KR19990021228A - 자동차용 수동변속기유 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 수동변속기의 윤활에 사용되는 수동변속기유 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 기유, 디치오인산아연, 금속계 청정분산제, 마찰조정제 및 녹·부식방지제 등을 적절하게 배합한 자동차용 수동변속기유 조성물에 관한 것으로서, 이를 사용하면 싱크로나이저 링과 기어 콘 사이의 마찰 마모를 감소시켜 변속 조작성을 개선하고 기어 변속시의 울림 현상을 효과적으로 제거할 수 있다.

Description

자동차용 수동변속기유 조성물

본 발명은 자동차 수동변속기의 윤활에 사용되는 수동변속기유 조성물에 관한 것이다.

보다 상세하게는, 본 발명은 기유, 내마모제, 금속계 청정분산제, 마찰조정제 및 녹·부식방지제 등을 적절하게 배합한 자동차용 수동변속기유 조성물에 관한 것으로서, 이를 사용하면 씽크로나이저 링과 기어 콘 사이의 마찰 마모를 감소시켜 변속 조작성을 개선하고 기어 변속시의 울림 현상을 효과적으로 제거할 수 있다.

일반적으로, 변속기(Transmission)는 클러치와 추진축 또는 클러치와 종감속기어장치 사이에 설치되어 엔진의 동력을 자동차의 주행상태에 알맞도록 회전력과 속도를 바꾸어 구동바퀴에 전달하는 장치를 말하는데, 흔히 수동변속기와 자동변속기로 구분된다. 따라서, 변속기에는 필수적으로 엔진에서 발생되는 회전력을 각기 다른 회전수를 갖는 기어장치에 연결시키는 기능을 수행하는 싱크로메시라는 장치가 필요하다.

상기 싱크로메시란 장치의 동작을 간략히 설명하면, 변속기의 메인 샤프트와 카운트 샤프트는 엔진에 의하여 회전하고 있어, 기어의 물림을 갑자기 하게 되면 회전속도가 맞지 않기 때문에 기어가 파손되는 경우가 발생할 수 있으며 최소한 상당 수준의 마모를 수반하는 울림 현상을 동반하게 됨으로, 기어 그 자체는 상기 교합상태를 유지하고 있다가 싱크로나이저 콘이나 싱크로나이저 링 등을 클러치로 사용하여 기어의 회전을 거의 일치시킨 후 슬리브에 의하여 상호 결합시켜 엔진의 회전을 전달시키는 것이다.

이 때, 상기 싱크로메시의 핵심부품이라 할 수 있는 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링은 각자 자신이 구비하고 있는 마찰면을 다른 상대의 마찰면(기어면)에 밀착시킴으로써 기어의 회전수를 일치시키는 기능을 수행하게 되는데, 상기 싱크로나이저 콘과 싱크로나이저 링은 엔진에서 발생되는 회전토크에 의한 마찰력에 견디기 위하여 특수강을 사용하기 때문에 마찰면 밀착의 동작시 상당부분의 마모와 마찰음이 발생된다. 따라서, 이러한 마찰음의 발생을 줄이고 마모율을 감소시키기 위하여 기어유를 사용하는 것이 필요하다.

이러한 기능을 가지는 기어유 중에서, 수동변속기유는 후차축 기어유와 비교하여 유황-인계 극압제가 요구하는 극압 레벨이 낮은 점에 차이가 있다. 일반적으로 수동변속기유는 유황-인산계 극압제의 첨가량을 후차축 기어유에 비해 반으로 줄여 사용하거나, 활성이 낮은 유황-인계 극압제를 사용하여 왔다. 이는 수동변속기의 극압 레벨이 후차축 기어보다 크지 않고 유황-인계 극압제가 많으면 싱크로나이저 링의 부식 및 마모가 증가하기 때문이다.

그러나 종래의 수동변속기유에 적용된 유황-인계 극압제를 사용할 경우는 내열성이 부족하여 열화가 빨리 일어나고, 슬러지 등이 발생하며, 황동 합금으로 이루어진 싱크로나이저 링이 부식·마모되는 현상이 발생하고, 마찰계수가 저하되어 변속 조작이 불량해지며, 변속이 지연되는 등의 여러 가지 문제점이 있었고 이를 개선하려는 노력에도 근본적인 한계가 있었다. 특히, 상기 유황-인계 극압제를 사용할 경우 기어 변속의 내구 시험을 실시하면 동마찰계수는 계속적으로 떨어지고 정마찰계수는 높아져서 기어 울림음이 발생하거나 변속이 불량하게 된다.

본 발명자들은 상기 기어 울림 현상 및 변속 불량에 관하여 연구를 계속한 결과, 수동변속기의 싱크로메시 기구에 있어서 고속 조건하에서 동마찰계수가 낮거나 저속 조건하에서 정마찰계수가 높으면 상기 현상들이 발생한다는 사실을 발견하였다.

이에 본 발명자들은 종래 수동변속기가 가지는 상기 문제점들을 극복하기 위하여, 싱크로나이저 링의 부식 및 이상 마모가 현저히 개선되고 동마찰계수가 높으면서 정마찰계수가 낮아 변속 조작성과 기어 울림을 방지하는 성능이 크게 개선된 수동변속기유 조성물을 개발하였다. 구체적으로, 고도로 정제된 기유, 디치오인산아연, 금속계 청정 분산제, 마찰조정제 및 녹·부식방지제 등을 적절한 비율로 배합하여 마찰 특성을 최적화시킨 새로운 자동차용 수동변속기유 조성물을 제조함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 고도로 정제된 기유, 내마모제, 금속계 청정분산제, 마찰조정제 및 녹·부식방지제 등을 적절한 비율로 포함하는 새로운 자동차용 수동변속기유 조성물을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기유 50 - 99 중량%, 내마모제 0.1 - 5 중량%, 금속계 청정분산제 0.05 - 5 중량%, 마찰조정제 0.01 - 1 중량% 및 녹·부식방지제 0.01 - 1 중량% 를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물을 제공한다.

구체적으로, 상기에서 기유는 100℃ 에서 점도가 1 - 20 cSt 인 정제된 광유 또는 합성유인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수동변속기유 조성물은 상기에 더하여 호박산이미드 분산제, 점도지수 향상제, 유동성 향상제, 산화방지제 또는 소포제를 함께 포함할 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 싱크로나이저 링의 부식 및 이상 마모를 방지하면서 동마찰계수가 높고 정마찰계수가 낮아 변속 조작성과 기어 울림 방지성능이 개선된 자동차용 수동변속기유를 제조하기 위하여, 기유, 내마모제, 금속계 청정분산제, 마찰조정제 및 녹·부식방지제 등을 적절한 비율로 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물을 제공한다.

구체적으로, 본 발명의 자동차용 수동변속기유 조성물은 기유 50 -99 중량%, 내마모제 0.1 - 5 중량%, 금속계 청정분산제 0.05 - 5 중량%, 단독 또는 혼합한 마찰조정제 0.01 - 1 중량% 및 단독 또는 혼합한 녹·부식방지제 0.01 - 1 중량% 로 구성되고, 상기에 더하여 호박산이미드 분산제, 점도지수 향상제, 유동성 향상제, 산화방지제 및 소포제 등을 포함할 수 있다.

상기에서 기유는 100℃ 에서 점도가 1 - 20 cSt 인 정제된 광유 또는 합성유인 것이 바람직하고, 내마모제로는 디치오인산아연인 것이 바람직하다. 또한, 금속계 청정분산제로는 마그네슘 술포네이트, 칼슘 술포네이트 또는 칼슘 피네이트 등을 사용할 수 있고, 마찰조정제로는 폴리에톡시레이트 아민을 사용할 수 있고, 녹·부식방지제로는 알킬 이미디졸린을 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 자동차용 수동변속기용 조성물이 변속조작성 및 기어 울림 방지성능을 개선함을 확인하기 위하여, 싱크로나이저 내구성 시험을 수행하여 동마찰계수, 정마찰계수, 마찰계수비, 정지시간 및 싱크로마모량 등을 측정하였다. 그 결과, 현재 시판되고 있는 수동변속기유인 API GL-4 상당제품 등과 비교하여 상기 수동변속기용 조성물이 변속 조작성과 기어 울림을 크게 개선함을 확인하였다. 또한, 실차 시험을 수행하여 엔진의 회전수 (rpm)를 증가시킬 때 기어 울림 (noise) 현상이 일어나는 시점 및 그의 원활한 정도를 평가한 결과, 변속 과정이 부드러워짐을 확인하였다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

본 발명은 기유 74.65 중량%, 디치오인산아연 1.0 중량%, 마그네슘 술포네이트 1.0 중량%, 아민류 마찰조정제인 폴리에톡시레이트 아민 0.1 중량%, 아민류 부식방지제 0.05 중량% 및 기타 첨가제 23.2 중량% 를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물을 제조하였다.

[실시예 2]

본 발명은 기유 74.15 중량%, 디치오인산아연 1.0 중량%, 칼슘 술포네이트 1.0 중량%, 칼슘 피네이트 0.5 중량%, 아민류 마찰조정제인 폴리에톡시레이트 아민 0.1 중량%, 아민류 부식방지제 0.05 중량% 및 기타 첨가제 23.2 중량% 를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물을 제조하였다.

[비교예 1]

본 발명은 기유 75.1 중량%, 디치오인산아연 0.05 중량%, 칼슘 술포네이트 1.0 중량%, 칼슘 피네이트 0.5 중량%, 아민류 마찰조정제인 폴리에톡시레이트 아민 0.1 중량%, 아민류 부식방지제 0.05 중량% 및 기타 첨가제 23.2 중량% 를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물을 제조하였다.

[비교예 2]

본 발명은 기유 74.15 중량%, 디치오인산아연 1.0 중량%, 칼슘 피네이트 0.5 중량%, 아민류 마찰조정제인 폴리에톡시레이트 아민 0.1 중량%, 아민류 부식방지제 0.05 중량% 및 기타 첨가제 23.2 중량% 를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물을 제조하였다.

[비교예 3]

본 발명은 기유 74.3 중량%, 디치오인산아연 1.0 중량%, 칼슘 술포네이트 1.0 중량%, 칼슘 피네이트 0.5 중량%, 및 기타 첨가제 23.2 중량% 를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물을 제조하였다.

[비교예 4]

본 발명은 S-P계 극압제를 사용한 API GC-4급의 시판 수동변속기유를 사용하였다.

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 자동차용 수동변속기유의 조성을 표 1 에 정리하여 나타내었다.

[실시예 3] 싱크로나이저 내구 시험

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 자동차용 수동변속기유 조성물을 사용하여 싱크로나이저 내구 시험을 수행하고 5000 사이클이 경과한 다음 동마찰계수, 정마찰계수, 마찰계수비, 정지시간 및 싱크로마모량 등을 측정하였다. 그 결과는 표 2 에 나타내었으며, 이를 현재 시판되고 있는 수동변속기 기어유인 API GL-4 상당제품에서 실시한 시험 결과와 비교하였다.

상기 시험 결과를 살펴보면, 디치오인산아연, 아민류 마찰조정제, 아민류 부식방지제 및 금속 청정분산제를 실시예 1 또는 실시예 2 의 방법으로 배합하였을 경우에 동마찰계수가 높고 정마찰계수가 낮아 변속조작성 및 기어 울림 방지성능이 크게 개선될 수 있음을 알 수 있다.

[실시예 4] 자동차를 이용한 실차 시험

상기 실시예 및 비교예에서 제조한 자동차용 수동변속기유 조성물을 이용하여 실차 시험을 다음과 같이 수행하였다. 구체적으로, 자동차의 수동변속기유를 교환한 다음 15km 를 주행한 다음 엔진의 회전수 (rpm)를 증가시키면서 1단에서 2단으로 기어를 높은 쪽으로 변속 (up-shift)시킬 때 기어 울림 (noise) 현상이 일어나는 시점을 평가하여 그 결과는 표 3 에 나타내었다.

또한, 엔진의 회전수가 3000rpm 일 때 기어를 변속하는 경우 이 과정이 원활한지 또는 밀리는 느낌이 있는지를 조사하였다. 그 결과는 표 4 에 나타내었다. 이 때 변속 과정이 양호하면 (+++), 중간 정도이면 (+), 불량하면 (-)로 나타내었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 수동변속기유 조성물은 싱크로나이저 링과 기어 콘의 마찰 및 마모 특성을 종래의 유황/인계 기어유 등보다 현저히 개선하여 기어의 변속조작성을 좋게 하고, 이러한 상기 마찰 및 마모 특성을 저하시킴으로 기어 변속 시에 유발되는 울림 현상 및 변속 불량을 효과적으로 제거한다.

Claims (7)

1. 기유 50 -99 중량%, 내마모제 0.1 - 5 중량%, 금속계 청정분산제 0.05 - 5 중량%, 마찰조정제 0.01 - 1 중량% 및 녹·부식방지제 0.01 - 1 중량% 를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 기유는 100℃ 에서 점도가 1 - 20 cSt 인 정제된 광유 또는 합성유인 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기유 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 내마모제는 디치오인산아연인 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기유 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 금속계 청정분산제는 마그네슘 술포네이트, 칼슘 술포네이트 또는 칼슘 피네이트를 포함하는 자동차용 수동변속기유 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 마찰조정제는 폴리에톡시레이트 아민인 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기유 조성물.
6. 제 1항에 있어서, 녹·부식방지제는 알킬 이미디졸린인 것을 특징으로 하는 자동차용 수동변속기유 조성물.
7. 제 1항에 있어서, 상기에 더하여 호박산이미드 분산제, 점도지수 향상제, 유동성 향상제, 산화방지제 또는 소포제를 함께 첨가하는 자동차용 수동변속기유 조성물.