商用車動力轉(zhuǎn)向油液超長里程保養(yǎng)的研究

江騰飛，牛營凱，王雅莉，袁智明

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

商用車動力轉(zhuǎn)向油液超長里程保養(yǎng)的研究

江騰飛，牛營凱，王雅莉，袁智明

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

對商用車動力轉(zhuǎn)向油進行研究，依據(jù)運動粘度、含水量、Fe元素含量等重要指標，對油液進行驗證檢測，最終依據(jù)檢測結(jié)果判定動力轉(zhuǎn)向油滿足超長里程保養(yǎng)要求。

動力轉(zhuǎn)向油；指標；運動粘度；含水量；超長里程保養(yǎng)

CLC NO.:U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-200-03

1、研究背景

目前，國內(nèi)商用車動力轉(zhuǎn)向油液更換里程為20000km，而日本、歐美發(fā)達國家的商用車動力轉(zhuǎn)向油液更換里程為50000km，差距顯著。

隨著社會進步，環(huán)保意識的增強，人力成本的增加及國外許多商用車品牌陸續(xù)推出超長里程保養(yǎng)保證。為提高國內(nèi)商用車產(chǎn)品競爭力，提高客戶的滿意度，對商用車動力轉(zhuǎn)向油液超長里程保養(yǎng)研究和提升迫在眉睫。

2、研究方案

2.1 動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)清潔度要求

動力轉(zhuǎn)向管路系統(tǒng)內(nèi)部清潔度直接影響動力轉(zhuǎn)向油液品質(zhì)，若系統(tǒng)內(nèi)部清潔度較低，則油液金屬及微粒含量高，將直接影響油液的使用壽命。動力轉(zhuǎn)向管路系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向油泵、轉(zhuǎn)向油壺及轉(zhuǎn)向管路各油管等，若進行動力轉(zhuǎn)向油液更換里程驗證，需要對整個動力轉(zhuǎn)向管路系統(tǒng)內(nèi)部清潔度進行控制。其對應清潔度要求如表1。

表1 動力轉(zhuǎn)向管路系統(tǒng)零部件內(nèi)部清潔度要求

2.2 動力轉(zhuǎn)向油液判定指標

表2 動力轉(zhuǎn)向油液各指標項判定要求

基于整個管路清潔度狀態(tài)，首次油樣已受到管路清潔度影響，油樣中已含有金屬含量。而且隨著車輛行駛里程的增加，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部出現(xiàn)磨損，動力轉(zhuǎn)向油液各項指標均會出現(xiàn)變動。參考其他油樣（齒輪油）指標，識別出動力轉(zhuǎn)向油液重要指標項。依據(jù)各項指標值作為判定動力轉(zhuǎn)向油液是否滿足超長里程保養(yǎng)要求的標準。動力轉(zhuǎn)向油液各項重要指標要求如表2。

分析以上關(guān)鍵指標不僅可以判斷出動力轉(zhuǎn)向油液性能的變化是否滿足超長里程保養(yǎng)要求，而且可監(jiān)測使用過程中整個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的的磨損情況。

100℃運動粘度，動力轉(zhuǎn)向油在使用過程中，粘度有變大和變小兩種趨勢。粘度變大的原因主要是動力轉(zhuǎn)向油被過度氧化，設備長時間運行時溫度過高，導致油品氧化，氧化產(chǎn)物使油品粘度增加。油品粘度增大，將導致轉(zhuǎn)向系統(tǒng)低溫冷啟動困難，低溫下打方向困難或者產(chǎn)生尖嘯聲，也不利于設備的冷卻散熱。油品粘度降低的主要原因有轉(zhuǎn)向油被剪切。粘度過分降低后導致油膜不易形成，引起摩擦和磨損；而且油品粘度過低，不利于動力轉(zhuǎn)向油泵泵送動力轉(zhuǎn)向油。所以，油品在使用過程中保持一定的粘度有利于設備的正常使用。

水分，其中轉(zhuǎn)向油中的水分主要來自于空氣中的潮濕水氣。水分過多會使油膜強度降低，導致摩擦和磨損發(fā)生；同時與油品中的酸性物質(zhì)結(jié)合后會大大增強對金屬零部件的腐蝕性。

元素含量，其中鐵、鋁、銅元素主要來自于動力轉(zhuǎn)向油系統(tǒng)中摩擦副的磨損（例如動力轉(zhuǎn)向油泵），隨動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的制造材質(zhì)不同而有所不同；在本試驗中主要磨損元素是鐵元素，幾乎不含鋁元素和銅元素。硅元素來自于空氣中的灰塵，可用于判斷是否受到外界灰塵的污染。監(jiān)控這些元素含量的變化，能反映出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的磨損情況隨時間的變化及動力轉(zhuǎn)向油性能的變化情況。

2.3 動力轉(zhuǎn)向油驗證里程方案

為驗證動力轉(zhuǎn)向油液隨著行駛里程的增加，其各項指標變化是否滿足要求?，F(xiàn)依托某帥鈴車型，進行200000km整車驗證，50000km為一個驗證周期， 5000km取一次油樣，并依據(jù)油液判定指標進行檢測。驗證一個周期后，對動轉(zhuǎn)管路系統(tǒng)進行全新更換，重新加注動力轉(zhuǎn)向油液，進行下一個周期驗證。綜合考慮各地區(qū)路況，驗證車型每5000km各路況分配為68%高速環(huán)道、18%山路和14%強化路。驗證路況及油樣抽取如表3。

表3 路況分配及抽樣抽取對應表

3、數(shù)據(jù)檢測

歷時一年，整車完成200000km行駛里程驗證，完成4個周期驗證，共進行44次油樣抽取檢測。在驗證過程所抽取動力轉(zhuǎn)向油液里程見表4。

表4 動力轉(zhuǎn)向油液取樣里程表

所抽取油樣動力轉(zhuǎn)向油液相關(guān)指標檢測數(shù)據(jù)，見表5、表6、表7和表8。

表5 第一周期50000km油樣檢測結(jié)果表

表6 第二周期50000km油樣檢測結(jié)果表

表7 第三周期50000km油樣檢測結(jié)果表

表8 第四周期50000km油樣檢測結(jié)果表

上述所檢測數(shù)據(jù)，其中含水量容易受天氣影響，特別是雨天抽取油樣，易造成油樣含水量出現(xiàn)異常。Si元素含量受空氣中灰塵影響較大，當油液受到空氣中灰塵污染，易導致油液中Si元素含量出現(xiàn)異常。

4、數(shù)據(jù)處理

剔除4個周期所檢測得異常數(shù)據(jù)，對4組檢測結(jié)果進行平均，動力轉(zhuǎn)向油液各指標檢測平均數(shù)據(jù)如表9。

表9 動力轉(zhuǎn)向油液檢測結(jié)果均值表

4.1 動力轉(zhuǎn)向油液運動粘度變化

從檢測結(jié)果來看，驗證50000km，動力轉(zhuǎn)向油液100℃運動粘度滿足研究指標要求≥4.5cst。隨著驗證里程的增加，動力轉(zhuǎn)向油在整個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)充分起到液壓控制及潤滑保護作用，因此其運動粘度呈下降趨勢。

圖1

4.2 動力轉(zhuǎn)向油液含水量變化

從檢測結(jié)果來看，驗證50000km，動力轉(zhuǎn)向油液含水量滿足研究指標要求＜0.05%。在整個驗證過程動力轉(zhuǎn)向油液未受到外界水污染，含水量一直很低。

圖2

4.3 動力轉(zhuǎn)向油液Fe元素含量變化

從檢測結(jié)果來看，驗證50000km，動力轉(zhuǎn)向油液Fe元素含量滿足研究指標要求≤60ppm。隨著驗證里程的增加，整個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)Fe元素含量呈上升趨勢。隨著里程增加，整個系統(tǒng)含F(xiàn)e元素零部件（如轉(zhuǎn)向器）雖出現(xiàn)輕微磨損，但均在正常磨損范圍。

圖3

4.4 動力轉(zhuǎn)向油液Al元素含量變化

從檢測結(jié)果來看，驗證50000km，動力轉(zhuǎn)向油液Al元素含量滿足研究指標要求≤10ppm。隨著驗證里程的增加，動力轉(zhuǎn)向油液中幾乎無Al元素含量出現(xiàn)，這說明整個系統(tǒng)中含Al元素零部件（如鋁合金動力轉(zhuǎn)向泵）在工作過程幾乎無磨損出現(xiàn)。

圖4

4.5 動力轉(zhuǎn)向油液Cu元素含量變化

從檢測結(jié)果來看，驗證50000km，動力轉(zhuǎn)向油液Cu元素含量滿足研究指標要求≤10ppm。

隨著驗證里程的增加，動力轉(zhuǎn)向油液中有Cu元素含量出現(xiàn)，這說明整個系統(tǒng)中含Cu零部件（如各連接銅接頭）出現(xiàn)輕微磨損，但均在正常磨損范圍。

圖5

4.6 動力轉(zhuǎn)向油液Si元素含量變化

從檢測結(jié)果來看，驗證50000km，動力轉(zhuǎn)向油液Si元素含量滿足研究指標要求≤10ppm。

隨著驗證里程的增加，動力轉(zhuǎn)向油液中有Si元素含量出現(xiàn)，這說明整個系統(tǒng)中含Si元素零部件（如動力轉(zhuǎn)向軟管）出現(xiàn)輕微磨損，但均在正常磨損范圍。從整個檢測數(shù)據(jù)來看，Si含量易空氣中灰塵影響出現(xiàn)異常，造成該指標檢測值偏高。

圖6

5、總結(jié)

在整個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)內(nèi)部清潔度滿足要求的情況下，從檢測結(jié)果可知，動力轉(zhuǎn)向油液各項指標均滿足研究指標要求。在整個驗證過程，整個動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)無異常磨損和相關(guān)故障出現(xiàn)，油液外觀清晰，其運動粘度、含水量、Fe、Al、Cu 及Si元素含量各項重要指標均滿足指標要求。依據(jù)目前油樣檢測結(jié)果和以往整車驗證表現(xiàn)，現(xiàn)有動力轉(zhuǎn)向油液可滿足50000km的超長里程保養(yǎng)要求。

[1] 王成功.GL-4變速器油的研制[J].石油高技,1991(5)：2-5.

[2] 伏喜勝.手動變速器復合劑的研制及應用[J].石油煉制與化工，2004(11)：65-68.

[3] 徐魏,水琳,李萬英.商用車車輛齒輪油的應用研究[C].中國汽車工程學會燃料與潤滑油分會第十四屆年會論文集,2010:180-185.

[4] 趙巍,粟斌.GL-5重負荷車輛齒輪油換油指標研究[J].石油商技.2013.31(1):52-59.

Commercial vehicle power steering oil long mileage and maintenance

Jiang Tengfei, Niu Yingkai, Wang Yali, Yuan Zhiming
( Anhui Jianghuai Automobile Group Co. Ltd, Anhui Hefei 230601 )

Study of commercial vehicle power steering oil, on the basis of kinematic viscosity, water content, Fe elements such as important indicators, to validate the oil testing, finally on the basis of test results determine power steering oil satisfies the requirement of long mileage and maintenance.

power steering oil; indicators; kinematic viscosity; water content; long mileage and maintenance

U461.99

A

1671-7988 (2017)08-200-03

江騰飛，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司技術(shù)中心項目管理部。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.068