用於改進動力傳動性能的方法及其組合物的製作方法

2023-09-18 12:46:20

專利名稱：用於改進動力傳動性能的方法及其組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及提供改進動力傳動性能的方法和適用於動力傳動應用的流體組合物。
背景技術：
車輛中的自動變速裝置一般包括多盤式離合器，其中交替排列著多個摩擦板和多個隔板，每個摩擦板具有粘合在金屬基板(中心板)表面的摩擦材料，每個隔板由單板或多個板構成。在用傳動流體潤滑的自動變速裝置中，這些板相互摩擦連接/斷開從而傳遞/釋放驅動力。在變速離合器中使用的溼摩擦材料包括紙摩擦材料、碳纖維摩擦材料、彈性體摩擦材料、燒結的摩擦材料等。在本發明中，術語「溼」是指用傳動流體潤溼的摩擦材料。
汽車工業正在開發新的和先進的傳動系統。這些新的系統通常涉及高能量的需求。必須開發部件保護技術以滿足這些先進系統不斷增加的能量需求。商業上，已知向自動傳動流體中添加各種添加劑包，包括極壓劑、抗磨劑、抗氧化劑體系、腐蝕抑制劑體系、金屬鈍化劑、防鏽劑、摩擦改進劑、分散劑、清潔劑、抗泡劑和/或粘度指數改進劑，及其它。但並非所有的添加劑都可預見地或充分地與其他添加劑相互作用。摩擦性能是離合器中特別重要的性能，離合器需要更多的摩擦來傳遞扭矩，但在齒輪、軸承和密封中需要較少的摩擦。作為傳動裝置中的潤滑劑，用於離合器中的流體也用於齒輪中。降低齒輪、軸承和密封中的摩擦使這些部件壽命增加並提高燃料的行車裡程，但使離合器的力矩容量和傳送動力的能力降低。當摩擦降低時，需要更高的離合力以獲得足夠的力矩容量，這會導致機械故障。
對於自動傳動流體的重要性能要求是阻止傳動裝置的離合器中產生噪音、振動和不平順性，即本文中的「NVH」的能力。汽車動力傳動流體需要在非常苛刻的溫度和壓力條件下提供特定的摩擦性能。例如，多板盤式離合器廣泛用於自動變速裝置在高靜摩擦和準靜摩擦條件下換檔。在換檔過程中，一個或多個離合器嚙合或分離。在這些有效的離合器中，自動傳動流體和摩擦材料經歷壓力、溫度和滑動速度的顯著變化。自動傳動流體和摩擦材料之間的相互摩擦是這些變量的函數，所以在離合器嚙合過程中摩擦係數趨向於改變。作為這些條件的結果，流體摩擦性能隨相對滑動速度、溫度或壓力的變化可能導致車「感」方面性能變差，這是駕駛者和乘客容易辨別的。這種可辨別的影響可能包括換檔離合器中的換檔抖動(chatter)或尖聲，在滑動變矩離合器中的震顫或振動(vibration)，和/或不平順換檔(「齒輪變化震動」)，這裡總稱為「NVH」。理想地選擇流體的摩擦性能來抑制離合器中的NVH。此外，理想的自動傳動流體應減少出現NVH而不犧牲良好換檔性能所需要的摩擦性能。例如，在離合器組件必須具有足夠的保持能力以將動力從發動機傳送至車輪的自動變速裝置中，靜摩擦強度是重要的。此外，常規的自動傳動流體非常容易因其老化導致要求的摩擦性能顯著損失，因此理想的流體也要解決這些問題。
需要降低NVH而保持高靜摩擦和準靜摩擦，和/或在老化時，尤其是在高溫度和壓力條件下使用時具有改進的抗-NVH耐久性的傳動流體。這種流體使裝置和性能問題最小化同時使流體更換間隔最大化。通過使變矩器和換檔離合器平穩嚙合，這些流體將使NVH最小化，並在一些情況下使燃料經濟性改進，使流體的使用時間更長。

發明內容
本發明涉及提供用於增強動力傳動性能的先進方法和用於實施所述方法的獨特流體組合物。
在一個實施方案中，提供的方法包括適當選擇傳動流體配方以降低具有摩擦扭矩傳遞裝置的動力傳動裝置中的NVH，包括在裝置嚙合、滑動或調整期間保持負μ/T斜率，其中，「μ」表示摩擦係數，T表示溫度。在一個實施方案中，以相對於含有商業ATF產品的參考流體而言減少換檔抖動、震顫、振動和/或不平順中的一種或多種的形式獲得NVH的降低。在預選擇的條件下，已經發現在其嚙合、滑動或調整期間可以保持負μ/T斜率，同時不會使摩擦扭矩傳遞裝置的靜摩擦和準靜摩擦性能損失。
令人驚奇地發現在摩擦扭矩傳遞裝置嚙合、滑動或調整期間提供和保持負μ/T斜率能使NVH降低，這與動力傳動流體領域的傳統理論思想相反。本研究者還發現在動力傳動裝置的操作中僅使用使摩擦係數(μ)相對於滑動速度(v)產生正斜率的傳動流體不足以明顯抑制並控制NVH。還令人驚奇的發現，為了以有意義的方式抑制NVH，在傳動裝置中使用的傳動流體必須具有摩擦對動力傳動裝置中摩擦扭矩傳遞機構操作溫度的負依賴性。在一個實施方案中，在摩擦扭矩傳遞機構中，例如換檔離合器，的嚙合期間，這用來阻止NVH(例如，抖動、尖聲、震顫和/或噪音)。當嚙合期間摩擦界面處摩擦片溫度在升高時，其確保離合器的平穩換檔。在傳動裝置中提供負μ/T條件使摩擦係數的總體值在基本所有的或所有的滑動速度下升高，同時阻止離合器發生尖聲、震顫和振動聲。當期望有限量的滑動時還防止鎖閉，在變矩離合器或止滑差速離合器時經常發生這種情況。在配製具有更高摩擦係數和更高力矩容量還能抑制NVH的流體中，負μ/T條件是重要的。力矩容量的顯著改進和NVH的抑制還可以使其可能用於更小和/或在更低的壓力下操作的傳動裝置，所有這些使燃料經濟性改進。發現的負μ/T條件的意義不必限於用於提供這種規定性能條件的任何特殊模式。
上述在動力傳動裝置中提供負μ/T條件的發明方法可用於摩擦扭矩傳遞裝置，其一般包括，例如，換檔離合器、起動離合器、變矩離合器、帶式離合器、盤式或片式離合器、止滑差速離合器等。本發明方法可以使用的動力傳動裝置的類型沒有特別限制，包括，例如，自動變速裝置、手動變速裝置、無級變速裝置和半自動變速裝置等。這些傳動裝置可以用於各種應用例如汽車、船舶、航空、工業等。在具體的實施方案中，本發明的方法用於多速自動變速裝置，例如四速或更多速的變速裝置。在一個實施方案中，其可以選自五速自動變速裝置、六速自動變速裝置和七速自動變速裝置，尤其為六速自動變速裝置。傳動裝置還可以包括雙離合器變速裝置或重載自動變速裝置。
正如所述，在一個實施方案中，在傳動裝置的操作期間，適當的選擇用於潤滑摩擦扭矩傳遞裝置的傳動流體配方以用於在摩擦扭矩傳遞裝置的嚙合、滑動或調整期間提供負μ/T的條件。即，已經開發用於傳動裝置來提供高靜摩擦和準靜摩擦性能但使NVH特徵最小化的添加劑和流體組合物。這些組合物在流體老化後提供相同等級的抑制NVH性能方面也是有效的。
在一個實施方案中，在這個方面提供一種傳動流體，包括烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺。已經發現這四種特別組分的適當平衡的組合在傳動裝置的摩擦扭矩傳遞裝置的嚙合、滑動或調整期間產生負μ/T斜率條件方面具有意料不到的組合效果，令人驚奇地已經發現該條件能提供NVH抑制而沒有準靜摩擦或靜摩擦的顯著損失。實際上，已經觀察到，提供即使相對小的負μ/T值也能在抗NVH性能方面產生非常顯著的改進。儘管更高量級的負μ/T值還可能在抗NVH性能方面提供一些額外增益，但NHV抑制方面最顯著的增益一般可在相對小的負μ/T條件下獲得。獲得負μ/T斜率條件所需的這四種組分各自的量通常通過試驗的發現和觀察決定，通過試驗發現並觀察到存在的烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑獨立地使μ/T負值增加，即使其更負，而降低其含量時對μ/T具有相反的效果，即使其負得更少(即絕對值更小的負值或正值)。另一方面，磷酸化的琥珀醯亞胺組分含量的增加使μ/T負得更少，而降低其含量具有相反的效果。在為了改進抗NVH性能而在正常操作範圍內的所有條件下引入負μ/T條件，尤其是小的負μ/T條件時，應該用上述原則平衡這四種組分含量。按照上面提到的方式，包括少於這四種組分的組合是不可靠的。
在一個具體實施方案中，傳動流體組合物包括約0.002到約0.5wt％烷氧基化胺，約0.001到約0.5wt％二烴基亞磷酸酯，約0.01到約1.0wt％金屬清潔劑和約0.01到約12wt％磷酸化的琥珀醯亞胺。這些組分可以以添加劑濃縮物或組合物的形式引入主要包括基礎油的流體組合物中，基於全部流體組合物計，這些添加劑濃縮物成組合物的量為約3wt％到約20wt％，優選約5wt％到約15wt％。名義上，烷氧基化胺和二烴基亞磷酸酯是摩擦改進劑；金屬清潔劑具有清淨效果；磷酸化的琥珀醯亞胺是無灰分散劑；但是，還發現在傳動裝置的摩擦扭矩傳遞裝置嚙合、滑動或調整期間，它們以有效量的組合也可以產生上述的負μ/T斜率條件，這與在增高的壓力閾值下防止不期望的NVH現象且不產生準靜摩擦或靜摩擦的顯著損失相聯繫。也可以理解，流體組合物可以濃縮物形式提供，其可以與大量基礎油混合以形成更加稀釋的組合物，從而以上述的各自範圍的量提供上述組分。
在一個非限制的實施方案中，配製包括上述四種組分(即，烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺)的流體組合物，以使該流體組合物100℃的粘度＜6cSt，40℃的粘度＜30cSt和-40℃的布式粘度＜10,000cP，其中負μ/T斜率值由摩擦係數和溫度確定，該摩擦係數和溫度通過使用紙摩擦材料襯裡的離合器片的SAE#2機器測量，試驗條件為0.79N/mm2，＞50rpm於40℃和120℃測量。
由前述描述和以下的描述以及試驗研究可以理解，本發明還提供用於使用了摩擦扭矩傳遞裝置的動力傳動裝置的流體組合物，它可以滿足高靜摩擦和準靜摩擦的要求同時使發生NVH現象的趨勢最小化，如果不使用本發明的流體組合物，NVH現象可能發生。本發明的流體組合物有利地適用於要求更高準靜摩擦條件的摩擦扭矩傳遞裝置，上述條件具有使NVH現象增加的趨勢。
在另一個實施方案中，提供用於降低動力傳動裝置中NVH的方法，該傳動裝置具有摩擦扭矩傳遞裝置，例如任何上述的離合機構，該方法包括在其嚙合、滑動或調整期間保持負μ/P斜率，其中「P」代表離合器表面上的壓力。
具體地說，本發明涉及以下方面1、一種流體組合物，包括(1)主要量的基礎油，和(2)少量的添加劑組合物，其包括烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺，以各自有效的量存在用於在以其潤滑的動力傳動摩擦扭矩傳遞裝置的嚙合、滑動或調整期間提供負μ/T斜率。
2、第一項的流體組合物，其包括0.002-0.5wt％烷氧基化胺、0.001-0.5wt％二烴基亞磷酸酯、0.01-1.0wt％金屬清潔劑和0.01-12wt％磷酸化的琥珀醯亞胺。
3、第一項的流體組合物，其包括0.01-0.25wt％烷氧基化胺、0.01-0.2wt％二烴基亞磷酸酯、0.01-0.7wt％金屬清潔劑和0.01-10wt％磷酸化的琥珀醯亞胺。
4、第一項的流體組合物，其中，基於流體組合物，添加劑組合物以約3wt％到約20wt％的量存在。
5、第一項的流體組合物，其中，基於流體組合物，添加劑組合物以約5wt％到約15wt％的量存在。
6、第一項的流體組合物，其中配製流體組合物以使所述流體組合物100℃的粘度＜6cSt，40℃的粘度＜30cSt，-40℃的布式粘度＜10,000cP，其中，μ/T斜率值由SAE#2機器測量的摩擦係數和溫度計算得到。
7、第一項的流體組合物，其中基礎油包括天然油、天然油的混合物、合成油、合成油的混合物、天然油和合成油的混合物、和衍生自費託或氣-液方法的基礎油中的一種或多種。
8、第一項的流體組合物，其中添加劑組合物進一步包括額外的摩擦改進劑、額外的清潔劑、額外的分散劑、抗氧劑、抗磨劑、抗泡劑、粘度指數改進劑、銅腐蝕抑制劑、防鏽劑、密封溶脹劑、金屬鈍化劑和排氣劑中的一種或多種。
9、一種添加劑組合物，其包括烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺，以各自有效的量存在用於在以其潤滑的動力傳動裝置換檔離合器嚙合期間提供負μ/T斜率。
10、一種在具有摩擦扭矩傳遞裝置的動力傳動裝置中降低NVH的方法，包括用流體組合物潤滑摩擦扭矩傳遞裝置，該流體組合物在嚙合、滑動或調整摩擦扭矩傳遞裝置期間提供負μ/T，所述流體包括各自有效量的烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺。
11、一種在動力傳動裝置中改進抗NVH控制性能的方法，包括A)將流體加入動力傳動裝置，所述流體包括(i)基礎油，和(ii)包括烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺的添加劑包；和B)操作動力傳動裝置中的流體，其中添加劑包以其有效的量存在，用於在以其潤滑的動力傳動摩擦扭矩傳遞裝置嚙合、滑動或調整期間提供負μ/T。
12、第十一項的方法，其中摩擦扭矩傳遞裝置選自換檔離合器、起動離合器、變矩離合器、帶式離合器、盤式或片式離合器和止滑差速離合器。
13、第十一項的方法，其中摩擦扭矩傳遞裝置包括換檔離合器。
14、第十一項的方法，其中配製流體組合物以使組合物100℃的粘度＜6cSt，40℃的粘度＜30cSt，-40℃的布式粘度＜10,000cP，其中，μ/T斜率值由SAE#2機器測量的摩擦係數和溫度計算得到。
15、使具有摩擦扭矩傳遞裝置的動力傳動裝置中的NVH降低的方法，包括用流體組合物潤滑摩擦扭矩傳遞裝置，該流體組合物在嚙合、滑動或調整摩擦扭矩傳遞裝置期間提供負μ/P，所述流體包括各自有效量的烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺。
16、一種包括第一項的流體組合物的傳動裝置。
17、第十六項的傳動裝置，其中傳動裝置包括無級變速裝置。
18、第十六項的傳動裝置，其中傳動裝置包括雙離合器變速裝置。
19、第十六項的傳動裝置，其中傳動裝置包括自動變速裝置。
20、第十六項的傳動裝置，其中傳動裝置包括手動變速裝置。
21、第十六項的傳動裝置，其中傳動裝置包括一種或多種下述裝置電控轉換離合器、滑動變矩器、鎖止變矩器、起動離合器和一種或多種換檔離合器。
22、第十六項的傳動裝置，其中傳動裝置包括帶、鏈或盤式無級變速裝置、四速或更多速自動變速裝置、手動變速裝置、自動手動變速裝置或雙離合器變速裝置。
23、一種包括發動機和傳動裝置的車輛，傳動裝置包括第一項的流體組合物。
前面的概述和以下的詳述僅是示例性的和解釋性的，並打算提供本發明進一步的解釋，如所要求的。


圖1是根據本發明的實施方案用於離合器嚙合的動力系統模型圖。
圖2是根據本發明的實施方案用於動力系統模型的2級LTI系統的單位脈衝響應曲線圖。
圖3是根據本發明的實施方案用於動力系統模型的2級LTI系統的單位階躍響應曲線圖。
圖4-10分別是在0.79N/mm2壓力的不同滑動速度下測量的尖聲壓力與μ/T的關係圖。測量的各自的滑動速度如下圖4(5rpm)；圖5(10rpm)；圖6(20rpm)；圖7(50rpm)；圖8(100rpm)；圖9(200rpm)和圖10(250rpm)。
圖11是在0.79N/mm2試驗壓力條件下實施圖4-10試驗的R2(用於表示μ/T和尖聲壓力的相關性)與滑動速度(v，rpm)的關係圖。
圖12-17分別是在3.40N/mm2壓力的不同滑動速度下測量的尖聲壓力與μ/T的關係圖。測量的各自的滑動速度如下圖12(5rpm)；圖13(10rpm)；圖14(20rpm)；圖15(50rpm)；圖16(100rpm)和圖17(200rpm)。
圖1 8-19分別示出在0.79N/mm2壓力和40℃和120℃溫度下觀察到的8個試驗流體的摩擦係數μ結果。
圖20是在0.79N/mm2壓力下μ/T係數(報告的值已經乘以數負1，即「X-1」)與滑動速度(v，rpm)的關係圖。
圖2 1-28是在不同的滑動速度、溫度和壓力下測量的尖聲壓力與μ/P的關係圖。對於圖21-24，在40℃、3.40到0.79N/mm2之間，滑動速度分別為5、50、200和250rpm的條件下分別測量μ/P。對於圖25-28，在120℃、3.40和0.79N/mm2之間、滑動速度分別為5、50、200到250rpm的條件下分別測量μ/P。
圖29是分別在40℃和120℃下圖21-28報告數據的R2與滑動速度的(v，rpm)關係圖。
優選實施方案的詳述滿足消費者迫切需要的車輛要求耐久性和全部車輛系統的性能。最重要的一個系統是動力傳動系統(「變速裝置」)，該系統將汽車發動機產生的動力傳送給車輪。它是車輛中最複雜的系統之一，也是診斷、修理或更換費用最高的系統之一。傳動裝置通常包括帶片的離合器、轉矩變換器和齒輪組，其通過改變變速比來改變傳遞給車輪的動力的扭矩和速度關係。
有鑑別力的消費者最初要求乘車舒適度、高性能、少維修保養(保養之間的高裡程數)和延長的壽命預期。但是，隨著新的傳動技術的改進，先前滿足認可的舊的性能標準現在變得受到更多質疑並出現問題。
例如，電控轉換離合器(ECCC)設計和裝備有無級變速傳動裝置(CVT)的車輛的發展，和空氣動力學車身設計的發展，導致帶有更小傳動裝置的客車，該傳動裝置趨向於在更高能量密度和更高操作溫度下操作。消費者還敏銳的知道車輛提供的駕駛體驗的「感覺」。通常，不正常或不期望的車輛噪音、振動和/或駕駛不平順使駕駛舒適度降低。消費者還想使更換流體的保養間隔儘可能地延長而不使性能或發動機的完整性冒險。這種變化挑戰潤滑劑提供者配製具有新的和獨特性能特徵的自動傳動流體。原裝裝置製造者(OEMS)也希望具有摩擦特徵能滿足ECCC、CVT和其它設計要求，並在抗NVH、耐久性和抗磨性等方面保持足夠性能的自動傳動流體。
因為動力傳動流體期望在越來越苛刻的使用條件下操作，理想地是用來潤滑那些傳動裝置的流體被配製成不僅能忍耐更高的溫度和壓力，而且能控制NVH。為了減少設備問題並增加傳動流體更換的間隔，理想地配製傳動添加劑包以使重要的流體性質在面對這些壓力的使用期間儘可能少的改變。
需要有效的方式處理與自動傳動裝置相聯繫的摩擦、磨損和耐久性問題，例如滿足OEM汽車設計者和提供者的需要，延長傳動流體的壽命和耐久性，同時還改進抗NVH以增加消費者的滿意度。本發明致力於解決這些問題和其它需要。
在一個具體的非限制的實施方案中，提供用於在具有換檔離合器的動力傳動裝置中降低噪音-振動-不平順性(NVH)的方法，該方法包括在換檔離合器的嚙合期間保持負μ/T斜率。在傳動裝置中怎樣達到這種條件沒有特別地限制。可以通過新的配製傳動流體的方法實現，如本文其它部分所述。
相對於包括商業ATF產品的參考流體而言，可以以降低換檔震顫、抖動、尖聲或類似噪音、振動和/或不平順性中的一種或多種的形式獲得NVH的降低。在預選擇的條件下，已經發現換檔離合器在嚙合期間可以保持負μ/T斜率而不會損失靜摩擦和準靜摩擦性能。
為了這裡的目的，「NVH 」總體是指噪音-振動-不平順性，這些術語如本文所定義。「NVH抑制」是指降低噪音、振動和/或不平順性中的一種或多種。抖動、震顫和尖聲全部來自傳動系統內的振動，通常是包括噪音和振動的複合參數。「換檔抖動」、「抖動噪音」或縮寫的「振動(chatter)」是指NVH參數，即通常觀察到的噪音和振動的平衡。「尖聲」是指主要觀察為噪音而較少觀察為振動的NVH參數。「尖聲壓力」通過ZF GK試驗臺裝置測量，該裝置是從德國Friedrichshafen，ZF Group商購的裝置。由試驗臺供給者命名為ZF6HP26傳動裝置的「E-離合器」的離合器用於ZF GK試驗臺。在ZF GK試驗臺中裝載可用的試驗流體和摩擦元件。試驗臺包括具有可編程的圖形用戶界面的臺式計算機，允許用戶選擇並輸入預期的試驗條件，在該條件下測量尖聲、靜摩擦和準靜摩擦，試驗結果通過系統以可獲取的格式存儲。在裝置上實施的ZF-GK臺試驗是ZF開發來測量滑動控制離合器張開和閉合性能特徵的試驗。可替換中間軸允許測量摩擦振動，摩擦振動是試驗流體NVH特徵例如尖聲的評價基礎。試驗使用ZF與裝置一起提供的程序。為了這裡的目的，尖聲壓力以閾值壓力表示，超過這個壓力可以觀察到尖聲現象。對於給定流體，這個參數的值越高，發生噪音或振動現象的可能越低。儘管可以理解本發明對於噪音現象有更廣泛的應用，但這裡提出的示例可能是指尖聲或「尖聲壓力」。此外，「震顫」是指主要觀察為振動而較少觀察為噪音的NVH參數。「不平順性」主要是指非常突然(例如，衝擊、急停、發出沉悶聲地移動、脈衝、發出爆裂聲、搖晃、撞擊等)的NVH現象，使用者可能感到突然發生噪音、振動或兩者都有，感覺可能是短暫的。一些從業者也用「不平順性」表示噪音和振動對舒適感和疲勞度(因而，例如駕駛員在行駛更不平順的車輛中變得更不舒適並更快變得疲勞)的影響的累計效果。「靜摩擦」是指摩擦的起動靜摩擦係數；這裡描述的它的值通過ZF GK試驗臺測量。「準靜摩擦」是指動態邊界點摩擦係數；這裡描述的它的值通過ZF GK試驗臺測量。通常發現隨準靜摩擦等級的降低，噪音現象減少。更高扭矩的傳動裝置要求更高的準靜摩擦。這裡的「操作」，包括但不限於流體的任何功能性的應用，包括傳動、潤滑和潤溼。
發現在換檔離合器的嚙合期間提供並保持負μ/T斜率能減少NVH，這代表了動力傳動領域中令人驚奇的發現。本研究者還發現在動力傳動裝置的操作中僅使用使摩擦係數(μ)對滑動速度(v)產生正斜率的傳動流體不足以明顯抑制並控制NVH。還令人驚奇的發現，為了以有意義的方式抑制NVH，在傳動裝置中使用的傳動流體必須在動力傳動裝置離合器機構嚙合時產生負的摩擦對溫度依賴關係。這特別應用於，例如阻止離合器嚙合期間的換檔震顫、抖動或尖聲。當摩擦界面的片溫度在嚙合期間升高時，其確保離合器的平穩換檔。在傳動裝置中提供負μ/T條件使摩擦係數的總值在基本所有的或所有的滑動速度下升高，同時阻止離合器發生尖聲、震顫和抖動。在配製更高摩擦係數和更高力矩容量並還能抑制NVH的流體中，負μ/T條件是重要的。力矩容量的顯著改進和NVH的抑制還可以使傳動裝置更小和/或在更低的壓力下操作成為可能，所有這些使燃料經濟性改進。發現的負μ/T條件的意義不必限於提供這種指定性能條件的任何特殊模式。
作為本發明的另一個發現，在具有摩擦扭矩傳遞裝置的動力傳動裝置中通過在其嚙合、滑動或調整期間保持負的μ/P斜率獲得了降低的NVH。
以下提供用以模擬傳動系統的上述特別方法的數學基礎的更詳細描述。離合器中摩擦性質的數學模型表明，基於離合器究竟是嚙合或脫離，摩擦係數「μ」相對於溫度「T」的斜率，即μ/T、或相對於壓力的斜率，即μ/P的符號(正或負)具有相反的效果。例如，具有正的μ/T在離合器釋放時有助於阻止振動，但在離合器嚙合時可能促進不穩定的振動。因此，在潤滑劑添加劑工業中傳統的思想是潤滑劑的摩擦係數應當儘可能地獨立於溫度和壓力。
I.噪音現象模型本發明是部分基於對自動傳動流體具體應用的新的和深入的理解，以確定哪種特徵更加重要，從而使μ-T和μ-P關係曲線能用來改進自動傳動流體抑制不穩定振動的能力。
多片盤式離合器廣泛用於在自動傳動裝置中換檔。在換檔過程中，一個或多個離合器嚙合或脫離。在這些運動的離合器中，自動傳動流體(ATF)和摩擦材料在壓力P、溫度T和滑動速度v方面經歷了大的改變。ATF和摩擦材料的摩擦係數μ是這些變量的函數，所以μ(v，P，T)在離合器嚙合期間也變化。如果ATF性質和離合器摩擦材料選擇不當，這些摩擦係數的變化能導致NVH現象例如換檔震顫、抖動或尖聲。
對在換檔離合器中產生的NVH的深入理論理解在開發與特殊的摩擦材料一起使用的適當ATF中是極其重要的。已經開發了確定ATF摩擦性質和NVH現象例如尖聲之間的關係的模型。特別是，相對於溫度的摩擦斜率，μ/T，被確定為尖聲中的首要因素。在離合器嚙合期間，負μ/T使阻尼增加而自激振動的風險降低。收集下述實驗數據支持該模型。本發明還討論了μ/T對離合器釋放時的影響和其它ATF摩擦性質的影響。
車輛傳動系統經歷影響車輛性能和使用者的舒適感的扭轉振動和軸向振動組合。這些振動和及其效應是噪音、振動和不平順性(NVH)的主要原因。NVH的來源包括發動機點火脈衝、閥動、發動機振動(扭轉和軸向)和輪胎-路面相互作用，以上任何一種都能刺激車輛共振。來自這些源的振動通過發動機架、傳動軸承、驅動軸軸承、輪胎(經過轉向機構)和軸懸置經車底座、方向盤或剎車踏板傳遞到乘客室。由於這個目的，分析換檔期間來自離合器嚙合的動力傳動系統的振動，確定ATF和摩擦材料的摩擦相關性質對它們的影響。摩擦界面的溫度模型與溫度(「T」)和摩擦係數(「μ」)的關係曲線主要是為了理解換檔期間摩擦性能對離合器嚙合穩定性(平滑性)的影響。
表A.術語

圖1中示出了配備了自動變速裝置的汽車動力傳動系統的主要部件。發動機通過變矩器(TC)和變矩離合器(TCC)將動力傳遞給變速裝置。發動機具有慣量Ic和轉速ωc(t)。透平包括從變矩器(不包括連接到發動機上的部件)到換檔涉及的離合器包的部件。換檔涉及的具體離合器是任意的，一般只要僅有一個離合器嚙合。模型參數的具體值取決於涉及的齒輪。越過離合器的部件是動力轉動系統的部分。透平部件具有慣量It、粘性阻尼ct和速度ωt(t)，且被認為相對於動力傳動系統是剛性的(無限剛性)。動力傳動系統具有慣量Id、阻尼cd、剛度kd和角速度ωd(t)。在換檔期間，車輛被描繪成具有恆定的速度。可以選擇恆定速度ωv來代表任何感興趣的點，例如離合器輸出軸的齒輪端。換檔涉及的具體齒輪和參考速度位置的選擇影響動力傳動系統部件的慣量如何分布(一些包括在Id中而一些在車輛中)，和阻尼值和剛度參數，但是，它們不影響系統的摩擦特徵或基本動力學。
在換高速檔之前，將透平通過具有更高齒輪比的前述齒輪連接到車輛，所以透平以比代表車輛速度更高的速度開始旋轉，ωt(0)＞ωv。當變速裝置換檔至更高齒輪比的齒輪時，一個離合器包脫離而另一個嚙合，研究中的NVH現象是由嚙合離合器片的摩擦產生的。通過變矩器(TTC)將扭矩從發動機傳至透平，其具有兩個平行的扭矩途徑1)在泵和渦輪推進器之間聯結的流體，2)變矩離合器(TCL)中的摩擦扭矩。通過壓力和ATF摩擦性質控制離合器扭矩。該模型表明振動是主要扭矩，儘管可影響運動的軸向效應可作為導致受迫扭轉振動的壓力波動而引入。
為了分析尖聲和震顫振動，在這個研究中關注點限制為動力傳動系統。發動機和透平運動可能變得不穩定，但既然它們被認為是剛性的(相對於柔性的動力傳動系統)，它們不是振動源。
根據牛頓第二定律得到動力傳動系統運動方程為Idd=TCL-cd(d-v)-kd0t(d-v)d---(1)]]>其中瞬時離合器扭矩為TCL＝μARP(t)。
(2)離合器輸出軸兩個末端之間的速度差的積分給出了軸的總扭曲。軸的扭曲乘以軸的剛度等於軸對慣量Id的反扭矩。
關於平衡條件的常規穩定性分析對於齒輪換檔期間的不穩定(非平衡)條件是不適當的。但是，如果速度被充分地阻尼，換檔將不會經歷由於壓力的階變或勻變導致的振動(如果有壓力波動就可能有受迫振動)。因此，將方程(1)另外對時間求導數以將其轉換為變量ωd的二階微分方程，ωd表示離合器的輸出角速度，並認為是方程的有效阻尼。
ωv的時間導數為零，因為它是常數，導數是積分的逆，所以對方程(1)求導數，對TCL(＝μARP)運用鏈式法則並重排項產生Idd+cdd+kdd=kdv+ARP+ARP---(3)]]>摩擦係數，μ(v，T(v)，P)是滑動速度v、壓力P和溫度的函數，溫度還取決於滑動速度，T＝T(v)。因此，μ的時間導數為=vv+TdTdvv+PP---(4)]]>滑動速度v＝R(ωt-ωd)，所以v=R(t-d)---(5)]]>利用方程(4)和(5)，方程(3)變為Idd+cd*d+kdd=kdv+AR(+PP)P+AR2P(v+TdTdv)t---(6)]]>其中有效阻尼通過下式給定
cd*=cd+AR2P(v+TdTdv)---(7)]]>在摩擦界面的瞬時溫度變化近似模化為dT=2vPcpsLdt---(8)]]>和滑動速度的瞬時變量為dv=vdt---(9)]]>所以dTdv=2PcpsLVv---(10)]]>將方程(10)代入(6)和(7)，運動方程變為Idd+cd*d+kdd=kdv+AR(+PP)P+AR2P(v+T2PcpsLVv)t---(11)]]>和有效的阻尼為cd*=cd+AR2P(v+T2PcpsLVv)---(12)]]>方程(11)和(12)描述ATF摩擦性質、μ/v和μ/T以及通過離合器的輸出速度測量的換檔質量之間的關係。
通過方程(11)右邊的壓力項、方程(12)的阻尼係數、和慣量(Id)和剛度(kd)係數確定離合器的輸出速度。方程(11)是未知運動變量ωd的二階微分方程。當未知運動變量的係數(Id、cd*、kd)都是常數時，方程被看作「線性」和「時間不變式」(LTI)。時間不變性是指係數。運動變量隨時間變化。如果係數依賴於時間，但不依賴於運動變量，方程仍然是線性的，但不是時間不變式。方程(11)是非線性的(阻尼係數cd*取決於未知的運動變量)和時間變式(阻尼係數隨時間變化)。通常不可能獲得非線性時間變化方程的解析解；一般要求計算機解。然而，如果非線性或隨時間變性不強，通常可能用LTI方程的解近似非線性時間變式方程的解。這裡首先考慮2階LTI系統的脈衝和階梯輸入行為，然後考慮非線性阻尼係數的含義。
方程的「輸入」是右邊的項，這些項迫使體系偏離某種平衡條件。在方程(11)中，當所有項的時間導數為零時(沒有變量隨時間改變)，達到最終的平衡狀態，由於第一輸入項kdωv是常數，所以離合器輸出速度ωd等於恆定的參考速度ωv。(11)的右邊的第二或中間輸入項是指 輸入，最右邊的輸入是指 輸入。
通過壓力P控制離合器的嚙合。如果P為零，離合器輸出軸沒有連接到透平， 和 的輸入為零。在典型的嚙合中，壓力快速「階梯上升」以使透平連接到離合器輸出軸。這具有使 輸入從零切換到非零的效果。如果該非零值保持常數，它將看起來象階梯並被稱作「階梯輸入」。P的突然跳躍使對於非常短時間的 輸入非常大，然後當P達到其恆定的目標值時， 輸入返回零。這是「脈衝輸入」，是具有高振幅但短時間的突然衝擊。
脈衝和階梯輸入的2階LTI系統的解(系統的響應)主要取決於阻尼比ζ，其對於方程(11)為=cd*2kdId---(13)]]>將阻尼係數cd*做為常數。2階系統通常按照其阻尼比和相應的對右邊無壓力輸入時的初位移的自由響應進行分類
ζ＜0負阻尼，不穩定(響應振幅隨時間增加)ζ＝0無阻尼，以自然頻率非衰減振動0＜ζ＜1欠阻尼，以受到阻尼的自然頻率衰減振動ζ＝1臨界阻尼，抑制振動的最小阻尼水平。如果輸入產生「強迫」振動，使用臨界阻尼和過阻尼系統仍可能產生振動。如果初始速度和初始位移的方向相反，還可能獲得自由響應的一次波動。
ζ＞1過阻尼，沒有振動，比臨界阻尼情況(ζ＝1)更慢的收斂向穩定狀態。
如果系統由平衡開始(在這種情況中的常數或穩定速度)，自由響應的振動特徵還用於脈衝和階梯響應。為了完全抑制瞬時振動，臨界阻尼或過阻尼對系統來說是必要的。
圖2和3示出對LTI2階系統(離合器輸出速度，單位rad/s)在三種不同阻尼比下的單位脈衝和單位階梯輸入(「單位」輸入具有「1」的振幅)的預測響應曲線。用於模擬的參數值是Id＝2kg.m2kd＝12,700,000N.m/rad(自然頻率＝401赫茲)cd*＝1,008N.m.s/rad(ζ＝0.1，欠阻尼)10,080N.m.s/rad(ζ＝1.0，臨界阻尼)15,120N.m.s/rad(ζ＝1.5，過阻尼)所有這些是穩定的響應。離合器輸出速度向預期的值收斂。但是，穩定不足以確保沒有振動的平穩換檔。為了抑制脈衝和階梯輸入的振動，必須具有可提供臨界阻尼或過阻尼(ζ≥1)的阻尼係數cd*2kdId---(14)]]>方程(14)表明為了抑制NVH方程(12)中的cd*應當儘可能是正的。換檔期間的NVH證實方程(14)不是令人滿意的，但系統不一定是不穩定的，儘管可能是不穩的。
cd*的非線性和時間變性很大程度上由V和 確定。一旦使用P，它保持相對恆定，μ的變化就比V和 的變化小得多。還可以假設μ/T是相對恆定的。換檔期間的滑動速度遵循近似的指數式衰減v(t)＝v0e-t/τ(15)這裡τ是「時間常數」，是衡量滑動速度從初始速度v0向0收斂的快慢程度。
如果滑動速度具有方程(15)給定的形式，滑動速度的變化率為v(t)=-v0e-t/---(16)]]>方程(11)和(12)中 的比為V(t)v(t)=----(17)]]>這裡τ是正常數。方程(17)表明即使V和 取決於未知的速度ωd和ωt(和它們的導數)，但 的比不會。在這種情況下，cd*不再取決於未知的運動變量，方程是線性的，儘管它仍可能隨時間變化。
在這種情況下，方程(11)和(12)可進一步簡化為Idd+cd*d+kdd=kdv+AR(+PP)P+AR2P(v+T2PcpsL)t---(18)]]>cd*=cd+AR2P(v-T2PcpsL)---(19)]]>方程(19)證明μ/T必須是負的以使阻尼增加。表達式中所有乘以μ/T的參數都是正的，所以μ/T是唯一可以為負的以確保cd*儘可能為正的參數。如果負μ/T的量值變得太大(以絕對值計)，力矩容量可能降低。因而，小負值的μ/T是特別期望的。
方程(19)的μ/v項是在恆定溫度下的μ-v梯度，其也應當儘可能為正的。μ/T項是ATF溫度對總μ-v梯度dμ/dv依賴性的貢獻。μ/T對總阻尼的貢獻取決於流體溫度的升高，其通過產生的熱(μvP)、鋼反作用板的熱容量(ρcpsL)和換檔的持續時間(越大的τ意味越長的換檔時間)控制。總之，μ/T負得越多，在全部滑動速度和壓力下的阻尼越大，因此，NVH抑制能力越大，例如，抗尖聲能力越大，此即由模型預測和預期的。
以下實施例描述的實驗數據證實這個預測模型在μ/T條件為負的範圍內使傳動裝置的尖聲性能改進。
圖4-10所示的指數曲線擬合中的μ/T項的係數更加證明了方程(8)和最終阻尼方程(12)中的溫度模型的有效合理性，該係數在實施例部分被更詳細地討論。該係數表示μ/T項控制穩定性的程度，其應當與方程(12)中乘以μ/T的參數有相同的依賴度。這些參數中的一個是滑動速度v，其也是試驗參數中的一個。方程(12)預測阻尼應當近似與v成比例關係。將來自圖4-10中曲線擬合的μ/T係數與滑動速度繪於圖20中，其顯示和預測一樣的良好的線性關聯。模型還預測乘以μ/T的因子將隨壓力增加。圖20給出了更高壓力(3.4MPa)下的一個數據點，其具有預期的增加。
由方程(12)預測，因為當離合器釋放時， 是正的，平穩脫離需要正的μ/T。但是，當離合器釋放時，壓力下降，沒有能量(透平扭矩)輸入導致自激。當軸不再傳送扭矩時，其將伸直，所以由於這種伸直將有振動的風險。現在還有一種風險，即對控制釋放-試圖在離合器釋放和嚙合之間小心改變負載一而言，負μ/T可以導致釋放過程離合器的扭矩下降比預期的下降更快速。
因為嚙合期間離合器吸收的能量和產生的熱更多，這些風險一般比嚙合振動的風險少得多。一旦脫離，阻尼不應當變為負，因為沒有產生這種不穩條件的能量源。
在恆定的壓力下實施尖聲嚙合，所以很難由尖聲試驗數據中辨別μ/P多重要。μ/P對換檔質量的重要性取決於傳動控制單元如何施壓。如果壓力突然階梯上升然後保持恆定，如在尖聲試驗中一樣，則μ/P不是特別重要。如果壓力勻變，線性或指數地上升，μ/P也可能是重要的。如果壓力和滑動速度一起以預測的方式變化，隨後與對於溫度的分析相同，阻尼項將包括(μ/P)(dP/dv)，因此方程(19)變為cd*=cd+AR2P(v-T2PcpsL+PdPdv)---(20)]]>典型地，壓力增加(dP為正)導致滑動速度降低(dv為負)，因此(dP/dv)為負。因此，如果μ/P具有任何效應，對於其為負都是有益的。繪製相對於μ/P的尖聲壓力，發現在增加尖聲壓力(更好的性能)和負μ/P之間有輕微的關聯。圖20包括這些係數中一些係數的圖。它表明μ/P對於尖聲性能遠沒有μ/T重要，但是因為壓力近似為常數，這是期望的。
圖4-10中相對於μ/T的尖聲壓力圖表明μ/T在增加的滑動速度下有降低量級(向零收斂)的總趨勢。在具有負μ/T的試驗流體中，μ/T的值負得越多滑動速度越低，在越高的滑動速度下負得越少。因此，μ/T取決於滑動速度。因為滑動速度和溫度是線性相關的(對於P為常數而言，和尖聲試驗的一樣)，這還被解釋為溫度依賴性。
儘管不要求與理論聯繫，但鑑於至少兩個原因μ/T的降低(圖4-10)更可能具有溫度依賴性。首先，圖中的滑動速度是指SAE#2試驗的滑動速度，而不是尖聲試驗的離合器嚙合滑動速度。因此，滑動速度是SAE#2試驗中摩擦功和熱量的確實指示。其次，在更高壓力下的μ/T的量級也降低。方程(8)說明更高的壓力還產生更多的熱量，所以SAE#2數據的μ/T的壓力依賴度也可是對溫度的依賴度。所有數據都一致說明當溫度增加時，μ/T的量級降低(負的程度變少)。
隨溫度的增加μ/T降低(以量級)的效應是在嚙合期間μ/T項對方程(12)阻尼的貢獻降低。但是，只要μ/T保持負，其仍能對正阻尼作出貢獻並提高換檔中的平滑性和穩定性。進而，因為μ/T隨溫度的變化是線性和可預測的，所以很容易由傳動裝置控制模塊操作。
據此，傳動裝置中涉及離合器換檔的機械部件的物理和數學模型在這裡演示。用取決於滑動速度、溫度和壓力的摩擦係數μ＝μ(v，T，P)對離合器扭矩建立了模型。模型的主要優點在於離合器的界面溫度升高被模擬，其與μvP乘積(每單位面積產生的熱)成比例，與 (滑動速度的變化率)和ρcpsL(鋼反作用板的熱質量或熱容量)成反比。
分析的最顯著的結論是對於作為ATF和摩擦材料屬性的μ/T而言，其是負的對確保平滑、穩定換檔是非常重要的。負μ/T使嚙合期間系統的阻尼增加，增加的阻尼使振動的風險降低。使用幾組示例數據解運動方程(為了解釋的目的；不基於實際數據)，曲線顯示隨阻尼增加振動降低。
圖4-10總結的試驗數據也使模型的幾個關鍵要素得以證實。特別地，關於流體試驗，數據顯示改進的尖聲性能和更負的μ/T之間強的關聯。進而，μ/T與尖聲性能的擬合曲線顯示μ/T對尖聲性能(增加阻尼)的貢獻是與滑動速度成線性比例，其通過模型預測。因為P是常數，μ的變化比v的變化小，所以滑動速度是控制熱生成和溫度(在μvP中)的主要參數。數據表明當溫度增加時(P越高，以更高的恆定v滑動)μ/T變得負得少，所以換檔期間μ/T對阻尼的貢獻減小。只要嚙合期間μ/T不變為正，這種趨勢就是可以忍受的。
當離合器釋放時，模型指示負μ/T具有相反的效應。其使阻尼降低並使負阻尼的風險增加。當釋放離合器時，由於作用於軸上的扭矩釋放使軸伸直，也可能使振動產生。通過使壓力快速下降可以使這些影響減少。在這種情況下，阻尼表達式中的μ/T項趨向於零，所以μ/T不對負阻尼作出貢獻。還有，下降的壓力將軸帶出傳動系統以至於所有瞬時「伸直」振動不在動力傳動系統的扭矩路徑中。對於有控制策略以使扭矩傳遞從正釋放的離合器逐漸地變換至正嚙合的離合器而言，這種方案是少有吸引力的。在這種情況下，校準工程師需要確定正釋放的離合器中壓力下降的速率，該速率基於正釋放的離合器多久才能保持穩定。
本發明認識到對於換檔離合器，嚙合是至關重要的過程，而釋放或脫離不是。在換檔離合器的情況下，當離合器嚙合時，發生熱和壓力的主要增加。在脫離期間壓力和「施加」力下降，所以產熱較少。因此，可以特別配製具有負μ/T(和μ/P)值的潤滑劑以在嚙合期間抑制噪音和振動。這種做法與試圖使潤滑劑的摩擦係數μ儘可能的獨立於P和T的傳統思想相反，傳統思想是基於沒有認識到哪個過程(離合器的嚙合或釋放)更為至關重要。
進而，因為負μ/T使其可能在離合器嚙合期間抑制噪音或振動，該技術還允許潤滑劑配方具有更高的摩擦係數(μ)總等級，因此離合器(和全部傳動裝置)的力矩容量增加。換句話說，更高的摩擦等級使傳動裝置校準工程師能降低傳動裝置的操作壓力而不犧牲力矩容量，這使燃料經濟性改進並延長潤滑劑和機械部件的使用壽命。還有，更高的摩擦等級允許使用的傳動裝置更小，且不犧牲力矩容量，其還使燃料經濟性、重量和材料成本改進。
儘管通過換檔離合器進行了說明，但容易理解本發明上述在動力傳動系統中提供負μ/T或負μ/P的方法可用於通常的摩擦扭矩傳動裝置，包括，例如，換檔離合器、起動離合器、變矩離合器、帶式離合器、盤式或片式離合器，止滑差速離合器等。可以應用本發明方法的動力傳動裝置的類型沒有特別的限制，包括，例如自動變速裝置、手動變速裝置、無級變速裝置和手動自動變速裝置等。摩擦扭矩裝置還可以在不同的模式下操作，例如連續地滑動、調整開關狀態和由滑動向鎖止嚙合。這些傳動裝置可以用於不同應用例如汽車、船舶、航空、工業等。在具體的實施方案中，本發明的方法用於多速自動變速裝置，例如四速或更多速的變速裝置。在一個實施方案中，其可以選自五速自動變速裝置、六速自動變速裝置和七速自動變速裝置，特別為六速自動變速裝置。變速裝置還可以包括雙離合器變速裝置或重載自動變速裝置。
在換檔離合器做摩擦扭矩傳遞裝置的例子中，離合器可包括襯裡材料，該材料包括任何適合的溼摩擦材料例如紙、鋼、碳或彈性體等。用於離合器襯裡的紙摩擦材料是商購的。它們通常以下步驟製備通過由天然的紙漿、有機合成纖維、無機纖維等纖維基材料、和填料、摩擦調節劑比如硅藻土、樹膠等製備溼紙；用熱固性的樹脂粘結劑浸漬溼紙；和熱硬化使溼紙變硬。本發明的一個發現是紙摩擦材料趨向於比碳纖維摩擦材料更硬，對於用紙摩擦材料作襯裡的離合器，壓力變化不會和溫度變化一樣顯著地影響尖聲。
II.ATF組合物在一個實施方案中，適當地選擇用於在傳動裝置操作期間潤滑換檔離合器或其它摩擦扭矩傳遞裝置的傳動流體配方才能對換檔離合器嚙合期間提供負μ/T(或負μ/P)。即已經開發了用於傳動裝置的添加劑和流體組合物以提供高靜摩擦和準靜摩擦性能並使NVH性質例如換檔噪音、震顫、抖動和尖聲最小化。這些組合物在流體老化後提供相同等級的NVH抑制性質方面也是有效的。儘管以下描述的添加劑組合物組分偶爾參考功能來描述，但所述功能可能是與相同組分提供的其它功能中的一個，而不能被解釋為必須遵循的限制功能。
A.用於增強抗NVH性質的添加劑包I在一個實施方案中，改進抗NVH性質的添加劑包包括四種重要組分烷氧基化胺摩擦改進劑、二烴基亞磷酸酯摩擦改進劑、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺無灰分散劑。
在實施例部分更具體地總結進行的試驗研究，該研究揭示了自動傳動流體中這四種組分對影響觀察到的μ/T(μ/P)的值具有首要的作用。特別地，已經發現適當地平衡這四種特別組分的組合在傳動裝置的摩擦扭矩傳遞裝置的嚙合、滑動或調整期間產生負μ/T斜率方面具有無法預料的複合效果，令人驚奇的已經發現該條件提供NVH抑制而沒有準靜摩擦或靜摩擦的顯著損失。實際上，已經觀察到提供即使相對小的負μ/T值也能使抗NVH性能產生非常顯著的改進。儘管更高量級的負μ/T也可能給抗NVH性能提供一些額外增加的改進，但NVH抑制中最顯著的增益一般能以相對小的負μ/T條件獲得。獲得負μ/T斜率條件所需的這四種組分各自的量通常通過試驗的發現和觀察決定，通過試驗發現並觀察到存在的烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑獨立地使負μ/T值增加，即使其更負，而降低其含量對μ/T具有相反的效果，即使其負得少(即絕對量級更小的負值或正值)。另一方面，磷酸化的琥珀醯亞胺組分的含量增加使μ/T負得少，而降低其含量具有相反的效果。必須用上述觀念標準平衡這四種組分的含量以引入負μ/T條件，優選小負μ/T條件，以用於改進抗NVH性能。鑑於上面提到的方式包括少於這四種組分的組合是不可靠的。
組分(A)摩擦改進劑(1)組分(A)包括用於本發明的添加劑包和傳動流體的烷氧基化胺摩擦改進劑。已經發現傳動流體中這種組分含量的增加使μ/T更負，降低其含量具有相反的效果。
可以用於本發明實踐的烷氧基化胺優選是乙氧基化或丙氧基化的伯脂族胺。最終產物是N，N-雙(羥烷基)-N-脂肪胺，其中脂族基團優選是含有10到22個碳原子的烷基或烯基，最優選是含有16到18個碳原子的烷基或烯基。N，N-雙(羥乙基)-N-牛油脂肪胺是特別優選的。美國專利NO.4,855,074中描述了適當的烷氧基化胺摩擦改進劑的例子，在這裡結合參考。
儘管依賴於(B)、(C)和(D)的相對量使用更少的量也可能成功，但本發明的烷氧基化胺化合物應當以約0.002wt％到約0.5wt％，尤其是約0.01wt％到約0.25wt％的濃度使用，以確保成品混合物中含有足夠量的前述組分。
組分(B)摩擦改進劑(2)二烴基亞磷酸酯用作本發明添加劑包和傳動流體中額外的摩擦改進劑。已經發現傳動流體中這種組分含量的增加使μ/T負得更多，降低其含量具有相反的效果。
這裡使用的「烴基」是烷基、烷芳基、芳烷基、烯基、環烷基或環烯基。可用於本發明的二烴基亞磷酸酯包括亞磷酸酯衍生物如二烷基亞磷酸酯、二環烷基亞磷酸酯、二烯丙基亞磷酸酯、二芳基亞磷酸酯、二芳烷基亞磷酸酯、單烷基單芳基亞磷酸酯等。這種類型的示例化合物包括二甲基亞磷酸酯、二乙基亞磷酸酯、二丙基亞磷酸酯、二丁基亞磷酸酯、二辛基亞磷酸酯、二環己基亞磷酸酯、二苯基亞磷酸酯、二油基亞磷酸酯、甲基油基磷酸酯、丁基月桂基磷酸酯、乙基己基磷酸酯、萘基油基亞磷酸酯、二苯甲基亞磷酸酯、苯基新戊基亞磷酸酯、二戊基磷酸酯、二己基磷酸酯、二庚基磷酸酯、二-2-乙基己基磷酸酯、二異辛基磷酸酯、二癸基磷酸酯、二月桂基磷酸酯、二癸烯基磷酸酯、雙十二碳烯基磷酸酯、雙十八烷醯基磷酸酯、雙二十烷基磷酸酯、二甲苯基磷酸酯、二環己烯基磷酸酯、二壬基苯基磷酸酯和上述化合物的組合。美國專利No.4,855,074和No.4,588,415中描述了適當的二烴基亞磷酸酯摩擦改進劑的例子，其說明書在這裡引入作為參考。
儘管依賴於(A)、(C)和(D)的相對量，使用更少的量也可能成功，但本發明的二烴基亞磷酸酯化合物應當以約0.001wt％到約0.5wt％，特別約0.01wt％到約0.2wt％的濃度使用，以確保成品混合物中含有足夠量的前述組分。
組分(C)金屬清潔劑在本發明的添加劑包和傳動流體中，含有金屬清潔劑。已發現，增加傳動流體中該清潔劑組分的含量將使得μ/T負得更多，降低該組分的含量效果則相反。
合適的金屬清潔劑可以包括鹼金屬或鹼土金屬與一種或多種以下的酸性物質(或其混合物)的油溶性的中性或高鹼性鹽(1)磺酸；(2)羧酸；(3)水楊酸(4)烷基酚；(5)硫化烷基酚；和(6)特徵在於至少一個直接碳-磷鍵的有機磷酸。這樣的有機磷酸可以包括通過磷化劑如三氯化磷、七硫化磷、五硫化磷、三氯化磷和硫、白磷和滷化硫，或硫代磷醯氯處理烯烴聚合物(如分子量為約1,000的聚異丁烯)製備的那些。
合適的鹽可包括中性或高鹼性的鎂鹽、鈣鹽或鋅鹽。如進一步的例子所述，合適的鹽包括磺酸鎂、磺酸鈣、磺酸鋅、酚鎂、酚鈣和/或酚鋅，如參見美國專利No.6,482,778和No.5,578,235，其中的描述在此作為參考引入。
油溶性的中性含金屬清潔劑是這樣一些清潔劑，其含有與清潔劑中的酸部分保持化學計量當量的金屬。所以，總體上，中性清潔劑與其高鹼性的對應物相比具有低鹼性，用於形成這些清潔劑所用的酸性物質包括羧酸、水楊酸、烷基酚、磺酸、硫化烷基酚等。
與金屬清潔劑有關的術語「高鹼性」用於標明金屬鹽，其中金屬存在量高於有機基團化學計量當量。製備這些高鹼性鹽常規所用的方法包括在溫度約50℃下，加熱酸與化學計量過量的金屬中和劑的礦物油溶液，和過濾反應產物，所述金屬中和劑如金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、碳酸氫鹽或硫化物。中和步驟使用「助催化劑」以助於結合大量過量金屬同樣也是已知的。用作助催化劑的有用的化合物的例子包括酚類物質如苯酚、萘酚、烷基酚、苯硫酚和硫化烷基酚以及甲醛與酚類物質的縮合產物；醇類，如甲醇、2-丙醇、辛醇、乙二醇、硬脂醇和環己醇；以及胺類，如苯胺、苯二胺、吩噻嗪、苯基-β-萘胺和十二烷基胺。製備這些鹼性鹽尤其有效的方法包括將酸、過量的鹼性鹼土金屬中和劑和至少一種醇助催化劑混合，和在提高的溫度下，如60℃至200℃下碳酸化該混合物。
合適的含金屬清潔劑的例子包括但不限於中性和高鹼性鹽，例如磺酸鈉、羧酸鈉、水楊酸鈉、酚鈉、硫化酚鈉、磺酸鋰、羧酸鋰、水楊酸鋰、酚鋰、硫化酚鋰、磺酸鎂、羧酸鎂、水楊酸鎂、酚鎂、硫化酚鎂、磺酸鈣、羧酸鈣、水楊酸鈣、酚鈣、硫化酚鈣、磺酸鉀、羧酸鉀、水楊酸鉀、酚鉀、硫化酚鉀、磺酸鋅、羧酸鋅、水楊酸鋅、酚鋅和硫化酚鋅。進一步的例子包括，含約10至約2,000個碳原子的水解的硫磷化烯烴，或含有約10至約2,000個碳原子的水解的硫磷化醇和/或脂肪族取代的酚化合物的鋰、鈉、鉀、鈣和鎂鹽。更進一步的例子包括脂肪族羧酸和脂肪族取代的脂環族羧酸的鋰、鈉、鉀、鈣和鎂鹽，和很多其它相似的油溶性有機酸的鹼金屬和鹼土金屬鹽。兩種或更多種不同的鹼金屬和/或鹼土金屬的中性或高鹼性鹽的混合物可以使用。同樣的，兩種或多種不同酸的混合物的中性或高鹼性鹽也可以使用。
眾所周知，一般認為高鹼性金屬清潔劑含有高鹼量的無機鹼，其通常以微分散體或膠態懸浮體的形式存在。所以，術語「油溶性」對於金屬清潔劑，預期包括存在有無機鹼的金屬清潔劑，其並不必是此術語嚴格意義上的完全和真正的油溶性，因為這樣的清潔劑，當與基礎油混合時，其作用方式就如同其全部和完全溶於油中一樣。總的來說，上述所指的不同金屬清潔劑有時稱為中性、鹼性、或高鹼性的含鹼金屬或鹼土金屬的有機酸鹽。
製備油溶性中性和高鹼性的金屬清潔劑和含鹼土金屬清潔劑的方法是本領域技術人員所公知的，並在專利文獻中有廣泛的報導。如見美國專利No.4,647,387和No.4,880,550中，其描述在此作為參考引入。
如果需要，本發明所使用的金屬清潔劑可以為油溶性硼化的中性和/或高鹼性的含鹼金屬或鹼土金屬的清潔劑。製備上述的硼化金屬清潔劑的方法在如美國專利4,965,003和4,965,004中描述，其描述在此作為參考引入。
儘管依賴於組分(A)、(B)和(D)的相對量，使用更少的量也可能成功，但本發明金屬清潔劑組合物應當以約0.01-約1.0wt％，尤其約0.01-約0.7wt％的濃度使用，以確保成品混合物中含有足夠量的前述組分，組分(D)分散劑組分(D)包括在本發明的添加劑包和傳動流體中包括的磷酸化的琥珀醯亞胺無灰分散劑。傳動流體中增加該組分的含量使得μ/T的值負得少，減少該組分的含量則效果相反。
適宜的分散劑的實例在如美國專利No.6,627,584和4,857,214中有描述，該描述在此作為參考引入。這些分散劑由分子中含有鹼性氮和/或至少一個羥基的無灰分散劑，優選為琥珀醯亞胺分散劑，通過磷酸化形成。在此所用的術語琥珀醯亞胺包括一種或多種多胺反應物和烴取代琥珀酸或酸酐(或如琥珀酸醯化劑)之間完全反應的產物，也打算包括其中產物含有一個由伯氨基和酸酐部分反應所獲得的醯亞胺鍵外還含有醯胺、脒和/或鹽鍵的化合物。
琥珀醯亞胺包括，例如，多胺琥珀醯亞胺，其琥珀酸基含有具有至少30個碳原子的烴取代基，如美國專利No.3,172,892、3,202,678，3,216,936，3,219,666，3,254,025，3,272,746和4,234,335中所描述的，其描述在此作為參考引入。還包括烯基琥珀醯亞胺，其可通過常規方法形成，比如加熱含有至少一個伯氨基的多胺和烯基琥珀酸酐、酸、酸-酯、醯基滷或低級烷基酯。烯基琥珀酸酐可很容易通過加熱烯烴和馬來酸酐的混合物獲得，如在約180-220℃加熱，其中的烯烴優選為低級單烯烴如乙烯、丙烯、1-丁烯，異丁烯等的聚合物或共聚物及其混合物。更優選的烯基源自聚異丁烯，其凝膠滲透色譜(GPC)數均分子量高達10,000或更高，優選範圍為約500至約2,500，最優選的範圍為約800-約1,500。
優選的磷酸化無灰分散劑生產工藝包括如美國專利No.6,627,584，4,857,214和5,198,133中的描述，其描述在此作為參考引入。
「以活性組分計」(排除典型地與其共存的雜質、稀釋劑和溶劑的重量)，無灰分散劑的量通常為約0.5-約7.5重量百分比(wt％)，典型的為約0.5-約6.5wt％，優選為約0.5-約5.5wt％，最優選為約1.0-約4.5wt％範圍內。在優選的實施方案中，本發明的分散劑組分是氮磷質量比在約3∶1和約10∶1之間的分散劑。在優選實施方案中的無灰分散劑可通過磷酸化琥珀醯亞胺化合物至反應產物中的最終氮磷質量比在約3∶1至約10∶1之間製備。在另一個實施方案中，磷酸化分散劑和未磷酸化的分散劑混合使分散劑的總氮磷質量比在約3∶1至約10∶1之間。
本發明的磷酸化的琥珀醯亞胺分散劑化合物在約0.01wt％-約12wt％，尤其是約0.01％wt-約10wt％的濃度範圍內使用，以確保成品混合物中含有足夠量的前述組分，儘管，使用更少的量也可能成功，這取決於組分(A)、(B)和(C)的相對量，或者，也可使用較大的量，只要組分(A)、(B)和(C)的相對量足以保持μ/T為負值。
組分(A)、(B)、(C)和(D)聯合使用傳動流體的抗-NVH性改進，該傳動流體配方主要含有基礎油和少量的添加劑組合物，該添加劑組合物中含有0.002-0.5wt％烷氧基化胺(組分(A))、0.001-0.5wt％二烴基亞磷酸酯(組分(B))、0.01-1.0wt％金屬清潔劑(組分(C))和0.01-12wt％磷酸化的琥珀醯亞胺(組分(D))。尤其是，該流體組合物可含有約0.01-0.2wt％組分(A)、0.01-0.7wt％組分(B)、0.01-10wt％組分(C)和0.01-10wt％組分(D)。組分(A)、(B)、(C)和(D)可以單獨或以添加劑濃縮物形式引入主要含有基礎油的流體組合物中。含有上述各組分的添加劑濃縮物可以基於總流體組合物量計，以約3wt％-約20wt％，尤其是約5wt％-約15wt％的處理率併入成品組合物中。
上述四種組分的以適當的平衡比例聯合存在對於與獲得提高的抗NVH性相關的負μ/T斜率條件是必須的。在一個實施方案中，配製了含有所有(A)-(D)四種組分的流體組合物，使得該流體組合物在100℃粘度＜6cSt，在40℃粘度＜30cSt，在-40℃下布氏粘度＜10,000cP，μ/T斜率值是在使用紙摩擦材料襯裡離合器片的低速SAE#2機器上測定摩擦係數和溫度來確定的，試驗條件為0.79N/mm2，＞50rpm及40℃和120℃。在測試機器上使用的紙摩擦材料襯裡的材料可以是Borg Warner Automotive製造/提供的商業產品，如BorgWarner 4329。僅含有(A)-(D)組分中的一種、兩種或三種但不含全部的組分，或者組分非平衡配比的傳動流體，不能可預言地和可靠地提供具有負μ/T的傳動流體。
B.增強抗-NVH耐久性的添加劑包II包括上述的(A)-(D)四個組分和下面將會詳細描述的兩個額外表面活性劑組分(E)和(F)的六個組分的自動傳動流體，可另外用於當流體在使用期內老化時還可以保持更加穩定的抗-NVH耐久性能。
組分(E)叔脂肪胺組分(E)包括本發明的添加劑包和傳動流體中所包括的叔脂肪胺表面活性劑/摩擦改進劑。已經發現，該組分與下述的組分(F)在含有組分(A)-(D)的組合物中共存，有助於該流體在使用期內老化時保持所希望的摩擦性。
叔脂肪胺可以下式表示 其中，R1和R2能各自代表C1至C6的烷基或烯基、R3可以代表C10至C26的烷基或烯基。優選的叔脂肪胺選自在其脂肪烷基鏈中R3代表二烷基C16-C22烷基胺。合適的叔脂肪胺包括，例如，二甲基癸胺、二甲基月桂胺、二甲基十四烷胺、二甲基十六烷胺、二甲基十八烷胺、二甲基二十烷胺(arachadylamine)、二甲基二十二烷胺、二甲基椰油胺、二甲基牛脂胺及其結合。在一個優選的實施方案中，長鏈叔胺包括二甲基十八烷胺(N，N-甲基-1-十八烷胺)，其分子式為C18H37N(CH3)2。
儘管依賴於組分(A)-(D)和(E)的相對量，使用更少的量也可能成功，但本發明叔脂肪胺化合物應當以約0.005wt％-約1.0wt％，尤其約0.01wt％-約0.7wt％的濃度使用，以確保在成品混合物中有足夠量的上述組分存在以增強抗-NVH耐久性。
組分(F)烷氧基化醇組分(F)包括本發明的添加劑包和傳動流體中所包括的烷氧基化醇非離子表面活性劑。該組分在傳動流體中的含量應當確保該液體在使用期內老化時保持摩擦性。
能用於形成本發明添加劑的烷氧基化醇包括，例如，油溶性的烷氧基化鏈烷醇、烷氧基化環烷醇、烷氧基化多元醇、烷氧基化酚和烷氧基化雜環醇，其平均每一個分子中含有高達約20個烷氧基。該烷氧基可為甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基或戊氧基，或其中的兩種或更多種的組合，然而優選的是乙氧基取代的醇。烷氧基化醇在環境溫度20-25℃下應當為液態。因為烷氧基化醇應當是油溶性的，短鏈醇優選每個分子中含有平均至少兩個烷氧基，而長鏈醇可以每個分子中含有一個或多個烷氧基。在任意給定的醇中，只要保證產品是油溶性的、且優選在室溫下為液態，其烷氧基平均數可以高達15-20。形成適宜的烷氧基化醇的醇的例子包括，C1-24鏈烷醇、C1-10環烷醇、含有高達約16個碳原子和2-5個羥基的多元醇、含有高達約16個碳原子和至少一個羥基的多元醇醚、酚、含有高達約16個碳原子的烷基酚、以及例如四氫化糠基醇和四氫吡喃-2-甲醇的羥基取代的雜環化合物。
優選的是含有8-16個碳原子的烷氧基化醇或兩種或更多種上述醇的混合物，平均每個分子中含有1-10個乙氧基。特別優選的是乙氧基化醇，如平均每個分子中含有1-3個乙氧基的乙氧基化C10-14醇。
儘管依賴於(A)-(E)的相對量，使用更少的量也可以能成功，但本發明烷氧基化醇化合物應當以約0.01wt％-約0.7wt％，尤其約0.01wt％-約0.5wt％的濃度使用，以確保在成品混合物中含有足夠量的上述組分存在以增強抗-NVH耐久性。
組分(A)-(F)聯合使用傳動流體抗-NVH耐久性被改進，該傳動流體配方主要含有基礎油和少量的添加劑組合物，添加劑組合物含有0.002-0.5wt％烷氧基化胺(組分(A))、0.001-0.5wt％二烴基亞磷酸酯(組分(B))、0.01-1.0wt％金屬清潔劑(組分(C))、0.01-12wt％磷酸化的琥珀醯亞胺(組分(D))、0.005-1.0wt％長鏈叔脂肪胺(組分(E))和0.01-0.7wt％乙氧基化醇(組分(F))。尤其是，該流體組合物可含有約0.01-25wt％組分(A)、0.01-0.2wt％組分(B)、0.01-0.7wt％組分(C)、0.01-10wt％組分(D)、0.01-0.7wt％組分(E)和0.01-0.5wt％組分(F)。組分(A)、(B)、(C)、(D)、(E)和(F)可以單獨或以添加劑濃縮物形式加入到主要包括基礎油的流體組合物中。含上述組分的添加劑濃縮物可以基於總流體組合物量計，以約3wt％-約20wt％，尤其是約5wt％-約15wt％的處理率結合到成品組合物中。
上述六種組分的組合存在對於流體老化時保持流體與離合器片之間更加穩定和均一的摩擦相互作用是必須的。在一個實施方案中，配製了含有所有上述的(A)-(F)六種組分的流體組合物，使得該流體組合物在100℃下粘度＜6cSt，在40℃下粘度＜30cSt，在-40℃下布氏粘度＜10,000cP，在SAE#2機器上使用包括紙摩擦材料襯裡的離合器片的測試法，在約0.3-約3.4N/mm2之間，如0.79N/mm2，150℃、200小時測試條件下測定摩擦係數，在rmp由50-300範圍內變化時，該流體的摩擦係數變化值小於約0.015(絕對值)。在另一個實施方案中，在ZF GK臺上測定該流體準靜摩擦係數高於0.098，靜摩擦係數為0.123或更大。在另一個實施方案中，流體具有抗-NVH性，在ZF GK臺上測定的閾壓力值高於0.8N/mm2。在另一個實施方案中，流體暴露在氧化條件下後其在ZFGK臺上測定的抗-NVH特性值不降至其暴露在氧化條件下之前在ZF GK臺上測定的初始抗-NVH特性值以下。還在另一個實施方案中，該流體暴露在氧化條件下後其測定的NVH特性值不減少到其暴露在氧化條件下前在ZF GK臺上測定的初始NVH性能值以下。該「NVH特性」是指噪聲現象，如尖聲，抖動、震顫和/或噪聲。在一個非限定性實施方案中，NVH特性是尖聲。
含有少於全部(A)-(F)六種組分的動力傳動流體不能可預言地和可靠地保持離合器均一和穩定的摩擦性性，例如可以觀察到摩擦參數的係數的較大變化。
其它任選的添加劑組分本實施方案的流體中，除了上述極壓和增強抗磨性複合添加劑外，還任選擇性地含有用於動力傳動流體製劑和齒輪潤滑油中的常規添加劑組分。這樣的添加劑包括，但不限於，金屬清潔劑、分散劑、摩擦改進劑、抗氧化劑、粘度指數改進劑、銅腐蝕抑制劑、防鏽劑、抗磨劑、抗泡劑、傾點下降劑、密封溶脹劑、著色劑、金屬鈍化劑、和/或脫氣添加劑。容易理解，這裡所述的不同需要的和任選含有的添加劑給成品流體帶來額外的其它優點。
組分(G)額外的分散劑組分(G)包括至少一種油溶性額外的分散劑，合適的分散劑可包括無灰分散劑如琥珀酸分散劑、曼尼希鹼分散劑和聚合多胺分散劑。烴基取代琥珀醯化劑用於製備烴基取代琥珀醯亞胺。烴基取代琥珀醯化劑包括，但不限於，烴基取代的琥珀酸、烴基取代的琥珀酐、烴基取代的琥珀醯化滷(尤其是醯氟和醯氯)，烴基取代琥珀酸與低級醇(如含有高達7個碳原子的醇)的酯，即與羧基醯化劑功能相同的烴基取代的化合物。
烴基取代的醯化劑是通過適宜分子量的聚烷基烯烴或氯化聚烷基烯烴與馬來酸酐反應製得。類似的羧基反應物可用於製備醯化劑。這樣的反應物可以包括，但不限於，馬來酸、富馬酸、蘋果酸、酒石酸、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐、甲基富馬酸、乙基馬來酸酐，二甲基馬來酸酐、乙基馬來酸、二甲基馬來酸、己基馬來酸等，包括對應酸的醯滷和低級脂肪酯。
取決於取代的琥珀酸酐的預期使用，烯烴的分子量可變。典型的，取代的琥珀酸酐具有含有約8至約500個碳原子的烴基。然而，用於製備潤滑油分散劑的取代的琥珀酸酐通常具有含有約40至約500個碳原子的烴基。對於具有高分子量的取代的琥珀酸酐應用數均分子量(Mn)更準確，因為用於製備所述取代的琥珀酸酐的烯烴可以包括由低分子量的烯烴單體如乙烯、丙烯和異丁烯的聚合得到的不同分子量組分的混合物。
馬來酸酐與烯烴的摩爾比可在大範圍變化。例如其可以從約5∶1變化至約1∶5，或例如其從約1∶1變化至約3∶1。對於烯烴，如數均分子量為約500至約7000，或作為進一步的例子，具有約800至約3000或更高的數均分子量的聚異丁烯，和乙烯-α-烯烴共聚物，馬來酸酐可以超過化學計量使用，如每摩爾烯烴使用約1.1至約3摩爾馬來酸酐。未反應的馬來酸酐可從反應所得的混合物中蒸發出。
在此所用的琥珀酸酐的聚烷基或聚烯基取代基通常來自於聚烯烴，其是單烯烴尤其是例如乙烯、丙烯、丁烯的1-單烯烴的聚合物或共聚物。所用的單烯烴可以具有約2至約24個碳原子，或，作為進一步的例子，具有約3至約12個碳原子。其它適宜的單烯烴包括丙烯、丁烯、尤其是異丁烯、1-辛烯和1-癸烯。由此單烯烴製得的聚烯烴包括聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯、以及由1-辛烯和1-癸烯製得的聚α烯烴。
聚烯基琥珀酸酐可以在常規的還原條件如催化加氫下轉化為聚烷基琥珀酸酐。對於催化加氫，適宜的催化劑是碳載鈀。同樣的，聚烯基琥珀醯亞胺可以在類似的還原條件下轉化為聚烷基琥珀醯亞胺。
在一些實施方案中，無灰分散劑可以包括具有至少一個能形成醯亞胺基的伯氨基的胺的一種或多種烯基琥珀醯亞胺。該烯基琥珀醯亞胺能夠通過傳統的方法獲得，如通過加熱烯基琥珀酸酐、酸、酸-酯、醯滷或低級烷基酯與含至少一個伯氨基的胺製備。該烯基琥珀酸酐可以很容易通過加熱聚烯烴和馬來酸酐的混合物至約180-220℃而獲得。聚烯烴可以是低級單烯烴如乙烯、丙烯、異丁烯等的聚合物或共聚物，其通過凝膠滲透色譜(GPC)測定的數均分子量在約300-約3000範圍內。
可用於形成無灰分散劑的胺包括任何具有至少一個可以反應形成醯亞胺基的伯氨基，和至少一個額外的伯氨基或仲氨基和/或至少一個羥基的胺。一些代表實例是N-甲基-丙二胺、N-十二烷基丙二胺、N-氨基丙基-哌嗪、乙醇胺、N-乙醇-乙二胺等。
適宜的胺可以包括聚亞烷基多胺，如丙二胺、二亞丙基三胺、二-(1，2-亞丁基)三胺和四-(1，2-亞丙基)五胺。更進一步實例包括聚亞乙基多胺，其可以分子式H2N(CH2CH2NH)nH表示，其中，n可以是約1-約10範圍內的整數。其包括亞乙基二胺、二亞乙基三胺(DETA)、三亞乙基四胺(TETA)、四亞乙基五胺(TEPA)、五亞乙基六胺(PEHA)等，包括其混合物，在為混合物的情況下n是混合物的平均值。這些聚亞乙基多胺在每個末端有伯胺基，所以，它們能夠形成單烯基琥珀醯亞胺和雙烯基琥珀醯亞胺。市場上買得到的聚亞乙基多胺混合物可以含有較少量支鏈類和環類，如N-氨基乙基哌嗪、N，N′-雙(氨基乙基)哌嗪、N，N′-雙(哌嗪基)乙烷和類似化合物。這些市售混合物可以具有大體上落在二亞乙基三胺至四亞乙基五胺範圍內的整體組成。聚烯基琥珀酸酐與聚亞烷基多胺的摩爾比可以為約1∶1至約3.0∶1。
在一些實施方案中，無灰分散劑可以包括聚亞乙基多胺，如三亞乙基四胺或四亞乙基五胺，與烴取代的羧酸或酸酐的反應產物，其中烴取代的羧酸或酸酐由分子量適宜的聚烯烴如聚異丁烯與不飽和的多羧酸或酸酐如馬來酸酐、馬來酸、富馬酸等反應而得，包括兩種或更多種上述物質的混合物。
適宜製備在此所述分散劑的多胺包括N-芳基苯二胺類，如N-苯基苯二胺類，例如N-苯基-1，4-苯二胺、N-苯基1，3-苯二胺和N-苯基1，2-苯二胺；氨基噻唑類，例如氨基噻唑、氨基苯並噻唑、氨基苯並噻二唑、和氨基烷基噻唑；氨基咔唑類；氨基吲哚類；氨基吡咯類；氨基吲唑啉酮類；氨基巰基三唑類；氨基萘嵌間二氮雜苯類；氨基烷基咪唑類，例如1-(2-氨基乙基)咪唑、1-(3-氨基丙基)咪唑；和氨基烷基嗎啉類，例如4-(3-氨基丙基)嗎啉。這些多胺的詳細描述見美國專利No.4,863,623和No.5,075,383。這些多胺能夠為最終的產品帶來額外的優點，如抗磨性和抗氧化性。
對形成烴基取代的琥珀醯亞胺有用的其它多胺包括分子中含有至少一個伯氨基或仲氨基和至少一個叔氨基的多胺，如美國專利No.5,634,951和5,725,612中教導，合適的多胺的例子包括N，N，N″，N″-四烷基二亞烷基三胺類(兩個末端叔氨基和一個內部仲氨基)、N，N，N′，N″-四烷基三亞烷基三胺類(一個末端叔氨基、二個內部叔氨基和一個末端伯氨基)，N，N，N′，N″，N-五烷基三亞烷基四胺類(一個末端叔氨基、二個內部叔氨基和一個末端仲氨基)、三(二烷基氨基烷基)氨基烷基甲烷類(三個末端叔氨基和一個末端伯氨基)，以及類似的化合物，其烷基可以相同或不同，典型的是各含有不超過約12個碳原子，且其每個可含約1至約4個碳原子。更進一步的例子是，這些烷基可以是甲基和/或乙基。這種類型的多胺反應物可以包括二甲基氨基丙胺(DMAPA)和N-甲基哌嗪。
此處合適的羥胺包括含有至少一個能夠與烴基取代的琥珀酸或酸酐反應的伯胺或仲胺的化合物、低聚物或聚合物。此處適宜使用的羥胺例子包括氨基乙基乙醇胺(AEEA)、氨基丙基二乙醇胺(APDEA)、乙醇胺、二乙醇胺(DEA)、部分的丙氧基化的己二胺(例如HMDA-2PO或HMDA-3PO)、3-氨基-1，2-丙二醇、三(羥甲基)氨基甲烷和2-氨基-1，3-丙二醇。
胺與烴基取代的琥珀酸或酸酐的摩爾比可在約1∶1-約3.0∶1之間。胺與烴基取代的琥珀酸或酐的摩爾比的另一例子在約1.5∶1-約2.0∶1之間。
前述的分散劑也可以是經後處理的分散劑，例如以馬來酸酐和硼酸處理的分散劑，如美國專利No.5,789,353所述，或者以壬基苯酚、甲醛和乙醇酸處理的分散劑，如美國專利No.5,137,980所述。
曼尼希鹼分散劑可以是通常在環上具有一個長鏈烷基取代基的烷基酚與一種或多種含有約1至約7個碳原子的脂肪醛(尤其是甲醛及其衍生物)和多胺(尤其是聚亞烷基多胺)的反應產物。例如曼尼希鹼無灰分散劑可以是約1摩爾的長鏈烴取代的酚、約1-約2.5摩爾甲醛和約0.5-約2摩爾的聚亞烷基多胺縮合形成的。
製備曼尼希多胺分散劑的烴源可以來自於基本飽和的石油餾分和烯烴聚合物，如含有約2-約6個碳原子的單烯烴的聚合物。一般烴源通常含有如至少約40個碳原子，作為進一步的例子，含至少約50個碳原子，以便為分散劑提供基本上為油溶的性質。因為易於反應和低成本，GPC數均分子量在約600至約5,000之間的烯烴聚合物更適合。然而更高分子量的烯聚合物也可以應用。特別合適的烴源是異丁烯聚合物和由異丁烯與I流萃餘液的混合物製備的聚合物。
合適的曼尼希鹼分散劑可以是由約1摩爾的長鏈烴基取代的酚、約1-約2.5摩爾甲醛和約0.5-約2摩爾的聚亞烷基多胺縮合形成的曼尼希鹼無灰分散劑。
適合作為無灰分散劑的聚合多胺分散劑是含有鹼性胺基和油溶性基團(如具有至少約8個碳原子的側烷基)的聚合物。這些物質例如由諸如甲基丙烯酸癸基酯、乙烯基癸基醚或分子量較高的烯烴的各種單體，與丙烯酸氨基烷基酯及氨基烷基丙烯醯胺形成的互聚物。聚合多胺分散劑的例子在如美國專利No.3,687,849和No.3,702,300中已闡明。聚合多胺可包括烴基多胺，其中烴基是由異丁烯和以上所述的I流萃餘液的聚合產物組成的。PIB-胺和PIB-多胺也可以使用。
上述製備無灰分散劑產品的方法，是本領域技術人員公知的，在專利文獻中有報導。例如前述類型的不同無灰分散劑的合成方法在美國專利No.5,137,980和Re26,433中有描述，在此引入作為參考。
合適的無灰分散劑的例子是硼酸化分散劑。硼酸化分散劑可以通過硼化(硼酸化)分子中含有鹼性氮和/或至少一個羥基的無灰分散劑如琥珀醯亞胺分散劑、琥珀醯胺分散劑、琥珀酸酯分散劑、琥珀酸酯-醯胺分散劑、曼尼希鹼分散劑或烴基胺或多胺分散劑形成。可用於對上述的多種不同無灰分散劑進行硼化的方法在如美國專利No.4,455,243和No.4,652,387中已有描述。
硼酸化分散劑可包括經過硼處理的高分子量分散劑，使得硼酸化的分散劑含有高達約2wt％的硼。在另一個例子中，這些硼酸化分散劑可含有約0.8wt％或更少的硼。作為進一步的例子，硼酸化分散劑可含有約0.1wt％至約0.7wt％的硼，作為另外一個例子，硼酸化分散劑可含有約0.25wt％至約0.7wt％的硼，作為更進一步的例子，硼酸化分散劑可含有約0.35wt％至約0.7wt％的硼。硼酸化分散劑可進一步包括硼酸化分散劑的混合物。作為一個進一步的例子，該硼酸化分散劑可含有含氮分散劑和/或可不含有磷。作為一個額外的例子，硼酸化分散劑可含有磷。為便於處理，該分散劑可以溶於適宜粘度的油中。必須指出，此處所給的重量百分比是指淨分散劑，而不包括任何額外稀釋油。
分散劑可以與有機酸、酸酐、和/或醛/酚混合物進一步反應。例如，這一過程有效地增強與彈性體密封的相容性。
分散劑在動力傳動流體中的量可高達約15wt％。進一步地，該流體組合物中可以含有約0.1wt％至約10wt％的硼酸化分散劑。進一步地，該流體組合物可以含有約3wt％至約5wt％的硼酸化分散劑。進一步地，動力傳動流體中可以含有足以為成品流體提供以重量計高達百萬分之1900(ppm)的硼的硼酸化分散劑量，例如，成品流體中硼重量可為約50-約500ppm。
組分(H)潤滑劑、抗磨劑和極壓劑可以含有潤滑劑、抗磨劑和極壓劑。這些物質包括例如硫源，如硫化脂肪油。「硫化脂肪油」是指單獨硫化脂肪酸或硫化脂肪脂的或其混合物。優選硫化脂肪脂。硫化脂肪油可以來自動物或植物，適宜的硫化脂肪油包括如含硫約10％的硫化脂肪酸酯和含硫約10％的硫化鯨油。
在另一個特別的實施方案中，適宜的硫化脂肪油包括硫化的酯交換甘油三酯，這些在美國專利No.4,380,499中有描述，此描述在此引用併入。在一個實施方案中，硫化的酯交換甘油三酯添加劑的總酸組分包括不低於約35mol％的飽和脂肪酸，不高於約65mol％的不飽和脂肪酸，和其中總酸組分進一步特徵在於含高於約20mol％的單不飽和脂肪酸、低於約15mol％的聚不飽和脂肪酸、高於約20mol％的含有6-16個碳原子的飽和脂肪酸，其中有6-14個碳原子的飽和脂肪酸高於約10mol％，和少於15mol％的含有18個或更多個碳原子的飽和脂肪酸。適宜的硫化脂肪油也包括如在美國專利No.4,149,982中描述的物質，其中的描述在此作為參考引入。
其它適宜的硫化脂肪油包括，例如，硫化豬油、硫化脂肪化合物、硫化甲酯、硫化烴、硫化油酸、硫化脂肪酯-聚烷醇醯胺和硫化脂肪烯烴。
其它的抗磨劑包括含磷抗磨劑，比如其中包括磷酸、亞磷酸的有機酯，或其胺鹽。
含磷抗磨劑的含量可以足以使得動力傳動流體中磷的重量為約百萬之50-約500。在進一步的實例中，含磷抗磨劑含量可以足以使得動力傳動流體中磷的重量為約百萬之150-約300。
流體組合物中可以含有約1.0wt％的含磷抗磨劑。作為進一步的實例中，流體組合物中可以含有約0.01wt％至約1.0wt％的含磷抗磨劑，特別是約0.2wt％至0.3wt％的含磷抗磨劑。
組分(I)金屬鈍化劑配方中也可以含有金屬鈍化劑，其包括該常規類的流體中通常用作此目的的物質。這些可以包括例如，無灰二烷基噻二唑。適用於實踐本發明的二烷基噻二唑可以下面的通式(I)表示 其中，R1和R2可以是相同或不同的烴基，x，y獨立地為0-8整數。在一個方面，R1和R2可以是相同或不同的直鏈、支鏈或芳香的、飽和或不飽和的烴基，其含有約6-約18個尤其是約8-約12個碳原子，x，y每個可為0或1。
適宜的二烷基噻二唑包括2，5-雙(烴基聯硫基)-1，3，4-噻二唑。其它的適宜的二烷基噻二唑的例子包括，例如2，5-雙(烴基硫代)-1，3，4-噻二唑、2-(叔-烴基聯硫基)-5-巰基-1，3，4-噻二唑、和雙-叔-十二烷基硫代噻二唑。
適宜的二烷基噻二唑也包括如美國專利No.4,149,982和No.4,591,645中描述的這些物質，其描述在此作為參考引入。在本發明的範圍內，也可以採用如上述通式(I)的二烷基噻二唑與單烷基噻二唑的混合物。
在此，術語「烴基基團」或「烴基」是使用本領域技術人員公知的常規的含義。特別是，是指含有碳原子直接與分子剩餘部分相連和主要具有烴的性質的基團。烴基的例子包括(1)烴取代基，即脂肪族(例如烷基或烯基)、脂環族(例如環烷基或環烯基)取代基，和芳香族取代的、脂肪族取代的和脂環族-取代的芳香族取代基，以及其中環是通過分子的其它部分完成的(如，兩個取代基共同形成脂環基團)環取代基；(2)取代的烴取代基，即含有非烴基團的烴取代基，在本發明的上下文中，非烴基團不會改變佔主導地位的烴取代基(例如滷素(尤其是氯和氟)、羥基、烷氧基、巰基、烷基巰基，硝基、亞硝基和硫氧基)；(3)雜取代基，即在本發明的上下文中，在由另外碳原子組成的鏈或環上有除碳原子外的其它原子同時主要具有烴基的特性的取代基。雜原子包括硫、氧、氮並含有如吡啶基、呋喃基、噻吩基和咪唑基的取代基。通常在烴取代基中，對每十個碳原子而言，存在著不超過兩個或更進一步不超過一個非烴取代基；通常，烴基基團中不存在非烴取代基。
流體組合物中可以含有高達約2.0wt％的金屬鈍化劑。
組分(I)額外的摩擦改進劑額外的摩擦改進劑任選地用於動力傳動流體中以助於在低滑動速度下減低表面(如變矩器離合器或換檔離合器的元件)之間的摩擦。結果是摩擦-粘度(μ-v)曲線為正斜率，從而導致離合器的平穩嚙合並使「粘滑」行為(如震顫、噪聲和不平順換檔)最小化。
摩擦改進劑包括這些化合物，如脂族胺或乙氧基化脂族胺、醚胺、烷氧基化醚胺、脂肪酸醯胺、醯化胺、脂肪族羧酸、脂肪族羧酸酯、多元醇酯、脂肪族羧酸酯-醯胺、咪唑啉類、叔胺、脂肪族膦酸酯、脂肪族磷酸酯、脂肪族硫代膦酸酯、脂肪族硫代磷酸酯等，其中脂肪族基團通常含有一個或多個碳原子從而使化合物具有合適的油溶性。作為進一步的例子，該脂肪族基團可以含有約8個或更多個碳原子。
一類摩擦改進劑包括N-脂肪族烴基取代的二乙醇胺，其中的N-脂肪族烴基取代基是至少一種不含炔不飽和鍵並含約14至約20個碳原子的直鏈脂肪族烴基。
合適的摩擦改進劑體系的例子是由含有至少一種N-脂肪族烴基取代的二乙醇胺和至少一種N-脂肪族烴基取代的三亞甲基二胺的組合所組成的，其中的N-脂肪族烴基取代基是至少一種不含炔不飽和鍵並含約14至約20個碳原子的直鏈脂肪族烴基。關於這類摩擦改進劑體系的更詳細描述在美國專利No.5,372,735和No.5,441,656中。
另一個摩擦改進劑體系為下述物質的組合(i)至少一種二(羥烷基)脂肪族叔胺，其中，羥烷基可以相同或不同，各自含有約2-約4個碳原子，脂肪族基團是含有約10-約25個碳原子的無環烴基；(ii)至少一種羥烷基脂肪族咪唑啉，其中，羥烷基含有約2-約4個碳原子，脂肪族基團是含有約10-約25個碳原子的無環烴基。關於該摩擦改進劑體系的詳細描述參考美國專利No.5,344,579。
另一類合適的摩擦改進劑包括多元醇酯，如甘油單油酸酯(GMO)、甘油單月桂酸酯(GML)等。
通常講，流體組合物中可以含有高達約1.25wt％，或作為進一步的例子，含有約0.05-約1wt％的一種或多種摩擦改進劑。
組分(K)抗氧化劑在一些實施方案中，組合物中可以含有抗氧化劑化合物。抗氧化劑包括酚類抗氧化劑、芳胺抗氧化劑、硫化酚類抗氧化劑和有機亞磷酸酯等。酚類抗氧化劑的例子包括2，6-二叔丁基酚、叔丁基化酚類的液體混合物、2，6-二叔丁基-4-甲基酚、4，4′-亞甲基雙(2，6-二叔丁基酚)，2，2′-亞甲基雙(4-甲基6-叔丁基酚)、混合亞甲基橋接多烷基酚類，和4，4′-硫代雙(2-甲基-6-叔丁基酚)。N，N′-二-仲丁基苯二胺，4-異丙基氨基二苯胺，苯基-α-萘胺，苯基-α-萘胺和環烷基化的二苯胺。其例子包括具有空間位阻的叔丁基化酚、雙酚和肉桂酸衍生物及其組合物。此處所述的流體組合物中，以流體配方總重量計，抗氧化劑含量可高達約5wt％。它尤其可以是在約0.01-約3.0wt％範圍內，更尤其是在約0.1-約0.7wt％範圍內，基於流體配方總重量計。
組分(L)防鏽劑本發明公開實施方案中使用的鏽蝕或腐蝕抑制劑是另一種類型的抑制劑添加劑。此類物質包括單羧酸和多羧酸。適宜的單羧酸的例子有辛酸、癸酸和十二酸。適宜的多羧酸的例子包括由比如妥爾油脂酸、油酸、或亞油酸等製得的二元或三元羧酸。另一種有用的防鏽劑可以包括烯基琥珀酸和烯基琥珀酸酐腐蝕抑制劑，比如例如，四丙烯基琥珀酸、四丙烯基琥珀酸酐、十四烯基琥珀酸、十四烯基琥珀酸酐、十六烯基琥珀酸、和十六烯基琥珀酸酐等。烯基中含有約8-約24個碳原子的烯基琥珀酸與如聚乙二醇的醇類生成的半酯也是有用的。其它適宜的鏽蝕或腐蝕抑制劑包括醚胺；酸式磷酸酯；胺；聚乙氧基化的化合物如乙氧基化胺、乙氧基化酚和乙氧基化醇；咪唑啉類；氨基琥珀酸或其衍生物等。這些類型的物質是市場上買得到的。也可以使用這些鏽蝕或腐蝕抑制劑的混合物。此處所述的腐蝕抑制劑在流體組合物中含量，以組合物總重量計，可高達約2.0wt％。尤其可以是在約0.01wt％-約2.0wt％範圍內，更尤其是在約0.01wt％-約0.3wt％範圍內，以流體配方總重量計。
組分(M)銅腐蝕抑制劑在一些實施方案中，銅腐蝕抑制劑可作為另一類適於加入組合物的添加劑。這些化合物包括噻唑類，三唑類和噻二唑類。這些化合物的例子包括苯並三唑、甲苯基三唑、辛基三唑、癸基三唑、十二烷基三唑、2-巰基苯並噻唑、2，5-雙巰基-1，3，4-噻二唑、2-巰基-5-烴基硫-1，3，4-噻二唑類、2-巰基-5-烴基聯硫基-1，3，4-噻二唑類、2，5-雙(烴基硫)-1，3，4-噻二唑類和2，5-雙(烴基聯硫基)-1，3，4-噻二唑類。適宜的化合物包括1，3，4-噻二唑類，其中許多是市場上可以購得的商品，也包括由三唑類，例如甲苯基三唑，和1，3，5-噻二唑例如2，5-雙(烷基聯硫基)1，3，4-噻二唑的組合。對於二烷基噻二唑類，為了具備抗腐蝕性，過去該添加劑已經以比本發明少得多的處理水平使用以增強極壓性和抗磨性(當與相對高濃度的硫化脂肪油共同使用時，如這裡所述)。1，3，4-噻二唑類通常由聯氨和二硫化碳經過已有工藝的合成而得到，參見，例如美國專利No.3,862,798和No.3,840,549。
此處所述的腐蝕抑制劑在流體組合物中的含量，以組合物總重量計，可高達約1.0wt％。
組分(N)粘度指數改進劑用於上述的流體組合物和齒輪潤滑油組合物的粘度指數改進劑可以選自聚異烯烴化合物、聚甲基丙烯酸酯化合物和任意的常規粘度指數改進劑。適宜作為粘度指數改進劑的聚異烯化合物的例子包括重均分子量從約700至約2,500範圍內的聚異丁烯。實施方案可包括分子量相同或不同的一種或多種粘度指數改進劑的混合物。
合適的粘度指數改進劑可以包括苯乙烯-馬來酸酯類、聚烷基甲基丙烯酸酯類和烯烴共聚物粘度指數改進劑。前述的產品的混合物也可以用作分散劑和分散劑-抗氧化劑粘度指數改進劑。
流體組合物中可以含有高達約25wt％的粘度指數改進劑。粘度指數改進劑含量尤其為約0.1wt％至約25wt％，以配方總重量為基準。
組分(O)抗泡劑在一些實施方案中，泡沫抑制劑可形成適用於本組合物中的另一種組分。泡沫抑制劑可選自矽酮、聚丙烯酸酯類、和表面活性劑等。抗泡劑在所述流體組合物中的量可以高達約0.5wt％，以組合物的總重量為基準。尤其是在約0.01wt％至約0.5wt％範圍，更尤其是在約0.01wt％至約0.1wt％範圍，以配方總重量為基準。
組分(P)密封溶脹劑用於此處所述的傳動流體組合物中的密封膨脹劑選自油溶性二酯類、油溶性碸類及其混合物。一般而言，最適宜的二酯包括C8-C13烷基醇(或其混合物)的己二酸酯、壬二酸酯和癸二酸酯，和C4-C13烷醇(或其混合物)的鄰苯二甲酸酯。兩種或多種不同類型二酯的混合物(如己二酸二烷基酯和壬二酸二烷基酯等)也可以使用。這些物質的例子包括己二酸、壬二酸和癸二酸的正辛基、2-乙基己基、異癸基和十三烷基二酯，和鄰苯二甲酸的正丁基、異丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基和十三烷基二酯。
能夠提供相同性能的其它酯是多元醇酯。適宜的碸類密封溶脹劑在美國專利No.3,974,08 1和4,029,587中有描述，一般這些產品含量範圍可高達約30wt％。在成品流體中，密封溶脹劑在所述流體組合物中含量可以尤其在約1至約15wt％範圍內，更尤其是在約0.25wt％至約1wt％範圍。
適宜的密封溶脹劑是(i)己二酸、(ii)癸二酸和(iii)鄰苯二甲酸的油溶性二烷基酯。己二酸酯和癸二酸酯可以在高達約30wt％的量的範圍內使用。在成品流體中，尤其可在約1wt％至約15wt％範圍內，更尤其在約1.5wt％至約10wt％範圍。對於鄰苯二甲酸酯的情況，流體中的含量則在約1.5wt％至約15wt％範圍內。
組分(Q)染料著色劑可以添加至流體中，使其具有可檢測性。通常使用偶氮類染料，例如，C.I.溶劑紅24(C.I.Solvent Red 24)或C.I.溶劑紅164(C.I.Solvent Red 164)，如美國紡織品化學家和著色師協會(American Association of textile Chemists andColorists)與染色工作者和著色師協會(Society of Dyers and Colorists)(U.K.)「色彩索引」提出的。對於自動傳動流體，優選自動紅染料(Automatic RedDye)。染料可以非常少的量存在，在成品流體中，例如高達約400ppm，尤其約200至約300ppm範圍內。
組分(R)稀釋劑如果添加劑是以添加劑包濃縮物提供的，則加入適宜的載體稀釋劑使得易於混合、溶解和傳送該添加劑包。稀釋油必須能夠與基礎油和添加劑包相容，儘管稀釋劑的量可以根據應用廣泛地變化，在一個實施方案中，稀釋劑的濃度為約5-約20％。一般而言，較少的稀釋劑是優選的，因為其降低了運輸費用和處理率。
配製上述組合物中採用的添加劑可分別或以亞組合形式摻混入基礎油。然而，使用添加劑濃縮物(如，添加劑加稀釋劑，如烴溶劑)同時摻混所有組分是適宜的方法。當以添加劑濃縮物的形式使用時，可利用由於成分組合而提供的互相相容性的優勢。而且使用濃縮物減少了混合時間並降低了混合出錯機率。
在此所述的流體組合物可以包含高達約25wt％的稀釋液，以成品流體的總重量為基準。
基礎油本發明(但不是必須總是如此)傳動流體通常是按主要量的基礎油和少量的添加劑包配製，添加劑包中包括前述添加濃度的硫化脂肪油和二烷基噻二唑的極壓/抗磨性改進組合物。在一個實施方案中，動力傳動流體組合物配方中含有主要量的基礎油和約3wt％至約20wt％，尤其是約5wt％至約13wt％的添加劑組合物，該添加劑組合物中含有前述各個濃度的硫化脂肪油和二烷基噻二唑。
根據本發明，能夠用於配製流體組合物中的基礎油可以選自合成油或者天然油，或其混合物中的任一。天然油包括動物油和植物油(例如蓖麻油、豬油)，以及礦物潤滑油，例如液態石油、溶劑處理或者酸處理的石蠟基、環烷基、或者石蠟基和環烷基混合的礦物潤滑油。來源於煤炭或者頁巖的油也適用。典型的基礎油在100℃的粘度在例如約2cSt-約15cSt範圍內，進一步在約2cSt-約10cSt範圍內。此外，來自於氣-液轉化工藝的油也適用。
合成油包括烴油，例如聚合和互聚烯烴(例如，聚丁烯，聚丙烯，丙烯異丁烯共聚物等)；聚α-烯烴，如聚(1-己烯)、聚(1-辛烯)、聚(1-癸烯)等，及其混合物；烷基苯(如十二烷基苯，十四烷基苯，二-壬基苯，二-(2-乙基己基)苯等)；聚苯類(如聯苯、三聯苯、烷基化聚苯等)；烷基化二苯醚和烷基化二苯硫化物及其衍生物、類似物、和同系物等。
烯化氧類聚合物和互聚物以及其中末端羥基通過酯化、醚化等得到改性的衍生物構成了另一類可用的已知合成油。這樣的油可供列舉的有通過環氧乙烷或環氧丙烷的聚合製備的油，這些聚氧化烯聚合物的烷基和芳基醚(例如平均分子量為約1000的甲基-聚異丙二醇醚、分子量為約500-1000的聚乙二醇的二苯醚、分子量為約1000-1500的聚丙二醇的二乙醚等)、或者是其單和多羧酸酯，例如乙酸酯類、混合C3-8脂肪酸酯類或四甘醇的C13含氧酸二酯。
可使用的另一類合成油包括由二羧酸(例如鄰苯二甲酸、琥珀酸、烷基琥珀酸、烯基琥珀酸、馬來酸、壬二酸、辛二酸、癸二酸、富馬酸、己二酸、亞油酸二聚體、丙二酸、烷基丙二酸、烯基基丙二酸等)和不同的醇(例如丁醇、己醇、十二烷醇、2-乙基己醇、乙二醇、二甘醇單醚、丙二醇等)形成的酯。這些酯的具體例子包括己二酸二丁酯、癸二酸二(2-乙基己基)酯、富馬酸二正己酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二異辛酯、壬二酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二癸基酯、癸二酸二(二十烷基)酯、亞油酸二聚體的2-乙基己基二酯、和由1摩爾癸二酸與兩摩爾的四甘醇和兩摩爾的2-乙基己酸反應形成的混合酯等。
可用作合成油的酯也包括，由C5-C12的單羧酸與多元醇和多元醇醚如新戊二醇、三羥甲基丙烷、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇等製得的酯。
所以，可以用於製備上述傳動流體組合物的基礎油可以選自美國石油協會(API)基礎油互換性指南(American Petroleum Institute Base Oil InterchangeabilityGuidelines)列舉的I-V組基礎油中的任意一種。
此基礎油組如下(表B)表B

1組I-III是礦物油基原料。
如上所述，基礎油可以是聚α烯烴(PAO)。典型的聚α烯烴源自含有約4-約30個或約4-約20個或約6-約16個碳原子的單體。該可用的PAO的例子包括源自辛烯、癸烯及其混合物等的那些。PAO可以在100℃下的粘度為約2-約15、約3-約12或約4-約8cSt。例如，PAO包括100℃下粘度為4cSt的聚α烯烴、100℃下粘度為6cSt的聚α烯烴，及其混合物。礦物油與上述的聚α烯烴的混合物也可以使用。
基礎油可以是源於費-託合成烴的油。費-託合成烴是由含有H2和CO的合成氣使用費-託催化劑製得。通常這樣的烴需要進—步處理以用作基礎油。例如，烴可以使用美國專利No.6,103,099或No.6,180,575中公開的方法進行加氫異構；使用美國專利No.4,943,672或No.6,096,940中公開方法的進行加氫裂化和加氫異構；使用美國專利No.5,882,505中公開的方法進行脫蠟；或使用美國專利No.6,013,171、No.6,080,301或No.6,165,949中公開的方法進行加氫異構和脫蠟。
上述公開類型的天然或合成(這些物質中任意的兩種或多種的混合物)的未精製、精製和再精製油都可用於基礎油。未精製油是未經過進一步淨化處理而由天然或合成源直接獲得的油品。例如，直接來自於乾餾操作的頁巖油、直接來自於初步蒸餾工藝的石油油料、或直接來自於酯化工藝未經過進一步處理的酯類油，是未精製油。精製油與未精製油類似，其區別在於精製油經過一步或多步淨化以提高一種或多種特性。許多這樣的淨化工藝是本領域技術人員所公知的，如溶劑萃取、二次蒸餾、酸或鹼萃取、過濾、滲濾等。再精製油可通過將與獲取精製油相似的方法施用於已被使用過的精製油而獲得。這些再精製油也被認為是再生油或再處理油，通常經過額外的技術處理以去除失活添加劑、雜質和油分解產物。
在選擇任一種前述的任選添加劑時，重要的是確保所選組分是可溶於或穩定地分散在添加劑包和成品ATF組合物中，並與組合物中的其它組分兼容且不會顯著幹擾組合物的操作性能，如抗-NVH、抗-NVH耐久性、極壓、抗磨損、摩擦、粘度和/或剪切穩定性，這些性質是最終成品組合物必備或希望具有的性能。
一般，輔助添加劑成分在油中的用量應為足以改善基礎流體的性能特徵和性質的小量。因此，其量是根據因素如所用基礎流體的粘性、成品流體所要求的粘度特性、成品流體預期使用條件和對成品流體的性能需求而變化。
然而，一般而言，參考下表C，下面給出了基礎流體中任選輔助組分的通常濃度(重量百分比，除非特別指明)表C

根據實施方案，典型的、非限定性的能夠提供增強的抗NVH和/或抗-NVH耐久性的全配方流體組合物組成如下表D。所涉及的組分對應於前述的組分分類。配方中的關鍵組分，即，就NVH抑制來說的組分(A)-(D)、就提高抗-NVH耐久性來說的組分(A)-(F)，依據本文的教導在各自的指定範圍內保持平衡。
表D

可知，所用的各個組分可以各自摻混入基礎流體中，或者根據需要以不同的亞組摻混入。通常，摻混步驟中的特殊次序不重要。而且，這些組分可以各自的在稀釋劑中的溶液的形式摻混。然而，優選以濃縮物形式摻混添加劑組分，這樣簡化摻混操作，降低摻混錯誤的可能性，並利用了總濃縮物具有的相容性和溶解性方面的優點。
所以，添加劑濃縮液配方中能夠含有所有添加劑組分，如果需要，還含有某些基礎油組分，各種成分的數量應按比例配製以使所製得的成品流體混合物與上述濃度相一致。在多數情況下，添加劑濃縮物中含有一種或多種稀釋劑，如輕質礦物油，以便於濃縮物的處理和摻混。所以，可使用含有高達約50wt％的一種或多種稀釋劑或溶劑的濃縮液，只要存在的溶劑不會影響成品傳動流體組合物的低溫、高溫和閃點特性和性能即可。在這點上，根據本發明，添加劑組分的選取和比例可以使得由這些組分配製的添加劑濃縮液或包的閃點應用ASTMD-92測試方法測定，為約170℃或更高。
如上述配製的實施方案的動力傳動流體，通常也具有增強的極壓特性，以用於高壓下例如大於2GPa的條件下金屬與金屬接觸。這種流體適用於自動或手動變速裝置，如有級自動變速裝置、無級變速裝置、自動手動變速裝置和雙離合變速裝置。例如，如果所使用的潤滑油不具有足夠的極壓保護特性，自動傳動中常見的金屬與金屬接觸的高壓力可能引起傳動部件的損壞。然而上述的動力傳動流體組合物具有好的極壓操作特性。
此處描述的本發明實施方案中的流體組合物可在許多不同應用中有較好應用，包括，例如自動傳動流體、手動傳動流體、雙離合傳動流體、重載傳動流體、連續變速傳動流體和齒輪潤滑油。更進一步，該自動傳動流體可適用於具有以下離合器的至少一種傳動裝置滑動變矩離合器、鎖止變矩離合器、起動離合器、電控制轉換器離合器、和/或一種或多種換檔離合器，等等。該傳動裝置可以包括四速、五速、六速、七速或更多速傳動裝置，和鏈式、帶式、盤式或環型的連續變速裝置。使用這些流體的離合器，可以包括，例如，如上所述的相同的離合器材料。其也可用於齒輪應用，如，工業齒輪應用和汽車齒輪應用。齒輪型式可包括但不限於正齒輪、螺旋傘齒輪、斜齒輪、行星齒輪和準雙曲面齒輪。他們用於軸、變速箱等。進一步地，其對金屬加工領域也是有用的。
實施例以下的實施例中介紹本發明的適於實際應用的組合物示例，其中，所有的份、百分比除非特別說明都是以重量計。
實施例1尖聲壓力研究自動傳動流體的組分影響通過8個流體樣品進行評價，被命名為ATF-A至ATF-H(見下列表1)。測試流體有如上述表D所示的優選配方的基本組成，並作如下調整。使用六個設計變量，命名為I-VI，其對應於表D中所示的六個組分，其中「+」表示該變量以表D中所示相應範圍的最大值存在，「-」表示該變量不存在或以表D中所示相應範圍的最小值存在，進一步限定，對於設計變量VI下的標記「+」表示硫源為硫化的酯交換甘油三酯，而「-」表示為硫化酯。設計變量I-VI對應於基本流體中的下述六個組分I組分(D)；II組分(B)；III組分(C)；IV組分(A)；V防鏽劑；和VI組分硫源。
流體基質的摩擦性能通過低速SAE#2機器測定。使用纖維素紙基摩擦材料襯裡的片實施試驗，該片可以是從Borg Warner Automotive Friction商購的產品BW 4329片。摩擦是在40℃和120℃下於0.40、0.79、1.97和3.39N/mm2四個不同壓力下測定和記錄的。尖聲壓力是在市場可以買到的ZF GK臺上使用ZF隨裝置提供的試驗程序測定。對應於不同測試樣品流體的尖聲壓力結果也在下表1中列出。
表1

利用上述流體樣品，圖4-10是在壓力為0.79N/mm2下的尖聲壓力與μ/T(由滑動速度的測量而獲得)關係圖。圖11是在測試壓力0.79N/mm2條件下R2(是μ/T與尖聲壓力的相互關係)與rpm關係圖。圖12-17是在壓力3.40N/mm2下測得的尖聲壓力與μ/T(由滑動速度的測量而獲得)關係圖。圖18-19分別顯示八種測試流體在壓力0.79N/mm2、溫度為40℃和120℃下的摩擦係數μ值。μ/T中的溫度是在給定壓力和rpm下的整體溫度。例如如果μ(40℃)為0.152和μ(120℃)為0.148，那麼μ/T等於(0.148-0.152)/(120-40)＝0.00005。為便於處理，該值乘以10,000。圖20是在壓力0.79N/mm2條件下μ/T係數與滑動速度關係圖。圖21-28是在如圖所示的一系列不同測試條件(即rpm、溫度、壓力)下尖聲壓力與μ/P關係圖。圖29分別顯示測試流體在溫度為40℃和120℃下摩擦係數μ值。
結果表明，在μ/T為負時，尖聲控制能力改進。結果還表明僅僅提供μ-v為正斜率的流體不足以改進尖聲性能。尖聲和μ/T的相關性只有在低速試驗臺的特定條件即壓力0.79N/mm2、高於50rpm(0.27m/s)下才能觀察到。結果還表明當μ/P為負時，尖聲控制能力改進，雖然可能並沒有在本研究的特定測試條件下的μ/T那樣明顯。
結果還表明，某些個別組分，即組分(A)-(D)在添加劑的存在或者不存在能夠顯著影響摩擦程度隨溫度的變化。結果還表明，六個變量中的四個變量強烈影響了μ/T(和μ/P)，它們是組分(A)-(D)。結果也表明這四個組分的含量必須保持平衡以使得μ/T條件為小的負值，從而改善尖聲性能。總的來講，發現隨著準靜摩擦水平降低，噪聲現象減少。高扭矩傳動裝置通常需要高準靜摩擦。
整個說明書和權利要求中所使用的「某」和/或「某個」可以指一或多於一。除非另有指示，說明書和權利要求中所用的所有代表成分數量、屬性如分子量、百分數、比值、反應條件等等的數字都應當理解為被「約」所修飾的。相應的，除非有相反的指示，說明書和權利要求中的數字參數都是近似值，可以根據本發明所希望獲得的屬性作相應的變化。絕沒有也不嘗試限制將等價原則用於權利要求的保護範圍，每一個數字參數至少應當根據報告的有效位和常規的捨入技術進行推定。儘管表明本發明寬範圍的數值和參數是近似值，但是，在特定的實施例中的數值都是儘可能的準確報導。然而，任何數值固有地包含誤差，這源於各自的試驗測量所具有的標準偏差。
在本說明書的多處，引用了大量的美國專利，所有這些專利文獻都公開地全文結合到本發明中，如同這些文獻的內容在此完全列出。
對於本領域技術人員，參考本說明書、附圖和實施情況獲得本發明的其它實施方案是顯而易見的。本說明書和實施例應被認為僅僅是一種示例，而本發明真正的保護範圍和精神由下述的權利要求表明。
權利要求
1.一種流體組合物，包括(1)主要量的基礎油，和(2)少量的添加劑組合物，其包括烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺，以各自有效的量存在用於在以其潤滑的動力傳動摩擦扭矩傳遞裝置的嚙合、滑動或調整期間提供負μ/T斜率。
2.權利要求1的流體組合物，其包括0.002-0.5wt％烷氧基化胺、0.001-0.5wt％二烴基亞磷酸酯、0.01-1.0wt％金屬清潔劑和0.01-12wt％磷酸化的琥珀醯亞胺。
3.權利要求1的流體組合物，其中配製流體組合物以使所述流體組合物100℃的粘度＜6cSt，40℃的粘度＜30cSt，-40℃的布式粘度＜10,000cP，其中，μ/T斜率值由SAE#2機器測量的摩擦係數和溫度計算得到。
4.權利要求1的流體組合物，其中添加劑組合物進一步包括額外的摩擦改進劑、額外的清潔劑、額外的分散劑、抗氧劑、抗磨劑、抗泡劑、粘度指數改進劑、銅腐蝕抑制劑、防鏽劑、密封溶脹劑、金屬鈍化劑和排氣劑中的一種或多種。
5.一種添加劑組合物，其包括烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺，以各自有效的量存在用於在以其潤滑的動力傳動裝置換檔離合器嚙合期間提供負μ/T斜率。
6.一種在具有摩擦扭矩傳遞裝置的動力傳動裝置中降低NVH的方法，包括用流體組合物潤滑摩擦扭矩傳遞裝置，該流體組合物在嚙合、滑動或調整摩擦扭矩傳遞裝置期間提供負μ/T，所述流體包括各自有效量的烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺。
7.一種在動力傳動裝置中改進抗NVH控制性能的方法，包括A)將流體加入動力傳動裝置，所述流體包括(i)基礎油，和(ii)包括烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺的添加劑包；和B)操作動力傳動裝置中的流體，其中添加劑包以其有效的量存在，用於在以其潤滑的動力傳動摩擦扭矩傳遞裝置嚙合、滑動或調整期間提供負μ/T。
8.權利要求7的方法，其中配製流體組合物以使組合物100℃的粘度＜6cSt，40℃的粘度＜30cSt，-40℃的布式粘度＜10,000cP，其中，μ/T斜率值由SAE#2機器測量的摩擦係數和溫度計算得到。
9.使具有摩擦扭矩傳遞裝置的動力傳動裝置中的NVH降低的方法，包括用流體組合物潤滑摩擦扭矩傳遞裝置，該流體組合物在嚙合、滑動或調整摩擦扭矩傳遞裝置期間提供負μ/P，所述流體包括各自有效量的烷氧基化胺、二烴基亞磷酸酯、金屬清潔劑和磷酸化的琥珀醯亞胺。
10.一種包括發動機和傳動裝置的車輛，傳動裝置包括權利要求1的流體組合物。
全文摘要
本發明提供用於獲得改進動力傳動性能的先進方法，還描述了用於實行這種方法的獨特流體組合物。特別是提供在具有摩擦扭矩傳遞裝置例如換檔離合器的動力傳動裝置中降低NVH的方法和相關組合物，該方法包括在摩擦扭矩傳遞裝置嚙合期間保持負αμ/αT斜率和/或負αμ/αP斜率。
文檔編號C10N30/06GK1916139SQ20061012126
公開日2007年2月21日 申請日期2006年6月29日 優先權日2005年6月30日
發明者R·N·艾爾, S·H·特爾西尼, T·-C·堯, H·梅爾格爾 申請人:雅富頓公司