NB/SH/T 6034—2021《农机传动系统用润滑油》行业标准解读

于宏涛

中国石化润滑油有限公司北京研究院

随着国内农业机械化水平技术及规模的不断提高，对润滑油品性能要求越来越高。为改变农机传动系统用油无产品标准的现状，由中国石化润滑油有限公司牵头制定了相关标准，即NB/SH/T 6034—2021《农机传动系统用润滑油》。本文从标准制定的原则、适用范围及技术要求（指标和试验方法的设置等）方面进行了解读。

供图/于宏涛

农业是国民经济的基础，农业机械化是农业现代化的重要标志。2019 年全国大中型拖拉机保有量421.9 万台，小型拖拉机保有量1 818.0 万台，联合收获机械保有量205.9 万台，耕种收综合机械化率达到70%以上，部分省区如新疆和黑龙江耕种收综合机械化水平已达80%以上。传动系统作为农业机械的核心部件，其传动形式主要可分为机械式换挡变速箱、动力换挡变速箱和无级变速箱等。随着农机传动系统的不断升级优化，对润滑油的承载性能、氧化稳定性和摩擦性能等要求越来越高。

长久以来，对于农机传动系统用润滑油，国内外并无统一的产品技术标准，导致市场上的产品质量参差不齐，假冒油品问题严重，给农机制造商和终端用户造成了较大的经济损失。根据全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会下达的[2018]15 号《关于转发2018 年能源领域行业标准制（修）订计划的通知》，由中国石化润滑油有限公司牵头制定《农机传动系统用润滑油》标准的任务。目前标准已得到全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会批准发布，并将于2022 年5月16 日正式实施。NB/SH/T 6034—2021 标准的发布将改变农机传动系统用油无产品标准的状况，为规范农机行业用油起到积极的促进作用。为更好地推广NB/SH/T 6034—2021标准，本文对标准制定的原则、适用范围及技术要求进行了解读。

标准制定的原则

NB/SH/T 6043—2021《农机传动系统用润滑油》标准制定中主要遵循以下原则：

◇根据农业机械传动系统的具体工况、润滑需求梳理对油品的性能要求，检测项目及指标设置尽可能贴合生产及使用实际；

◇由于国内外并无产品标准可供参考，全球主要农机制造商均有各自的油品规格，因此本标准的制定中参考了部分OEM（原始设备制造商）规格；

◇为确保本标准中的试验项目、质量指标设置合理，对经过市场检验的油品进行测试，并将测试结果与标准所设置的质量指标进行比对。

标准适用范围

目前，大中型农机变速箱、液压系统、湿式制动系统普遍使用同一 个 油 箱。NB/SH/T 6034—2021标准规定了油品需具有一定的承载性能、泵性能及摩擦性能，因此满足NB/SH/T 6034—2021 标准规定的油品能够适用于大中型农业机械。大中型农机传动系统结构更加复杂，对油品性能要求较高。满足大中型农机技术要求的润滑油品也可满足小型农机用油要求。故NB/SH/T 6034—2021 标准所属产品可涵盖大中小型农业机械用油要求。

标准技术要求

运动黏度

农业机械传动系统正常工作时温度在100 ℃左右，根据实际工况并参考制造商相关规格，NB/SH/T 6034—2021 标准将100 ℃运动黏度定为9.1～12.5 mm2/s，40 ℃运动黏度定为报告。根据调研，出于减少用油种类的考虑，制造商及农机终端用户对于黏度等级划分并无需求，目前市场上各品牌的农机传动系统用润滑油也无黏度等级划分，且NB/SH/T 6034—2021 标准100℃运动黏度范围跨度较小，因此不进行黏度等级划分。

黏度指数

黏度指数是表征润滑油黏度随温度变化的参数。虽然部分农机制造商要求油品黏度指数不低于140，但亦有多种黏度指数低于140的油品在实际使用中表现良好。行业标准作为该类产品技术准入门槛，应具有一定的普适性。结合农机制造商用油规格及实际使用情况，因此NB/SH/T 6034—2021 标准将黏度指数定为不低于120。

闪点

闪点是油品使用安全性的一项重要指标。根据GB 20581—2006《化学品分类、警示标签和警示性说明安全规范 易燃液体》的要求，闪点大于93 ℃的液体不属于易燃液体，可有效保证运输及储存时的安全性。目前农机传动系统油品多使用API II/III 类油调和，其闪点均高于200 ℃。因此NB/SH/T 6034—2021 标准中将闪点（开口）指标定为不低于200 ℃。

倾点

倾点反映了油品的低温流动性能。农业机械在冬季也承担部分运输工作。我国黑龙江、新疆等地区农业机械化程度较高农机保有量大，查询东北、西北地区气象材料可知，该地区冬季温度较低，而农业机械在冬季可能会承担一些运输工作（挂上斗车运输牲畜、木材、草料、砖石等），为保证农业机械正常工作，结合农机制造商用油规格，NB/SH/T 6034—2021 标准中规定油品的倾点不高于-36 ℃。

表观黏度

表观黏度是反映油品低温流动性的另一项重要指标。表观黏度对车辆冷启动时的润滑保护和液压泵低温时的顺利工作有较大影响。本标准设置了两个表观黏度的测试温度。其中-20 ℃的测试条件针对的是农业机械液压系统，在东北、西北地区深秋、初冬时仍需担负一些田间作业，此时早晚气温可能达到-20～-15 ℃左右（所以农机制造商用油规格普遍也有-18 ℃或-20 ℃的测试要求），作业时液压系统需对外输出动力。根据收集的田间试验情况，若油品表观黏度高于6 000 mPa·s 时，液压泵就出现了吸油不顺畅的现象。因此-20 ℃表观黏度指标设置为不高于5 500 mPa·s。-35 ℃测试条件针对变速箱，农业机械在冬季可能会承担一些运输工作（挂上斗车运输牲畜、木材、草料、砖石等），若表观黏度大则造成启动时润滑不畅，参考各农机制造商用油规格及市场油品实际使用表现，-35 ℃表观黏度指标设置为不高于70 000 mPa·s。

泡沫性能

油品中的泡沫会影响润滑油膜的形成，恶化润滑条件，加速齿轮等零部件的磨损。农机传动系统工作温度为100 ℃左右，结合农机制造商用油规格NB/SH/T 6034—2021 标准将93.5 ℃的泡沫倾向性和稳定性指标为不大于50/0（mL/mL）。通常润滑油品在93.5 ℃时的泡沫倾向性高于24 ℃，因此本标准中规定24 ℃和后24 ℃的泡沫倾向性和稳定性指标为不大于25/0（mL/mL）。

水分

水的存在会使油品添加剂分解失去原有的功效，也会使油品乳化变质，严重影响润滑油膜的形成，造成摩擦副表面擦伤和磨损。但润滑油品生产、运输等过程中可能会混入少量的水。结合油品的使用性能、生产可操作性及各农机制造商用油规格，因此NB/SH/T 6034—2021 标准中水分（质量分数）规定为不大于痕迹（0.03%）。

机械杂质

机械杂质是指存在于油品中所有不溶于溶剂（汽油、苯等）的有机成分（如沥青和炭化物等）以及由砂石、铁屑等组成的杂质，不仅影响润滑油的清洁度，还直接影响到油品使用效果。润滑油基础油及添加剂中可能含有少量机械杂质，生产过程中也可能混入少量杂质。结合油品的使用性能、生产可操作性及各农机制造商用油规格，本标准将机械杂质指标定为不大于0.01%（质量分数）。

液相锈蚀

液相锈蚀反映了油品在有水存在的条件下对金属部件的防腐蚀性能。由于农机在农田中工作时不可避免会接触到水分，因此油品需要有良好的液相锈蚀性能。农业机械传动系统中的水分主要为油箱通气孔吸入的水蒸气冷凝水、灌溉用水、稻田水及麦田水等“淡水”。因此NB/SH/T 6034—2021 标准将液相锈蚀试验条件定为蒸馏水（A法），指标定为合格。

铜片腐蚀

铜片腐蚀试验反映了油品中的活性硫物质对青铜或其他铜合金部件造成腐蚀的程度。根据调研，农机传动系统正常工作温度为90～120 ℃，结合实际工况，NB/SH/T 6034—2021 标准将铜片腐蚀试验条件定为121 ℃，3 h，质量指标定为不大于1 级。

元素含量

元素含量可反映出油品中功能添加剂含量。NB/SH/T 6034—2021标准中规定了测试硫、磷、氮、锌、钙等常见添加剂元素含量，以便生产厂家及客户监测油品质量稳定性。由于不同的润滑油使用的配方体系不相同，因此本标准将元素含量指标定为报告。

FZG 齿轮机试验

FZG 齿轮机试验是衡量油品承载能力的一个重要指标。农用机械作为非道路车辆，其传动系统存在大量低速重载工况及冲击负荷。因此油品应具有良好的承载性能，在齿轮机构低速重载或冲击负荷下迅速形成边界吸附膜或化学反应膜，以防止齿面磨损、擦伤、胶合。根据实际工作时农机传动系统中齿轮齿面负荷的调研结果，结合实际工况并参考各农机制造商用油规格，将FZG 失效级定为不小于10 级。

KRL 剪切安定性

农业机械的工况条件较为苛刻，需要油品在使用过程中具有较好的黏度保持性，以提供充足的油膜保护，降低因摩擦造成的磨损，以达到较长的换油周期。

较为常用的剪切安定性测试方法有超声波剪切法、柴油喷嘴法和圆锥滚子轴承法。其中，圆锥滚子轴承法与车辆传动系统实际工况相关性较好，已被SAE J306 齿轮油规格所采用，且部分农机制造商亦使用此方法评价润滑油品的剪切安定性。因此，NB/SH/T 6034—2021 标 准 使用NB/SH/T 0845《传动润滑剂黏度剪切安定性的测定 圆锥滚子轴承试验机法》法评价油品的剪切安定性。通 过 调 研，NB/SH/T 6034—2021标准规定剪切后油品100 ℃运动黏度不小于6.8 mm2/s，剪切后油品100 ℃运动黏度下降率不大于30%。

氧化稳定性

油品的氧化稳定性反映了油品抗老化的能力。为快速评价油品的氧化稳定性，通常对油品进行强制老化，并使用100 ℃运动黏度变化率及酸值增加评价油品的氧化稳定性。CEC L-48 方法广泛应用于评价传动系油品的氧化稳定性，部分农机制造商亦使用CEC L-48方法。结合农机机械使用温度、换油时间，NB/SH/T 6034—2021 标准使用最新版本的CEC L-48-00（B）方法对油品进行强制老化，试验条件定为150 ℃，192 h。并以100 ℃运动黏度变化率及酸值增加评价油品氧化稳定性。

润滑油品在氧化过程中可能产生油泥、胶质等，若附着在零部件表面会堵塞润滑油路、加剧摩擦、影响散热。因此，润滑油品需将氧化产物分散在油中，可能导致其100 ℃运动黏度变化率较大。结合油品的使用性能，同时参考农机制造商规格，NB/SH/T 6034—2021 标准规定老化后油品100 ℃运动黏度变化不大于25%。不同厂家油品配方体系不同导致各油品初始酸值不同，且未发现油品的酸值与金属腐蚀之间存在必然联系。因此NB/SH/T 6034—2021标准规定强制老化后油品酸值增加指标为报告。

摩擦性能

摩擦性能是农机传动系统用油的关键性能，关系到换挡感受及湿式刹车性能。目前，公开的摩擦试验方法有JASO M348、SAE J2490、SAE J2487 等，其中SAE J2490：SAE No. 2 Friction Test Machine μPvt Test 广泛应用于评价非道路车辆润滑油品的摩擦性能，且SAE J2490 已转化为GB/T 35472.6《湿式自动变速箱摩擦元件试验方法 第6 部分：摩擦性能与压力、速度、温度关系试验方法》。因此，NB/SH/T 6034—2021 标 准 使 用GB/T 35472.6 评价油品的摩擦性能，并通过测量油品在不同温度、压力、转速下的末端动摩擦系数（μE）与中点动摩擦系数（μM）及μE与μM的比值（E/M）判断油品的摩擦性能。通常中点动摩擦系数（μM）越大，意味着相同条件下湿式离合器/制动器接合时间较短，出现打滑、反应迟滞的可能性越小。且一般要求末端动摩擦系数（μE）与中点动摩擦系数（μM）的比值（E/M）稍小或接近于1.0，可降低接合过程中的震颤、噪声等倾向。此外油品还应拥有良好的摩擦耐久性和温度适应性，能够在传动系统的全温度范围内保持摩擦性能。

同一油品在不同厂家摩擦片的E/M 试验结果差异明显。若要客观对比不同油品的摩擦性能，需使用同一种摩擦片进行测试。根据调研，国内外知名农机制造商普遍使用纸基摩擦片，因此应选定一种纸基摩擦片作为标准摩擦片。目前国内使用GB/T 37208—2018《非金属纸基湿式摩擦材料》对纸基摩擦片进行划分，明确指出2 类摩擦材料能够应用于农业机械变速箱及制动系统。因此NB/SH/T 6034—2021 标 准 中 要 求 摩擦片形状、尺寸参考GB/T 35472.6中规定的标准摩擦片，并满足GB/T 37208 中2 类摩擦片性能要求。

选用了一种满足要求的摩擦片对11 种油品进行了测试，涵盖国内外品牌产品及OEM 专用油，在农机行业均有较多应用案例，测试结果E/M 均 在0.8～1.6 之 间，中点动 摩擦系数μM不低于0.08。因此，NB/SH/T 6034—2021 标准规定在使用GB/T 35472.6 中的标准摩擦材料进行测试时，E/M 质量指标为0.8～1.6，中点动摩擦系数（μM）指标为不小于0.08、末端动摩擦系数（μE）质量指标为报告。

泵性能

现代农业机械的变速箱、后桥及液压系统普遍使用同一个油箱。因此油品需要具备一定的液压油性能，包括对液压泵的磨损保护。根据调研，农业机械传动系统中泵压力为20 MPa 左右，为中低压系统。NB/SH/T 6034—2021 标 准 参考GB 11118.1—2011《 液 压 油》中L-HM 68（普通）技术要求，使用SH/T 0307—1992《石油基液压油磨损特性测定法(叶片泵法)》测试油品泵性能，质量指标定为磨损量不大于100 mg。

密封适应性指数、密封材料相容性

根据调研，丁腈橡胶（NBR）由于具有良好的的耐老化、耐油和力学性能，且制造工艺简单、成本低廉，在农业机械变速箱及液压系统中应用最为广泛。因此，应重点关注润滑油品与丁腈橡胶（NBR）密封材料的相容性。

为评价油品与丁腈橡胶O 型圈的相容性，NB/SH/T 6034—2021 标准使用SH/T 0305—1993《石油产品密封适用性指数测定法》进行测试。该方法所使用的测试件为丁腈橡胶环，材质与形状与农机液压系统、变速箱中常用的密封环类似。NB/SH/T 6034—2021 标 准 参 考GB 11118.1—2011 中L-HM 68（普通）性能要求，将密封适应性指数定为不大于8。密封件不仅有O 型圈，也存在垫片等片状材料。目前农机制造商主要采用高温浸泡法，通过测试浸泡后橡胶件硬度、体积、拉伸强度、拉断伸长率等项目评价润滑油与此类密封材料的相容性。GB/T 14832《标准弹性体材料与液压液体的相容性试验》规定了密封件浸泡试验操作流程及测试项目。因此，NB/SH/T 6034—2021 标准选用GB/T 14832方法评价油品与密封材料的相容性。经过调研，农机制造商要求密封材料在油品中浸泡后体积变化较少，拉伸性能降低较少。因此NB/SH/T 6034—2021 标准参考部分农机制造商规格，制定如下指标，见表1。

表1 密封材料相容性技术要求

结束语

NB/SH/T 6034—2021《农机传动系统用润滑油》行业标准填补了国内农机传动系统润滑油技术标准的空白。可有效地对行业内各润滑油品牌进行有效地监管，防止假冒油品。同时可形成有利于行业发展的技术资料，推动中国农业机械传动系统润滑油品的升级换代，对于中国农机行业的发展将产生显著的社会意义。