<<< ОГЛАВЛЕHИЕ >>>


Тема 4.2. «Основные свойства трансмиссионных масел»


 

Процессы, происходящие в агрегатах трансмиссии автомобиля при их ра­боте несколько, отличаются от характера процессов, происходящих в двигате­лях внутреннего сгорания. Так, максимальная температура поверхностей тре­ния деталей трансмиссии, как правило, не превышает 300 °С, однако контакт­ные напряжения достигают 2000 МПа, а в гипоидных передачах — 4000 МПа. Поэтому физико-химические и эксплуатационные свойства трансмиссионных масел должны в полной мере гарантировать долговечную и надежную работу агрегатов трансмиссии автомобиля. Физико-химические и эксплуатационные свойства трансмиссионных масел отечественного производства приведены в табл. 2.16.

Рис.2.54. Всесезонное трансмиссионное масло «Лукойл ТМ-4» на минеральной основе

Рис.2.55. Трансмиссионное масло «ТНК Транс Ойл» на минеральной основе

Рис.56. Всесезонное трансмиссионное масло «Юкос U - tech Kinetic »

Для обеспечения меньшей интенсивности изнашивания высоконагруженных зубчатых передач трансмиссионные масла должны обладать также хорошими смазочными свойствами. Смазывающая способность (маслянистость) трансмиссионных масел зависит от их состава, определяемого методом их получения: смешением маловязких масел с остаточными маслами или с экстрактом (смолкой).

Повышению смазочных свойств трансмиссионных масел способствует также добавление антифрикционных, противоизносных и противозадирных присадок

Антифрикционные присадки, в состав которых входят вещества, обладающие поверхностной активностью (животные или растительные жиры, жирные кисло­ты, мыла жирных кислот и т.п.) предназначены для снижения или стабилизации коэффициента трения соприкасающихся поверхностей.

Противоизносные присадки применяют для предотвращения интенсивного изнашивания трущихся поверхностей при нормальных режимах трения, когда со­храняется масляная пленка.

Противозадирные присадки снижают интенсивность изнашивания и предот­вращают заедание трущихся поверхностей, образуя на них тонкие пленки, изо­лирующие детали и препятствующие свариванию и заеданию зубьев шестерен при сверхвысоких нагрузках, когда граничный слой смазочного слоя разрушает­ся из-за чрезмерного выделения тепла в зоне трения.

Таблица 2.16. Характеристика отечественных трансмиссионных масел

Наименование показателей

Общего назначения для цилиндрических, конических, спирально-конических и червячных передач

Универсальные

Для гипоидных передач грузовых автомобилей

ТМ-2-18

ТМ-3-9

ТМ-3-18

ТМ-3-18

ТМ-5-18

ТМ-5-12

ТМ-4-18

ТМ-4-9

Вязкость кинематическая, мм2/с:
при 100˚С
при 50˚С

Не менее 15
130-140

Не менее 10
-

14-16
130-140

Не менее 15
95-105

Не менее 17,5
110-120

Не менее 17,5
-

Не менее 14
95-105

9
35-40

Индекс вязкости, не менее

80

90

80

90

100

140

90

120

Температура вспышки, ˚С, не ниже

180

128

180

180

200

-

180

160

Температура застывания, ˚С, не выше

-18

-40

-20

-25

-25

-40

-50

-20

Эксплуатация при температуре, ˚С, не ниже

-25

-

-25

-

-30

-

-30

-50

Содержание активных элементов, %:
кальций
фосфор
цинк
хлор
сера
суммарное

-
0,06
0,05
-
-
0,11

-
-
-
-
-
-

-
-
-
-
-
-

-
-
-
-
1,2-1,9
1,2-1,9

-
0,1
-
-
2,7-3,0
2,8-3,1

-
0,1
-
-
2,4-3,0
2,5-3,1

-
-
-
0,5
-
0,5

-
-
-
2,8
-
2,8

Класс вязкости по SAE

90

75W

90

90

90

80W/85

90W

75W

Класс вязкости по API

GL-2

GL-4

GL-4

GL-4

GL-5

GL-5

GL-4

GL-4

Смазочные свойства трансмиссионных масел улучшают добавлением в них присадок, в которые входят: органические вещества (серо-, фосфор-, галоид- и азотсодержащие соединения); металлорганические соединения свинца, цинка, алюминия, молибдена, вольфрама и др.; сложные соединения (в их молекуле со­держится одновременно несколько активных элементов, например, сера, хлор, фосфор), эффективность которых зависит от их активности и концентрации в масле.

Смазывающую способность, противозадирные и противоизносные свойства трансмиссионных масел оценивают при испытаниях на машинах трения.

Вязкостно-температурные свойства относятся к важнейшим характеристи­кам масел, определяющим возможность их применения на автомобилях.

Значения температуры и вязкости масла влияют на: способность бесперебой­но смазывать трущиеся поверхности деталей трансмиссии; возможность начала движения автомобиля при низких температурах окружающей среды, когда масло имеет ее температуру; мощностные показатели агрегатов трансмиссии. Напри­мер, при изменении вязкости трансмиссионного масла с 5 мм2/с при температу­ре 100 °С до 30 мм2/с в условиях городского режима движения автомобиля КПД трансмиссии снижается почти на 2 %, кроме того, по мере снижения температу­ры масла резко возрастает сила сопротивления вращению деталей трансмиссии.

Вязкостно-температурные свойства масел характеризуют к тому же мини­мальную температуру окружающего воздуха, при которой возможно трогание автомобиля с места (начало движения).

Вязкость масла значительно влияет на условия смазки в зоне контакта де­талей. Такие характеристики, как скорость скольжения (от 1,5 до 25 м/с) и удельные нагрузки на поверхности зубьев (от 500 до 4000 МПа по линии кон­такта) определяют возможность применения масла в передаче того или ино­го типа по показателям вязкости. Так, например, при резком увеличении вяз­кости масла при указанных нагрузках в зоне контакта условия смазки ухудша­ются.

Нижний допустимый уровень вязкости масла — 5 мм 2 /с при достаточно на­дежном уплотнении картеров редукторов. Вязкость при эксплуатационной тем­пературе на установившемся рабочем режиме должна быть достаточной для предотвращения износа при больших контактных нагрузках.

Предельно допустимое значение вязкости (300-600 Па с в зависимости от колесной формулы автомобиля) определяется величиной вязкости при мини­мальной рабочей температуре, допускающей свободное трогание автомобиля без ущерба для зубчатых передач и подшипников и без предварительного подогрева масла в агрегатах.

Применение масел с оптимальными температурными значениями вязкости снижает гидравлические потери, повышает КПД трансмиссии автомобилей, что обеспечивает меньший расход топлива. В случаях, когда вязкость несколько больше, возможны повреждения деталей сцепления, коробки передач при трогании автомобиля, а при значительном превышении неизбежны поломки деталей и агрегатов.

Рис.2.57. Всесезонное минеральное трансмиссионное масло « Consol - Trans »

Рис.2.58. Трансмиссионное масло Tranself Type B 80 W 90

Рис.2.59 Всесезонное трансмиссионное масло MANNOL Basic с синтетическими добавками

Для достижения необходимой вязкости масел при низких температурах окружающего воздуха в случаях отсутствия зимних или арктических сортов в имеющиеся масла допускается добавлять зимнее или арктическое дизельное топливо в соотношениях, указанных в табл. 2.17. Благодаря наличию в транс­миссионном масле большого количества противоизносных, противозадирных и других присадок при добавлении в него 20 % дизельного топлива эксплуата­ционные свойства масла (в том числе и смазывающие) практически не ухуд­шаются.

Температура масла в агрегатах трансмиссии колеблется в широких пределах, что значительно влияет на интенсивность изнашивания (истирания) зубьев шес­терен. Так, при понижении температуры с +20 °С до -20 °С интенсивность исти­рания возрастает в 2 раза, а при температуре до -30 °С — в 4 раза. С повышением температуры интенсивность истирания замедляется и при температуре масла +70-80 °С и воздуха +20-40 °С стабилизируется.

Таблица 2.17. Рекомендации по применению отечественных трансмиссионных масел при низких температурах

Марка масла

Температура, ˚С, при которой возможно свободное трогание автомобиля, не ниже

Стандартное масло

При добавлении зимнего или арктического дизельного топлива по ГОСТ 305-82, %

5

10

15

20

ТМ-5-12рк

-55

-

-

-

-

ТМ-4-9

-50

-

-

-

-

ТМ-3-9

-45

-50

-55

-

-

ТМ-3-18

-30

-40

-45

-50

-55

ТМ-3-18

-25

-30

-35

-40

-50

ТМ-4-18

-30

-40

-45

-50

-55

ТМ-5-18

-30

-40

-45

-50

-55

При оценке температурного режима работы масла в зубчатых передачах определяют минимальную, максимальную и среднеэксплуатационную темпе­ратуры. Минимальная температура характерна для момента начала работы передачи после длительного перерыва. Она равна, как правило, наиболее низкой температуре окружающего воздуха. Максимальная температура уста­навливается при экстремальных для данной передачи условиях работы. Как правило, это режимы работы при передаче максимального крутящего момен­та. За среднеэксплуатационную температуру принимают наиболее вероят­ную во время эксплуатации передачи температуру. В значительной степени она определяется температурой окружающего воздуха, вязкостью масла, его уровнем в картере передачи и другими эксплуатационными условиями (на­пример, величиной передаваемого агрегатом трансмиссии крутящего мо­мента).

Для получения масел с пологой вязкостно-температурной кривой в них доба­вляют загущающие присадки в виде полимеров (полиизобутилен или полиметакрилат). Вязкость масел с такими присадками снижается, что связано с механи­ческим разрушением (деструкцией) полимера. Независимо от условий эксплуа­тации автомобилей вязкость не должна снижаться более чем на 30 процентов.

Термоокислительную стабильность трансмиссионных масел оценивают на приборе типа ДК-2-НАМИ.

Термоокислительные процессы в результате каталитического действия наи­более активно протекают на деталях из меди, свинца, их сплавов, железа. При обволакивании металлических деталей агрегатов трансмиссии продуктами окисления роль металла как катализатора сводится к нулю.

Температура является самым эффективным ускорителем процесса окисле­ния масла. Так, при ее увеличении со 140 °С до 160 °С содержание нерастворимо­го осадка в масле возрастает с 0,05 до 0,19 %, вязкость (по сравнению с ее вели­чиной при 100 °С) — с 3 до 5 %, а показатель коррозии медной пластинки — с 53 до 480 г/м2.

Окисление масла, интенсивно разогревающегося в процессе работы в агре­гатах трансмиссии, вызывает изменение его физико-химических и эксплуатационных свойств. Свойства присадок, добавляемых в основу масла, также влияют на показатели температурной окисляемости.

Рис.2.60. Минеральное трансмиссионное масло «Нордикс Транс»

Рис.2.61. Минеральное трансмиссионное масло Ravenol Mehrzweck

Рис.2.62. Минеральное трансмиссионное масло «Спектрол Круиз»

Рис.2.63. Синтетическое трансмиссионное масло « AC Delco Supreme Plus »

Рис.2.64. Синтетическое трансмиссионное масло Tranself TRZ 75 W 80 W

Рис.65. Синтетическое трансмиссионное масло Marly Synthetic based gear oil

Противокоррозионными свойствами трансмиссионное масло должно обла­дать для уменьшения коррозионных процессов, которые объективно протекают на поверхностях деталей.

Детали агрегатов трансмиссии автомобилей, изготовленные из цветных ме­таллов, металлокерамики на медной основе, сплавов, содержащих олово, актив­но корродируют в результате химического взаимодействия с кислыми продукта­ми (образующимися в процессе окисления). Коррозию медных деталей вызыва­ют также входящие в состав трансмиссионных масел противозадирные и противоизносные присадки, отличающиеся высокой химической стабильностью. По­вышенные рабочие температуры масел усиливают коррозионные процессы.

Для предупреждения или уменьшения коррозионных процессов в масла до­бавляют присадки. Механизм действия противокоррозионных присадок основы­вается на их способности создавать на поверхности металла защитные пленки, которые исключают прямой контакт с ними агрессивных соединений и одновре­менно пассивируют металлическую поверхность. Это исключает действие металла как катализаторов окисления масла и накопления в нем агрессивных соединений.

Рис.2.66. Синтетическое трансмиссионное масло Mobilube 1 SHC

Рис.2.67. Синтетическое трансмиссионное масло Ravenol VSG

Рис.2.68. Универсальное синтетическое трансмиссионное масло «Спектрол Синакс»

Рис.2.69. Полусинтетическое трансмиссионное масло Wolf GL 5 Profline

Ввиду того, что противоокислительные и моющие (дис­пергирующие) присадки замедляют процессы окисления (благодаря снижению концентрации в масле агрессивных продуктов) или нейтрализуют уже образовавшиеся кислые вещества, их можно рассматривать и как противокоррози­онные.

Защитные свойства масла обеспечиваются путем вве­дения в них защитных присадок или, как их еще называют, ингибиторов коррозии.

Концентрация воды в трансмиссионных маслах во вре­мя эксплуатации автомобилей может достигать 8 процен­тов. Обводнение масла происходит из-за проникновения во внутренние полости картера через уплотнения и сапун воздуха, содержащего пары воды, а также при негерметич­ности системы охлаждения редукторов. Влага привносит в масло неорганические соли и коррозионно-агрессивные компоненты (подобные могут образовываться также и в процессе старения масла). Кроме того, вода выполняет также и функции электролита, проводяще­го электрический ток, а потому становится причиной возникновения электрохи­мической коррозии.

Ингибиторы коррозии вытесняют влагу и другие электролиты с поверхности металла и создают на ней прочную адсорбционную или хемосорбционную плен­ку. Таким образом, исключается контакт металла деталей с агрессивной средой. Отличие защитных присадок от противокоррозионных состоит в их устойчи­вости к действию не только органических кислот, но и воды.

Рекомендации по применению отечественных трансмиссионных масел по ти­пам передач, группам автомобилей, условиям эксплуатации, а также возможным отечественным заменителям указаны в табл. 2.18.

Для улучшения качества трансмиссионных масел в них вводят, кроме противозадирных, противоизносных и противоокислительных присадок, еще и мою­щие (диспергирующие), депрессорные, деэмульгирующие, противопенные, ан­тисептические и ряд других присадок. В табл. 2.19 приведены потребительские свойства некоторых присадок и добавок в трансмиссионные масла с целью улуч­шения их эксплуатационных свойств.

Важнейшее требование к присадкам и добавкам, как и к другим компонен­там, входящим в состав трансмиссионных масел, состоит в создании с их осно­вой физически стабильных смесей. Выпадение в осадок и расслаивание приса­док должны быть исключены.

 


<<< К HАЧАЛУ >>>


Автор: Шевырева Е.А., разработчик: Родионова И.В., исполнитель: Курин В.П.

 

.

 

Hosted by uCoz