一種新型雙離合變速箱油的研制

高君保 ，蘇 俊 ，楊善杰 ，陳炳耀 ，2，3

1.廣東三和控股有限公司油品研究所，廣東 中山 528429；2.廣東三和化工科技有限公司技術中心，廣東 中山 528429；3.廣東阜和實業有限公司技術中心，廣東 中山 528429

雙離合變速器是一種設計原理上基于手動變速器，而在操縱、駕駛體驗上優于手動變速器的變速器，分為干式與濕式雙離合變速器，早期國內市場以干式為主，但干式雙離合變速器在國內市場頻繁出現問題，如溫度過高、散熱異常和零部件故障等［1］，且其維修成本高，這導致其市場存量降低，隨之而增長的是濕式雙離合變速器［2］。干式與濕式雙離合變速器最大的區別在于：濕式雙離合變速器內部的工作環境有油浸潤潤滑，在有變速箱油潤滑的情況下能減少熱量的產生［3］。

雙離合變速箱油是作用于濕式雙離合變速器且具有潤滑、冷卻、清潔和密封等功能的潤滑油。優良的雙離合變速箱油一般需要具備適合的黏度、良好的抗磨性、優異的低溫流動性、良好的防腐防銹性以及清凈分散性。雙離合變速箱油對變速箱的工作效率、燃油經濟性以及使用壽命具有較大的影響［4］，因此，研制一種新型雙離合變速箱油具有重要意義。

雙離合變速箱油的工況比較特殊，其工作溫度高于手動變速箱油、液力變速箱油和無極變速箱油要求的溫度，因此要求其具有良好的高溫抗磨性與高溫抗氧化性。考慮到本研究所研制的雙離合變速箱油將面對低溫、散熱及高剪切磨損的工況，必須具備以下4 個性能。①適宜的黏度與優良的黏溫性能：雙離合變速箱油適宜的黏度可提高變速箱的傳動效率，提高燃油經濟性，優良的黏溫性能可以提高油的溫度使用范圍［3］；②良好的低溫流動性能：雙離合變速箱油應該具有較低的傾點和較小的布氏黏度數值；③良好的抗磨減摩性能：抗磨減摩性能影響雙離合變速箱油的傳動效率、變速箱的使用壽命以及變速箱工作的順暢情況［5］；④良好的高溫抗氧化性能：雙離合變速箱工作時的溫度高于液力變速箱與無極變速箱的溫度，因此，對雙離合變速箱油的高溫抗氧化性能要求也更高。

1 實驗部分

1.1 實驗原材料

CTL（100N）基礎油，潞安化工集團有限公司；Ⅲ類油150N，阿布扎比國家石油公司；Ⅱ類油150N，臺塑石化股份有限公司；VISCOPLEX12-292、VISCOPLEX12-075、VISCOPLEX8-310 黏度指數改進劑，VISCOPLEX3-350（PMA）降凝劑，德國羅曼克斯國際石化有限公司；HITEC3460 復合添加劑，雅富頓添加劑有限公司。

1.2 實驗儀器

SYP1003 型石油產品運動黏度測定器（40 ℃），上海博立儀器設備有限公司；JSR1104A型運動黏度測定器（100 ℃）、石油產品蒸發損失測定器、JSH0402 型潤滑油泡沫特性測定器，湖南津市市石油化工儀器有限公司；平氏黏度計，上海申誼玻璃制品有限公司；CP423C 型電子天平，奧豪斯儀器（上海）有限公司；ST5096-3 型石油產品銅片腐蝕測定器，武漢研潤科技發展有限公司；KD-H1165 型潤滑油低溫布氏黏度測定器，長沙卡頓海克爾儀器有限公司。

1.3 實驗流程

1.3.1 基礎油選用

從Ⅱ類油150N、Ⅲ類油150N 和Ⅲ+油CTL（100N）中優選出高溫抗氧化性能、低溫流動性能以及儲存穩定性能皆優異的基礎油。

1.3.2 黏度指數改進劑選用

在 VISCOPLEX12-292、VISCOPLEX12-075、VISCOPLEX8-310 這幾款變速箱油用的黏度指數改進劑中選用一款低溫性能最好、剪切穩定性最佳的黏度指數改進劑。往CTL（100N）基礎油中分別加入相同量的以上3 種黏度指數改進劑，分別測試黏度指數改進劑的性能。

1.3.3 降凝劑加劑量確定

分別以0.2%、0.4%、0.6%、0.8%和1.0%質量分數的PMA 降凝劑置于CTL（100N）基礎油中，測試傾點，確定降凝劑加劑量。

1.3.4 樣品調和

將基礎油、黏度指數改進劑、添加劑與顏料調配至合適黏度，循環攪拌均勻后，得到所研制的DCT變速箱油。

1.3.5 樣品檢測

目前雙離合變速箱油沒有相關的國際標準、國家標準或者行業標準，一般以規模比較大的歐洲車廠標準或國內知名廠家的標準為參考依據，如大眾、本田等汽車制造廠或美孚、殼牌等潤滑油制造商。參考現有企業標準，綜合各廠家標準，得出雙離合變速箱油的相關標準［6］，見表1。

表1 新型雙離合變速箱油的標準及試驗方法

2 結果與討論

2.1 基礎油的選用

對Ⅱ類油150N、Ⅲ類油150N 和Ⅲ+油CTL（100N）這三類基礎油的性能指標進行比較，結果見表2。

由表2 可知：對比Ⅱ類基礎油150N 與Ⅲ類基礎油150N，Ⅲ+基礎油CTL（100N）傾點較低，具有較好的低溫流動性能和較高的黏度指數，黏溫性能較好，通過冷熱對沖儲存試驗后仍能保持良好的使用性能，因此選擇Ⅲ+油CTL（100N）為雙離合變速箱油的基礎油。

表2 三類基礎油的性能指標

2.2 黏度指數改進劑的選用

黏度指數是評價油品黏溫性能的數值，黏度指數越大，則油品黏度隨溫度影響越小［7］。雙離合變速箱油對高低溫性能要求高，所研制的DCT變速箱油對黏度指數要求高于170。表2 中所選用的基礎油黏度指數為110～130，無法達到目標要求，因此需要加入黏度指數改進劑以調整黏度指數與黏溫性能。表3 為3 種黏度指數改進劑對基礎油性能的影響結果。

由表 3 可知：VISCOPLEX8-310 黏度指數改進劑的增稠性能最好，但其低溫性能較差，VIS?COPLEX12-075黏度指數改進劑的低溫性能與剪切穩定性能最好，因此本文所研制的雙離合變速箱油選用VISCOPLEX12-075 為黏度指數改進劑。

表3 不同黏度指數改進劑對基礎油性能的影響

2.3 添加劑的選用

2.3.1 降凝劑添加量的確定

降凝劑能夠有效提高雙離合變速箱油的低溫性能，研究選用PMA 降凝劑，它能有效降低含石蠟基的基礎油的傾點［8］。圖 1 為 PMA 降凝劑的添加量對CTL（100N）基礎油的降凝效果。

圖1 PMA降凝劑添加量對CTL（100N）基礎油傾點的影響

由圖1 可知：PMA 降凝劑質量分數為0.4%～0.8%時，其對CTL（100N）基礎油的降凝效果最好，同時考慮到成本以及降凝劑會影響變速箱油的其他性能，確定降凝劑添加量為0.4%。

2.3.2 復合添加劑的選用

根據雙離合變速箱的工況，選用一款高抗氧化性、高抗磨減摩性和高清凈分散性的復合添加劑，優選雅富頓添加劑公司HITEC3460 復合添加劑，它能適合雙離合變速箱的工作環境，能有效提高雙離合變速箱油的各方面性能。

2.3.3 摩擦改進劑

由于雙離合變速箱齒輪等部件直接接觸而產生摩擦，摩擦改進劑可在這些接觸面的副表面形成保護膜，從而改善接觸面的潤滑性能，提高摩擦系數，降低磨損［9］，因此選用二硫化鉬摩擦改進劑［10］，它能有效提高雙離合變速箱油的摩擦性能，提高潤滑性，降低熱量產生，從而減少變速箱磨損。

2.4 雙離合變速箱油數據分析

按照以上實驗調配新型雙離合變速箱油，其最佳配方為：78.69%CTL（100N）、5.5%黏度指數改進劑VISCOPLEX12-075、13.8% 復合添加劑HITEC3460、1.6% 摩擦改進劑二硫化鉬、0.4%PMA 降凝劑、0.01%油性顏料。經檢驗，新型雙離合變速箱油的相關性能指標如表4所示。

表4 新型雙離合變速箱油的性能指標

由表4 可知：研制的新型雙離合變速箱油的各項指標均符合標準，能夠滿足大部分歐洲車廠的指標要求。雙離合變速箱油呈紅色透明狀，無雜質且無分層現象發生。油品黏度適宜，剪切安定性較好，黏度指數為196，表明黏溫性能較好。油品的傾點為-54 ℃，低溫布氏黏度較低，表明油品低溫流動性能較好，能在嚴寒的地區正常使用。油品銅片腐蝕測試結果為1a，液相銹蝕結果為無銹，表明油品的金屬防腐蝕性能較好，能在雙離合變速箱工作溫度較高的環境下有效保護內部零部件。油品潤滑劑FZG 承載能力測定符合要求，表明油的摩擦特性較好，有助于節省燃油并降低變速箱的磨損。

3 結論

1）研制的新型雙離合變速箱油，優選CTL（100N）基礎油具有良好的低溫性能與儲存穩定性能；優選的VISCOPLEX12-075型黏度指數改進劑具有較好的抗剪切抗磨性能，能夠保證變速箱油的油膜強度；優選的有機鉬摩擦改進劑有效改善變速箱油的摩擦性能，保證油品適宜黏度的同時具有良好的抗摩性能；優選的HITEC3460 型變速箱油添加劑對于油品的腐蝕性、清凈分散性能改善起到重要作用；選用VISCOPLEX3-350（PMA）型降凝劑，提高雙離合變速箱油的低溫性能，保證較低溫度下的低溫流動性。

2）研制的新型雙離合變速箱油具有優良的低溫流動性，在嚴寒低溫的工作環境下也能正常工作；具有良好的抗磨減摩性、防腐防銹性和高溫抗氧化性，在雙離合變速箱油具有較長使用壽命的同時，也能有效保護雙離合變速箱零部件并延長變速箱的使用壽命。