汽車齒輪油對驅動橋空載扭矩的影響研究

惠耀兵 王棟棟

摘 要：汽車齒輪油用于各種齒輪傳動裝置，在汽車上應用極為廣泛，其性能直接或間接地影響整車的動力性及經濟性。研究采用空載扭矩對比試驗方法對汽車齒輪油對驅動橋空載扭矩的影響進行研究，對5種不同的汽車齒輪油進行驅動橋空載扭矩分析，以找到影響驅動橋空載扭矩的關鍵因素，為汽車齒輪油的選型優化提供有效的依據。

關鍵詞：汽車齒輪油;空載扭矩

中圖分類號：U473? 文獻標識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）17-103-03

Research on the Influence Automobile Gear Oil on No-load Torque of Drive Axle

Hui Yaobing， Wang Dongdong

（ Shaanxi Heavy Duty Vehicle Co.， LTD.， Shaanxi Xi'an 710200 ）

Abstract： Automobile gear oil used for various gear transmission device， is widely applied in the car， its performance directly or indirectly influence the vehicle performance and fuel economy. We adopt the no-load torque contrast test of automobile gear oil to study the influence of the drive axle no-load torque of 5 different kinds of automobile gear oil drive axle no-load torque analysis， in order to find the key factors influencing the no-load torque drive axle， provide effective basis for optimization in the selection of automobile gear oil.

Keywords： Automobile gear oil; No-load torque

CLC NO.： U473? Document Code： A? Article ID： 1671-7988（2020）17-103-03

1 引言

汽車齒輪油是保證變速器、驅動橋等具有齒輪傳動結構的部件可靠運行的重要物質，其主要作用是潤滑齒輪，保護齒輪，還能起到減磨、冷卻、防銹、清洗、降噪等作用[1]。如果汽車齒輪油選型不當，輕則導致汽車動力性及經濟性性能下降，重則導致變速器、驅動橋等部件磨損、燒蝕等高危故障。為分析汽車齒輪油對驅動橋空載扭矩的影響，擬采用空載扭矩對比試驗方法進行研究，以找到影響驅動橋空載扭矩的關鍵因素，為汽車齒輪油的選型優化提供有效的依據。

驅動橋空載扭矩是指驅動橋在無任何負載情況下達到規定轉速時的扭矩，此時的驅動橋空載扭矩對應的功率即為驅動橋空載功率。

2 試驗樣品

試驗樣品由5種不同品牌的汽車齒輪油組成，樣品信息詳見表1，其中汽車齒輪油A、B、C、D使用環境溫度為-25℃～49℃，汽車齒輪油E使用環境溫度為-15℃～49℃且運動黏度[2]比A-D大，均適用于齒面壓力高、齒面滑動大、接觸壓力大的齒輪傳動部件[1]。

3 試驗方法

在常溫下，將試驗樣品依次加注至某型驅動橋主減速器及輪邊減速器部位，并在更換下一品牌汽車齒輪油時將上一品牌汽車齒輪油放空，放油量應≥95%加油量。然后將某型驅動橋固定于試驗臺架上，將驅動橋輪轂與電力測功機連接。

測功機啟動后在120s內將驅動橋轉速升至2000r/min，穩定大約5min，在橋殼中部測量最高溫度達到40℃以上，然后開始降低驅動橋轉速，每隔100r/min測量一次驅動橋空載扭矩，當驅動橋轉速達到1000r/min時，再次測量橋殼中部最高溫度。在試驗過程中，橋殼中部最高溫度不超過90℃。

驅動橋空載扭矩試驗數據詳見表2。

由表2可知，當驅動橋空載轉速由1000r/min上升到2000r/min過程中，驅動橋空載扭矩均呈明顯上升趨勢，其空載扭矩-空載轉速曲線如圖1所示。

由表2及圖1可知，汽車齒輪油A-E的驅動橋空載扭矩增益TZ分別為69.6%、78.8%、66.1%、74.5%、88.5%，汽車齒輪油E的驅動橋空載扭矩增益明顯比A-D大，說明汽車齒輪油的運動黏度與扭矩成正相關性。

驅動橋空載扭矩增益TZ的計算公式如下：

（1）

式中：

TZ為驅動橋空載扭矩增益（%），Tn為2000r/min時驅動橋空載扭矩（N·m）;

T0為1000r/min時驅動橋空載扭矩（N·m）。

驅動橋空載功率計算公式：

（2）

式中P為驅動橋空載功率（kW），T為驅動橋空載扭矩（N·m），N為驅動橋空載轉速（r/min）。

由表3及圖2可知，當驅動橋空載轉速由1000r/min上升到2000r/min過程中，驅動橋空載功率上升趨勢愈發明顯，其增長趨勢與空載扭矩增長趨勢一致，當轉速2000r/min時驅動橋空載功率基本可達轉速1000r/min時驅動橋空載功率的4倍。

驅動橋空載扭矩轉速因子計算公式如下：

（3）

式中M為驅動橋空載扭矩轉速因子（πN·min）T1～Ti為驅動橋空載扭矩（N·m），N1～Ni為驅動橋空載轉速（r/min），i為試驗次數。

汽車齒輪油A-E的驅動橋空載扭矩轉速因子分別為0.021πN·min、0.024πN·min、0.025πN·min、0.023πN·min、0.024πN·min，其中齒輪油C的驅動橋空載扭矩轉速因子最大，齒輪油A的驅動橋空載扭矩轉速因子最小，由此可知，齒輪油的驅動橋空載扭矩轉速因子與驅動橋空載扭矩增益相關性不大。

4 結論

通過對5種齒輪油的驅動橋空載扭矩的對比試驗數據進行分析，可知汽車齒輪油E的驅動橋空載扭矩增益明顯比A-D大，說明汽車齒輪油的運動黏度與扭矩成正相關性，同型號齒輪油的驅動橋空載扭矩增益差距不大;當驅動橋空載轉速由1000r/min上升到2000r/ min過程中，驅動橋空載功率上升趨勢明顯，其增長趨勢與空載扭矩增長趨勢一致，轉速2000r/min時驅動橋空載功率可達轉速1000r/min時驅動橋空載功率的4倍;齒輪油的驅動橋空載扭矩轉速因子與驅動橋空載扭矩增益相關性不大。

參考文獻

[1] 馮大強.汽車齒輪油的選擇與使用.駕駛養護.2018.12.

[2] GB13895-2018重負荷車輛齒輪油（GL-5）.