美孚齿轮油主要用于变速器、分动器、主减速器、转向机等传动机件摩擦处。与发动机润滑油的工作条件相比,齿轮油的工作温度不是很高,但油膜承受的单位压力很大,且齿轮油还在速度变化大的工作条件下工作,因而对车辆齿轮油使用性能的要求与发动机润滑油有所区别。
美孚齿轮油在齿轮传动中的主要作用是减少摩擦、降低磨损、冷却零部件,同时还可以缓和振动、减少冲击、降低噪声、防止锈蚀以及清洗摩擦表面。基于上述工作要求,和美孚1号全合成机油不同,美孚齿轮油应具备如下性能。
(1)润滑性和低温操作性。
为使车辆齿轮油的润滑性和低温操作性良好,应具有适当的黏度和良好的黏温性。黏度不能过低,以保证形成油膜,实现液体润滑状态。为带走摩擦产生的热量和在低温时迅速供油,齿轮油的黏度又不能过大,否则会加大传动负荷,使机械效率降低。
为了保证车辆齿轮油具有良好的低温操作性,规定了倾点、成沟点、黏度指数、表观黏度达150 Pa·s时的温度等评价指标。
成沟点是指在规定的试验条件下,试油成沟的最高温度。把容器内的试验油样在规定的温度下放置18 h,然后用金属片把油切成一条沟,10 s后观测油的流动情况。若10 s内试油流回并完全覆盖试油容器底部,则报告试样不成沟,反之则试样成沟。试验证明,对双曲线齿轮式主减速器,齿轮油表观黏度小于150 Pa.s,汽车起步后能在15 s内流进小齿轮轴承而保证其正常润滑,这个黏度是汽车低温起步的极限黏度。因此,汽车齿轮油规格中均规定了“黏度达150 Pa.s时的最高温度”这一指标,,“黏度达150 Pa.s时的最高温度”是车辆齿轮油SAE黏度分类的依据之一。
(2)极压性。
在正常工作条件下,齿轮处于弹性流体动力润滑状态,但当汽车在重载荷启动、爬坡或遇到冲击载荷时,齿面接触区有相当一部分处于边界润滑状态,汽车双曲线齿轮的齿面负荷高达1. 7GPa,冲击载荷高达2.8GPa。因此,齿轮油要求在较高的负荷下还能保持有足够厚的油膜。齿轮油的黏度增加有利于承载能力的提高,但黏度过大会增加摩擦损失,所以汽车齿轮油中一般都加有极压抗磨添加剂。