[发明专利]齿轮流体

说明书

技术领域

本发明公开涉及齿轮和动力传动流体，该流体具有改进的特性，特别是用于极限压力应用。这里公开的流体可以包括在汽车和机械工业中广泛应用于齿轮和传动应用中的流体和添加剂。

背景技术

汽车工业已经发展了新的和先进的差速齿轮和传动系统。这些新的系统经常涉及高的能量需求。因此，必须发展零件保护技术以适合这些先进系统的日益增加的能量需求。

一个齿轮装置的例子是限滑差速器。在多数车辆中提供限滑差速器以克服经常发生的两个驱动轮胎或轮之一基本没有牵引力的状态。这可能是在松软的土壤中、沙地、淤泥或冰上。在标准的开放差速器中，失去牵引力的驱动轮胎接收的所有的动力传动系扭矩，但是旋转不能在期望的方向驱动车辆。在限滑差速器中，一个机构采用两驱动轮瓜分或均分由动力传动系传递的部分扭矩。通过瓜分可获得的转矩，具有一些牵引力的车轮接收足够的扭矩，进而使车辆向期望的方向移动。此外，高性能车辆具有如此高的扭矩以至于在转向的情况下一个车轮上的扭矩会超过有效牵引，因此，性能受损。限滑差速器在两轮间分配扭矩，进而提高了车辆性能。

限滑差速器具有多种机构以提供从小齿轮到驱动轴的扭矩传递。一种常用的机构是多盘湿式离合器，该离合器从差速架传递扭矩至侧齿轮。这些多盘离合器通常包括具有一种材料或护面材料的一组摩擦盘和一组钢盘。一组盘通过一些装置连接至差速架，而另一组盘通过类似装置连接至侧齿轮。由于侧齿轮驱动车轴，扭矩从而被传递到车轴进而传递到车辆的车轮和轮胎。这样给车辆一个驱动力。

在操作中，当车辆转弯或当一个车轮上的牵引力减少或消失时，限滑差速器摩擦盘和钢制离合器盘相对于彼此以不同的转速旋转。离合器盘的相对转动速度可以处于从接近零转至每分钟几百转的非常高的转速范围内。离合器盘在多数情况下通过将这两组盘推到一起的偏动簧片力以及差速器齿轮组分离力来运行。

限滑差速器需要具有合适摩擦特性的用于后桥的润滑剂，并且所述摩擦特性持续足够的行驶里程或耐久时间。合适的摩擦特性是摩擦系数随着转速的增加而升高，随着转速的降低而降低。

为了提供合适的摩擦特性和寿命，特定的添加剂可以以顶处理方式被添加到齿轮润滑剂中。这些添加剂可以从范围很广的摩擦改进剂和相关化合物中选择。但是，一种特别有效的添加剂在顶处理中不会溶解。

出于此目的，术语“齿轮流体”用于包括，但不限于，上述的齿轮和传动装置系统及其应用。

根据本发明配制的齿轮流体被适当地配制以保护金属与金属接触状态下的变速器和齿轮驱动元件。但是，提供这种改进性能的添加剂难以在用于添加至流体中的浓缩物中保持溶解。

在一实施方案中，提供了一种用于极压应用的齿轮流体组合物。该齿轮流体包括一种基础油成分和一种摩擦改进剂混合物。该摩擦改进剂包括：

(i)至少一种具有以下通式的烷基膦酸二酯：

其中R¹为具有约8至约24个碳原子的烃基，R²和R³独立地选自具有约1至约8个碳原子的烃基；

(ii)至少一种具有以下通式的烷基膦酸单酯：

其中，R⁴为具有约8至约24个碳原子的烃基，R⁵选自氢和约1至约8个碳原子的烃基；以及

(iii)至少一种通过以下通式表示的磷酸偏酯的胺盐：

其中每个R⁶和R⁸独立地为烃基，R⁷为氢或烃基，并且其中(i)与(ii)的比在约3至约5.5的范围内。

在一种优选的实施方式中，其中所述基础油组分包括一种烷基化的萘掺混组分。更优选地，其中所述的基础油组分包括单烷基化的萘。

在另一种优选的实施方式中，其中所述的烷基膦酸二酯选自十八烷基膦酸二甲基酯、十八烯基膦酸二甲基酯、2-乙基癸基膦酸二乙基酯、1-丁基十六烷基膦酸乙基丙基酯、十八烷基膦酸甲基乙基酯、二十烷基膦酸甲基丁基酯、三十六烷基膦酸二甲基酯。

在另外一种优选的实施方式中，其中所述烷基膦酸单酯由所述烷基膦酸二酯得到。

在还有一种优选的实施方式中，其中所述胺盐由酸式磷酸2-乙基己基酯得到。

在一种优选的实施方式中，其中所述胺盐由油胺得到。

在一种优选的实施方式中，所述的添加剂组合物包括以重量计约1％-约10％的膦酸的单酯和二酯。

在一种优选的实施方式中，所述的添加剂组合物包括以重量计约10％-约30％的磷酸的胺盐。