摘要：本文論述了節(jié)能環(huán)保對(duì)于21世紀(jì)的汽車工業(yè)發(fā)展的重要意義，介紹了25年來(lái)有關(guān)多級(jí)齒輪油的研究和發(fā)展以及其應(yīng)用效果。最后、作者從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，分析了應(yīng)用多級(jí)齒輪油具有的深遠(yuǎn)的社會(huì)意義和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：汽車多級(jí)油車輛齒輪油燃油經(jīng)濟(jì)性潤(rùn)滑添加劑

引言

大家知道，汽車工業(yè)的飛速發(fā)展是人類文明的一大驕傲、與此同時(shí)、汽車對(duì)能源的消耗和廢氣的排放也日漸成為人類發(fā)展的一大障礙。2002年地球峰會(huì)大會(huì)的主要目的就是敦促各國(guó)在可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域采取實(shí)際行動(dòng)。各國(guó)政府在大會(huì)上紛紛提出行動(dòng)計(jì)劃、時(shí)間表和伙伴關(guān)系項(xiàng)目，特別是中國(guó)總理朱镕基在大會(huì)上宣布中國(guó)已核準(zhǔn)旨在延緩全球變暖的《京都議定書》，受到與會(huì)代表們的高度贊揚(yáng)。汽車工業(yè)對(duì)可持續(xù)發(fā)展應(yīng)作出的貢獻(xiàn)就是減少燃油的消耗量、降底排放。減少汽車C02排放的措施之一是提高燃油經(jīng)濟(jì)性，而降低由于汽車傳動(dòng)系的摩擦引起的能量損失將有助于改善燃油的經(jīng)濟(jì)性。

可以用不同的方法來(lái)評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油的組成對(duì)齒輪摩擦性能的影響。這其中包括從理論計(jì)算，車隊(duì)行車試驗(yàn)和溫控室內(nèi)的轎車底盤試驗(yàn)到齒輪箱或后橋的臺(tái)架試驗(yàn)。本文介紹了25年來(lái)有關(guān)多級(jí)齒輪油的研究和發(fā)展以及其應(yīng)用效果。所有這些研究表明、齒輪的效率取不僅取決于載荷，速度，溫度等工況參數(shù)，還取決于潤(rùn)滑油的粘度及組成。形成的共識(shí)為、多級(jí)齒輪油極大地改善了汽車燃油經(jīng)濟(jì)性。最后、作者從可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)出發(fā)，分析了推廣應(yīng)用多級(jí)齒輪油帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)效益和深遠(yuǎn)的社會(huì)意義。

1國(guó)內(nèi)外對(duì)降低汽車油耗、減少排放的要求

歐共體規(guī)定(EMISSIONSSTANDARDSPASSENGERCARSWORLDWIDE，DELPHIAUTOMOTIVESYSTEMS，JANUARY2000)，對(duì)于2.5噸以下的汽車2000年即達(dá)到歐洲III號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，2005年即達(dá)到歐洲IV號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)；對(duì)于2.5噸以上的汽車2001年即達(dá)到歐洲III號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)，2006年即達(dá)到歐洲IV號(hào)排放標(biāo)準(zhǔn)。

中國(guó)規(guī)定汽車排放2004年達(dá)到歐洲II號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，從2000年起對(duì)達(dá)標(biāo)的汽車大幅度降低銷售稅。北京市計(jì)劃出臺(tái)使用汽車燃油質(zhì)量等級(jí)的規(guī)定。要求汽車排放2003年達(dá)到歐洲II號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，2005年達(dá)到歐洲III號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，2008年達(dá)到歐洲IV號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。

美國(guó)政府對(duì)每個(gè)汽車制造商所生產(chǎn)的汽車的平均燃油消耗量都有著嚴(yán)格的限制（CAFE：公司平均燃油經(jīng)濟(jì)性）：小轎車每100公里的汽油消耗量控制在8.55公升以內(nèi)，輕型卡車每100公里的汽油消耗量控制在11.8公升以內(nèi)。在歐洲，汽車制造商自行承諾把CO2的排放量從186g/100km(7.75升/100km)降低到140g/100km(5.85升/100km)汽車燃油消耗量用汽車底盤功率計(jì)依照由政府專門規(guī)定的程序來(lái)測(cè)量。美國(guó)的測(cè)評(píng)程序已由環(huán)境保護(hù)局（EPA）批準(zhǔn)，而歐洲的測(cè)評(píng)程序已由機(jī)動(dòng)車排放組織批準(zhǔn)（MVEG）。美國(guó)和歐洲的測(cè)評(píng)程序都包括市內(nèi)周期和市外周期兩部分(圖1，圖2)。
圖1MVEG市內(nèi)周期
圖2MVEG市外周期(EUDC)2多級(jí)齒輪油的研究與開發(fā)

2.1多級(jí)齒輪油降低汽車油耗、減少排放的機(jī)理

當(dāng)前汽車齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是高效率、大功率和小尺寸。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，可以采取很多種方法。一般人們?nèi)菀紫氲竭x用好的材料，進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選用好的設(shè)備進(jìn)行加工（包括熱處理），再采購(gòu)高質(zhì)量的軸承、密封等外購(gòu)件，精心安裝、調(diào)試，即可得到一臺(tái)好的齒輪箱。其實(shí)、這里面忽略了潤(rùn)滑油的問題。正確的做法是在設(shè)計(jì)、選材之初，就把潤(rùn)滑油作為一個(gè)機(jī)械零件來(lái)對(duì)待。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大約有75％的設(shè)備故障是由潤(rùn)滑不良引起的。但人們往往容易忽視潤(rùn)滑油的重要性，對(duì)潤(rùn)滑油的選用和應(yīng)用不重視，反而更樂意維修和更換零件，使設(shè)備的運(yùn)行成本大大提高。工業(yè)實(shí)踐從正反兩方面回答了這個(gè)問題。摩擦學(xué)的研究從理論上解釋了這個(gè)問題。

以齒輪傳動(dòng)為例，齒輪傳動(dòng)由于傳動(dòng)扭矩增大，常常使小尺寸的傳動(dòng)裝置的工作溫度升高。隨著降噪設(shè)備和減小設(shè)備周圍空氣流動(dòng)的空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)備的使用，這種狀況會(huì)更嚴(yán)重。摩擦傳動(dòng)會(huì)引起溫度的升高和效率的降低，因此減小摩擦是提高效率和保持較低的工作溫度的主要方式。

潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑效果受所有的工作條件的影響。若工作溫度過高會(huì)引起摩擦改進(jìn)劑、極壓劑、抗磨劑的高消耗，產(chǎn)生很高的腐蝕率和氧化率、以至于隔離零件表面的油膜厚度很薄。如果潤(rùn)滑油不能承受這些惡劣的情況、齒輪傳動(dòng)就會(huì)受到破壞。反之，選擇正確的潤(rùn)滑油及添加劑則可以減小扭矩傳遞的損失，這樣、工作溫度也就降了下來(lái)。

為了提高效率，汽車傳動(dòng)設(shè)計(jì)主要考慮以下幾個(gè)方面：減小軸承和旋轉(zhuǎn)軸密封的摩擦、齒輪嚙合副的滑動(dòng)以及潤(rùn)滑油的飛濺和攪動(dòng)[1]。對(duì)用在動(dòng)力設(shè)備上的單級(jí)高速齒輪傳動(dòng)而言，由高速旋轉(zhuǎn)齒輪攪