А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы

• Название: А. Н. КартАшевич в. С. товСтыка а в. ГордееНКо топливо, СмАзочНые мАтериАлы
• Дата: 21.02.2022
• Размер: 2.39 Mb.
• Имя файла: 014.docx
• Тип: Документы; #369524
• страница: 46 из 72

Эксплуатационные группы трансмиссионных масел

Трансмиссионные масла без присадок в последние годы произ- водят и применяют чрезвычайно редко (для устаревших видов техники), и выработку таких масел осуществляют по специальным заказам покупателей. Так, на некоторых нефтеперерабатывающих заводах продолжается выпуск вязкого остатка от прямой перегон- ки нефти — нафтенового основания. Продукт реализуют под ста- рым торговым названием «нигрол». Выпускают 2 вида нигрола — зимний и летний, различающиеся между собой уровнем вязкости и температурами вспышки и застывания.

Рассматривая рыночный ассортимент трансмиссионных масел сегодняшнего дня, следует прежде всего отметить его заметное со- кращение. Так, совершенно перестали вырабатывать хорошо из- вестные ранее масла АК-15, ТС-14,5, сократились объемы произ- водства прежде широко используемых масел ТАп-15В, ТЭп-15 и др. Объясняется это значительным сокращением в эксплуатации числа старых автомобилей, тракторов, экскаваторов и других ви- дов транспортных, строительных и сельскохозяйственных техни- ческих средств. В то же время нельзя не заметить появления на нефтяном рынке страны различных зарубежных трансмиссионных масел аналогичного назначения, которые в ряде случаев успешно конкурируют с маслами отечественного производства. Тем не ме- нее ряд маловязких, низкозастывающих масел специального на- значения продолжают вырабатывать и успешно реализуют в слож- ных условиях современного рынка.

Зарубежные трансмиссионные масла. Ассортимент трансмис- сионных масел в основном состоит из четырех эксплуатационных групп с условными названиями:

• 
  для механической коробки передач (API GL-4);
  
• 
  заднего моста и гипоидной передачи (API GL-5);
  
• 
  автоматической коробки передач (ATF);
  
• 
  гидравлических механизмов и систем.
  

Для удовлетворения особенностей конструкций некоторых ав- томобилей имеются дополнительные сорта масел:

• 
  для пятиступенчатой коробки передач;
  
• 
  самоблокирующегося дифференциала повышенного трения (API GL-5 LS);
  
• 
  тракторов и мобильных рабочих машин;
  
• 
  несинхронизированных коробок передач грузовых автомо- билей (API MT-1);
  
• 
  трансмиссий некоторых моделей автомобилей Citroen, BMW, VW, Ford и др.
  

Классификация масел по эксплуатационным группам облегча- ет составление торгового ассортимента с целью удовлетворения потребностей покупателей с наименьшим рациональным набором масел.

Описания марок масел определяют выбор масла покупателем:

• 
  универсальные масла для всех видов механических передач;
  
• 
  синтетические масла;
  
• 
  масла продленного интервала замены;
  
• 
  энергосберегающие масла;
  
• 
  биологически разлагаемые масла;
  
• 
  масла для механической коробки передач легковых автомо- билей и др.
  

В механических узлах и агрегатах трансмиссий, которые не предъявляют повышенных требований к устойчивости при высо- ких нагрузках, применяются:

• 
  синхронизированные коробки передач;
  
• 
  несинхронизированные коробки передач;
  
• 
  передачи переднего ведущего моста;
  
• 
  передачи, переключаемые под нагрузкой;
  
• 
  малонагруженная главная передача с дифференциалом;
  
• 
  раздаточная коробка;
  
• 
  редукторы колес;
  
• 
  делители, дополнительные коробки передач и др.
  

Основные требования к качеству: снижение износа; снижение трения; отсутствие коррозии синхронизаторов; защита от корро-

зии других деталей; отвод тепла; подавление вибрации и смягче- ние ударных нагрузок; удаление продуктов износа и загрязнений. Синтетические трансмиссионные масла отличаются: малой вязкостью (SAE 75W-90); большим индексом вязкости (175...205); низкой температурой замерзания (ниже –50 С); высокой устой- чивостью к сдвиговой деструкции; стойкостью к термическому и окислительному воздействию; низкой склонностью к пенообра-

зованию.

Такие масла применяют в передачах, которые чувствительны к увеличению вязкости при низкой температуре (пятиступенча- тые коробки передач, дифференциалы повышенного трения). Они незаменимы в условиях холодного климата. Синтетические масла обеспечивают хорошее смазывание при больших скоростях враще- ния передач. Они, как правило, энергосберегающие с продленным интервалом замены. Их цена намного превышает цену минераль- ных трансмиссионных масел.

Большинство механических коробок передач состоят из систе- мы цилиндрических зубчатых колес и синхронизаторов. Зубчатые передачи являются сильнонагруженными, и для снижения износа предпочтительнее применять вязкие масла с противоизносными присадками. Для работы синхронизаторов вязкость масла должна быть низкой. Кроме того, синхронизаторы изготовляются из мед- ных сплавов, поэтому противозадирные присадки могут вызывать их коррозию. Вследствие этого для механической коробки передач применяются масла средней вязкости и с умеренными присадка- ми. Для гипоидной передачи необходимо высокоэффективное масло, подавляющее изнашивание. По этой причине трудно разра- ботать универсальные трансмиссионные масла для всех агрегатов трансмиссии с высокой несущей способностью, обеспечивающие хорошую работу синхронизаторов и не вызывающие коррозии.

Современные легковые автомобили, как правило, снабжены синхронизированными коробками передач. Синхронизаторы из- готовляются из медных сплавов, что усложняет применение масел с высокоэффективными противозадирными присадками. Коробки передач современных легковых автомобилей имеют конструкци- онные особенности, размещены в одном корпусе с главной пере- дачей в переднем ведущем мосту, пятиступенчатые и требуют спе- циальных масел.

Синхронизация шестерен при переключении передач осущест- вляется путем прижатия блокирующего кольца синхронизатора к конусу зубчатого колеса. Их скорости вращения сравниваются, когда между ними масляная пленка выдавливается, смазывание становится полусухим и осуществляется фрикционное сцепление. Для этого требуются маловязкие масла не выше SАЕ 80W, а для пятиступенчатой коробки передач — SAE 75W и даже SAE 70W. Модификаторы трения, обеспечивающие необходимый коэффи- циент трения, усложняют применение этих масел в гипоидных пе- редачах, для которых требуется маловязкое масло и без агрессив- ных для медных сплавов противозадирных присадок.

Новые синтетические базовые масла, будучи весьма маловяз- кими, обеспечивают хорошее смазывание гипоидной передачи. Поэтому универсальные трансмиссионные масла, как правило, бывают синтетическими. Синтетические масла применяются и для пятиступенчатой коробки передач, так как только они имеют до- статочно высокий индекс вязкости, необходимый для плавной ра- боты при низкой температуре.

В системе качества API не предусмотрены испытания масел по износу и коррозии синхронизаторов коробки передач. Это связано с тем, что в Северной Америке 90 % всех тяжелых автомобилей снабжены ручными коробками передач без синхронизаторов. В Европе наблюдается обратная картина — 90 % тяжелых автомо- билей имеют коробку передач с синхронизаторами. Поэтому в Ев- ропе класс API GL-4 рассматривают как типичный класс масел для коробок передач ручного управления и с синхронизаторами. На рынке Европы все масла этого класса должны удовлетворять требованиям с учетом наличия синхронизаторов. Европейские производители автомобилей через свою организацию СЕС совер- шенствуют тестирование масел API GL-4, поэтому масла API GL-4 должны проходить дополнительные европейские испытания.

По рекомендациям ZF масла для механической коробки пере- дач должны иметь категорию API GL-4 с дополнениями специфи- каций ZF TE-ML 02 или других производителей, например MB 236.2, VW G 50, MAN 341. Если масло можно применять од- новременно и для коробки передач, и для гипоидной передачи, из- готовитель масла информирует об этом пользователя специальной отметкой о том, что масло не вызывает коррозии деталей из меди

и медных сплавов. Поэтому торговые организации и потребители масел должны быть очень внимательными при выборе одного мас- ла для механической коробки передач и для главной передачи. В любом случае следует получить подтверждение изготовителя о целесообразности такого применения масла.

Разрабатываются новые спецификации трансмиссионных ма- сел, в которых уже предусмотрена проверка совместимости масла с синхронизаторами.

Производители автомобилей рекомендуют применять в короб- ках передач некоторых своих легковых автомобилей не только трансмиссионные масла, но и жидкости для автоматической ко- робки передач (BMW, Mercedes-Benz, Volvo) или моторные масла (Austin-Rover, Honda, Isuzu, Peugeot, SAAB).

Пятиступенчатые коробки передач требуют масел со слабой зависимостью вязкости от температуры. Такими свойствами об- ладают масла гидрокрекинга и синтетические. Они должны соот- ветствовать требованиям VW 501.50, Opel part № 1940 7610, Ford ESD-M2C-175 А и других специальных спецификаций и иметь ка- тегорию API GL-4 или API GL-5. Оптимальная вязкость таких масел — SAE 75W-90 или SAE 85W-90.

Масла_для_механической_коробки_передач_грузовых_авто-_мобилей.'>Масла для механической коробки передач грузовых авто- мобилей.Мощные грузовые автомобили, автобусы, тракторы и другие мобильные рабочие машины имеют механические короб- ки передач более сложной конструкции: несинхронизированные коробки переключения передач с предварительным делителем или без него; синхронизированные коробки переключения передач с предварительным делителем или без него; синхронизированные коробки переключения передач с гидротрансформатором; синхро- низированные коробки переключения передач с гидротрансформа- тором и промежуточным гидродинамическим тормозом-замед- лителем.

Масла для переднего ведущего моста. Главная передача, дифференциал переднего моста, коробка передач и сцепление раз- мещены в общем корпусе. Применяются маловязкие масла. Изго- товители масел на этикетках отмечают возможность применения масла для переднего ведущего моста и коробки передач. Для этой цели применяются масла API GL-4 с отметкой о специальном на- значении, а для некоторых автомобилей применяется моторное масло.

Масла для раздаточной коробки передач. Для масел разда- точных коробок передач особых требований не предъявляется, и для них применяются те же масла, что и для механических ко- робок передач, ручного управления или передач ведущего моста.

Масладляведущегомоста(главнойпередачиидифферен- циала). Главная передача увеличивает вращательный момент, уменьшает скорость вращения и в заднем мосту меняет направле- ние передаваемого момента вращения на 90. Она соединяется с дифференциалом, в котором вращение передается на колеса по- средством конусных сателитных шестерен. При этом обе полуоси могут вращаться с разной скоростью, когда автомобиль поворачи- вается. Главная передача чаще всего состоит из пары гипоидных шестерен в легковых автомобилях и конусно-спиральной пары в большинстве грузовых автомобилей. Эти передачи используют- ся при больших скоростных и нагрузочных режимах. Контактное давление в них достигает 2000 МПа и более, а рабочая температу- ра масла — 120...130 С. Для таких передач требуется вязкое мас- ло (SAE 90 или SAE 140), которое содержит много серы (до 1,5 %) в противозадирных присадках. Применяются масла API GL-2 или API GL-4.

Масла для гипоидной передачи. В гипоидной конусной пере- даче оси конусов не пересекаются. Скольжение зубьев тем больше, чем больше расстояние между осями. Поэтому одним из показате- лей масел для гипоидных передач является смещение осей кону- сов, выраженное в миллиметрах. Этот показатель часто приводит- ся в описаниях масел и служит в качестве признака при классифи- кации масел, предназначенных для гипоидных передач.

В гипоидной передаче условия работы особенно тяжелые. На зубья действует высокое контактное давление (до 4000 МПа), про- являются динамические нагрузки, удары, высокая скорость сколь- жения (до 15 м/с). Для эффективного смазывания применяются противоизносные и разделяющие присадки. На поверхностях тре- ния гипоидной передачи присадки разлагаются с выделением хими- чески активных элементов и образуется хемосорбционная пленка, отличающаяся пластичностью и хорошим сцеплением с металлом. Присадки ЕР вводятся во все масла высокого качества. Они со- держат органические соединения хлора и фосфора, которые могут вызвать коррозию цветных металлов.

Универсальные трансмиссионные масла, применяемые для ги- поидной и механической коробки передач, имеют специальные разделяющие присадки, не вызывающие коррозии цветных метал- лов и обладающие хорошими смазывающими свойствами.

Показатели качества масел для гипоидных передач:

• 
  вязкость: SAE 90, SAE 80W-90, SAE 80W-140, SAE 85W-140;
  
• 
  класс качества API GL-5;
  
• 
  спецификации изготовителей машин (OEM) и военного ве- домства США: MIL-L-2105D (Multigrade), MIL-L-2105 В (Monograde); Ford SM-2C 1011А, SQM-2C 9002АА; MAN 342; MB page 235; Volvo 97310, Volvo 97313; ZF TE-ML 01, ZF TE-ML 05,
  

ZF TE-ML 07.

Масла для дифференциала. Дифференциал позволяет при повороте ведущим колесам вращаться с разной скоростью. Диф- ференциал имеет планетарную передачу, которая обеспечивает движения полуосей на разных скоростях. Какие-либо дополни- тельные требования для смазывания такого дифференциала не выдвигаются, и требование по смазке полностью удовлетворяется маслом для главной передачи, с которой он находится в одном корпусе.

Масладлядифференциалаповышенноготрения.Для пода- вления проскальзывания и буксировки одного колеса на скольз- кой дороге все чаще применяются дифференциалы повышенного трения. Фрикционные муфты могут быть дисковые или кониче- ские. У всех используется одинаковый принцип блокировки: фрикционная муфта создает дополнительное трение между корпу- сом и шестерней полуоси, и при возникновении разницы во вра- щении часть крутящего момента передается на проскальзывающие колеса. Имеются и механизмы блокировки дифференциала замоч- ного типа.

Для дифференциалов повышенного трения применяются мас- ла с заданными фрикционными свойствами и пониженной вязко- стью. Они должны хорошо смазывать гипоидную передачу и обе- спечивать хорошую работу фрикционной муфты. Коэффициент трения должен быть небольшим при малой скорости скольжения и повышаться при ускорении скольжения. Это достигается добав- лением специальных присадок. Единых требований к этим маслам пока нет ввиду разнообразия конструкции дифференциала. Реко-

мендуется при выборе масла руководствоваться указаниями про- изводителя автомобиля или поставщика масла. В описаниях масел имеется указание о их пригодности для такого дифференциала.

Вязкость и спецификации масла для дифференциала повы- шенного трения:

• 
  вязкость: SAE 75W-90, SAE 80W-90, SAE 85W-90, SAE 90;
  
• 
  класс качества API GL-5 LS;
  
• 
  спецификации OEM’s: ZF TE-ML 05; MIL-L-2105В; Ford ESW-M2C 104-A; ESP-M2C 154-A; Volvo 97311.
  

Масла для вязкостной муфты. Фрикционная вязкостная муфта используется в некоторых легковых автомобилях (Renault Espace Quadro, Ford Escort RS 2000 и др.) с четырьмя ведущими колесами и представляет собой распределительный механизм вме- сто межосевого дифференциала или механизма блокировки меж- осевого дифференциала. Муфта автоматически распределяет силу между передними и задними ведущими колесами. Когда колеса на скользкой дороге начинают проскальзывать, диски муфты относи- тельно друг друга проворачиваются, трение возрастает, от этого сила сцепления повышается и момент вращения передается на стоящие колеса. Для муфты применяются синтетические или полусинтетические масла API GL-5 с вязкостью SAE 80W, SAE 75W-90.

Масла для рулевого механизма. Для смазывания червячной передачи рулевого механизма применяется масло с низким коэф- фициентом трения, способное выдержать большие нагрузки при высокой (до 50 м/с) скорости скольжения, с высоким индексом вязкости, содержащее антиокислительные присадки. Желательно, чтобы во время эксплуатации масло не загущалось и интервал его замены был бы по возможности большим. Обычно масло в руле- вом механизме не меняется в течение всего времени эксплуатации автомобиля. Масло может заменяться в ходе ремонта рулевого ме- ханизма или в результате его вытекания. Категория качества таких масел API GL-2.

Масла для малонагруженных передач. Режим работы неко- торых агрегатов трансмиссии легкий, а конструкция — простая. Для них применяются масла, в которых присадки отсутствуют или присутствуют в минимальном количестве. Такие масла дешевые и имеются в ассортименте каждой крупной компании (категория

качества API GL-1). Для передач простой конструкции возможно применение смазочных масел более высокого класса, но это эконо- мически невыгодно.

Масладляавтоматическойкоробкипередач.Масла для ав- томатической коробки передач — особый вид масел. К ним предъ- являются более высокие требования по вязкости, антифрикцион- ным, противоизносным и противоокислительным свойствам, чем для других агрегатов. Поскольку автоматические коробки включа- ют в себя несколько совершенно разнородных узлов — гидро- трансформатор, шестеренчатую коробку передач, сложную систе- му управления, — спектр функций масла весьма широк. Масло смазывает, охлаждает, передает вращающий момент и обеспечива- ет фрикционное сцепление. Динамические нагрузки меньше, чем в обычных коробках передач, из-за отсутствия жесткой связи меж- ду двигателем и трансмиссией.

Средняя рабочая температура масла в картере автоматической коробки составляет 80...95 С, а в жаркую погоду при движении в большом городе она может подниматься до 150 С. Конструкция автоматической коробки такова, что если с двигателя снимается мощность большая, чем нужно для преодоления дорожного сопро- тивления, ее избыток расходуется на внутреннее трение масла, которое еще больше нагревается. Высокие скорости движения по- токов масла в гидротрансформаторе и температура вызывают ин- тенсивную аэрацию, приводящую к вспениванию, что создает бла- гоприятные условия для окисления масла и коррозии металлов. Разнообразие материалов в парах трения (сталь — сталь, сталь — металлокерамика, сталь — бронза, сталь — фрикционная проклад- ка) затрудняет подбор антифрикционных присадок. Разнородные материалы деталей, кислород, вода, масло образуют электрохими- ческие пары, активизирующие коррозионный износ.

В таких условиях масло должно не только сохранять свои экс- плуатационные свойства, защищать поверхности трения, но и как передающая вращающий момент среда обеспечивать высокий КПД трансмиссии. В этом случае требования к вязкости прямо противоположны тем, что предъявляются, когда речь идет только о смазке. Для смазки шестерен нужна относительно высокая вяз- кость, а для нормальной работы гидротрансформатора — низкая (4...9 сСт при 100 С).

Для автоматической коробки передач применяются масла двух типов, отвечающие требованиям основных производителей авто- мобилей — General Motors и Ford. Они носят фирменные назва- ния: Dexron® и Меrсоn®.

Автомобильная корпорация General Motors в 1949 г. создала специальное масло для автоматической коробки передач, которое условно называлось «Туре А». В это время оно применялось для всех автомобилей, в том числе и Ford. В 1961 г. Ford издал специфи- кацию на масло M2C33-D с новыми требованиями по фрикцион- ным свойствам; с этого периода выпускались и развивались два типа масел — General Motors и Ford. Со временем разница между этими маслами сократилась, и с 1993 г. они стали взаимозаменяемы. Dexron III (G) и Dexron IV созданы с учетом требований для электронноконтролируемого сцепления автотрансформатора. По- следняя модификация масла Ford Меrсоn V (М2С202В, Туре В) имеет особые свойства и с другими маслами не взаимозаменяемо. Сорта масел для автоматической коробки передач Ford: М2С33-В, M2C33-D, M2C33-F (Type F), SQM-2C9007A M2C33-G (Type G), SQM-2C901ОА М2С138-CJ (Type CJ), ESPM-2C166-Н

(Туре Н), Меrсоn V (М2С202В, Туре В).

Масла для автоматической коробки передач окрашиваются в красный цвет для отличения от других масел и обнаружения ме- ста утечки.

Масла для коробок передач не разделяются по эксплуатацион- ным свойствам и вязкости, поэтому для всех условий, любого ра- бочего режима, любой мощности машины применяются одни и те же масла. Исключение составляют только климатические условия. В зависимости от природы базового масла и состава депрессор- ных присадок масла отличаются по индексу вязкости и температу- ре застывания. Для районов с суровой зимой для автоматической коробки передач, как и для остальных агрегатов трансмиссии, при-

меняются синтетические масла.

Масла (жидкости) для автоматической коробки передач легко- вых автомобилей по своим свойствам отличаются от масел для мощных тягачей, автобусов, тракторов и других мобильных ма- шин. Требования к качеству масел для мощных машин обычно предъявляются в спецификациях производителей машин (кото- рые указываются в листах данных):

• 
  для легковых автомобилей:
  
  • 
    в Европе: ZF TE-ML 11; MB 236.2 (для легковых автомо- билей MB); MB 236.6, 236.7 (универсальные); MB 236.8 (син- тетическое, продленный интервал замены); VW G 052 162, G 052 990; Volvo 97330;
    
  • 
    в Японии: Toyota; Nissan; Honda; Mazda; Mitsubishi;
    
• 
  для автобусов, тягачей, грузовых автомобилей и мобильной техники:
  
  • 
    в Европе: ZFTE-ML 14; MAN 339; MB 236.1-5; MB 236.2
    

(для автомашин MB); MB 236.6, 236.7 (универсальные); MB 236.8 (синтетическое, продленный интервал замены); Voith G 607; Voith G 1363 (продленный интервал замены); Volvo 97335, 97340;

• 
  в Северной Америке: Allison С-3, С-4; Caterpillar TO-2,
  

ТО-4; John Deere JDM 20A; Massey-Ferguson M 1135, M 1139.

Масла для бесступенчатой коробки передач. В настоящее время производителями машин совместно с нефтекомпаниями ве- дутся интенсивные работы по созданию автоматических бессту- пенчатых коробок передач. Разрабатываются одновременно не- сколько направлений конструкционного решения создания такой передачи, все они основаны на использовании принципа фрикци- онных вариаторов:

• 
  клиноременного (belt);
  
• 
  торового (toroidal).
  

Наиболее полно разработана клиноременная передача с ис- пользованием стального или армированного эластомерного ремня. Такие передачи уже устанавливаются на некоторые модели легко- вых автомобилей (Fiat, Ford, Honda и др.).

Бесступенчатая коробка передач обеспечивает плавную работу автомобиля и при этом является экономичной, как и передачи ручного управления.

Для жидкой среды бесступенчатой коробки передач разраба- тываются специальные масла с определенными фрикционными свойствами при низкой скорости скольжения.