商用车齿轮油长换油周期试验研究

（1.一汽解放汽车有限公司商用车开发院，长春 130011；2.中国第一汽车股份有限公司材料与轻量化研究院，长春 130011）

10×104 km

摘要：主要对商用车齿轮油 换油周期试验工作进行了介绍，先后对油品的理化分析、齿轮寿命10×104 km 100 ℃运动台架试验，实际行车试验来确定油品能否达到 的目标换油里程。对试验过程中油品的A、样品B2粘度、酸值、铁含量进行监测，以确保在整个换油周期内油品状态符合换油指标的技术要求。样品

10×104 km种油品均达到 换油周期的使用要求。关键词：商用车齿轮油 试验 换油周期中图分类号：U473.6 文献标识码：B 10.19710/J.cnki.1003-8817.20200217 DOI: Test and Study of Long Drain Interval Gear Oil for Commercial Vehicle

Yang Nan1, Zheng Hong2, Yan Jin1, Wang Qingguo1, Tao Chunsheng1, Cao Guangxiang2

（1. FAW Jiefang Automobile Co., Ltd. Commercial Vehicle Development Institute, Changchun 130011; 2. Materials and Lightweight Research Institute, China FAW corporation Lirited, Changchun 130011） Abstract：this paper mainly introduces the test of commercial vehicle’s gear oil drain interval of 10×104 km, and determines whether the oil can fulfill the target oil drain interval of 10×104 km through physical and chemical analysis, gear life bench test and actual road test. The kinematic viscosity, acid value and iron content of the oil at 100 ℃ are monitored during the test to ensure that the oil state meets the technical requirements of the oil drain index in the entire interval. Both sample A and sample B meet the requirements of 10×104 km oil drain interval.

Key words: Commercial vehicle gear oil, Test, Oil change interval

1 前言

长，干线物流长途牵引车持续增长。高的实效性要求物流车辆具有更多的工作时间，缩短维修、保近年来，由于电子商务的发展，物流业快速增养时间。这要求车辆的油品换油周期尽可能的延长，以满足快节奏的使用需求。为了加强环境保护，减少废弃油脂对环境造成的影响以及回收过程中的能量消耗，需要延长油品的换油周期。熊

春华等首先对我国自行研制的齿轮油进行了较全

面的研究[1],于海等对国内外商用车长寿命齿轮油

的用油现状进行了总结[2]，武永亮等对具体重型商用车用油效果进行了拆解分析[3]，国内对油品的研

究越发成熟。随着润滑油配方技术的不断发展，长换油周期成为了齿轮油重要的发展方向。OEM

（汽车原始设备制造商）为了提高自身产品的竞争力，具有延长润滑油换油周期的迫切需求。延长商用车齿轮油的换油周期具有重要的意义。

2 试验部分2.1试验材料及仪器

2.1.1 试验材料在台架及实车试验过程中采用的为A、B2种

品牌80W-90/GL-5重负荷车辆齿轮油。同一试验

作者简介：杨南（1986—），男，工程师，硕士学位，研究方向为汽车动力系统材料开发及设计。

参考文献引用格式：杨南, 郑虹, 闫瑾, 等. 商用车齿轮油长换油周期试验研究[J].汽车工艺与材料, 2021（3）：38-41. YANG N, ZHENG H, YAN J, et al. Test and Study of Long Drain Interval Gear Oil for Commercial Vehicle [J]. Automobile Technology & Material, 2021(3):38-41.

车变速箱及驱动桥内统一装入相同试验油。油品

1。

的分析数据见表2.2 试验方法

2.2.1

齿轮油运动粘度测定试验

TSY-1109A

利用 石油产品运动粘度测定仪，依

GB/T 265—1988《石油产品运动粘度测定法和动

据

A、B2 GL-5力粘度计算法》[4]测定 种 重负荷车辆齿轮

100 ℃运动粘度。台架试验过程中期及试

油的新油

100 ℃运动粘度；实际行车试验

验结束后测定油样的

2×104 km 100 ℃运动粘度。

中，每隔 抽取油样测定

2.2.2

齿轮油酸值测定试验

BZD-4C

利用 型自动石油产品酸值测定器，依

GB/T 7304—2014《石油产品和润滑剂酸值测定

据

A、B2 GL-5

法电位滴定法》[5]测定 种 重负荷车辆齿轮油的新油酸值。台架试验过程中期及试验结束

2×104 km

后测定油样的酸值；实际行车试验中，每隔抽取油样测定酸值。

2.2.3

齿轮油元素含量测定试验

Optima 5300 DV

利用 电感耦合等离子体原子GB/T 17476—1998《使用过的润

发射光谱仪，依据滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基础油中某些元素测定法（电感耦合等离子体发射光

A、B2 GL-5

谱法）》[6]

测定 种 重负荷车辆齿轮油的新油铁元素含量。台架试验过程中期及试验结束后测定油样的铁元素含量；实际行车试验中，每隔

2×104 km

抽取油样测定铁元素含量。

2.2.4

齿轮油齿轮寿命台架试验利用齿轮寿命试验台进行油品台架试验，将试验变速箱及车桥安装在试验台上进行寿命测试，输

700～1 900 r/min，试验油温控制

出轴的转速范围为

范围为（80±5）℃，变速器挡位覆盖为7～12

挡，进行

1 700 h

耐久试验。试验用于评定在试验过程中油品的理化性质变化。在试验中及试验结束后测定

100 ℃运动粘度、酸值及铁元素含量。

油品的

2.2.5 10×104 km

齿轮油 换油周期行车试验

4 J6

试验车辆为 辆解放 商用牵引车，全部试验

车辆为随机抽取的下线新车。4 A、B试

辆车各装配

2

验油 辆，分别投放吉林地区（寒冷、干燥）、浙江地区（温热、多雨）。试验车多数工况行驶在试验地区

1 000 km

周边 范围内，标载行驶于高速公路，为干

2×104 km 1

线物流车辆。试验车辆每 抽取 次油样，

100 ℃运动粘度、酸值、铁元素含量。

检测其

2.2.6

结果判定标准试验样品分析判定结果依据企业内部控制的产品开发试验验证换油指标规范的技术要求，限

100 ℃运动粘度变

值要求为试验前、试验后样品的

化率≤20%，酸值变化值范围在（以KOH计）±1 mg/g以内，Fe含量≤1.5×10-3。超过限值的样品判定样

品失效，需要更换。

3 试验结果及分析

3.1 齿轮油台架试验

3.1.1

变速器齿轮寿命试验

6 1～

选取同一批次变速器 台试验样件，样件

3 A 4～

样件 进行样品 变速器齿轮寿命试验，样件

6 B

样件 进行样品 变速器齿轮寿命试验。在试验

850 h 1700h

中期 抽检样品，试验后 抽检样品。样

A 3，样品B 4。从

品 检测结果见表 检测结果见表

A、样品B

试验结果可知，样品 在变速器齿轮寿命

试验中100 ℃运动粘度、酸值变化值和铁含量变化

均在换油判定标准技术指标内。样品A、样品B均表现出了良好的变速器齿轮保护性能。3.1.2

驱动桥齿轮寿命试验

6 1～

选取同一批次驱动桥 台试验样件，样件

3 A 4～

样件 进行样品 驱动桥齿轮寿命试验，样件

6 B

样件 进行样品 驱动桥齿轮寿命试验。在试验

850 h 1700h

中期 抽检样品，试验后 抽检样品。样

A 5，样品B 6。从

品 检测结果见表 检测结果见表

A、样品B

试验结果可知，样品 在驱动桥齿轮寿命

100 ℃运动粘度、酸值变化值和铁含量变化

试验中

A、样品B均

均在换油判定标准技术指标内。样品表现出了良好的驱动桥齿轮保护性能。3.2 齿轮油10×104 km换油周期实际行车试验

基于台架试验结果，可初步判定油品性能符

4

合设计目标。台架试验后选取 辆商用牵引车，试

1 A 2

验车 装备 样品于吉林地区进行路试，试验车

A 3 B

装备 样品于浙江地区进行路试，试验车 装备

4 B

样品于吉林地区进行路试，试验车 装备 样品于浙江地区进行路试，吉林地区车辆运行区间覆盖中国北部地区，用以验证油品在北方地区性能特征；浙江地区车辆运行区间覆盖中国南部地区，用以验证油品在南方地区性能特征。所有车辆均完

10×104 km

成 实际道路行驶。试验车变速器齿轮

100 ℃运动粘度变化情况见图1，试验车驱动桥

油

100 ℃运动粘度的变化情况见图2，试验车

齿轮油

3，试验车驱动桥齿

变速箱齿轮油酸值的变化见图

4，试 Fe

轮油酸值的变化见图 验车变速箱齿轮油

5，试验车驱动桥齿轮油Fe

含量的变化见图 含量

6。

的变化见图1 10×104 km

从图 分析可知，在试验车辆行驶至

1

目标里程时，变速器总成中，试验车 相比试验车

2 100 ℃运动粘度变化率更大，试验车3相

的样品

4 100 ℃

比试验车 的样品 运动粘度变化率更大。这可能是由于北方地区温差大，平均温度更低，低温下启动时，变速器齿轮对低温时高粘度的油品剪切强度更高原因导致。

2 10×104 km

从图 分析可知，在试验车辆行驶至

1 2

目标里程时，驱动桥总成中，试验车 相比试验车

100 ℃运动粘度变化率更大，试验车3

的样品 相比

4 100 ℃运动粘度变化率更大。这可

试验车 的样品能是由于北方地区温差大，平均温度更低，低温下启动时，驱动桥齿轮对低温时油品剪切强度更高原因导致。

3、图4 A B由

从图 分析可知，虽然油品 和油品

10×

于技术配方不同，初始酸值数值不同，但是在

104 km

的试验里程内变速器和驱动桥中样品酸值

的变化值均在±1 mgkoh/g

范围内，未超过换油的技术指标限值。由于油品酸值的变化主要由于氧

A和

化作用导致，从数据可知，试验过程中的样品样品B均展现了优异的抗氧化性能。

从图5、图6分析可知，10×104 km目标里程时，

试验车变速器齿轮油中的Fe含量均＜0.25×10-3，驱

动桥中齿轮油的Fe含量＜0.9×10-3，所有齿轮油Fe

含量均＜1.5×10-3的换油限值。驱动桥齿轮油中Fe

含量均高于变速器齿轮油中Fe含量，原因是驱动桥中齿轮面压力更大从而使得金属面磨损更严重。

4 结论

10×104 km

a.经过台架试验和 实际行车试验，

A、B

试验油 均表现出了良好的部件保护性能。

A、B

b.行车试验中，试验油 均保持了酸值的平稳，展现了优异的抗氧化性能。

c.行车试验中，北方运行车辆相比南方运行车

A B

辆，试验油 、 无论是应用于变速箱还是驱动桥

100 ℃运动粘度变化率。这说

桥都体现了更大的明工作温度低，齿轮对润滑油的剪切强度更高，不利于粘度保持。

A Fe

d.行车试验中，虽然试验油 的 元素含量

B，但都在换油指标内，满足使用需求。

高于试验油

参考文献：

[1] 熊春华, 高纯, 粟斌, 等. GL—5

车辆齿轮油换油周期的研究[J]. 石油商技, 1997(2): 6-12.

[2] 于海, 糜莉萍, 伏喜胜, 等.

国内外商用车长寿命车辆齿轮油的现状及发展趋势[J]. 润滑油, 2018, 33(3): 1-5. [3] 武永亮, 郑小艳. 重型车车桥换油周期的研究[J].

科学技术与工程, 2017(2): 40-43.

[4] 全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会.

石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法: GB/T 265—1988 [S]. 北京:中国标准出版社, 1988: 4.

[5] 全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会.

石油产品电位滴定法: GB/T 7304—2014[S]. 北京:酸值的测定法

中国标准出版社, 2014: 6.

[6] 全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会.

使用过的润滑油中添加剂元素、磨损金属和污染物以及基础油中某些元素测定法（电感耦合等离子体发射光谱法）: GB/T 17476—1998[S]. 北京:中国标准出版社, 1998: 8.