引言
近年來,變速箱市場的輿論熱點(diǎn)都圍繞著自動(dòng)變速箱展開。然而,手動(dòng)變速箱的全球總產(chǎn)量約占所有變速箱產(chǎn)量的一半,而在中國手動(dòng)變速箱的市場份額則更高。
對(duì)更高燃油經(jīng)濟(jì)性和駕駛舒適性的追求,促使手動(dòng)變速箱的技術(shù)和材料不斷改進(jìn)。如今對(duì)新同步器材料的應(yīng)用就是一項(xiàng)可觀的改進(jìn)。然而,這些變化提高了扭矩重量比和工作溫度,給潤滑系統(tǒng)卻帶來了更多的壓力。
近年來,變速箱市場的輿論熱點(diǎn)都圍繞著自動(dòng)變速箱展開。傳統(tǒng)的自動(dòng)變速箱(AT)在不斷增加著擋位,而雙離合器變速箱(DCT)和無級(jí)變速箱(CVT)一類的新技術(shù)的應(yīng)用也變得越來越普及。盡管如此,手動(dòng)變速箱仍然保持著領(lǐng)先的市場地位。目前,手動(dòng)變速箱的全球總產(chǎn)量約占所有變速箱產(chǎn)量的一半,而在歐洲和許多諸如中國這樣的發(fā)展中國家中,手動(dòng)變速箱的市場份額則更高。
對(duì)更高燃油經(jīng)濟(jì)性和駕駛舒適性的追求促使手動(dòng)變速箱的技術(shù)和材料不斷改進(jìn)。如今,新的同步器材料如碳、燒結(jié)材料和鉬基材料等,可以在不同程度上提高耐久性及換擋性能,從而增加可靠性并提升換擋體驗(yàn)。然而,這些變化提高了扭矩重量比和工作溫度,給潤滑系統(tǒng)卻帶來了更多的壓力。
專用手動(dòng)變速箱油確保最佳性能表現(xiàn)
有一個(gè)經(jīng)常被潤滑油廠商和最終用戶忽略的問題,那就是這些現(xiàn)代手動(dòng)變速箱技術(shù)需要開發(fā)的專門的油品,能夠在最大程度上讓變速箱發(fā)揮最高性能和最佳駕駛體驗(yàn)而不損失耐久性。路博潤發(fā)現(xiàn)全球市場中很多的乘用車車主和商用車車主并不為自己的手動(dòng)變速箱使用專用的手動(dòng)變速箱油,更有甚者,給手動(dòng)變速箱使用自動(dòng)變速箱油。行車試驗(yàn)的結(jié)果表明,這樣的做法會(huì)影響車輛的整體性能以及縮短變速箱的使用壽命。
手動(dòng)變速箱潤滑油必須兼容各種應(yīng)用于變速箱中的新材料,同時(shí)還必須具有良好的熱穩(wěn)定性、剪切穩(wěn)定性、承載及極壓性能。在此之上,則需要為某些變速箱的特定需求而定制開發(fā)潤滑油配方,例如需要提升抗腐蝕性能,或者需要使用粘度改進(jìn)劑,為硬件在極端工況下依舊提供應(yīng)有的保護(hù)等。開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)這些改進(jìn)要求的油品是實(shí)現(xiàn)重復(fù)而平順換擋的關(guān)鍵,另一方面也能夠更大程度地延長零件壽命。
這些關(guān)鍵性能的達(dá)成取決于同步器系統(tǒng)中的摩擦特性。潤滑油必須讓同步器在更長的換油周期內(nèi)始終發(fā)揮合適的摩擦性能(某些商用車的換油里程長達(dá)80萬公里),而為同步器材料優(yōu)化油品配方就是一條途徑。目前,隨著同步器市場需求的增長,以及市面上同步器材料的構(gòu)成日趨錯(cuò)綜復(fù)雜,對(duì)換擋性能的優(yōu)化變成了一個(gè)非常復(fù)雜的平衡。
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要優(yōu)化換擋性能,就要先了解潤滑油與同步器摩擦材料之間是如何相互作用的。過往的研究主要集中在動(dòng)摩擦性能和同步器磨損控制上。然而,現(xiàn)在的關(guān)注焦點(diǎn)已轉(zhuǎn)移到對(duì)單個(gè)同步器結(jié)合的摩擦曲線研究上了,以此來優(yōu)化換擋感受和抗磨損性能。掌握了速度與摩擦之間的關(guān)系才有可能去優(yōu)化換擋性能,這也是開發(fā)相適應(yīng)的變速箱油的第一步。
在開發(fā)新的潤滑油配方時(shí),還需要研究摩擦改進(jìn)劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)是如何對(duì)摩擦和磨損產(chǎn)生影響的。這就需要對(duì)不同的同步器材料開展針對(duì)性研究,比如黃銅,碳基,鉬基及酚醛樹脂等。
在配制與新型材料匹配的潤滑油時(shí),有的是性能優(yōu)化過的油品,而有的則會(huì)引起過快磨損和糟糕的換擋感受,選擇不同類型的摩擦改進(jìn)劑其結(jié)果會(huì)大相徑庭。在一組對(duì)比實(shí)驗(yàn)中,所使用的油品除了摩擦改進(jìn)劑不同,其他都完全相同,可是結(jié)果卻呈現(xiàn)出了截然不同的品質(zhì)。摩擦改進(jìn)劑的開發(fā)目標(biāo)是既要提供更好的換擋性能,又要減少整體同步器受到的磨損,同時(shí)盡可能多地覆蓋各種同步器材料。在經(jīng)過大量專門的同步器耐久性臺(tái)架試驗(yàn)后,路博潤的專業(yè)技術(shù)人員會(huì)在顯微鏡下對(duì)候選的摩擦改進(jìn)劑作進(jìn)一步的研究,深入了解這些摩擦改進(jìn)劑的工作機(jī)理,以便為將來的產(chǎn)品開發(fā)提供支持。
通過表面分析獲得的新發(fā)現(xiàn)
如今表面分析是了解同步器摩擦改進(jìn)劑的最佳方法。同步器的俄歇電子能譜可以確定同步器表層的化學(xué)組成,割蝕這個(gè)表面后可以測得由潤滑油形成的這層膜的厚度。該分析方法可測出潤滑油與材料之間相互作用的深度和化學(xué)性質(zhì),雖然這層膜的厚度可能只有納米級(jí)別,但對(duì)保護(hù)零件和子系統(tǒng)卻起著至關(guān)重要的作用。
不同摩擦改進(jìn)劑體系間的性能可能天差地別。例如,某些摩擦改進(jìn)劑能更有效地形成摩擦膜。在路博潤摩擦改進(jìn)劑中發(fā)現(xiàn)的摩擦膜與材料表面所產(chǎn)生的反應(yīng)更強(qiáng)烈、更深層次,其所形成保護(hù)膜的厚度和化學(xué)成分有助于平衡摩擦和磨損。值得注意的是,雖然與摩擦改進(jìn)劑產(chǎn)生深層反應(yīng)很重要,但油膜的化學(xué)屬性所平衡的抗磨保護(hù)和換擋質(zhì)量也同樣重要。
同步器實(shí)驗(yàn)顯示出油膜顯著的保護(hù)作用
為了研究摩擦膜形成的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn),我們對(duì)同步器從磨合期開始進(jìn)行了10,000次循環(huán)試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果令人驚訝。當(dāng)使用新一代的潤滑油時(shí),大量保護(hù)膜會(huì)迅速形成(僅相當(dāng)于臺(tái)架實(shí)驗(yàn)的200次換擋)。試驗(yàn)中,保護(hù)膜快速增長,然后進(jìn)入平衡穩(wěn)定狀態(tài),在整個(gè)測試周期中保持著對(duì)同步器零件的強(qiáng)效保護(hù),使磨損保持在較低水平。當(dāng)經(jīng)過100,000次耐久循環(huán)后對(duì)零件進(jìn)行分析,結(jié)果顯示,油膜的保護(hù)效果仍在。
利用先進(jìn)的表面分析技術(shù),技術(shù)研究人員可切割并提取摩擦膜的剖面,然后用透射電子顯微鏡對(duì)這些化學(xué)層及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行視覺化的觀察。這類先進(jìn)的研究方法有效地幫助了研究人員解讀潤滑油中的摩擦改進(jìn)劑轉(zhuǎn)換為保護(hù)性的摩擦膜的機(jī)理。從而,研究人員可以確定該如何改進(jìn)摩擦改進(jìn)劑的結(jié)構(gòu),以提供整體最佳性能。這些基本研究的成果已經(jīng)應(yīng)用于對(duì)新型專用手動(dòng)變速箱油的開發(fā)中,為新型乃至未來的手動(dòng)變速箱提供更優(yōu)化的換擋性能。
手動(dòng)變速箱行業(yè)處于動(dòng)態(tài)變化中,而手動(dòng)變速箱潤滑油的性能和耐久性取決于細(xì)致縝密的配方開發(fā),也有賴于應(yīng)用對(duì)經(jīng)過嚴(yán)苛試驗(yàn)的研究的先進(jìn)添加劑包?,F(xiàn)代手動(dòng)變速箱添加劑及粘度改性劑技術(shù)須得在確保性能最大化和舒適的用戶駕乘體驗(yàn)的基礎(chǔ)上得以開發(fā),路博潤引領(lǐng)著在這個(gè)問題上的深入理解。路博潤也深知,對(duì)于OEM而言,他們需要適用于其規(guī)范和硬件的定制油品;而對(duì)于潤滑油廠商和最終用戶而言,使用專用手動(dòng)變速箱油可實(shí)現(xiàn)他們所需的耐久和性能表現(xiàn),從而實(shí)現(xiàn)長期可靠而舒適的車輛性能。
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