等速万向节润滑脂减摩添加剂.pdf

ISSN1000-3762轴承2010年3期
CN41-1148/TH Bcaring 2010, No.3
专题综述
等速万向节润滑脂减摩添加剂
王志刚
(解放军汽车管理学院,安徽蚌埠233011)
摘要:对目前广泛使用的等速万向节(CV》润滑脂减摩添加剂进行了研究、归纳和分析,探讨了二化铝、二硫
代磷酸钼、硼酸盐和不含硫璘有机钼化合物等添加剂的减摩效果,并指出加有不含硫磷的酰胺/胺有机钼复合
物添加剂的润滑脂减摩效果显著。
关键词:等速万向节;润滑脂;璋添加剂
中图分类号;U463.216.3;U473.6文献标志码;B文章编号:1000-3762(2010)03-0054-03
由于前轮驱动汽车具有能耗低和行使稳定性
好等优点,家用轿车几乎都采用了前轮驱动方式。し减摩添加剂的分类
前轮驱动的主要部件一一等速万向节( Constant
麾擦改进剂
Velocity Joint,CVJ)及相应润滑脂的使用量越来越
摩擦改进剂的减摩机理为:其中的极性基团
大。一个CWJ的用脂量大约为90g,一辆轿车有4对金属有很强的亲和力,可强有力地吸附在金属
个VJ,用润滑脂共约360g。因而提高其润滑表面,形成一种类似于缓冲垫的保护膜,避免金属
脂的性能,具有非常大的实用意义和市场价值。
直接接触,从而减小摩擦和臍损。
CVJ润滑脂应具有良好的耐高温、防水、防腐
常见的摩擦改进剂主要包括一些硫化矿物质
蚀、极压抗磨以及橡胶相容性等性能,使用寿命要油、硫化植物油、含氮化合物和钼化合物,如石墨
在8x10-km以上2。国外研究者使用红外光谱MaS2、碗化棉籽油、茝麻油等。
和扫描电子显微镜发现,在测试过的CVJ表面同1.2极压抗磨剂
时存在基础油、稠化剂、添加剂及其衍生沉积物,
极压抗磨剂的减摩机理为:在高温、高速和重
并且由于油膜中稠化剂和添加剂的存在,利用基载条件下,其可与金属表面迅速反应生成厚的无
础油黏度佔算出的润滑油暎厚度与实际测量值有机膜,保护金属表面不发生粘着和熔焊。极压抗
较大的出人"。由此可知,除基础油外,稠化剂利和磨剂主要有含硫化合物、含磷化合物、有机金属化
添加剂也极大地影响着润滑脂的润滑效果,其中合物、硼酸盐等。含硫化合物,特别是硫化异丁烯
减添加剂对润滑脂的性能影响显著,现对其进的硫含量很高,可达40%~48%,多半是硫一硫
行分析研究。
结合,极压性能很好。不少含磷化合物同时含有
硫、璘元素,极压性能和抗磨性能均崀好。硼酸盐齜
收稿日期:2009-09-22;修回日期:2010-01-25
类添加剂是性能优异的极压抗磨剂,有极高的油
作者简介:玉志刚(1956-),男,副教授,主要研究方向为膜强度和良好的热稳定性。硫一磷型极压抗磨剂
汽车、内燃机结构与润滑。E- mail: Intuzgwang@ sina.coo的使用温度界限为130℃;而硼酸盐在此温度下
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王志刚等:速万向节润滑脂减摩添加剂的研究
依然是安定的,即便在250℃仍能使用。
在运动型多功能车(SUV)高速(3000r/min)
2几种减摩添加剂的性能及对比
大角度驱动轴的三轴销式等速万向节(图1)上,
进行标准脂和摩擦改进剂为二烷基二硫代磷酸钼
二硫化钼
( MODTP)脂的对比试验。试验对比了等速万向节
二硫化钼(MoS2)属于摩擦改进剂。实践表明的受力和温升情况。由图2和图3可知:减摩添
添加MS2能提高脂的承载能力,减少磨损,延长加剂由MoS2改为 MODTP后,等速万向节的轴向
轴承的使用寿命。MoS2的粒度对抗磨效果有影力和温升都相应减小。
响,在轴承低速运转时,添加大颗粒的MoS2,脂的
使用寿命较长;而轴承高速运转时,添加小颗粒
MoS2,脂的承载能力较高叫。因此,适当数量和粒
度的MoS2还可以提高脂的极压抗磨性能。原因
可能是小颗粒易于形成完整的连续膜;而大颗粒
1一滚道;2一三销主轴;3一防生敗;4一球面滚子;5一枢轴;
则易于粘着和防止磨损。在CWJ润滑脂添加剂中
滚针轴承;7一外筒
MoS2大多和其他减摩添加剂配合使用,以便达到
图1三轴销式万向节剖面示意图
更佳的减摩效果,并改善润滑脂性能。但随着新
250
型高效有机钼添加剂的研发,MoS2的使用量呈不
一标准
一-加有 MODTPI的脂
断下降趋势。
R
2.2二硫代磷酸钼
硫代磷酸钼是深蓝绿色黏稠液体,有令人
不快的气味,也是摩擦改进剂的一种。实际使用
10
中,低浓度的二硫代磷酸钼用于提高固定球节的
迮接角(°)
机械效率;而较髙浓度的二硫代磷酸钳用于减小
图2三销式CVJ轴向力比较
滑动型万向节的轴向力。润滑脂所用的二硫代磷
高于此温度保护鲤失效
酸钼的添加量(质量分数)一般为2%~5%,与二
一标准脂
硫代磷酸锌一起使用时摩擦系数为0.03~0.06,
t00
ー加有 MODTP的脂
减摩效果非常好?。
为了对比减摩添加剂的减摩效果,本研究采
60
用某轿车等速万向节用润滑脂作为试验用标准
脂,参数见表1。试验用标准脂摩擦改进剂是添加
10
量为3%的MoS2,当添加剂改为添加量3%二烷基
连接角∥(°
硫代磷酸钼( MODIP)时进行性能对比试验。
图3三销式CVyJ温升的比较
表1某轿车用CWJ复合锂基脂性能参数
2.3硼酸盐
参数
数值
硼酸盐( Borate)是一种具有优异稳定性和载
荷性的极压抗磨剂。常用的硼酸盐有偏硼酸钠、
锥人度/0.1mm
偏硼酸钾、三硼酸钾等,通常用乳化脱水法和化学
滴点/℃
反应法取这种胶体溶液。硼酸盐广泛应用于润
相似黏度(-20℃,D=20/s)/(Pas)
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滑脂、发动机油、金属成形润滑剂等润滑材料,
钢片腐蚀(100℃,24b)
通过
般添加量(质量分数)在2%~5%。硼酸盐的极
防腐蚀性(52℃,48h)/数
压抗磨性能好,有很高的油膜强度,尤其能承受冲
击载荷,这非常适合汽车等速万向节的工况。由
漏失量(104℃,6h)/g
于硼酸盐是“惰性”极压抗磨剂,热稳定性好,使用
水淋流失量(79℃,1)/%
中消耗较少,因而使用寿命较长?。另外,硼酸盐
蒸发量(150℃