若要使變速器高效持久地傳遞能量,適當的潤滑則是必不可少的。因此,就像變速器本身,變速器潤滑油也已經成為了一種高科技產品。Drive雜志試圖深入這個不起眼但是極其重要的潤滑油的世界。
根據一個老技師的說法,油比鋼便宜。這指出了一種復雜的事態:應該選用最適當的潤滑油來保護那些承受極高負荷的變速器零件,從而避免磨損、刮傷、以及高昂的維修費用。然而所有的用油并不能等同,每一種產品都起到其特有的作用。一個人可以辨別車橋用油、手動變速器用油、以及自動變速器用油。當然,由于車輛的服務年限和功用大不相同,所以您不能將用于乘用車、商用車、以及建設和農業機械的變速器潤滑油一概而論。那么每一種潤滑油其獨一無二之處又是什么呢?
成分不同
負責ZF(Friedrichshafen)公司潤滑產品和塑料研究及發展的ArthurWetzel先生說:“添加劑是確定潤滑油特性的根本。添加過程包括加入某些選擇性的化學劑,從而使得最終的產品被賦予我們所追求的產品特性。”基礎用油可分為四個不同的質量等級,專家則將其發展為無數種可能性的組合。粘度指數改良劑,或是短鏈粘度指數改良劑在整個溫度范圍內使油保持穩定,這對于維持粘度、或是粘稠濃度都十分關鍵。其他添加劑則起到防止腐蝕、或刮傷及燒結的作用:在高轉速的情況下,齒輪嚙合溫度升高會導致齒輪發生咬死。如果潤滑膜破裂,則會造成齒輪局部燒結。Wetzel先生解釋說:“添加的藝術是建立在關注所有添加劑的副作用及其相互作用。”含硫成分的添加劑用于車橋傳動裝置,從而增強了防止刮傷及燒結咬死的保護作用。然而,如果硫化物含量過高,含硫組分會損壞傳動裝置的密封。所有用油有一個共同的特征:它們都是用來保護傳動裝置的齒輪在運行中正常嚙合。這并不是一個簡單的任務–在直齒與錐齒之間的高壓能夠將油分子擠入齒面的間隙,逐步將大分子切斷。此類機械磨損及剪切只是油品老化過程的一部分,而高溫才是變速器用油的真正敵人。高溫尤為加快了基礎油和添加劑的老化,導致添加劑在使用周期結束時便失去了其效能,這可能引起變速器內部的二次損傷。事實上,對于乘用車傳動裝置用油,這問題已不復存在。自1996年起,全使用壽命用油在ZF已成為標準。在工廠注入的變速器用油能夠滿足整個使用壽命。因此,汽車司機無需對變速器用油進行更換。ZF憑借這種技術革新開創了一個新局面,實現這種創新唯一的可能是一種全新開發的油品。如今,與潤滑油的開發相比較,傳送系統專家已經遙遙領先。由ZF(Brandenburg)研發的7檔雙離合器變速器的齒輪裝置和離合器仍然使用獨立的油路。
通往巨頭之路
ZF的目標是提供無后顧之憂的服務,并使其同時適用于商用車。由于商用車的行駛里程可能是乘用車的十倍,這將會是一個更加艱巨的任務。此外,對于一臺運行壽命為20,000小時的建設或農業機械,它的運作時間將會更長。然而,給油類產品開發者帶來了最大挑戰的是城市公交車用的自動變速器。Wetzel先生說:“本質上,在市區行駛的公交車需要持續不斷地加速和制動,在這兩個過程中,前者是在轉矩變換器中,后者是在緩速器中,對變速器的潤滑油施加了高強度的機械和熱負荷。考慮到城市巴士平均行駛速度較低,當采用了ZF的EcofluidLife潤滑油后換油周期達到180,000公里(111,847英里)則可以說是一種成就。但我們仍期望做得更好。”每一項可以避免的服務最終為運營者節省了成本。針對類似像長途商用車的高里程車種,我們則離我們的目標又更近了一步。如今,在汽車的整個使用壽命中您只需更換一次潤滑油。在長途運輸行業中,“oilmillionaires”并不罕見,Wetzel先生正是稱那些出廠后從未更換過用油并行駛了百萬公里(621,377英里)的卡車為“oilmillionaires”。
省油
較長的使用壽命只是致力于減少使用開支的一部分。Wetzel先生指出:“就能源效率而言,變速器用油被大大低估了。我們已經將乘用車的6檔手動變速器的潤滑油從現有的6升(1.58加侖)降低至1.5升(0.39加侖)。最少限度的用油可以盡可能地減少所謂的攪油損失,并且顯著提高變速器的效率。”在過去幾年中,我們持續降低潤滑油的粘度,為了減少變速器的摩擦損失。可當繼續降低潤滑油粘度,變速器中的摩擦力則會再一次增加。Wetzel先生補充道:“如今,我們已經在可能的情況下將它做到了極致。”我們下一步要做什么?難道說即將推出的電驅動系統就意味著變速器用油的結束嗎?答案是否定的。來自ZF的電驅動系統或是電動扭轉梁采用了高轉速技術以降低汽車的總重量。然而,高轉速會導致在2檔自動變速器承受強大的、間歇性的負荷。電傳動技術也意味著,潤滑油的電導特性第一次成為油品開發必須考慮的因素。因此,Wetzel先生和他的團隊依舊還有許多工作要做。
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