汽车制造商认为应该更换变速器油每60000到100000公里,因为石油可能年龄或降解。降解石油润滑行为差,不利影响传动部件的使用寿命。
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这个石油降解添加剂损耗的结果,如抗磨(AW)、粘度指数改进(七)或极压(EP),以及氧化的增加和减少阻力颗粒等污染物或水很重要。
汽车传动系统的操作参数可以有巨大的影响油老化。例如,变速器油被反复暴露于高操作温度(175到220°C)有可能增加石油降解率。
在实践中,这意味着在传动系统的使用寿命,减少换油间隔,与整个传输系统可能由于磨损需要更换。当然,这增加卡车所有权的总成本。
很多实验方法存在的关注极端操作条件下延迟石油降解方法。实验室测试中有一个重要的角色在任何降低成本这个解决方案的开发。
图1。Ducom发达在实验室动态油老化试验协议。KRL用于年龄的石油和石油测试使用FBT-3和HFRR摩擦磨损行为。图片来源:Ducom
润滑工程师长期以来依靠实验室测试涉及的人工老化油。ASTM D 2893就是这样一个实验室测试方法在石油出现在一个干净的玻璃试管通过在油浴加热氧化在95°C或121°C,在干燥的空气流控制。
试管中颜色的变化,加上运动粘度的增加被认为是退化的传动油的证据。总酸值(TAN百分比变化在KOH / g)也可以测量为了突出任何损耗啊/ EP添加剂。
然而,这是一个静态老化试验,即石油不是剪切机械,作为传输系统中观察到。也没有比较或相关性实验室氧化和氧化的结果,这意味着,虽然静态老化实验是重复的,但他们可能并不完全可靠。
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本研究试图在实验室实现动态油老化。因为大量的机械剪切是必需的,一个Ducom KRL剪切稳定性测试仪是用来模拟油的粘度损失的传输系统。预计KRL老化油中添加剂将会耗尽。
这个假设将通过测量实验确定穿在混合和边界润滑四球试验机(FBT-3)和一个高频往复钻机(HFRR)(图1)。
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本研究中使用的变速器油组成的三种类型的商用石油。嘉实多轴,壳牌Spirax和参考流体RL 209都买了商业。嘉实多轴和壳牌Spirax相似粘度指标和运动粘度在100°C(表1)。
表1。物理性质的Shell Spirax,嘉实多轴和参考流体(RL 209)用于KRL衰老过程。来源:Ducom
的Ducom KRL剪切稳定性测试仪(图2)是一个桌面工具,被CEC l - 45 - 99。配备了精密温度控制系统和自动气动加载系统,使其方便和友好的。还配备更多的传感器,如原位摩擦传感器——比其他任何现有KRL系统,提供优秀的稳定性在长时间超过200小时的测试。
图2。的形象Ducom KRL剪切稳定性试验机用于这项研究(桌面、自动加载控制系统)。图片来源:Ducom
的Ducom KRL剪切稳定性测试仪是检测合规与CEC l - 45 - 99通过使用参考流体RL 209(图S1)。验证过程后,凯斯特罗或壳牌石油剪100小时根据协议概述图S2。油的粘度,前后KRL老化,然后确定测量粘度的损失(图2 - 1)。
摩擦和AW FBT-3测试
Ducom FBT-3符合DIN, ASTM和IP标准,同时拥有10 kN的最大负载能力。预先构建的测试标准、气动加载系统和检测后体内穿测量系统大大简化了用户体验,从而实现最大的便利。
在这里,Ducom FBT-3验证对Ducom参考流体符合ASTM D4172(图S3)。验证后壳和嘉实多石油——新鲜和KRL -岁然后测试符合ASTM D4172。最后,意味着穿疤痕直径(MWSD)和摩擦系数(咖啡),记录和报告。
摩擦和AW HFRR试验
的Ducom HFRRASTM D6079兼容,ball-on-disk摩擦计类型包括线性往复发动机(或振动器)、温度控制装置和摩擦piezo-sensor。
在这个实验中,Ducom HFRR验证参考流体,如前所述。HFRR验证测试后,嘉实多和壳牌石油-岁新鲜以及KRL -测试符合ASTM D6079。再一次,意味着穿疤痕直径(MWSD)和摩擦系数(咖啡),记录和报告。
解释磨损老化油的行为
现有文献往往地处油老化的程度与添加剂的氧化,导致改善耐磨性的机油,齿轮油。这是中概述的文章题为“表征抗磨电影由新鲜和年龄引yabo214擎油”(穿,2007)和“润滑油老化对装置性能的影响”(Borg华纳和装备研究中心,FZG)。
早期作品中会假设低MWSD或者穿FBT-3和HFRR可能表明氧化的严重程度在KRL老化油的抗磨损添加剂。
结果
图3比较所有六个变量用来区分壳牌Spirax嘉实多轴。比较分析也进行了RL 209,作为参考(图S4)。嘉实多机油的粘度损失被发现小比壳Spirax(图S5)。这表明壳牌石油严重年龄相比,嘉实多石油。
应该注意的是,壳牌和嘉实多的区别也在烤箱年龄测试验证(图3,图3 - 4)。
图3。摩擦学的新鲜和物理参数,KRL-aged oven-aged壳牌Spirax和嘉实多轴。每个参数所表现出的价值的百分比表示的新油参数。分子量(Mn)是由凝胶渗透色谱法(GPC),降解温度(起始温度)是由热重分析(TGA)。图片来源:Ducom
亚历山大-伍尔兹和摩擦的变化
在混合润滑测试使用FBT-3 KRL岁壳Spirax表现出低磨损,高摩擦。然而,嘉实多的摩擦行为是受老化影响KRL或烤箱。这表明,根据FBT-3 KRL老化油的考验,嘉实多显示改进的性能相比,壳(图3)。
边界润滑下测试,使用HFRR,壳牌和嘉实多的摩擦行为并不影响经KRL老化。两油的磨损行为的影响,然而,与KRL-aged壳牌石油展示穿低于KRL-aged凯斯特罗。因为穿低意味着添加剂氧化,可以得出结论,凯斯特罗表现好于壳牌HFRR试验。
应该注意的是,谭和元素浓度分析(磷、锌、硫)应该执行支持断言添加剂氧化由于KRL老化,这是一个严重的前兆添加剂损耗。
结论
在这个研究中,壳牌和嘉实多传动油受到相同的KRL老化协议,由Ducom开发。嘉实多比壳牌石油,石油仍然是“年轻”,因此,摩擦和抗磨损添加剂在嘉实多轴被发现在壳牌Spirax比添加剂更稳定。
本研究证实Ducom油老化试验协议,其中包括三种常见摩擦计,如KRL FBT-3 HFRR,可以用来延长油的使用寿命。
补充材料
图S1。根据CEC KRL验证测试给- 99。实时变化(A)润滑油温度、转速(B)和(C)正常负载随时间与参考流体RL 209测试运行。运动粘度测量(D)所示。红色的虚线表示设定的上限和下限标准CEC l - 45 - 99。图片来源:Ducom
图S2。操作参数的描述用于KRL老化。润滑油温度的实时变化(A),旋转速度(B)和正常负载(C)据KRL老化测试运行协议。图片来源:Ducom
图S3。FBT-3验证测试使用Ducom参考液,根据ASTM D4172。(一)润滑油温度实时变化,(B)正常负载,(C)摩擦扭矩和光学显微镜图像的球穿疤痕(D)。图片来源:Ducom
图S4。摩擦学的和物理参数的变化RL 209 -新鲜,KRL-aged oven-aged。每个参数所表现出的价值的百分比表示的新油参数。分子量(Mn)是由凝胶渗透色谱法(GPC),降解温度(起始温度)是由热重分析(TGA)。图片来源:Ducom
图S5。KRL决定改变RL 209年,壳牌Spirax和嘉实多KRL轴。实时变化的摩擦力矩为100 h (A),油的运动粘度损失(B)和图像的新鲜和KRL-aged油(C)。图片来源:Ducom
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