高晓谋，吴根华

（1.安徽中天石化科技有限公司，安徽安庆246121；2.安庆师范学院，安徽安庆246011）

1 前言

节能、环保和延长换油周期是推动润滑油升级换代的动力。随着汽车工业的发展，对传动部位的润滑条件更加苛刻，要求更小体积的油箱、更高的功率密度、更严格的摩擦特性控制。在变速箱领域，虽然自动变速器AT、无级变速器CVT和双离合器DCT用量大幅度增加，但手动变速MT箱仍因其结构简单、技术纯熟、耗能低等优点而保留相当大的市场份额。我国现有的汽车保有量中，过半的汽车仍然使用手动变速箱，老款的手动变速箱换挡时需要采用“两脚离合”方式，而同步器的出现解决了这一问题。主要部件同步环就是在结合套和齿轮组上布置的摩擦片，将转速较大的一方能量传送给转速比较小的一方，使其提升转速，达到与转速较大的一方转速同步，起到缓冲作用，这样换挡更加平稳，不会产生剧烈抖动，保证正常换挡。铜制品同步器的应用，对油品的性能有了更高的要求。必须提高油品的腐蚀性、密封件的适应性以及摩擦持久性。

汽车市场需求带有同步器的手动变速箱专用油。专用油应具备以下性能：油品低粘化，以提高燃油经济性；稳定的配方体系显示出油品综合性能的完善；更高热氧化稳定性和清洁性能，以适应更高的转速并延长换油周期；适用于各种材质的同步器材料，并改善换挡的舒适性，延长零部件的使用寿命。

带有同步器的手动变速箱专用油与以往使用的GL-4齿轮油的性能对比见表1。

从表1看出，由于手动变速箱传动齿轮多为圆柱形齿轮，负荷一般不超过2000MPa，转速较高，工作条件要比后驱动桥温和，专用油油品的承载能力稍低于GL-4，而其它的综合性能均要优于GL-4，特别是同步器采用铜质材质，铜是活泼元素，很容易被活性极强的极压抗磨剂诱发化学腐蚀，而且腐蚀产物作为催化剂还会引起油品早期氧化变质。因此对专用油的摩擦特性、密封件的相容性和抗腐蚀性有严格要求。研制的专用油就是在GL-4油的基础上进一步改进其综合性能，完善配方，满足带同步器的手动变速箱润滑要求，达到长期平稳换挡的目的。

2 试验方法

2.1 热氧化试验-烘箱氧化法

依据ASTM D943，93℃条件下进行213h，铜/钢催化剂，测定旧油的粘度增长率及沉淀物，并测定旧油四球机的长期摩耗。

2.2 铜片腐蚀性能试验

121℃、3h，GB5096方法。

2.3 铜合金同步环单体磨耗性能试验

油温85℃，回转速1000rpm，压力600N，推压时间0.2s，频率2.0次/s，试验次数30000，加油高度为同步环孔径的1/3。

3 试验结果及讨论

3.1 配方的筛选

试验配方及配制油的性能见表2，参比油选用市售GL-4 75W/90齿轮油。

表2 全组分的手动变速箱油的配方及性能

选用加氢Ⅱ/Ⅲ类型基础油，其饱和烃含量高，硫含量低，粘度指数高，与密封材料相容性好，可有效防止油泄漏。添加适量的合成油及部分低分子量聚甲基丙烯酸酯，不但使油具有良好的流变性及抗剪切性，还能改善油品粘温性，适应在我国各地区四季适用，延长换油周期，具有良好的节能效果。

试验结果表明：十八烷基亚磷酸酯具有良好的减摩性能，能减少变速箱中齿轮锥体的磨损量，并可以保护离合器、轴承及同步环的磨损部件；配方中采用添加高碱值磺酸钙与单桂丁二烯亚胺的合理搭配，可以分散油泥、漆膜、积碳和不溶物，使摩擦副表面保持清洁，同时还调控了化学活性强的硫、磷极压抗磨剂降解速率，使油品保持摩擦特性稳定和持久。

经过试验配方筛选后确定产品最终组成见表3。

3.2 性能评价

带同步器手动变速箱专用油最关键的技术要求是满足摩擦元件诸如同步器、离合器摩擦衬片和制动带的平稳运行及高温工况下的摩擦耐久性，从图1MF90-40同步环单体磨耗性试验结果看出，该配方专用油磨损量比市购GL-4 75W/90参比油小，只有0.03mm。摩擦系数和摩擦耐久性均优于参比油,在长时间试验过程中摩擦系数始终保持在0.08以上，见图2。

表3 配方组成及性能评定

4 产品的应用

本文研制的带同步器手动变速箱专用油已经用于江淮汽车LE5T80、MF86系列乘用车变速箱上。经实机测试，没有再出现摩擦扭矩振荡，从而杜绝了驾乘者不可接受的NVH即噪音、振动和不平顺性的问题。该专用油相对于常规的GL-4是高附加值产品，自2013年投放市场，至今运行正常，满足了市场的需求。

5 结论

由齿轮油复合剂、亚磷酸酯抗磨剂、复合抗氧剂、摩擦改进剂和清净分散剂等组份研制的带有同步器的手动变速器油除了具有GL-4齿轮油的承载能力和抗擦伤性能外，还具有突出的热氧化安定性、防腐蚀性和摩擦系数稳定持久性。以3%的添加量与加氢、合成基础油调制的变速箱专用油广泛用于江淮汽车公司各型乘用车，满足了市场需求，取得了良好的经济效益。

[1]王成功.GL-4变速器油的研制[J].石油高技，1991（5）：2-5.

[2]伏喜胜.手动变速器复合剂的研制及应用[J].石油炼制与化工，2004（11）：65-68.□