于宏濤

中國石化潤滑油有限公司北京研究院

隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械化水平技術(shù)及規(guī)模的不斷提高，對潤滑油品性能要求越來越高。為改變農(nóng)機傳動系統(tǒng)用油無產(chǎn)品標準的現(xiàn)狀，由中國石化潤滑油有限公司牽頭制定了相關(guān)標準，即NB/SH/T 6034—2021《農(nóng)機傳動系統(tǒng)用潤滑油》。本文從標準制定的原則、適用范圍及技術(shù)要求（指標和試驗方法的設(shè)置等）方面進行了解讀。

供圖/于宏濤

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)，農(nóng)業(yè)機械化是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要標志。2019 年全國大中型拖拉機保有量421.9 萬臺，小型拖拉機保有量1 818.0 萬臺，聯(lián)合收獲機械保有量205.9 萬臺，耕種收綜合機械化率達到70%以上，部分省區(qū)如新疆和黑龍江耕種收綜合機械化水平已達80%以上。傳動系統(tǒng)作為農(nóng)業(yè)機械的核心部件，其傳動形式主要可分為機械式換擋變速箱、動力換擋變速箱和無級變速箱等。隨著農(nóng)機傳動系統(tǒng)的不斷升級優(yōu)化，對潤滑油的承載性能、氧化穩(wěn)定性和摩擦性能等要求越來越高。

長久以來，對于農(nóng)機傳動系統(tǒng)用潤滑油，國內(nèi)外并無統(tǒng)一的產(chǎn)品技術(shù)標準，導(dǎo)致市場上的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，假冒油品問題嚴重，給農(nóng)機制造商和終端用戶造成了較大的經(jīng)濟損失。根據(jù)全國石油產(chǎn)品和潤滑劑標準化技術(shù)委員會下達的[2018]15 號《關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)2018 年能源領(lǐng)域行業(yè)標準制（修）訂計劃的通知》，由中國石化潤滑油有限公司牽頭制定《農(nóng)機傳動系統(tǒng)用潤滑油》標準的任務(wù)。目前標準已得到全國石油產(chǎn)品和潤滑劑標準化技術(shù)委員會批準發(fā)布，并將于2022 年5月16 日正式實施。NB/SH/T 6034—2021 標準的發(fā)布將改變農(nóng)機傳動系統(tǒng)用油無產(chǎn)品標準的狀況，為規(guī)范農(nóng)機行業(yè)用油起到積極的促進作用。為更好地推廣NB/SH/T 6034—2021標準，本文對標準制定的原則、適用范圍及技術(shù)要求進行了解讀。

標準制定的原則

NB/SH/T 6043—2021《農(nóng)機傳動系統(tǒng)用潤滑油》標準制定中主要遵循以下原則：

◇根據(jù)農(nóng)業(yè)機械傳動系統(tǒng)的具體工況、潤滑需求梳理對油品的性能要求，檢測項目及指標設(shè)置盡可能貼合生產(chǎn)及使用實際；

◇由于國內(nèi)外并無產(chǎn)品標準可供參考，全球主要農(nóng)機制造商均有各自的油品規(guī)格，因此本標準的制定中參考了部分OEM（原始設(shè)備制造商）規(guī)格；

◇為確保本標準中的試驗項目、質(zhì)量指標設(shè)置合理，對經(jīng)過市場檢驗的油品進行測試，并將測試結(jié)果與標準所設(shè)置的質(zhì)量指標進行比對。

標準適用范圍

目前，大中型農(nóng)機變速箱、液壓系統(tǒng)、濕式制動系統(tǒng)普遍使用同一 個 油 箱。NB/SH/T 6034—2021標準規(guī)定了油品需具有一定的承載性能、泵性能及摩擦性能，因此滿足NB/SH/T 6034—2021 標準規(guī)定的油品能夠適用于大中型農(nóng)業(yè)機械。大中型農(nóng)機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，對油品性能要求較高。滿足大中型農(nóng)機技術(shù)要求的潤滑油品也可滿足小型農(nóng)機用油要求。故NB/SH/T 6034—2021 標準所屬產(chǎn)品可涵蓋大中小型農(nóng)業(yè)機械用油要求。

標準技術(shù)要求

運動黏度

農(nóng)業(yè)機械傳動系統(tǒng)正常工作時溫度在100 ℃左右，根據(jù)實際工況并參考制造商相關(guān)規(guī)格，NB/SH/T 6034—2021 標準將100 ℃運動黏度定為9.1～12.5 mm2/s，40 ℃運動黏度定為報告。根據(jù)調(diào)研，出于減少用油種類的考慮，制造商及農(nóng)機終端用戶對于黏度等級劃分并無需求，目前市場上各品牌的農(nóng)機傳動系統(tǒng)用潤滑油也無黏度等級劃分，且NB/SH/T 6034—2021 標準100℃運動黏度范圍跨度較小，因此不進行黏度等級劃分。

黏度指數(shù)

黏度指數(shù)是表征潤滑油黏度隨溫度變化的參數(shù)。雖然部分農(nóng)機制造商要求油品黏度指數(shù)不低于140，但亦有多種黏度指數(shù)低于140的油品在實際使用中表現(xiàn)良好。行業(yè)標準作為該類產(chǎn)品技術(shù)準入門檻，應(yīng)具有一定的普適性。結(jié)合農(nóng)機制造商用油規(guī)格及實際使用情況，因此NB/SH/T 6034—2021 標準將黏度指數(shù)定為不低于120。

閃點

閃點是油品使用安全性的一項重要指標。根據(jù)GB 20581—2006《化學品分類、警示標簽和警示性說明安全規(guī)范 易燃液體》的要求，閃點大于93 ℃的液體不屬于易燃液體，可有效保證運輸及儲存時的安全性。目前農(nóng)機傳動系統(tǒng)油品多使用API II/III 類油調(diào)和，其閃點均高于200 ℃。因此NB/SH/T 6034—2021 標準中將閃點（開口）指標定為不低于200 ℃。

傾點

傾點反映了油品的低溫流動性能。農(nóng)業(yè)機械在冬季也承擔部分運輸工作。我國黑龍江、新疆等地區(qū)農(nóng)業(yè)機械化程度較高農(nóng)機保有量大，查詢東北、西北地區(qū)氣象材料可知，該地區(qū)冬季溫度較低，而農(nóng)業(yè)機械在冬季可能會承擔一些運輸工作（掛上斗車運輸牲畜、木材、草料、磚石等），為保證農(nóng)業(yè)機械正常工作，結(jié)合農(nóng)機制造商用油規(guī)格，NB/SH/T 6034—2021 標準中規(guī)定油品的傾點不高于-36 ℃。

表觀黏度

表觀黏度是反映油品低溫流動性的另一項重要指標。表觀黏度對車輛冷啟動時的潤滑保護和液壓泵低溫時的順利工作有較大影響。本標準設(shè)置了兩個表觀黏度的測試溫度。其中-20 ℃的測試條件針對的是農(nóng)業(yè)機械液壓系統(tǒng)，在東北、西北地區(qū)深秋、初冬時仍需擔負一些田間作業(yè)，此時早晚氣溫可能達到-20～-15 ℃左右（所以農(nóng)機制造商用油規(guī)格普遍也有-18 ℃或-20 ℃的測試要求），作業(yè)時液壓系統(tǒng)需對外輸出動力。根據(jù)收集的田間試驗情況，若油品表觀黏度高于6 000 mPa·s 時，液壓泵就出現(xiàn)了吸油不順暢的現(xiàn)象。因此-20 ℃表觀黏度指標設(shè)置為不高于5 500 mPa·s。-35 ℃測試條件針對變速箱，農(nóng)業(yè)機械在冬季可能會承擔一些運輸工作（掛上斗車運輸牲畜、木材、草料、磚石等），若表觀黏度大則造成啟動時潤滑不暢，參考各農(nóng)機制造商用油規(guī)格及市場油品實際使用表現(xiàn)，-35 ℃表觀黏度指標設(shè)置為不高于70 000 mPa·s。

泡沫性能

油品中的泡沫會影響潤滑油膜的形成，惡化潤滑條件，加速齒輪等零部件的磨損。農(nóng)機傳動系統(tǒng)工作溫度為100 ℃左右，結(jié)合農(nóng)機制造商用油規(guī)格NB/SH/T 6034—2021 標準將93.5 ℃的泡沫傾向性和穩(wěn)定性指標為不大于50/0（mL/mL）。通常潤滑油品在93.5 ℃時的泡沫傾向性高于24 ℃，因此本標準中規(guī)定24 ℃和后24 ℃的泡沫傾向性和穩(wěn)定性指標為不大于25/0（mL/mL）。

水分

水的存在會使油品添加劑分解失去原有的功效，也會使油品乳化變質(zhì)，嚴重影響潤滑油膜的形成，造成摩擦副表面擦傷和磨損。但潤滑油品生產(chǎn)、運輸?shù)冗^程中可能會混入少量的水。結(jié)合油品的使用性能、生產(chǎn)可操作性及各農(nóng)機制造商用油規(guī)格，因此NB/SH/T 6034—2021 標準中水分（質(zhì)量分數(shù)）規(guī)定為不大于痕跡（0.03%）。

機械雜質(zhì)

機械雜質(zhì)是指存在于油品中所有不溶于溶劑（汽油、苯等）的有機成分（如瀝青和炭化物等）以及由砂石、鐵屑等組成的雜質(zhì)，不僅影響潤滑油的清潔度，還直接影響到油品使用效果。潤滑油基礎(chǔ)油及添加劑中可能含有少量機械雜質(zhì)，生產(chǎn)過程中也可能混入少量雜質(zhì)。結(jié)合油品的使用性能、生產(chǎn)可操作性及各農(nóng)機制造商用油規(guī)格，本標準將機械雜質(zhì)指標定為不大于0.01%（質(zhì)量分數(shù)）。

液相銹蝕

液相銹蝕反映了油品在有水存在的條件下對金屬部件的防腐蝕性能。由于農(nóng)機在農(nóng)田中工作時不可避免會接觸到水分，因此油品需要有良好的液相銹蝕性能。農(nóng)業(yè)機械傳動系統(tǒng)中的水分主要為油箱通氣孔吸入的水蒸氣冷凝水、灌溉用水、稻田水及麥田水等“淡水”。因此NB/SH/T 6034—2021 標準將液相銹蝕試驗條件定為蒸餾水（A法），指標定為合格。

銅片腐蝕

銅片腐蝕試驗反映了油品中的活性硫物質(zhì)對青銅或其他銅合金部件造成腐蝕的程度。根據(jù)調(diào)研，農(nóng)機傳動系統(tǒng)正常工作溫度為90～120 ℃，結(jié)合實際工況，NB/SH/T 6034—2021 標準將銅片腐蝕試驗條件定為121 ℃，3 h，質(zhì)量指標定為不大于1 級。

元素含量

元素含量可反映出油品中功能添加劑含量。NB/SH/T 6034—2021標準中規(guī)定了測試硫、磷、氮、鋅、鈣等常見添加劑元素含量，以便生產(chǎn)廠家及客戶監(jiān)測油品質(zhì)量穩(wěn)定性。由于不同的潤滑油使用的配方體系不相同，因此本標準將元素含量指標定為報告。

FZG 齒輪機試驗

FZG 齒輪機試驗是衡量油品承載能力的一個重要指標。農(nóng)用機械作為非道路車輛，其傳動系統(tǒng)存在大量低速重載工況及沖擊負荷。因此油品應(yīng)具有良好的承載性能，在齒輪機構(gòu)低速重載或沖擊負荷下迅速形成邊界吸附膜或化學反應(yīng)膜，以防止齒面磨損、擦傷、膠合。根據(jù)實際工作時農(nóng)機傳動系統(tǒng)中齒輪齒面負荷的調(diào)研結(jié)果，結(jié)合實際工況并參考各農(nóng)機制造商用油規(guī)格，將FZG 失效級定為不小于10 級。

KRL 剪切安定性

農(nóng)業(yè)機械的工況條件較為苛刻，需要油品在使用過程中具有較好的黏度保持性，以提供充足的油膜保護，降低因摩擦造成的磨損，以達到較長的換油周期。

較為常用的剪切安定性測試方法有超聲波剪切法、柴油噴嘴法和圓錐滾子軸承法。其中，圓錐滾子軸承法與車輛傳動系統(tǒng)實際工況相關(guān)性較好，已被SAE J306 齒輪油規(guī)格所采用，且部分農(nóng)機制造商亦使用此方法評價潤滑油品的剪切安定性。因此，NB/SH/T 6034—2021 標 準 使用NB/SH/T 0845《傳動潤滑劑黏度剪切安定性的測定 圓錐滾子軸承試驗機法》法評價油品的剪切安定性。通 過 調(diào) 研，NB/SH/T 6034—2021標準規(guī)定剪切后油品100 ℃運動黏度不小于6.8 mm2/s，剪切后油品100 ℃運動黏度下降率不大于30%。

氧化穩(wěn)定性

油品的氧化穩(wěn)定性反映了油品抗老化的能力。為快速評價油品的氧化穩(wěn)定性，通常對油品進行強制老化，并使用100 ℃運動黏度變化率及酸值增加評價油品的氧化穩(wěn)定性。CEC L-48 方法廣泛應(yīng)用于評價傳動系油品的氧化穩(wěn)定性，部分農(nóng)機制造商亦使用CEC L-48方法。結(jié)合農(nóng)機機械使用溫度、換油時間，NB/SH/T 6034—2021 標準使用最新版本的CEC L-48-00（B）方法對油品進行強制老化，試驗條件定為150 ℃，192 h。并以100 ℃運動黏度變化率及酸值增加評價油品氧化穩(wěn)定性。

潤滑油品在氧化過程中可能產(chǎn)生油泥、膠質(zhì)等，若附著在零部件表面會堵塞潤滑油路、加劇摩擦、影響散熱。因此，潤滑油品需將氧化產(chǎn)物分散在油中，可能導(dǎo)致其100 ℃運動黏度變化率較大。結(jié)合油品的使用性能，同時參考農(nóng)機制造商規(guī)格，NB/SH/T 6034—2021 標準規(guī)定老化后油品100 ℃運動黏度變化不大于25%。不同廠家油品配方體系不同導(dǎo)致各油品初始酸值不同，且未發(fā)現(xiàn)油品的酸值與金屬腐蝕之間存在必然聯(lián)系。因此NB/SH/T 6034—2021標準規(guī)定強制老化后油品酸值增加指標為報告。

摩擦性能

摩擦性能是農(nóng)機傳動系統(tǒng)用油的關(guān)鍵性能，關(guān)系到換擋感受及濕式剎車性能。目前，公開的摩擦試驗方法有JASO M348、SAE J2490、SAE J2487 等，其中SAE J2490：SAE No. 2 Friction Test Machine μPvt Test 廣泛應(yīng)用于評價非道路車輛潤滑油品的摩擦性能，且SAE J2490 已轉(zhuǎn)化為GB/T 35472.6《濕式自動變速箱摩擦元件試驗方法 第6 部分：摩擦性能與壓力、速度、溫度關(guān)系試驗方法》。因此，NB/SH/T 6034—2021 標 準 使 用GB/T 35472.6 評價油品的摩擦性能，并通過測量油品在不同溫度、壓力、轉(zhuǎn)速下的末端動摩擦系數(shù)（μE）與中點動摩擦系數(shù)（μM）及μE與μM的比值（E/M）判斷油品的摩擦性能。通常中點動摩擦系數(shù)（μM）越大，意味著相同條件下濕式離合器/制動器接合時間較短，出現(xiàn)打滑、反應(yīng)遲滯的可能性越小。且一般要求末端動摩擦系數(shù)（μE）與中點動摩擦系數(shù)（μM）的比值（E/M）稍小或接近于1.0，可降低接合過程中的震顫、噪聲等傾向。此外油品還應(yīng)擁有良好的摩擦耐久性和溫度適應(yīng)性，能夠在傳動系統(tǒng)的全溫度范圍內(nèi)保持摩擦性能。

同一油品在不同廠家摩擦片的E/M 試驗結(jié)果差異明顯。若要客觀對比不同油品的摩擦性能，需使用同一種摩擦片進行測試。根據(jù)調(diào)研，國內(nèi)外知名農(nóng)機制造商普遍使用紙基摩擦片，因此應(yīng)選定一種紙基摩擦片作為標準摩擦片。目前國內(nèi)使用GB/T 37208—2018《非金屬紙基濕式摩擦材料》對紙基摩擦片進行劃分，明確指出2 類摩擦材料能夠應(yīng)用于農(nóng)業(yè)機械變速箱及制動系統(tǒng)。因此NB/SH/T 6034—2021 標 準 中 要 求 摩擦片形狀、尺寸參考GB/T 35472.6中規(guī)定的標準摩擦片，并滿足GB/T 37208 中2 類摩擦片性能要求。

選用了一種滿足要求的摩擦片對11 種油品進行了測試，涵蓋國內(nèi)外品牌產(chǎn)品及OEM 專用油，在農(nóng)機行業(yè)均有較多應(yīng)用案例，測試結(jié)果E/M 均 在0.8～1.6 之 間，中點動 摩擦系數(shù)μM不低于0.08。因此，NB/SH/T 6034—2021 標準規(guī)定在使用GB/T 35472.6 中的標準摩擦材料進行測試時，E/M 質(zhì)量指標為0.8～1.6，中點動摩擦系數(shù)（μM）指標為不小于0.08、末端動摩擦系數(shù)（μE）質(zhì)量指標為報告。

泵性能

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機械的變速箱、后橋及液壓系統(tǒng)普遍使用同一個油箱。因此油品需要具備一定的液壓油性能，包括對液壓泵的磨損保護。根據(jù)調(diào)研，農(nóng)業(yè)機械傳動系統(tǒng)中泵壓力為20 MPa 左右，為中低壓系統(tǒng)。NB/SH/T 6034—2021 標 準 參考GB 11118.1—2011《 液 壓 油》中L-HM 68（普通）技術(shù)要求，使用SH/T 0307—1992《石油基液壓油磨損特性測定法(葉片泵法)》測試油品泵性能，質(zhì)量指標定為磨損量不大于100 mg。

密封適應(yīng)性指數(shù)、密封材料相容性

根據(jù)調(diào)研，丁腈橡膠（NBR）由于具有良好的的耐老化、耐油和力學性能，且制造工藝簡單、成本低廉，在農(nóng)業(yè)機械變速箱及液壓系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛。因此，應(yīng)重點關(guān)注潤滑油品與丁腈橡膠（NBR）密封材料的相容性。

為評價油品與丁腈橡膠O 型圈的相容性，NB/SH/T 6034—2021 標準使用SH/T 0305—1993《石油產(chǎn)品密封適用性指數(shù)測定法》進行測試。該方法所使用的測試件為丁腈橡膠環(huán)，材質(zhì)與形狀與農(nóng)機液壓系統(tǒng)、變速箱中常用的密封環(huán)類似。NB/SH/T 6034—2021 標 準 參 考GB 11118.1—2011 中L-HM 68（普通）性能要求，將密封適應(yīng)性指數(shù)定為不大于8。密封件不僅有O 型圈，也存在墊片等片狀材料。目前農(nóng)機制造商主要采用高溫浸泡法，通過測試浸泡后橡膠件硬度、體積、拉伸強度、拉斷伸長率等項目評價潤滑油與此類密封材料的相容性。GB/T 14832《標準彈性體材料與液壓液體的相容性試驗》規(guī)定了密封件浸泡試驗操作流程及測試項目。因此，NB/SH/T 6034—2021 標準選用GB/T 14832方法評價油品與密封材料的相容性。經(jīng)過調(diào)研，農(nóng)機制造商要求密封材料在油品中浸泡后體積變化較少，拉伸性能降低較少。因此NB/SH/T 6034—2021 標準參考部分農(nóng)機制造商規(guī)格，制定如下指標，見表1。

表1 密封材料相容性技術(shù)要求

結(jié)束語

NB/SH/T 6034—2021《農(nóng)機傳動系統(tǒng)用潤滑油》行業(yè)標準填補了國內(nèi)農(nóng)機傳動系統(tǒng)潤滑油技術(shù)標準的空白?？捎行У貙π袠I(yè)內(nèi)各潤滑油品牌進行有效地監(jiān)管，防止假冒油品。同時可形成有利于行業(yè)發(fā)展的技術(shù)資料，推動中國農(nóng)業(yè)機械傳動系統(tǒng)潤滑油品的升級換代，對于中國農(nóng)機行業(yè)的發(fā)展將產(chǎn)生顯著的社會意義。