂杯中加入潤滑脂，并加入30ml蒸餾水，經作10萬次往復工作之后，對比10萬次工作錐入度與60次錐入度差值，差值越小，說明潤滑脂的加水剪切安定性能越好。試驗結果如圖1所示。

從圖1對比結果來看，長城脂的加水剪切安定性與參比脂基本相當。

2.3極壓抗磨性

極壓抗磨性是潤滑脂重要的使用性能指標之一，表征潤滑脂在高負荷下防止潤滑表面卡咬、刮傷的能力。通常情況下，采用PD值、OK值評價輪轂軸承潤滑脂的極壓抗磨性。長城脂與參比脂的極壓抗磨性對比結果見表3。

從表3兩種潤滑脂的極壓性對比數據來看，參比脂的OK值略高，PD值相當，說明二者極壓抗磨性能基本相當。

2.4高溫錐入度

高溫錐入度是用于簡單評價潤滑脂耐高溫性能的方法。將潤滑脂置于25℃、60℃、90℃、120℃、150℃溫度下恒溫4個小時，分別測試各溫度下的錐入度值。測試結果如圖2所示。

由圖2可知，隨著溫度升高，潤滑脂的錐入度也隨之增大，參比脂的錐入度隨著溫度的增加變化幅度較大，而長城脂的錐入度變化幅度較為平緩，說明長城脂的耐高溫性能更優。

3? 10萬公里耐久性行車試驗

3.1試驗車輛工況及輪轂軸承型號

為開展10萬公里行車試驗效果，采用全新的車輛進行試驗，試驗車輛工況及輪轂軸承型號見表4。

3.2耐久性行車試驗評判標準

行駛到規定的行車試驗里程后，對試驗車輛輪轂進行拆檢，觀察輪轂外觀是否有甩脂現象、軸承外觀有無變色或銹蝕以及潤滑脂的外觀。對不同部位的試驗潤滑脂進行取樣分析，記錄與試驗相關的信息，并根據標準進行評判。耐久性行車試驗后的潤滑脂評判項目及標準見表5。

3.3試驗部位外觀情況

在行駛到預定的10萬公里后，對試驗輪轂進行拆解，并對試驗后潤滑脂及使用部位的外觀情況如圖3和圖4。

從圖3和圖4來看，經過10萬公里的耐久性試驗后的長城脂和參比脂顏色外觀均保持較好，軸承表面油膜較好，軸承表面光亮，無明顯析油、甩脂現象，說明兩種潤滑脂均具有很好的粘附性、機械安定性、極壓抗磨性和潤滑防護性能，保障輪轂軸承在10萬公里耐久性試驗中的安全可靠運轉。

3.4試驗效果評判

參照表5耐久性行車試驗后的潤滑脂評判項目及標準，對試驗后的潤滑脂進行效果評判，評判結果如表6所示。

從表6可知，長城脂和參比脂經過10萬公里耐久性試驗后，試驗效果評級基本一致;對照耐久性行車試驗的評判標準，兩種潤滑脂均表現優異，試驗結果均為合格。

3.5潤滑脂的紅外分析

潤滑脂在使用過程中受到外界的污染，容易發生氧化變質，導致潤滑脂的結構破壞和使用壽命的下降，可采用傅里葉紅外光譜儀來分析潤滑脂在使用過程中的氧化趨勢[3]。分別采集耐久性試驗后的軸承端面、輪轂表面和軸承保持架上的潤滑脂樣品，開展紅外譜圖分析，并與未使用的潤滑脂開展對比，分析結果如圖4和圖5所示。

從圖4和圖5試驗前后的紅外譜圖來看，長城脂試驗前后的譜圖在1700～1800cm-1區域的羰基特征吸收峰的幾乎無變化，而參比脂的羰基特征吸收峰略有變化，說明長城脂的抗氧化性能更優異，在耐久性試驗中未發生明顯的氧化現象，使用壽命更長。

4 結論

經實驗室理化分析、耐久性模擬測試以及10萬公里耐久性行車試驗表明長城脂與參比脂性能相當，能夠為重型車輛輪轂軸承提供良好的潤滑保護，優異的耐高溫性能、抗氧化性能、粘附性、機械安定性和潤滑防護性能，可滿足重型車輛10公里換油周期的安全使用要求。

參考文獻：

[1]石俊峰，劉建龍，李興林，康軍，吳寶杰.長壽命輪轂軸承潤滑脂的性能分析[J].軸承，2018（07）：31-36.

[2]潘元青，周惠娟，劉翠香.汽車行業潤滑用脂現狀及發展[J].潤滑油與燃料，2014，24（01）：1-10.

[3]李聰，石俊峰，康軍，曾俊.新型輪轂軸承潤滑脂的性能評價[J].石油商技，2015，33（05）：50-56.

（中國石化潤滑油有限公司茂名分公司，廣東 茂名 525000）