重卡汽车对我国国民经济增长具有实质性的推动作用，由于其装载量及发动机传递功率较大，而且变速箱齿轮结构复杂，导致变速箱齿轮在对动力和扭矩传递的过程中会产生一定的变形、噪声和热量，尤其是变速箱齿轮在低速、大扭矩工况下及摩擦作用下产生大量的热能。若所产生的热能散不出去容易导致齿轮出现热胶和磨损的现象，从而降低齿轮的传动效率。因此，对重卡汽车变速箱齿轮的润滑尤为重要，本文将着重对齿轮润滑效果影响因素及两级飞溅润滑进行分析。
一、齿轮润滑效果影响因素研究
为保证对重卡变速箱齿轮的润滑效果，确保所飞溅润滑系统能够对齿轮完成高效、稳定的润滑，需充分掌握可能影响齿轮润滑效果的因素。本节将从齿轮转速、齿轮箱不同倾角以及润滑温度三方面的因素对润滑效果的影响进行研究。具体阐述如下：
齿轮转速对润滑效果的影响：本节基于计算流体动力学(CFD)对齿轮转速为 600 r/min、900 r/min 和 1 200 r/min 时齿轮的润滑情况进行对比。其中，当齿轮转速为 600 r /min 时，润滑油的飞溅的高度为 38 mm；当齿轮转速为 900 r/min 时，对应润滑油的飞溅高度为 47 mm；当齿轮转速为 1 200 r/min 时，对应润滑油的飞溅高度为 57 mm。此外，不同齿轮转速下润滑油变速箱内的分布情况也不尽相同，具体如图 1 所示。
图 1 不同齿轮转速下润滑油分布情况
如图 1 所示，当齿轮转速为 600 r/min 时，润滑油在小齿轮的作用下已经逐步被带入啮合取，而且润滑油在齿轮顶端处于向前向上运动的趋势;与此同时，润滑油虽然在大齿轮的作用下达到齿轮顶端，但是还未到双方的啮合区。当齿轮转速为 900 r/min 时，小齿轮和大齿轮的润滑油均已达到双方的啮合区，而且已经有部分润滑油飞溅至变速箱的内壁。当齿轮转速为 1 200 r/min 时，变速箱内润滑油的分布形式与转速 900 r/min，二者区别在于 1 200 r/min 转速时润滑油的动量更大。
综上所述，随着齿轮转速的增加，对应变速箱内润滑油的动量不同。当齿轮转速较低时，润滑油主要集中在齿轮周围;而当转速较高时，润滑油获得的动量更大，润滑油飞溅至变速箱内壁。
齿轮箱倾角对润滑效果的影响：针对重卡汽车在山路坡面上的运行工况，本节着重对齿轮箱齿轮处于静止状态下处于不同倾角时对应润滑油的润滑效果进行研究，齿轮箱的倾角包括有 - 15°、0°以及 15°。结合实际情况，当齿轮箱倾角为 - 15°时，大齿轮约有两个齿没入润滑油中，而小齿轮没入润滑油中的深度为其对应的分度圆半径;当齿轮箱倾角为 0°时，大齿轮没入润滑油中的深度为其分度圆半径的 1/3，小齿轮没入润滑油中的深度为其分度圆的 1/2；当齿轮倾角为 15°时，大齿轮没入润滑油中的深度约为其对应的分度圆半径，小齿轮仅有两个齿没入润滑油中。
当齿轮箱齿轮开始运行时，齿轮箱润滑油在不同倾角下的分布情况如下页图 2 所示。
图 2 齿轮箱润滑油在不同倾角下的分布情况
如下页图 2 所示，当倾角为 - 15°时，小齿轮由于没入润滑油的深度较大其对应搅拌起的润滑油率先进入双方的啮合区，并已飞溅至齿轮箱的内壁;而大齿轮搅拌起的润滑油未进入双方的啮合区。当倾角为 0°时，在同等转速下，小齿轮的转速大于大齿轮，小齿轮润滑油率先进入啮合区。当倾角为 15° 时，润滑油的分布情况正好与倾角为 - 15°时的相反;需要注意的是，虽然大齿轮浸没深度大但是由于其尺寸较大被搅拌起润滑油仅能达到齿轮顶部并未能够达到飞溅至齿轮箱内壁。
综上所述，当倾角为 - 15°时，齿轮箱内润滑油的分布效果最佳，对应的润滑效果也最佳。
润滑油温度对润滑效果的影响：我国地域辽阔，而且春夏秋冬四季分明，在不同季节，不同气温下重卡运行时，对应润滑油的温度也不同。温度直接影响润滑油的运动黏度，本节将对不同运动黏度下对应润滑油的效果进行研究。一般情况下，重卡变速箱在不同档位工作时润滑油集中温度范围为 70 ℃~100 ℃，选取其中典型的三种运动黏度值分别为 14 mm2 /s、18 mm2 /s、22 mm2 /s。不同运动黏度润滑油在齿轮箱的分布情况如图 3 所示：
图 3 不同运动粘度润滑油在齿轮箱的分布情况
如图 3 所示，当润滑油运动黏度为 14 mm2 /s 时，大小齿轮搅拌起润滑油的量很少，大齿轮对应的润滑油已达到其顶端;当润滑油运动黏度为 18 mm2 /s 时，大齿轮润滑油已经达到飞溅的级别，小齿轮润滑油进入双方的啮合区。当润滑油运动黏度增大至 22 mm2 /s 时，大小齿轮搅拌的润滑油均进入双方的啮合区，并进入下一阶段的润滑。
二、两级齿轮飞溅润滑分析
为确保能够针对重卡变速箱齿轮能够达到最佳的润滑效果，本节对两级齿轮的飞溅润滑效果进行分析。将采用 CFD 软件对两级齿轮的飞溅润滑效果进行研究，所搭建的飞溅润滑模型如图 4 所示：
图 4 两级齿轮飞溅润滑模型
如图 4 所示，两级齿轮中对应三个齿轮的模数均为 5。其中，大齿轮 M的齿数为 36，左小齿轮 L和右小齿轮 R 的齿数均为 25。经对仿真结果研究得出如下结论：
1)单级齿轮与两级齿轮相对可确保更多的润滑油进入齿轮的啮合区;
2)虽然两级齿轮下在齿轮两侧损失的润滑油较多，但是通过比例云图表示，两级齿轮依然可以保证有充足的润滑油进入啮合区;
3)对比了解两级齿轮和单级齿轮的润滑油的分布情况可知，两级齿轮与单级齿轮相对中间轴的数量增加，导致变速箱的横向尺寸增加，需对两级齿轮的位置进行优化设计，才能达到最佳的润滑效果。
三、结语
重卡在我国运输行业扮演者重要的角色和地位，其变速箱需具备传递大扭矩、多挡位的功能。为保证变速箱的高效、稳定为重卡提供动力，其内部齿轮的润滑效率尤为重要。本文基于 CFD 软件对重卡变速箱齿轮润滑效果的影响因素和两级齿轮的飞溅润滑进行对比，得出如下结论：
1)随着转速的增加，变速箱齿轮的润滑效果越好;
2)当倾角为 - 15°时，单级齿轮的润滑效果最佳;
3)随着润滑油温度的增加，其对应的运动黏度越高，越有利于齿轮的润滑。
4)两级齿轮和单级齿轮对变速箱齿轮的润滑影响明显。
参考文献略.