В пособии рассмотрены основные требования к эксплуатационным материалам, производимым за рубежом и широко поставляемым в Россию
 Скачать 2.64 Mb.
|
Продолжение табл. 3.3
Окончание табл. 3.3
3.4.1. Масла для гидромеханических и гидрообъемных передач Особенностью масел для гидромеханических и гидрообъемных передач является наличие фрикционных свойств, позволяющих организовать четкую работу фрикционных дисков включения передач. Фрикционные свойства масел обеспечиваются за счет силы взаимодействия его молекул между собой и с поверхностью дисков. В результате создается сопротивление сдвигу больше, чем передаваемый крутящий момент. Фрикционные свойства оценивают коэффициентом трения, который находится в пределах 0,1–0,18 и зависит от фрикционных свойств масла и скорости скольжения. Коэффициент трения обычно стабилизируется при скорости скольжения больше 0,1 м/с. Антифрикционные, противоизносные и другие свойства масел для гидромеханических трансмиссий в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями обеспечиваются их вязкостными характеристиками, наличием присадок, механизм действия которых аналогичен действию в механических трансмиссиях. На технике, имеющей гидромеханические коробки передач широко используются масла марок А (ТУ 38.101179-79), МГТ (ТУ 38.401494-84), а для обеспечения работы гидроусилителей рулевого управления – масло Р (ТУ 38.101179). А – маловязкое масло глубокой селективной очистки, загущенное полиизобутиленом, содержащее антиокислительную и противоизносную (универсальную), детергентно-диспергирующую, депрессорную и антипенную присадки. Применяется всесезонно в гидромеханических коробках передач и гидротрансформаторах автомобилей, тягачей и других машин в умеренной климатической зоне. Обладает высокой термоокислительной стабильностью, хорошими низкотемпературными свойствами. Дублирующее масло марки МГТ. Масла совместимы в любых соотношениях. Масло марки А может применяться в качестве рабочей жидкости в различных гидравлических системах, в гидроамортизаторах, в гидроусилителях руля. МГТ – маловязкое, низкозастывающее масло, загущенное низкомоле-кулярным полимером, содержащее комплекс высокоэффективных присадок. Применяется всесезонно до минус 50 ºC аналогично маслу марки А. В гидромеханических передачах тяжелых многоосных автомобилей может быть использована также смесь 30% М-16-А(т) и 70% веретённого АУ. Для улучшения защитных свойств к смеси добавляют до 10% присадки АКОР-1. Смесь может применяться в качестве дублирующего масла марки А. Масло марки Р – маловязкое малосернистое масло типа веретенного АУ, содержащее антиокислительную и противоизносную присадку, а также детергентно-диспергирующую и антипенную присадки. Имеет достаточно высокую термоокислительную стабильность и хорошие низкотемпературные свойства. Используется для гидрообъёмных передач и гидроусилителей рулей. Основные характеристики масел для гидромеханических и гидрообъёмных передач приведены в табл. 3.4. Таблица 3.4 Основные характеристики масел для гидромеханических и гидрообъёмных передач
3.5. Эксплуатационные свойства трансмиссионных масел Качество трансмиссионных масел оценивают по показателям, отраженным в ГОСТ, ТУ и т. д. Эти показатели определяют и регламентируют важнейшие эксплуатационные свойства, такие как противоизносные, вязкостные, термоокислительная стабильность, защитные и др. При соответствии показателей качества требованиям, предъявляемым к ним, обеспечивается длительная, надежная эксплуатация узлов и агрегатов силовой передачи. Притивоизносные (смазывающие) свойства масел должны предохранять детали трансмиссии от изнашивания и особенно крайне нежелательного явления заедания, усталостного разрушения, истирания и т. д. Интенсификация этих явлений вызывает отказы в работе и поломки деталей трансмиссии. Противоизносные свойства трансмиссионных масел улучшают путем увеличения вязкости, сохранения или добавления природных полярно-активных веществ. С увеличением вязкости возрастает толщина и стойкость к механическим воздействиям масляного слоя между трущимися поверхностями. Величина вязкости сказывается на интенсивности усталостного изнашивания (питтинга) деталей трансмиссии. Питтинг – следствие контактной усталости металлов, работающих в условиях циклических нагрузок, под действием которых на поверхности металлов образуются микротрещины. В дальнейшем они развиваются, и происходит выкрашивание кусочков металла с образование оспинок на поверхности трения. Это приводит к уменьшению площади фактического контакта, увеличению удельного давления и в конечном итоге к резкому возрастанию скорости изнашивания и ухудшению работы агрегатов трансмиссий. Исследователями русских и зарубежных ученых установлено, что с увеличением вязкости масла момент начала выкрашивания наступает позднее и интенсивность усталостного разрушения снижается (рис. 3.1). При увели-чении толщины масляного слоя нагрузка на площадке контакта зубьев распределяется более равномерно.  Рис 3.1. Влияние вязкости масла МС-14 на образование питтинга Однако чрезмерно большое увеличение вязкости масла приводит к интенсификации изнашивания вследствие ухудшения поступления масла в зону трения, снижения теплоотвода и выноса загрязнений. При установлении нижнего допустимого уровня вязкости трансмиссион-ных масел исходят из необходимости обеспечения заданного уровня противоизносных свойств и предотвращения утечек масла из агрегатов через неплотности. Природные полярно-активные вещества образуют масляную пленку и предотвращают изнашивание зубьев передач в условиях относительно небольших нагрузок и невысоких температур. При более тяжелых условиях работы агрегатов в масла вводят противоизносные и противозадирные присадки. Эффективность действия присадок различна. В универсальных маслах пятой эксплуатационной группы (ТМ-5-12рк, ТАД-17и) дорогие, но высокоэффективные присадки обеспечивают нормальную работу передач всех типов при любых рабочих температурах, различных нагрузках и скоростях скольжения. Вязкостно-температурные свойства трансмиссионных масел не-посредственно связаны со снижением потерь энергии на преодоление трения. Это обратная связь: чем меньше вязкость, тем больше К.П.Д. трансмиссии, который вообще-то весьма низок. Если 25% так называемой полезной мощности двигателя поступает к трансмиссии без учета потерь, то в общей системе агрегатов трансмиссии за счет собственных потерь в агрегатах эта мощность, передаваемая ведущим колесам, снижается уже до 12% [18]. Однако стремление к применению масла низкой вязкости сдерживается необходи-мостью обеспечения высокой несущей способности масляной пленки и возможностью утечек маловязкого масла через уплотнения. Применение качественных конструкционных материалов и совершенствование конструкций агрегатов трансмиссий позволило основным видам трения определить граничное, при котором вязкость масла теряет свое первостепенное значение. А снижение вязкости масла улучшает условия смазки в период начала движения при низких температурах. Так, время попадания масла в масляные каналы подшипников коробки передач и ведущих мостов ощутимо зависит как от вязкости масла, так и от его температуры (рис. 3.2).  Рис. 3.2. Зависимость времени достижения маслом канавки подшипника  от температуры t:1– масло ТМ-5-9А; 2–ТМ-5-12В; 3ТАД-17и. Наиболее худшие температурные условия работы масла в ведущих мостах, ввиду интенсивного их охлаждения потоком встречного воздуха. Термоокислительная стабильность. В период работы зубчатых передач, подшипников и других узлов трансмиссий наблюдается повышение температуры масла за счет трения и перемешивания. Эта температура может достигать 150 ºC, а при экстремальных режимах и в агрегатах большегрузных многоосных машин и до 200 ºC. При такой температуре происходит окисление масел и образование нерастворимых соединений, выпадающих в осадок. Кроме того, окисление масла вызывает изменение других физико-химических и эксплуатационных свойств (увеличение вязкости, кислотности, ухудшение противоизносных свойств и др.) Скорость и глубина окисления масла, кроме температуры, зависят от длительности окисления, каталитического действия металла, концентрации кислорода в воздухе. Процессы окисления замедляются действием присадок, связывающих кислород воздуха, с образованием безвредных соединений, или препятс-твующих взаимодействию компонентов масла с кислородом. Антиокислительные свойства масел оценивают на экспериментальных установках, имитирующих условия работы масел при повышенных температурах. Наилучшие показатели имеют масла на очищенной основе: ТАД-17и, ТСп-15к, ТСп-14гип, ТМ-5-12рк, что позволяет использовать их для продления срока службы агрегатов. Защитные свойства масел важны тем, что на поверхностях металлов создаются условия протекания коррозийных процессов. Защитные свойства масляных фракций и обычных функциональных присадок, содержащихся в маслах низкие. Такие масла способны защищать детали агрегатов трансмиссий от коррозии только при постоянной, без длительных перерывов, эксплуатации. Хорошими защитными свойствами обладают универсальные масла ТАД-17и, ТМ-5-12рк. Особенностью этих масел является их высокая способность активно вытеснять воду с поверхности металла, что и становится предпосылкой хорошей защитной способности в условиях влажной среды. Защитные свойства масел могут ухудшаться после введения в них некоторых противозадирных присадок. Особенно часто это проявляется при введении хлорсодержащих присадок. Для улучшения защитных свойств в трансмиссионные масла могут добавляться ингибиторы коррозии – АКОР-1, КП-1, НГ-107т и др. Наличие ингибиторов коррозии улучшает защитные свойства весьма эффективно, образуя рабоче-консервационные масла (ТМ-5-12рк – с ингибитором НГ). Кроме того, ингибиторы коррозии способны улучшать и некоторые другие свойства, т. е., по сути, могут быть многофункциональными присадками. Например, при введении защитной присадки сукцинимидного типа способствовало снижению склонности масла к термоокислительной деструкции. 3.6. Применение трансмиссионных масел При разработке новых конструкций узлов и агрегатов трансмиссий конструкторы ориентируются на существующие марки масел или же заказывают нефтепереработчикам новые марки, указывая требования, которым должны отвечать необходимые смазочные масла. В любом случае спроектированные агрегаты и разработанные масла проходят тщательную проверку на лабораторных установках, имитирующих разнообразнейшие режимы и условия работы. Поэтому важнейшим условием применения смазочных масел является строгое выполнение рекомендаций завода-изготовителя. Но имеются факторы, возникающие в различных условиях эксплуатации техники и определяющие рабочие условия для масел. Безотказная работа механизмов и увеличение срока эксплуатации зависит от учета этих факторов. Важнейшим фактором, определяющим срок службы масла и исправность трансмиссий, являются условия эксплуатации автомобилей. Наиболее нагружены агрегаты трансмиссии при эксплуатации автомобиля на грунтовых дорогах (нагруженность характеризуется передаваемой энергией на 1км пробега), в наименьшей степени – на скоростных магистралях. Если принять удельную энергию при движении по скоростной дороге за 1, то в других условиях движения она составит соответственно: по булыжной дороге – 1,66; в городских условиях – 1,89; в горных условиях – 1,94; на грунтовой дороге – 2,21 [5]. Необходимым условием длительного сохранения эксплуатационных свойств трансмиссионных масел является надежная защита агрегатов от пыли и влаги. При эксплуатации автомобиля рабочая температура масла изменяется в значительных пределах – от минусовой температуры окружающего воздуха зимой до максимальной рабочей 100…150 и даже 200 ºC. Учитывая значительный объёмный тепловой коэффициент расширения углеводородов, картеры агрегатов силовой передачи сообщают с атмосферой при помощи сапунов. Если устанавливать фильтр, то это усложняет конструкцию, а при засорении неизбежно повышение давления и выход из строя уплотнений вращающихся деталей. Прямоточные сапуны надежнее, но возможно попадание пыли в картер. Наличие в картере дорожной пыли, по сути являющейся абразивом, резко снижает противоизносные свойства масел, что невозможно компенсировать самыми эффективными присадками. Поступление воды в масло также ухудшает его противоизносные и противозадирные свойства. При попадании в масло ТСгип 5% воды нагрузка сваривания масла снижается в 2 раза, а диаметр пятна износа возрастает в 2 раза. В большинстве случаев критерием для установления срока смены масла служит изменение его физико-химических показателей (вязкости, кислотности, содержание активных элементов присадок) или противоизносных свойств, а также состояние агрегатов трансмиссии. Одним из важнейших параметров, определяющих необходимость замены масла, считают повышение вязкости на 50%. Сроки службы масел для автомобилей находятся в широких приделах: от 20 до 100 тысяч километров пробега [15]. Это обусловлено различным качест-вом масел, конструкцией трансмиссии, условиями эксплуатации автомобилей. В легковых автомобилях масло может работать до 60–75 тысяч километров пробега [5]. В некоторых моделях масло не меняют в течение всего срока службы. Необходима замена только при обкатке, когда происходит приработка поверхностей и образование защитных поверхностных соединений за счет активных добавок. Все это, разумеется, при высоких эксплуатационных свойствах и надежном предотвращении попадания загрязнений и воды. В трансмиссиях грузовых автомобилей смена масла осуществляется в зависимости от условий эксплуатации через 24–72 тысячи километров пробега, но не реже одного раза в год [12]. В табл. 3.5 [15] приведены рекомендации по применению марок трансмиссионных масел на различных автомобилях, типу передачи, пробегу и значению минимальных температур окружающей среды. Таблица 3.5 Рекомендации по применению трансмиссионных масел
Окончание табл. 3.5
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||