汽配人首頁(yè) > 問(wèn)答首頁(yè)

汽車后橋的抗壓承載力怎么計(jì)算？急

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2020-04-01

最佳回答

摘要：從納米摩擦學(xué)角度考察了車輛齒輪油的四球機(jī)測(cè)定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)最大無(wú)卡咬負(fù)荷PB和燒結(jié)負(fù)荷PD值不能很好地代表承載能力，闡明了由這兩個(gè)指標(biāo)難于預(yù)測(cè)車輛齒輪油承載能力的原因是：(1)鋼球材質(zhì)與實(shí)際摩擦副的不同；(2)鋼球的接觸方式是點(diǎn)接觸，而齒輪是線接觸；首次提出一套利用四球機(jī)測(cè)試估算車輛齒輪油承載能力的方法，指出在實(shí)際選擇齒輪油時(shí)可根據(jù)齒輪的嚙合壓力來(lái)確定油品在四球機(jī)試驗(yàn)中應(yīng)達(dá)到的比壓力(specific pressure at contact surfaces)。關(guān)鍵詞：車輛齒輪油　納米摩擦學(xué)　薄膜潤(rùn)滑　磨損現(xiàn)代汽車齒輪最重要的進(jìn)步是1925年出現(xiàn)了雙曲線齒輪，目前汽車后橋齒輪已基本上普及為雙曲線齒輪，而雙曲線齒輪體積較小，傳動(dòng)的動(dòng)力大，齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大，齒面上難以形成潤(rùn)滑油膜，是最難潤(rùn)滑的摩擦副之一，它要求齒輪油具有足夠高的極壓性能。30年代以來(lái)，美國(guó)開(kāi)始采用全尺寸臺(tái)架評(píng)價(jià)汽車齒輪油的極壓性能，如對(duì)GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油的承載性能，必須通過(guò)全尺寸后橋臺(tái)架試驗(yàn)CRC L-37(油品在高速低扭矩和低速高扭矩條件下的承載性)和CRCL-42(高負(fù)荷沖擊測(cè)試)。與此同時(shí)，為降低評(píng)定費(fèi)用人們?cè)噲D應(yīng)用模擬試驗(yàn)機(jī)評(píng)價(jià)齒輪油的極壓性能，例如用四球磨損試驗(yàn)和FZG齒輪機(jī)試驗(yàn)預(yù)報(bào)L-37試驗(yàn)，用四球極壓試驗(yàn)和Timken試驗(yàn)預(yù)報(bào)L-42試驗(yàn)等，雖然取得了某些結(jié)果，但由于摩擦副工作條件不同，在這些模擬試驗(yàn)與后橋臺(tái)架試驗(yàn)之間，很難找到確切的關(guān)系。四球機(jī)用于油品潤(rùn)滑性的評(píng)定已具有較長(zhǎng)的歷史，由于其設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，用油量少，試驗(yàn)費(fèi)用低，操作方便，已成為目前應(yīng)用最為廣泛的模擬試驗(yàn)設(shè)備之一。在我國(guó)的部分汽車廠，經(jīng)常用四球機(jī)的PB值作為衡量車輛齒輪油承載能力的主要指標(biāo)，以為PB值和燒結(jié)負(fù)荷PD值越大越好，這樣造成經(jīng)過(guò)全套臺(tái)架評(píng)定合格的油品由于在汽車廠測(cè)定的PB值小于規(guī)定值(如100kg)而被拒收。本文試圖從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面闡明四球機(jī)的車輛齒輪油極壓性測(cè)試結(jié)果的意義，提出預(yù)測(cè)承載能力的方法。 1　潤(rùn)滑狀態(tài)轉(zhuǎn)變的理論潤(rùn)滑油粘度η、轉(zhuǎn)速U和負(fù)荷P是決定潤(rùn)滑狀況的三個(gè)因素，它們之間的聯(lián)系可用無(wú)因次參數(shù)C來(lái)表示：C=ηU/P,C和摩擦系數(shù)μ的關(guān)系示于圖1，稱為潤(rùn)滑狀態(tài)過(guò)渡圖或Stribeck曲線。在流體動(dòng)力潤(rùn)滑區(qū)，液體膜的厚度足以將固體表面隔開(kāi)(即油膜厚度h粗糙度δ)；在邊界潤(rùn)滑區(qū)，微凸體發(fā)生連續(xù)的接觸，固體靠金屬表面吸附的極性物質(zhì)或反應(yīng)膜潤(rùn)滑；介于兩條線中間的為混合潤(rùn)滑區(qū)，摩擦系數(shù)μ隨著C值減少迅速增加。對(duì)于混合潤(rùn)滑，迄今的研究并不充分。90年代后證實(shí)了混合潤(rùn)滑是以納米量級(jí)的薄膜潤(rùn)滑(thin film lubrication)狀態(tài)存在，以有序液體膜為特征，流體膜減薄到表面粗糙峰之間的間隙為潤(rùn)滑油分子尺度范圍，即粗糙峰頂已出現(xiàn)邊界膜。薄膜潤(rùn)滑的物理模型為：靠近表面的是吸附膜，不具有流體性質(zhì)；處于潤(rùn)滑膜中間的是粘性流體膜，具有彈流潤(rùn)滑特征，介于粘性流體膜與吸附膜之間的有序液體膜，是由于液體分子在摩擦剪切過(guò)程中受表面能作用迫使分子有序排列而形成的。有序液體膜的有序度高于粘性液體膜，而低于靠近金屬表面的吸附膜。當(dāng)潤(rùn)滑膜厚減少到粘性液體膜完全消失時(shí)，潤(rùn)滑膜由有序液體膜和吸附膜為主。薄膜潤(rùn)滑伴隨表面磨損，以接觸疲勞和粘著機(jī)制為主要形式。如果液體膜更薄，則只有吸附膜存在時(shí)，為邊界潤(rùn)滑，會(huì)出現(xiàn)微凸體間的直接接觸。在油中加入油性劑如長(zhǎng)鏈的醇胺和脂肪酸等，其極性基吸附在金屬表面上，長(zhǎng)鏈中的次甲基橫向吸附，構(gòu)成牢固的吸附膜，代替了金屬的直接接觸，減輕了摩擦或磨損。在負(fù)荷和溫度更高的條件下，油性劑將失效，極壓添加劑與金屬反應(yīng)，形成一些化合物較金屬易于剪切，熔點(diǎn)較低，可以防止金屬間的咬合從而保護(hù)金屬表面。圖1　Stribeck 曲線2　四球機(jī)試驗(yàn) 四球機(jī)試驗(yàn)為點(diǎn)接觸的滑動(dòng)摩擦，其結(jié)構(gòu)為一固定在上軸的球相對(duì)于固定在下軸上的三個(gè)球作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于一定的試驗(yàn)轉(zhuǎn)速，接觸處的滑動(dòng)速度恒定，負(fù)荷P增加時(shí)磨損直徑d變化見(jiàn)圖2。當(dāng)負(fù)荷增加到B點(diǎn)，在四球機(jī)試驗(yàn)中到達(dá)了卡咬點(diǎn)，相應(yīng)的負(fù)荷值為最大無(wú)卡咬負(fù)荷PB；當(dāng)負(fù)荷進(jìn)一步增大，達(dá)到D點(diǎn)時(shí)，邊界潤(rùn)滑狀態(tài)失效，四球接觸處出現(xiàn)了燒結(jié)，相應(yīng)的負(fù)荷值為最大燒結(jié)負(fù)荷PD。圖2　四球機(jī)的磨損—負(fù)荷曲線為了實(shí)際考察應(yīng)用PB值判別齒輪油承載性的可行性，我們從可靠的專賣店收集了國(guó)內(nèi)外知名品牌的GL-5齒輪油(國(guó)內(nèi)油13個(gè)，編號(hào)為C1-C13；國(guó)外油5個(gè)，編號(hào)F1-F5)，包括長(zhǎng)城、七星、海牌、南海、飛天、Mobil、Esso、Catex、Shell等，分別送往國(guó)內(nèi)的權(quán)威測(cè)試機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試，這些單位是：石油化工科學(xué)研究院、蘭州煉油化工總廠研究院、高橋石化公司煉油廠研究所、大連石化公司研究院、南京汽車研究所和長(zhǎng)城潤(rùn)滑油集團(tuán)公司研究所，進(jìn)行油品的PB值測(cè)定，考察這些油品的PB值是否大于100kg，以及測(cè)定的再現(xiàn)性?？紤]到國(guó)內(nèi)大多數(shù)汽車制造廠測(cè)定的慣例，試驗(yàn)條件采用GB/T3142法，即轉(zhuǎn)速為1450r/min，測(cè)試溫度為室溫，鋼球?yàn)镚B308II級(jí)。有關(guān)的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。: 回答者：網(wǎng)友

產(chǎn)品精選

其他網(wǎng)友的回答

現(xiàn)代汽車齒輪最重要的進(jìn)步是1925年出現(xiàn)了雙曲線齒輪，目前汽車后橋齒輪已基本上普及為雙曲線齒輪，而雙曲線齒輪體積較小，傳動(dòng)的動(dòng)力大，齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大，齒面上難以形成潤(rùn)滑油膜，是最難潤(rùn)滑的摩擦副之一，它要求齒輪油具有足夠高的極壓性能。: 回答者：網(wǎng)友

30年代以來(lái)，美國(guó)開(kāi)始采用全尺寸臺(tái)架評(píng)價(jià)汽車齒輪油的極壓性能，如對(duì)GL-5重負(fù)荷車輛齒輪油的承載性能，必須通過(guò)全尺寸后橋臺(tái)架試驗(yàn)CRC L-37(油品在高速低扭矩和低速高扭矩條件下的承載性)和CRCL-42(高負(fù)荷沖擊測(cè)試)。: 回答者：網(wǎng)友