近年來，由于電子商務(wù)的發(fā)展，物流業(yè)快速增長，干線物流長途牽引車持續(xù)增長。高的實(shí)效性要求物流車輛具有更多的工作時(shí)間，縮短維修、保養(yǎng)時(shí)間。這要求車輛的油品換油周期盡可能的延長，以滿足快節(jié)奏的使用需求。為了加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，減少廢棄油脂對(duì)環(huán)境造成的影響以及回收過程中的能量消耗，需要延長油品的換油周期。隨著潤滑油配方技術(shù)的不斷發(fā)展，長換油周期成為了齒輪油重要的發(fā)展方向。OEM（汽車原始設(shè)備制造商）為了提高自身產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，具有延長潤滑油換油周期的迫切需求。延長商用車齒輪油的換油周期具有重要的意義。

　　1、試驗(yàn)部分

　　1.1 試驗(yàn)材料及儀器

　　

　　1.1.1 試驗(yàn)材料

　　在臺(tái)架及實(shí)車試驗(yàn)過程中采用的為 A、B 2 種品牌80W-90/GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油。同一試驗(yàn)車變速箱及驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)統(tǒng)一裝入相同試驗(yàn)油。油品的分析數(shù)據(jù)見表1。

　　1.1.2 試驗(yàn)儀器、設(shè)備及車輛

　　包含齒輪壽命試驗(yàn)臺(tái)架及相關(guān)設(shè)備、TSY-1109A 石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定儀、BZD-4C 型自動(dòng)石油產(chǎn)品酸值測(cè)定器、Optima 5300 DV電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀、J6P商用牽引車。變速器及后橋信息見表2。

1.2 試驗(yàn)方法

　　

　　1.2.1 齒輪油運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定試驗(yàn)

　　利用TSY-1109A石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定儀，依據(jù)GB/T 265—1988《石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定法和動(dòng)力粘度計(jì)算法》測(cè)定A、B 2種GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油的新油100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度。臺(tái)架試驗(yàn)過程中期及試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定油樣的100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度；實(shí)際行車試驗(yàn)中，每隔2×104 km抽取油樣測(cè)定100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度。

　　1.2.2 齒輪油酸值測(cè)定試驗(yàn)

　　利用BZD-4C型自動(dòng)石油產(chǎn)品酸值測(cè)定器，依據(jù) GB/T 7304—2014《石油產(chǎn)品和潤滑劑酸值測(cè)定法 電位滴定法》測(cè)定A、B 2種GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油的新油酸值。臺(tái)架試驗(yàn)過程中期及試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定油樣的酸值；實(shí)際行車試驗(yàn)中，每隔2×104 km抽取油樣測(cè)定酸值。

　　1.2.3 齒輪油元素含量測(cè)定試驗(yàn)

　　利用 Optima 5300 DV 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀，依據(jù) GB/T 17476—1998《使用過的潤滑油中添加劑元素、磨損金屬和污染物以及基礎(chǔ)油中某些元素測(cè)定法（電感耦合等離子體發(fā)射光譜法）》測(cè)定 A、B 2種 GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油的新油鐵元素含量。臺(tái)架試驗(yàn)過程中期及試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定油樣的鐵元素含量；實(shí)際行車試驗(yàn)中，每隔2×104 km抽取油樣測(cè)定鐵元素含量。

　　1.2.4 齒輪油齒輪壽命臺(tái)架試驗(yàn)

　　利用齒輪壽命試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行油品臺(tái)架試驗(yàn)，將試驗(yàn)變速箱及車橋安裝在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行壽命測(cè)試，輸出軸的轉(zhuǎn)速范圍為700～1 900 r/min，試驗(yàn)油溫控制范圍為（80±5）℃，變速器擋位覆蓋為7～12擋，進(jìn)行1 700 h耐久試驗(yàn)。試驗(yàn)用于評(píng)定在試驗(yàn)過程中油品的理化性質(zhì)變化。在試驗(yàn)中及試驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定油品的100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度、酸值及鐵元素含量。

　　1.2.5 齒輪油10×104 km換油周期行車試驗(yàn)

　　試驗(yàn)車輛為4輛解放J6商用牽引車，全部試驗(yàn)車輛為隨機(jī)抽取的下線新車。4輛車各裝配A、B試驗(yàn)油2輛，分別投放吉林地區(qū)（寒冷、干燥）、浙江地區(qū)（溫?zé)帷⒍嘤辏?。試?yàn)車多數(shù)工況行駛在試驗(yàn)地區(qū)周邊1 000 km范圍內(nèi)，標(biāo)載行駛于高速公路，為干線物流車輛。試驗(yàn)車輛每2×104 km抽取1次油樣，檢測(cè)其100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度、酸值、鐵元素含量。

　　1.2.6 結(jié)果判定標(biāo)準(zhǔn)

　　試驗(yàn)樣品分析判定結(jié)果依據(jù)企業(yè)內(nèi)部控制的產(chǎn)品開發(fā)試驗(yàn)驗(yàn)證換油指標(biāo)規(guī)范的技術(shù)要求，限值要求為試驗(yàn)前、試驗(yàn)后樣品的100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度變化率≤20%，酸值變化值范圍在（以KOH計(jì)）±1 mg/g以內(nèi)，F(xiàn)e 含量≤1.5×10-3 。超過限值的樣品判定樣品失效，需要更換。

　　2、試驗(yàn)結(jié)果及分析

　　2.1 齒輪油臺(tái)架試驗(yàn)

　　

　　2.1.1 變速器齒輪壽命試驗(yàn)

　　選取同一批次變速器 6臺(tái)試驗(yàn)樣件，樣件 1～樣件 3進(jìn)行樣品 A變速器齒輪壽命試驗(yàn)，樣件 4～樣件 6 進(jìn)行樣品 B 變速器齒輪壽命試驗(yàn)。在試驗(yàn)中期850 h抽檢樣品，試驗(yàn)后1 700 h抽檢樣品。樣品 A 檢測(cè)結(jié)果見表 3，樣品 B 檢測(cè)結(jié)果見表 4。從試驗(yàn)結(jié)果可知，樣品 A、樣品 B 在變速器齒輪壽命試驗(yàn)中100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度、酸值變化值和鐵含量變化均在換油判定標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)內(nèi)。樣品A、樣品B均表現(xiàn)出了良好的變速器齒輪保護(hù)性能。

　　2.1.2 驅(qū)動(dòng)橋齒輪壽命試驗(yàn)

　　

　　選取同一批次驅(qū)動(dòng)橋 6臺(tái)試驗(yàn)樣件，樣件 1～樣件 3進(jìn)行樣品 A驅(qū)動(dòng)橋齒輪壽命試驗(yàn)，樣件 4～樣件 6 進(jìn)行樣品 B 驅(qū)動(dòng)橋齒輪壽命試驗(yàn)。在試驗(yàn)中期850 h抽檢樣品，試驗(yàn)后1 700 h抽檢樣品。樣品 A 檢測(cè)結(jié)果見表 5，樣品 B 檢測(cè)結(jié)果見表 6。從試驗(yàn)結(jié)果可知，樣品 A、樣品 B 在驅(qū)動(dòng)橋齒輪壽命試驗(yàn)中100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度、酸值變化值和鐵含量變化均在換油判定標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)內(nèi)。樣品A、樣品B均表現(xiàn)出了良好的驅(qū)動(dòng)橋齒輪保護(hù)性能。

　　2.2 齒輪油10×104 km換油周期實(shí)際行車試驗(yàn)

　　

　　基于臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果，可初步判定油品性能符合設(shè)計(jì)目標(biāo)。臺(tái)架試驗(yàn)后選取4輛商用牽引車，試驗(yàn)車 1裝備 A樣品于吉林地區(qū)進(jìn)行路試，試驗(yàn)車 2裝備A樣品于浙江地區(qū)進(jìn)行路試，試驗(yàn)車3裝備B樣品于吉林地區(qū)進(jìn)行路試，試驗(yàn)車4裝備B樣品于浙江地區(qū)進(jìn)行路試，吉林地區(qū)車輛運(yùn)行區(qū)間覆蓋中國北部地區(qū)，用以驗(yàn)證油品在北方地區(qū)性能特征；浙江地區(qū)車輛運(yùn)行區(qū)間覆蓋中國南部地區(qū)，用以驗(yàn)證油品在南方地區(qū)性能特征。所有車輛均完成 10×104 km 實(shí)際道路行駛。試驗(yàn)車變速器齒輪油 100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度變化情況見圖 1，試驗(yàn)車驅(qū)動(dòng)橋齒輪油 100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度的變化情況見圖 2，試驗(yàn)車變速箱齒輪油酸值的變化見圖3，試驗(yàn)車驅(qū)動(dòng)橋齒輪油酸值的變化見圖 4，試驗(yàn)車變速箱齒輪油 Fe含量的變化見圖 5，試驗(yàn)車驅(qū)動(dòng)橋齒輪油 Fe 含量的變化見圖6。

　　從圖1分析可知，在試驗(yàn)車輛行駛至10×104 km目標(biāo)里程時(shí)，變速器總成中，試驗(yàn)車 1 相比試驗(yàn)車2 的樣品 100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度變化率更大，試驗(yàn)車 3 相比試驗(yàn)車 4 的樣品 100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度變化率更大。這可能是由于北方地區(qū)溫差大，平均溫度更低，低溫下啟動(dòng)時(shí)，變速器齒輪對(duì)低溫時(shí)高粘度的油品剪切強(qiáng)度更高原因?qū)е隆?/p>

　　從圖2分析可知，在試驗(yàn)車輛行駛至10×104 km目標(biāo)里程時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋總成中，試驗(yàn)車1相比試驗(yàn)車2的樣品100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度變化率更大，試驗(yàn)車3相比試驗(yàn)車4的樣品100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度變化率更大。這可能是由于北方地區(qū)溫差大，平均溫度更低，低溫下啟動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋齒輪對(duì)低溫時(shí)油品剪切強(qiáng)度更高原因?qū)е隆?/p>

　　從圖3、圖4分析可知，雖然油品A和油品B由于技術(shù)配方不同，初始酸值數(shù)值不同，但是在 10×104 km 的試驗(yàn)里程內(nèi)變速器和驅(qū)動(dòng)橋中樣品酸值的變化值均在±1 mgKOH/g 范圍內(nèi)，未超過換油的技術(shù)指標(biāo)限值。由于油品酸值的變化主要由于氧化作用導(dǎo)致，從數(shù)據(jù)可知，試驗(yàn)過程中的樣品A和樣品B均展現(xiàn)了優(yōu)異的抗氧化性能。

　　從圖5、圖6分析可知，10×104 km目標(biāo)里程時(shí)，試驗(yàn)車變速器齒輪油中的Fe含量均＜0.25×10-3 ，驅(qū)動(dòng)橋中齒輪油的Fe含量＜0.9×10-3 ，所有齒輪油Fe含量均＜1.5×10-3 的換油限值。驅(qū)動(dòng)橋齒輪油中Fe含量均高于變速器齒輪油中Fe含量，原因是驅(qū)動(dòng)橋中齒輪面壓力更大從而使得金屬面磨損更嚴(yán)重。

　　3、結(jié)論

　　a.經(jīng)過臺(tái)架試驗(yàn)和 10×104 km 實(shí)際行車試驗(yàn)，試驗(yàn)油A、B均表現(xiàn)出了良好的部件保護(hù)性能。

　　b.行車試驗(yàn)中，試驗(yàn)油A、B均保持了酸值的平穩(wěn)，展現(xiàn)了優(yōu)異的抗氧化性能。

　　c.行車試驗(yàn)中，北方運(yùn)行車輛相比南方運(yùn)行車輛，試驗(yàn)油 A、B 無論是應(yīng)用于變速箱還是驅(qū)動(dòng)橋橋都體現(xiàn)了更大的100 ℃運(yùn)動(dòng)粘度變化率。這說明工作溫度低，齒輪對(duì)潤滑油的剪切強(qiáng)度更高，不利于粘度保持。

　　d.行車試驗(yàn)中，雖然試驗(yàn)油 A 的 Fe 元素含量高于試驗(yàn)油B，但都在換油指標(biāo)內(nèi)，滿足使用需求。