汽车齿轮油对驱动桥空载扭矩的影响研究

惠耀兵 王栋栋

摘 要：汽车齿轮油用于各种齿轮传动装置，在汽车上应用极为广泛，其性能直接或间接地影响整车的动力性及经济性。研究采用空载扭矩对比试验方法对汽车齿轮油对驱动桥空载扭矩的影响进行研究，对5种不同的汽车齿轮油进行驱动桥空载扭矩分析，以找到影响驱动桥空载扭矩的关键因素，为汽车齿轮油的选型优化提供有效的依据。

关键词：汽车齿轮油;空载扭矩

中图分类号：U473  文献标识码：A  文章编号：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

汽车齿轮油是保证变速器、驱动桥等具有齿轮传动结构的部件可靠运行的重要物质，其主要作用是润滑齿轮，保护齿轮，还能起到减磨、冷却、防锈、清洗、降噪等作用[1]。如果汽车齿轮油选型不当，轻则导致汽车动力性及经济性性能下降，重则导致变速器、驱动桥等部件磨损、烧蚀等高危故障。为分析汽车齿轮油对驱动桥空载扭矩的影响，拟采用空载扭矩对比试验方法进行研究，以找到影响驱动桥空载扭矩的关键因素，为汽车齿轮油的选型优化提供有效的依据。

驱动桥空载扭矩是指驱动桥在无任何负载情况下达到规定转速时的扭矩，此时的驱动桥空载扭矩对应的功率即为驱动桥空载功率。

2 试验样品

试验样品由5种不同品牌的汽车齿轮油组成，样品信息详见表1，其中汽车齿轮油A、B、C、D使用環境温度为-25℃～49℃，汽车齿轮油E使用环境温度为-15℃～49℃且运动黏度[2]比A-D大，均适用于齿面压力高、齿面滑动大、接触压力大的齿轮传动部件[1]。

3 试验方法

在常温下，将试验样品依次加注至某型驱动桥主减速器及轮边减速器部位，并在更换下一品牌汽车齿轮油时将上一品牌汽车齿轮油放空，放油量应≥95%加油量。然后将某型驱动桥固定于试验台架上，将驱动桥轮毂与电力测功机连接。

测功机启动后在120s内将驱动桥转速升至2000r/min，稳定大约5min，在桥壳中部测量最高温度达到40℃以上，然后开始降低驱动桥转速，每隔100r/min测量一次驱动桥空载扭矩，当驱动桥转速达到1000r/min时，再次测量桥壳中部最高温度。在试验过程中，桥壳中部最高温度不超过90℃。

驱动桥空载扭矩试验数据详见表2。

由表2可知，当驱动桥空载转速由1000r/min上升到2000r/min过程中，驱动桥空载扭矩均呈明显上升趋势，其空载扭矩-空载转速曲线如图1所示。

由表2及图1可知，汽车齿轮油A-E的驱动桥空载扭矩增益TZ分别为69.6%、78.8%、66.1%、74.5%、88.5%，汽车齿轮油E的驱动桥空载扭矩增益明显比A-D大，说明汽车齿轮油的运动黏度与扭矩成正相关性。

驱动桥空载扭矩增益TZ的计算公式如下：

（1）

式中：

TZ为驱动桥空载扭矩增益（%），Tn为2000r/min时驱动桥空载扭矩（N·m）;

T0为1000r/min时驱动桥空载扭矩（N·m）。

驱动桥空载功率计算公式：

（2）

式中P为驱动桥空载功率（kW），T为驱动桥空载扭矩（N·m），N为驱动桥空载转速（r/min）。

由表3及图2可知，当驱动桥空载转速由1000r/min上升到2000r/min过程中，驱动桥空载功率上升趋势愈发明显，其增长趋势与空载扭矩增长趋势一致，当转速2000r/min时驱动桥空载功率基本可达转速1000r/min时驱动桥空载功率的4倍。

驱动桥空载扭矩转速因子计算公式如下：

（3）

式中M为驱动桥空载扭矩转速因子（πN·min）T1～Ti为驱动桥空载扭矩（N·m），N1～Ni为驱动桥空载转速（r/min），i为试验次数。

汽车齿轮油A-E的驱动桥空载扭矩转速因子分别为0.021πN·min、0.024πN·min、0.025πN·min、0.023πN·min、0.024πN·min，其中齿轮油C的驱动桥空载扭矩转速因子最大，齿轮油A的驱动桥空载扭矩转速因子最小，由此可知，齿轮油的驱动桥空载扭矩转速因子与驱动桥空载扭矩增益相关性不大。

4 结论

通过对5种齿轮油的驱动桥空载扭矩的对比试验数据进行分析，可知汽车齿轮油E的驱动桥空载扭矩增益明显比A-D大，说明汽车齿轮油的运动黏度与扭矩成正相关性，同型号齿轮油的驱动桥空载扭矩增益差距不大;当驱动桥空载转速由1000r/min上升到2000r/ min过程中，驱动桥空载功率上升趋势明显，其增长趋势与空载扭矩增长趋势一致，转速2000r/min时驱动桥空载功率可达转速1000r/min时驱动桥空载功率的4倍;齿轮油的驱动桥空载扭矩转速因子与驱动桥空载扭矩增益相关性不大。

参考文献

[1] 冯大强.汽车齿轮油的选择与使用.驾驶养护.2018.12.

[2] GB13895-2018重负荷车辆齿轮油（GL-5）.