裝載機(jī)濕式制動驅(qū)動橋油的長壽命性能分析

甄鵬厚，王月行，安海珍，王普健

（1. 江蘇徐工工程機(jī)械研究院有限公司，江蘇 徐州 221004；2. 徐工集團(tuán)高端工程機(jī)械智能制造國家重點實驗室，江蘇 徐州 221004）

驅(qū)動橋是工程機(jī)械的底盤元件，也是工程機(jī)械的核心傳動部件之一［1］。目前裝載機(jī)向更大功率和更高噸位的方向發(fā)展，干式驅(qū)動橋已不能滿足使用需要。隨著新型摩擦材料的研發(fā)和密封技術(shù)的發(fā)展，濕式驅(qū)動橋應(yīng)運而生。濕式驅(qū)動橋采用內(nèi)置式濕式制動器，其具有行車制動力矩大、可靠性好、使用壽命長、制動穩(wěn)定性高、抗環(huán)境污染能力強(qiáng)、熱物理穩(wěn)定性高等優(yōu)點［2-4］，使其越來越多的應(yīng)用到工程機(jī)械驅(qū)動橋中。驅(qū)動橋制動方式的變化，對驅(qū)動橋用油也有了更高的要求［5］，如應(yīng)具有良好的抗氧化性能，以提高油品使用壽命，良好的摩擦特性，以利于制動的平順性和減小制動噪聲，此外，還應(yīng)具有良好的高低溫性能、極壓抗磨性能、橡膠相容性等，是1種性能更為全面的油品，以保證驅(qū)動橋能更加穩(wěn)定可靠工作。

目前國內(nèi)搭載濕式驅(qū)動橋的裝載機(jī)仍使用普通的車輛齒輪油，使用中會造成制動異響、制動距離過長、換油周期短、部件磨損嚴(yán)重等問題，存在安全隱患和資源浪費。基于此，為有效保障濕式驅(qū)動橋的安全、高效、長久地運行，針對驅(qū)動橋技術(shù)升級后對潤滑油的新要求，本文根據(jù)設(shè)備特點，開發(fā)了滿足裝載機(jī)濕式驅(qū)動橋潤滑要求的專用長壽命濕式驅(qū)動橋油，對于濕式驅(qū)動橋油的合理選用以及提升產(chǎn)品品質(zhì)提供了參考依據(jù)。

1 濕式制動驅(qū)動橋油的開發(fā)

在實驗室對開發(fā)的濕式驅(qū)動橋油進(jìn)行理化性能測試、氧化實驗、摩擦臺架實驗等，測試結(jié)果表明，該專用油在剪切安定性、低溫性能、極壓性能、氧化安定性、橡膠相容性、摩擦特性等方面均優(yōu)于現(xiàn)用的普通車輛齒輪油。但是，前階段主要是在實驗室內(nèi)進(jìn)行模擬測試，有些實驗設(shè)置條件和裝載機(jī)實際工作條件差別較大，而且裝載機(jī)實際現(xiàn)場工作時，工況比較復(fù)雜和惡劣，對濕式驅(qū)動橋油性能要求較高，所以需要通過實際工作下的行車測試來考察開發(fā)的專用油的性能是否滿足要求，如制動是否平順，有無異響，抗氧、抗磨等性能是否提升，換油周期是否延長等。因此，進(jìn)行專用油行車跟蹤測試對于油品的優(yōu)化以及推廣使用具有重要的參考意義。

2 專用油的行車測試

行車測試選取某型號7t裝載機(jī)作為試驗車輛，該裝載機(jī)搭載濕式驅(qū)動橋，工作場所位于某港口內(nèi)，主要工作是鏟裝木材等，每天工作時間長，工作環(huán)境較苛刻，能很好地滿足行車測試的要求。行車測試時，每隔一定時間取樣檢測油品的運動粘度、酸值、Fe和Cu元素含量等，觀察油品的各個指標(biāo)隨時間的變化，通過分析變化原因，預(yù)估變化趨勢，并參考換油指標(biāo)技術(shù)要求，如表1所示，以便更好地掌握專用油的性能。

表1 換油指標(biāo)技術(shù)要求和試驗方法

3 結(jié)果分析

3.1 運動粘度變化

該專用油品的100℃運動粘度隨行車時間的變化曲線如圖1所示。通過圖1可以看出，油品在前750h內(nèi)100℃運動粘度有所降低，750h之后運動粘度變化較小，逐漸趨于穩(wěn)定。粘度下降率約為8%，未超過換油指標(biāo)要求。油品調(diào)制中一般會加入粘度指數(shù)改進(jìn)劑，以改善油品的粘溫性能。而車輛驅(qū)動橋濕式制動，是依靠油的剪切力傳遞扭矩，因此在制動時，摩擦副會對油品進(jìn)行強(qiáng)剪切，油品受到強(qiáng)烈的機(jī)械剪切力作用后會使油中的粘度指數(shù)改進(jìn)劑之類的高分子化合物因剪切作用而被切斷［6］，造成油品粘度下降，750h后粘度指數(shù)改進(jìn)劑被剪切程度降低，粘度趨于穩(wěn)定，避免粘度太低造成機(jī)械內(nèi)部漏液或磨損增大，說明該油品具有良好的剪切安定性，能保證油品在使用過程中具有良好的粘度保持能力，防止粘度過度下降使油膜厚度不足造成運動部件磨損加劇。

3.2 酸值變化

該專用油品的酸值隨行車時間的變化曲線如圖2所示。油品中的酸性物質(zhì)一般來源于加入的酸性抗氧劑，而油品使用過程中酸性抗氧劑的消耗和基礎(chǔ)油的氧化均會帶來油品酸值的變化。酸性抗氧劑消耗，酸值減?。换A(chǔ)油氧化，酸值增大。該油品的酸值整體上變化甚微，未達(dá)到換油指標(biāo)要求，說明油品在工作中，其酸性抗氧劑ZDDP（二烷基二硫代磷酸鋅）性能穩(wěn)定，消耗量少，基礎(chǔ)油氧化程度低，抗氧化性能優(yōu)異，能有效避免氧化產(chǎn)生油泥、漆膜等對制動器、齒輪、軸承產(chǎn)生不良影響，引起制動性能的改變和齒輪、軸承部件的損壞，提高油品使用壽命和整車工作效率。

圖1 油品100℃運動粘度變化

圖2 油品酸值變化

3.3 Fe和Cu元素含量變化

該專用油品的Fe、Cu元素含量隨行車時間的變化曲線如圖3所示。油品中的磨損金屬元素主要是Fe和Cu，來源于驅(qū)動橋中齒輪、軸承、離合器摩擦片等的磨損。Fe和Cu元素含量隨行車時間增加并逐漸趨于穩(wěn)定，含量變化都處于正常磨損范圍內(nèi)，未見異常磨損，均未超換油指標(biāo)要求，表明該油品抗磨性能優(yōu)異，能有效降低驅(qū)動橋中的齒輪、軸承、摩擦片組間的磨損，摩擦耐久性良好，與驅(qū)動橋的摩擦副之間具有良好的適應(yīng)性，部件保護(hù)和制動摩擦特性突出，同時有利于提高制動過程的平順性和制動性能的穩(wěn)定性，減少制動噪聲，提高整車操作舒適性。

圖3 Fe和Cu元素含量變化

4 結(jié)束語

（1）行車測試表明，該油品具有良好的剪切安定性、氧化安定性、摩擦特性及穩(wěn)定可靠的使用性能，換油周期延長，提升了油品的質(zhì)量。

（2）該專用油品能滿足濕式制動驅(qū)動橋的使用要求，有效保障濕式制動驅(qū)動橋和裝載機(jī)安全、可靠、高效工作，提高設(shè)備使用壽命和產(chǎn)品競爭力。