CN104152224A - 一种带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明一种带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物，其包括以下重量比例的组分：60份~80份加氢处理基础油、10份~20份的合成油PAO和15份~20份的数均分子量为19000~21000的聚甲基丙烯酸酯混合物；0.5份~0.8份的硫化异丁烯；0.2份~0.3份的二烷基二硫代复酯胺盐；0.2份~0.5份的亚磷酸酯；0.1份~0.3份的二硫代氨基甲酸酯；0.1份~0.3份的高碱值磺酸钙；0.1份~0.3份的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺；0.05份~0.2份的二烷基二硫代磷酸锌。本发明具有较好的高温稳定性，优异的齿轮和轴承的保护性，同时兼备了为特定同步器材料专门开发的特定摩擦性能；由此带来的长期换油周期、燃油经济性和减少废油的处理量，对环保和可持续发展很有益处。

Description

一种带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物

技术领域

本发明涉及一种润滑油组合物，特别是一种带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物。

背景技术

旧式变速箱的换档要采用“两脚离合”的方式，升档在空档位置停留片刻，减档要在空档位置加油门，以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂，司机难以精确掌握，“同步器”的出现解决了这一难题。新一代的手动档车辆普遍采用带有同步器的变速箱，通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。同步器是铜制品，对油品防腐蚀性有严格要求，加有硫磷极压抗磨剂较多的GL-5齿轮油，对同步器材料有一定程度的腐蚀，也无法满足对同步器摩擦特性的要求，因此不适用于变速箱油。

    手动变速器油与驱动桥用油有各自成体系的趋势，API推出的MT-1手动变速器油规格，该油主要用于北美，而欧洲、日本则主要用低粘度GL-4油。

手动变速器传动齿轮为圆柱形齿轮，负荷一般不超过2000Mpa，转速较高，工作条件比后桥要温和，应选用较低粘度、含有较少极压剂的齿轮油就可满足。我国大部分汽车生产厂为管理方便，简化用油品种，将变速器统一使用后桥油，这样既影响了变速器齿轮的寿命又降低了传动效率。手动变速器占整个驱动系统能源总损失3.1%，不容忽视。特别是新型汽车采用带同步器的变速器。同步环多为铜制品，对腐蚀要求很严，GL-5齿轮油是无法满足的。

同步器的使用虽然提高了手动变速箱的换挡质量，但对润滑油的黏温特性、摩擦特性、抗氧化安定性、防腐性，以及对诸如：钼、铝合金、黄铜、烧结青铜等同步器材料的相容性提出了很高的要求。加上用户对车辆的动力性、经济性、舒适性和社会对环境保护等要求不断升，车辆手动变速箱若还使用API GL-4等级的车辆齿轮油已经难以满足客户的要求，手动变速箱油MT-1虽然在GL-4基础上，改进了热氧化安定性和对密封材料的适应性，但没有对同步环配件的磨损量和同步环的摩擦性能提出要求。摩擦特性是带同步环手动变速箱油一个关键指标，当摩擦特性数值变化超过30%时，就直接影响变速箱的设计余量，导致换挡震颤，发出尖叫刺耳的声音，甚至导致变速箱失效等各种潜在问题。

本发明为客户提供适合新一代带同步环的手动档车辆变速箱的手动变速箱专用油，在充分满足变速箱的承载能力要求的基础上，大大提高了油品的摩擦特性和耐久性、对铜制品同步环防腐蚀性、抗氧化安定性、密封件的适应性并改善了同步器的啮合性，粘度等级符合SAE 75W/90，我国南北地区四季通用。产品优良的性能给用户带来系列好处：减少了停机检修时间，降低了维修成本，增加了可靠性，获得更佳的换挡驾驶感受。

发明内容

本发明提供了一种带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物，其包括以下重量比例的组分：

60份~80份加氢处理基础油、10份~20份的合成油PAO和15份~20份的数均分子量为19000~21000左右的聚甲基丙烯酸酯混合物；

0.5份~0.8份的硫化异丁烯；

0.2份~0.3份的二烷基二硫代复酯胺盐；

0.2份~0.5份的亚磷酸酯；

0.1份~0.3份的二硫代氨基甲酸酯；

0.1份~0.3份的高碱值磺酸钙；

0.1份~0.3份的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺；

0.05份~0.2份的二烷基二硫代磷酸锌。

较佳地，亚磷酸酯的磷含量＞6%，其分子式（RO）P₂-OH，式中R为含有18~33碳原子的烷基；所述的硫化异丁烯，S含量大于40%，低气味；所述的二烷基二硫代复酯胺盐，P含量大于8.5%；所述的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺，N含量大于1.5%；所述的二硫代氨基甲酸酯，S含量大于30%；所述的二烷基二硫代磷酸锌，P含量大于8%；所述的高碱值磺酸钙，钙含量大于11.5%。

本发明具有以下有益效果：

加氢基础油，其饱和烃含量高，硫含量低，粘度指数高，与橡胶密封材料相容性好，有效防止油品的泄露。再辅进适量的合成油及低分子量聚甲基丙烯酸酯，不但具有良好的抗剪切性能，同时大幅度提高油品的粘温性能，提高了燃油经济性，适应在我国各地区四季通用，具有良好的节能效果，可延长油品的使用寿命；

含磷添加剂具有良好的抗磨性，但抗擦伤性能较差；含硫添加剂具有良好的抗擦伤性能，但抗承载能力很差，二者恰当的搭配会提高油品的综合性能，控制变速箱中的齿轮锥体的磨损量，并保护离合器、轴承的易损部件。本发明经过大量研究表明，磺酸盐与丁二酰亚胺二者搭配可分散因油品的氧化产生的积碳和油泥，同时它们还具有防腐防锈性。本发明一方面研究了亚磷酸酯和称之为惰性极压剂高碱值磺酸钙的协同效应，二者按适当比例搭配使用，可以使铜合金同步环磨耗降低，同步环组件轴向磨损量可控在0.06mm以内，并在10万次换挡台架试验中，摩擦系数始终稳定在0.09~0.08之间，保证了换挡的稳定性，并保持最佳换挡感受。另外，本发明还研究了高碱值磺酸钙与单挂丁二酰亚胺的作用，二者按1：（1.5~3）比例搭配，可有效分散油泥、积碳和不溶物，使齿面保持清洁，硫磷剂可在齿轮金属表面上产生极压膜；同时还调控了活性极强的硫磷极压抗磨剂的降解速率，使摩擦特性稳定和持久；

选择好的添加剂组分还不能完全解决本发明要解决的问题。本发明利用众所周知的添加剂组分之间相互作用原理，力求各功能添加剂除了充分发挥其各自作用外，还在满足卡车手动变速箱润滑性能要求方面，特别是提高油品对同步环组件的磨损量、同步环在长时间换挡过程中稳定的摩擦系数方面，尽可能使各功能添加剂组分之间产生较强的“加成效应”。本发明的带同步环卡车手动变速箱专用油能够满足目前市购手动变速箱油的性能要求外，还具有以下性能：

同步环组件摩擦系数的稳定性和耐久性——提高换挡的可靠性及最佳的换挡驾驶感受，从而延长变速器各部件的无故障寿命；

尽可能降低对同步环磨损影响——提高齿轮同步啮合性性，延长同步环寿命，减少了停机检修时间，铜合金磨屑量的减少，减轻了对油品的催化氧化作用，延长了油品的换油周期；

磨损保护——保护变速箱齿轮的正常运转，避免产生齿面擦伤和点蚀；

氧化稳定性和热稳定性——在苛刻条件下保证油品不会高温降解或热缩聚，延长油品使用寿命；

油泥控制——良好的清静分散性，防止油泥集聚在同步环和齿面上，影响润滑效果；

锈蚀保护——防止齿轮系统，特别是铜制同步环的化学腐蚀；

密封材料的适应性——防止橡胶密封材料缩胀或收缩，有效杜绝渗油现象。

具体实施方式

实施例1

一种带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物，其包括以下重量比例的组分：

68份加氢处理基础油、15份的合成油PAO和15份的数均分子量为19000~21000的聚甲基丙烯酸酯混合物；

0.7份的硫化异丁烯；

0.3份的二烷基二硫代复酯胺盐；

0.3份的亚磷酸酯；

0.2份的二硫代氨基甲酸酯；

0.15份的高碱值磺酸钙；

0.25份的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺；

0.1份的二烷基二硫代磷酸锌。

本实施例中，亚磷酸酯的磷含量＞6%，其分子式（RO）P₂-OH，式中R为含有18~33碳原子的烷基；所述的硫化异丁烯，S含量大于40%，低气味；所述的二烷基二硫代复酯胺盐，P含量大于8.5%；所述的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺，N含量大于1.5%；所述的二硫代氨基甲酸酯，S含量大于30%；所述的二烷基二硫代磷酸锌，P含量大于8%；所述的高碱值磺酸钙，钙含量大于11.5%。

本实施例提供的带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物在100℃运动粘度为15.23mm²/s，粘度指数为156， 成沟点低于-45℃， 铜片腐蚀（121℃，3h）级别为1b，氧化试验（95℃,1000h)酸值增加量为0.51mgKOH/g，四球机烧结负荷为2450N，四球机磨斑直径（192N，60min)为0.31mm，并且能够与橡胶相容。

实施例2

70份加氢处理基础油、12份的合成油PAO和16份的数均分子量为19000~21000的聚甲基丙烯酸酯混合物；

0.8份的硫化异丁烯；

0.3份的二烷基二硫代复酯胺盐；

0.2份的亚磷酸酯；

0.1份的二硫代氨基甲酸酯；

0.2份的高碱值磺酸钙；

0.25份的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺；

0.15份的二烷基二硫代磷酸锌。

本实施例中，亚磷酸酯的磷含量＞6%，其分子式（RO）P₂-OH，式中R为含有18~33碳原子的烷基；所述的硫化异丁烯，S含量大于40%，低气味；所述的二烷基二硫代复酯胺盐，P含量大于8.5%；所述的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺，N含量大于1.5%；所述的二硫代氨基甲酸酯，S含量大于30%；所述的二烷基二硫代磷酸锌，P含量大于8%；所述的高碱值磺酸钙，钙含量大于11.5%。

本实施例提供的带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物在100℃运动粘度为15.56mm²/s，粘度指数为155， 成沟点低于-45℃， 铜片腐蚀（121℃，3h）级别为1b，氧化试验（95℃,1000h)酸值增加量为0.50mgKOH/g，四球机烧结负荷为2450N，四球机磨斑直径（192N，60min)为0.32mm，并且能够与橡胶相容。

实施例3

67.9份加氢处理基础油、14份的合成油PAO和16份的数均分子量为19000~21000的聚甲基丙烯酸酯混合物；

0.8份的硫化异丁烯；

0.2份的二烷基二硫代复酯胺盐；

0.25份的亚磷酸酯；

0.25份的二硫代氨基甲酸酯；

0.15份的高碱值磺酸钙；

0.3份的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺；

0.15份的二烷基二硫代磷酸锌。

本实施例中，亚磷酸酯的磷含量＞6%，其分子式（RO）P₂-OH，式中R为含有18~33碳原子的烷基；所述的硫化异丁烯，S含量大于40%，低气味；所述的二烷基二硫代复酯胺盐，P含量大于8.5%；所述的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺，N含量大于1.5%；所述的二硫代氨基甲酸酯，S含量大于30%；所述的二烷基二硫代磷酸锌，P含量大于8%；所述的高碱值磺酸钙，钙含量大于11.5%。

本实施例提供的带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物在100℃运动粘度为15.65mm²/s，粘度指数为158， 成沟点低于-45℃， 铜片腐蚀（121℃，3h）级别为1b，氧化试验（95℃,1000h)酸值增加量为0.49mgKOH/g，四球机烧结负荷为2450N，四球机磨斑直径（192N，60min)为0.30mm，并且能够与橡胶相容。

本发明提供的带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物在10万次换挡台架试验中，摩擦系数始终稳定在0.09~0.08之间，保证了换挡的稳定性并保持最佳换挡感受。同步环组件轴向磨损量可控在0.06mm以下，磨屑量的减少，不但延长组件的使用寿命，还能有效防止金属屑的氧化催化作用，延长了油品使用寿命。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物，其特征在于，包括以下重量比例的组分：

60份~80份加氢处理基础油、10份~20份的合成油PAO和15份~20份的数均分子量为19000~21000的聚甲基丙烯酸酯混合物；

0.5份~0.8份的硫化异丁烯；

0.2份~0.3份的二烷基二硫代复酯胺盐；

0.2份~0.5份的亚磷酸酯；

0.1份~0.3份的二硫代氨基甲酸酯；

0.1份~0.3份的高碱值磺酸钙；

0.1份~0.3份的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺；

0.05份~0.2份的二烷基二硫代磷酸锌。

2.如权利要求1所述的带有同步环的载重卡车手动变速箱专用润滑油组合物，其特征在于，亚磷酸酯的磷含量＞6%，其分子式（RO）P₂-OH，式中R为含有18~33碳原子的烷基；所述的硫化异丁烯，S含量大于40%，低气味；所述的二烷基二硫代复酯胺盐，P含量大于8.5%；所述的聚异丁烯单挂丁二酰亚胺，N含量大于1.5%；所述的二硫代氨基甲酸酯，S含量大于30%；所述的二烷基二硫代磷酸锌，P含量大于8%；所述的高碱值磺酸钙，钙含量大于11.5%。