【doc】国内外手动变速器油的现状及发展动态

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2024年2月28日发(作者：)

国内外手动变速器油的现状及发展动态

国内外手动变速器油的现状及发展动态

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摘要

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介绍了国内外手动变速器油的使用,产品标准,试验方法及产品开发应用的

发展历程和最新动态,提出j目前所面j】占的问题及初步岛解决办法,并对手动变

一

婚蛩丝豁i习一叙词:手动变速器齿轮油标准j;1li

1前言

手动变速器作为汽车传动系中的主要部

件.是通过圆柱型齿轮来实现动力传递和变速

功能的,固其结构简单,耗能低,在自动变速器

普及的今天,仍被广泛用于载重车,大客车及部

分前驱动桥的小汽车上.与后桥双曲线齿轮相

比,变速器齿轮具有转速快,负载小,齿面压力

低的特点,加上其本身的构造及材料原因,手动

变速器润滑用油应有别于后桥双曲线用油.根

据有关资料显示,目前,欧美及国内各汽车公司

推荐的手动变速器用油品种繁多:GL一5,

GL一4,GL一3齿轮油,柴机油,变速器专用油

等.显然,因没有统一的手动变速器油标准而造

成用油的混乱.

近年来,随着汽车设计的改进,发动机功率

的加大,汽车传动系统的工作强度愈加苛刻,随

之而来不断出现的润滑质量问题如油泥沉积,

油封漏油,同步器材料腐蚀等表明:现有的车辆

齿轮油规格标准及分类方法已不再适应当前的

使用要求.为此,欧美国家的各大汽车公司及行

业协会纷纷提出许多车辆齿轮油新的推荐性规

格,试验方法和分类方法.在新的分类中.都倾

向于把手动变速器油与后桥齿轮油分列而不再

混为一谈,即建立一个独立的手动变速器油规

格标准,并建立一套相应的评定手段.

2国外手动变速器油的发展动态

2.1美国

2.1.1载重车及大客车手动变速器油

美国载重车的手动变速器普遍采用符合

MIL—L一2105D规格的GL一5齿轮油.八十

年代末,载重车制造商对载重车手动变速器润

滑状况进行了考察,考察情况表明,在高温状态

下.使用GL～5齿轮油.易生成油泥沉积物,胶

质.并产生腐蚀,泄漏,从而引发变速器同步装

置摩擦盘的抛光和焦化,最终导致换挡不良.为

解决这些园润滑条件苛刻所带来的问题,同时,

为适应用户延长变速器油换油期及环保法规的

要求.新的手动变速器油必须大大改善和提高

以下性能:

-

热氧化安定性

密封材料适应性

抗疲劳强度

铜合金的适应性

抗擦伤能力 季平:1965年生,南京汽车研究所油品科,I程师.

1998(6)总124轻型汽车技术技术纵横45

为此,美国汽车制造商根据各自车型的特

点,提出了许多新的变速器油规格,较有影响的

如MackG0一H规格,NavistarTMS6816规格

(表1),Eat帆一FuUerPS—O8l规格(表2).在

这些规格中,都提出了一些独特的试验方法和

要求,如Mack规格的66000次变速器循环试

验,NaviMar和Eaton--Ful~r规格的长距离野

外试验等.

表1NavistarTMS6816手动变速器油规格

性能指标试验方法(ASTM)

运动粘度(100℃,ram/s)17.4～18.9I)445

表观牯度{150P—s时的温度,℃)≯—35D2983

牯度指教≮150D2270

凝点(℃)≯—37D97

阍点(开口.℃)≮200D92

沉淀物()≯O.O1D2273

泡性倾向/泡沫稳定性,24c≯2010D892

(ml/m1)93.5C5010

后24℃≯20/0

氧化腐地(190h,135C).BT10(Navistar方法)

试件重量变化(mg≯)铝士1.0

铜士250

黄铜士50

锕士10

牯度变化率(100c,)≯士5

硫古量()013～016BT一44(Nav~ar方法)

水份()≯0.2D95

锕腐蚀(121℃,啦,缎)≯D130

热氧化安定性(163C)】一6O

试验时问(h)2O050

粘度增长率()≯10020

戊烷不溶物()≯～02

甲苯不溶物()≯——0.2

晴椽畦老化试验硬度变化D471

(168ht121℃)体积变化0～J一10

剪切安定性,牯度变化(100C.)≯士10D3945

表2Eaton—Fu1lerPs—o81手动变速器油规格

11一6O氧化安定性试验3ooh5延长密封寿命野外试验

2联邦试验方法5308.6氧化试骑至少10o台车

3必须符台MI[--2104CSF/CD规格∞台用试验油.50台用SAE50油

4延长换油期野外试验试验车辆规格:发动机功率216~298kW

至步100台车重量55ooo~80000GCW

试验车辆规格;发动机功率216~298kW汽车结柑;普通型.不能甩平头型

汽车结构;苦通型,不能用平头型试验道路高速公路

试验道路:高速公路变速器:大于9速的超级变速器

变速器t太于9建的超缎变速器最少行驶里程48.27×10'km,不换油

最步行驶里程:436×1odkW,不换油

46技术纵横1998(6)总l24轻型汽车技采

1989年,SAE,ASTM和API组成三方联

合机构,在参照各汽车制造商手动变速器油规

格的基础上,提出了PG一1重负荷车辆手动变

速器油的标准及相应试验方法(表3).1995年.

API公布了重负荷车辆手动变速器油MT一1

规格,代替原PG～1规格,使用范围以非同步

载重车和公共汽车为对象

袁3MT一1(PG一1)手动变速器油规格

性能试验方法指标

热安定性及部件滑诗度改进L一60大齿轮{}{碳,藩膜评分≮7.5

皇部齿轮油混评分≮9.4

与密封材料的适应性ASTMD471确定

与锕部件的适应性ASTM30(121C.3h)评级≯

抗磨性能AStMD5182(F2G)失败级≮1】

DIN^/8--3/90

抗氧化性佬1.一60同MI[,I一2105D

高髭润臂稳定性Mack循环试验'循环攻数66000

抗泡性能ASTMr)892同MII一L～2lOSD

相容性FrMD343O/3440同Ml【.一1一2105D

2.1.2小汽车用变速器油

小汽车(包括小型货车)用油基本上采用

75W/90GL--4中级压车辆齿轮油.目前,存在

以下问题:

因环境问题而要求减少燃油消耗的呼声

同步齿轮系统变速时操作性能的改善

评定方法已废除

鉴于GL一4油仍被广泛使用,AP1规定,

凡符合GL一5油剂量减半即可认为是GL一4

油,可见,现在所说的GL一4油已不再是

MIL—L一2105所规定的GL一4油,事实上,

API的这种规定是不太严密的,因此,GL一4

油面临着重建标准的同题.目前,美国的汽车制

造商(福特,通用,克莱斯勒)和添加剂公司(乙

基,路博润)均提出了APIGL一4油新规格(表

4),同时,也提出了小汽车变速器油的新规格,

这样就把APIGL一4油和小汽车用变速器油

的规格分列开来,这种分类是否合理目前还没

有定论,仅就其性能指标来说,显然并不成熟.

还有待完善.

表4小汽车,小赁丰传动用油新规格

性能美国欧洲

耩变逢嚣油新AP|GI.一4{也新变速器{由

抗剪切性能≮6.0mm/摹(100C,剪断后)轴承剪断试验

耐烧结,耐瞎损FZGCRCI一20CRCI一2O(吖FZG)

耐疲劳FzG(锈斑)

同步性能装配性能研究中装配性能

油封适应性同ATF要求动意试验

抗皤蚀性CRC]一朝CRCl一33

囊化穗定性GFC/ABOT/DKAf及其它)CRCf一6OfnrDKA)

贮存稳定性FIM3440FTM3440

防泡性ASTMD892ASTMD892

1998(6)总124轻型汽车技术技术纵横47

2.2欧洲

欧洲的车辆齿轮油规格是由各大汽车制造

商制订,如大众,奔驰,菲亚特等都有各自的手

动变速器油标准.由于欧洲变速器的同步器由

一

组黄铜环组成,而美国变速器的同步器是由

一

组摩擦片组成,因此,欧洲要求进行同步器试

验.另外,由于黄铜极易腐蚀,依维柯公司的变

速器油标准规定铜片腐蚀(】3O℃,50h)不大于

1级,且不舍活性极压剂,目的是严格保护铜部

提高车辆齿轮油的热氧化安全性,并联合其它

相关公司和厂商,建立了一个测定车辆齿轮油

热氧化安全性的试验方法,即GFCT021X方

法.

目前,欧洲新的载重车手动变速器油规格

以MT一1为基本水平,附加各制造厂的内部

要求,其主要性能见表5.

欧洲小汽车(前驱动)变速器用油与美国基

本一致,都采用AP1GL～4油,同样也面临升

件.近年来,欧洲的一些大汽车制造商一致要求级和重建标准的问题(见表4).

表5欧洲手动变速器油新规格

性能指标

运动牯度(1oo'2/s)7.0～1o.5

丧理牯度150S时的温度(℃)≯L40

泡沫倾I可/泡沫稳定性(roD24℃≯20/0

93C≯5o/o

后24℃≯50/0

四球磨损D(60min.40ON,ram)≯0.5o

四璋Pe(N)980

GFCT021X试验牯度增长()≯9o

总醴值(mgKOH/g)≯5

不溶物f)≯4

铜片腐蚀(121℃,3h)≯1

FzG抗瞻掼试验≮1o缀

密封适应性试验FPMACMNBR

硬度变化(度)～5～+5—10～O一10～0

拉断力变化()≯60l530

拉断伸长率变化≯7O356O

体积变化()～5～+50～10O～10

同步性能传动试验通过

3国内手动变速器油现状及发展动态

3.1载重车手动变速鹊油

3.1.1概况

由于种种原因,国内的车辆齿轮油研究开

发工作一直处于相对落后状态,在很长一段时

间内.国内汽车的后桥及变速器用油均采用18

#双曲线齿轮油,而这种类型的齿轮油国外五

十年代就已淘汰."七五"期间,我国通过引进国

我上车辆齿轮油评定台架及试验方法,成功研

制出APIGL一5齿轮油,井在1992年发布了

重负荷车辆齿轮油国家标准,缩小了与国外的

差距八十年代末开始,国内的主要汽车厂商逐

渐淘汰了18#双曲线齿轮油,代之子AP1

GL一4,GL一5油.然而或许是出于简化用油品

种的考虑,汽车厂规定变速器油统一使用后桥

油,且以GL～4油为主.国外研究证明,这种忽

略变速器工作特点的做法既影响了变速器的寿

48技术纵横1998(6)总124轻型汽车技术

命,又降低了传动效率,对带铜部件的新型变速

器危害更大.进入九十年代,随着我国大量引进

欧美各国的汽车及生产技术,研制开发专用手

动变速器不同的呼声日益强烈.

3.1.2新型变速器油的开发

目前,国内已有西南汽车厂,东风汽车公

司,跃进汽车公司等三家汽车制造厂研制出专

用手动变速器油(其主要性能指标见表6),并

分别装车使用于德国ZF系列,东风系列,IVE—

CO系列.限于当前国内的评定条件,这些开发

工作理应得到肯定,也都有可取之处,但与国外

最新规格相比,差距也是明显的

无Mack循环台架试验考核,东风厂油

以EQ系列变建器循环试验替代,两者相关性

如何,应作进一步的证明.

欧美最新手动变速器油规格都对油品的

抗氧性要求极高,并规定了L一6O,改进L一60

和GFCT021X等苛刻的试验方法,而国内所

开发的变速器均无改进L～6O和GFcTO21x

考核要求,西南厂油甚至无L一6O指标考核.

西南厂油铜片腐蚀指标要求过低,对于

含铜部件的变速器不是很适宜,且无密封件适

应性试验.

跃进公司IVECO车专用油铜片腐蚀

(系根据ⅣEcO公司标准制订)要求极高,为

此,油品需不舍活性级压剂,这样做是否会影响

其极压抗磨性,能否通过Mack循环台架试验;

或能否适当添加硫磷极压剂,降低铜腐要求,保

持与目前欧美规格要求一致,仍需作进一步探

讨和试验.

目前,国外手动变速器油已普遍使用

75W/90或75w,而国产油仍采用8OW/90甚

至85W/90,使得在寒冷地区使用受到限制.

各种油之间指标要求相差较大,试验方

法不一致,通用性不佳,给用户采购及使用造成

不便.

综合各项技术指标,西南厂和东风公司

所开发的变速器事实仍属于APIGL一4油.

表6国内开发的专用变速器油主要性能指标

性能西南厂东风公司跃进公司

粘度等级80W/9085W/9o8OW/90

粘度指数≮85

闪点(开口),℃≮163≮l90

锕片腐蚀(121C,3h)≯3b缎(121c,3h)≯2a级(130C,50h)≯1b缎

抗泡性(24C,93.5℃.后2{C)650m[2o/0,5oio,2o/050/0,50/0,50/0

FZG抗嗜损试验FZG≮11缓FZG≮10级

锈蚀试验通过

四球机试验烧结负荷≮1800N

CRCI191万km行车厦10万次3万km行车及700h

变速器台架试验变建器台槊试验

CRa一201万km行车厦10万jI:仿CRC[.

203万k,ll行车及700h

变建器旨架试验变速器台架试验

热氧化稳定性试验】一60I60

橡睦适应性试验通过(东风方法)通过(FIAT方法)

变建器同步器试验1O万攻变速器换挡试验通过(东风方法)变速器台架试验

3.2轿车变速器油

目前国内生产的小轿车仍基本采用手动变

速器,所选变速器油较为一致,大多采用75W/

90APIGL一4中负荷齿轮油,如奥迪,红旗,桑

1998(6)总124轻型汽车技术技术纵横49

塔纳,富康及即将投产的跃进匹卡车

4结束语

4.1目前世界上载重车手动变速器油推荐

性规格标准较多.就影响力而言,以美国API

的MT一1(PG1)规格为最,虽然由于种种原

因还没有正式实施.已逐渐为各国所接受由于

欧美变速器之间的差异,欧洲手动变速器油企

业规格仍应有存在的必要.至于将来这两个规

格是否合并.现在还无论下结论.况且各规格仍

应有进一步完善的必要.

42小汽车变速器用油较为统一,多采用

APIGL一4齿轮油由于GL4标准已废除.

而GL一4齿轮油仍大量使用,因此.建立新的

GL4标准已成为全世界的课题

4.3国内手动变速器油的标准制订及产品

开发水平还处于低水平模仿阶段.迄今为止.尚

没有一个较为完善的手动变速器油推荐性标

准.目前.建议做好以下几项工作:

4.3.1组织有关部门深入研究MT一1

(PG—1)及欧洲变速器油的规格标准,尽快引

进国外比较成熟的评定台架如改进L一6O,

GFCT021X,Mack循环试验及相应的试验方

法.制订手动变速器油暂行标准.以改变国内油

品使用的混乱状况鉴于国内的实际情况.暂行

标准可以MT一1(PG一1)规格为基础,兼顾欧

洲规格.

4.3.2在引进先进的评定台架及试验方法

的过程中,应加强与国外的合作交流.尽可能保

持与国际水平同步,避免陷入"引进一落后一再

引进"的怪圈.

4.3.3尽快建立GL一4齿轮油标准.同时

应组织有关单位,利用国内现有的条件,对

GL一4油与手动变速器专用油进行变速器台

架及行车的对比性试验

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