Трансмиссионные масла и свойства их применения. Трансмиссионные масла и свойства их применения
 Скачать 0.68 Mb.
|
|
Министерство образования и науки Хабаровского края Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Комсомольский-на-Амуре строительный колледж» специальность: 23.02.04 «ТЭПТСДМиО»  Реферат автомобильные эксплуатационные материалы на тему: «Трансмиссионные масла и свойства их применения»  Выполнил студент 241 группы Орлов Матвей Михайлович Проверил преподаватель Тимофеев Николай Иванович Введение Под трансмиссионными в широком смысле понимают масла, применяемые для смазывания различного рода механических и гидравлических трансмиссий. Трансмиссионные масла обычно рассматриваются вместе с редукторными маслами, так как условия их работы во многом близки между собой. Агрегаты трансмиссий, отличающиеся друг от друга по конструкции и условиям работы, смазывают различными маслами. В зависимости от сезона, в течение которого применяются трансмиссионные масла, они делятся на зимние, летние и всесезонные. Различают масла, рекомендуемые для смазывания цилиндрических, конических, спирально-конических и гипоидных передач. Существуют универсальные масла, используемые одновременно для смазывания передач различных конструкций. Кроме того, трансмиссионные масла делятся на рабочие, консервационные и рабоче-консервационные. Как и моторные, трансмиссионные масла классифицируются по вязкости и уровню эксплуатационных свойств. В отличие от гидродинамического режима смазки подшипников режим смазки зубчатых передач - прерывистый. В трансмиссиях наблюдается все три режима смазки: гидродинамический, контактно-гидродинамический и граничный. Условия качения или скольжения, зависящие от конфигурации зубьев, форма повреждений на поверхности зубьев, изменение эксплуатационных свойств масла во время работы - все это обусловливает работу большинства зубчатых передач в режиме смешанного трения. В зависимости от скорости скольжения большая часть нагрузки воспринимается слоем масла в зоне зацепления зубьев, остальная часть нагрузки передается через масло, заполняющее пространство у ножек зубьев. Величина усилия, передаваемого трансмиссиями, может быть значительно увеличена применением соответствующего смазочного материала. На правильный выбор трансмиссионных масел влияют различные факторы: конструкция и компоновка - передаваемая мощность, скорость, соотношение скорости скольжения и окружной скорости, передаточное число, неточная соосность, материал зубчатых колес, однородность этого материала; технология производства - точность изготовления шестерен, класс обработки поверхности зубьев, термическая обработка, твердость поверхности; коробка передач - жесткость, тепловые деформации, объем масла; условия работы - скорость скольжения, нагрузка, вибрации, температура, нагрев извне; совместимость с материалами - сталью, цветными металлами и легкими сплавами, пластиками, материалом сальников, лакокрасочными покрытиями. В каждой новой разработке трансмиссионное масло должно рассматриваться как элемент конструкции. Критериями выбора трансмиссионных масел служат вязкость, температура застывания, температура вспышки. Основные показатели качества: скорость износа, нагрузка заедания, коэффициент трения и приработочные свойства. Вспомогательные показатели: вязкостно-температурные характеристики, химические свойства (коррозия, агрессивность по отношению к неметаллам), вспениваемость, высоко- и низкотемпературные свойства, окислительная стабильность, деаэрация, совместимость с материалами уплотнений. Трансмиссионные масла — это масла, которые применяются для смазки таких высоконагруженных узлов автомобиля, как коробка передач и ведущий мост, раздаточная коробка, рулевое управление, с целью уменьшения потерь на трение, отвода тепла от зоны контакта, предохранения деталей трансмиссии от коррозии. Для обеспечения надежной и длительной работы агрегатов трансмиссий смазочные масла должны: -иметь достаточные противозадирные, противоизносные и противопиттинговые, вязкостно-температурные, антипенные свойства -обладать высокой антиокислительной стабильностью -не оказывать коррозийного воздействия на детали трансмиссии -иметь хорошие защитные свойства при контакте с водой -обладать достаточной совместимостью с резиновыми уплотнителями -иметь хорошую физическую стабильность в условиях длительного хранения Доля трансмиссионных масел в общем объеме смазочных материалов, потребляемых автомобилем за весь срок эксплуатации, всего лишь 0,3..0,5 %, потому что сроки замены масла составляют 60…150 тыс. км пробега (или, если автомобиль эксплуатируется нерегулярно, через 3…7 лет независимо от пробега). Несмотря на то, что трансмиссионные масла используются в более легких условиях, чем моторные, они испытывают высокие нагрузки. Давление в зонах контакта цилиндрических, конических и червячных передач может составлять от 500 до 2000 МПа, а гипоидных – до 4000 МПа. Скорость скольжения зубьев относительно друг друга на входе в зацепление изменяется в диапазоне 1.5…12 м/с в конических и цилиндрических передачах, 20…25 м/с в червячных и 15 м/с и более в гипоидных. Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссий изменяется от температуры окружающего воздуха до 200 °С, однако в точках контакта зубьев часто возникает кратковременный местный нагрев до 300 °С, а иногда и выше. В результате этого могут происходить усиленный износ, задиры, питтинг (точечное выкрашивание зубьев шестерен) и др. К маслам, используемым в автоматических коробках передач, предъявляются гораздо более высокие требования по вязкости, антифрикционным, противоизносным и антиокислительным свойствам, чем к применяемым в других агрегатах. Поскольку автоматические коробки включают несколько совершенно разнородных агрегатов (гидротрансформатор, шестеренчатую коробку передач и сложную систему управления), спектр функций масла весьма широк. Такое масло кроме смазки и охлаждения должно передавать крутящий момент. В основном трансмиссионные масла имеют минеральную (нефтяную) основу. Однако в последнее время появляется все большее количество масел на синтетической и полусинтетической основах. Для придания маслам функциональных и специфических свойств в основу вводят различные присадки: противозадирные, защищающие, антикоррозионные и др. Самым важным свойством трансмиссионных масел является вязкость, которая обусловливает противоизносные характеристики масла, сопротивление проворачиванию (что особенно важно в зимнее время), потери энергии при передаче мощности. Данный показатель имеет большое значение для обеспечения нормальной работы сальников. Основным сортом трансмиссионного масла для легковых автомобилей российского производства является универсальное масло ТМ-5-18 (более распространенное обозначение ТАД-17И), которое применяется для коробок передач, главной передачи и рулевого управления. Его можно использовать как всесезонное при эксплуатации автомобилей в зоне с умеренным климатом. Данное масло получают смешением остаточного и дистиллятного масла с введением многофункциональной и депрессорной присадки. Общие требования В агрегатах трансмиссий смазочное масло является неотъемлемым элементом конструкции. Способность масла выполнять и длительно сохранять функции конструкционного материала определяется его эксплуатационными свойствами. Общие требования к трансмиссионным маслам определяются конструкционными особенностями, назначением и условиями эксплуатации агрегата трансмиссии. Трансмиссионные масла работают в режимах высоких скоростей скольжения, давлений и широком диапазоне температур. Их пусковые свойства и длительная работоспособность должны обеспечиваться в интервале температур от -60 до +150 °С. Поэтому к трансмиссионным маслам предъявляют довольно жесткие требования.  Основные функции трансмиссионных масел: предохранение поверхностей трения от износа, заедания, питтинга и других повреждений; снижение до минимума потерь энергии на трение; отвод тепла от поверхностей трения; снижение шума и вибрации зубчатых колес, уменьшение ударных нагрузок; масла не должны быть токсичными. Для обеспечения надежной и длительной работы агрегатов трансмиссий смазочные масла должны обладать определенными характеристиками: иметь достаточные противозадирные, противоизносные и противопиттинговые свойства; обладать высокой антиокислительной стабильностью; иметь хорошие вязкостно-температурные свойства; не оказывать коррозионного воздействия на детали трансмиссии; иметь хорошие защитные свойства при контакте с водой; обладать достаточной совместимостью с резиновыми уплотнениями; иметь хорошие антипенные свойства; иметь высокую физическую стабильность в условиях длительного хранения. Маркировка и классификация трансмиссионных масел Маркировка масла ТМ-5-18 обозначает: ТМ – трансмиссионное масло 18 – класс вязкости, т.е. при температуре 100 «С данное масло имеет вязкость около 18 сСт 5 – группа масла, которое имеет противозадирные и многофункциональные присадки. Отечественное обозначение трансмиссионных масел состоит из букв «ТМ» (трансмиссионное масло), цифр, обозначающих группу масла по эксплуатационным свойствам, и группы цифр, обозначающих класс вязкости. Допускается также уточняющие буквенные обозначения: например, «3» - загущенное и т.д. Так обозначение ТМ-5-93 характеризует трансмиссионное масло пятой эксплуатационной группы (т.е. с высокоэффективными противозадирными и противоизносными присадками многофункционального действия), принадлежащее к девятому классу по вязкости (кинематическая вязкость при температуре 100OC - 6,00…10,99 мм2/с), загущенное. Многообразие вырабатываемых трансмиссионных масел, предназначенных для разнообразной техники, вызвало необходимость разработки и использования классификаций масел, которые позволяют правильно решить вопрос выбора сорта масла для данной конструкции трансмиссии.Отечественная классификация трансмиссионных масел отражена в ГОСТ 17479.2-85. В зависимости от уровня кинематической вязкости при 100 °С трансмиссионные масла разделяют на четыре класса.  Однако марки трансмиссионных масел, выпускаемых отечественной промышленностью, во многих случаях имеют другие обозначения. Кроме того, в зависимости от сезона, для эксплуатации при котором оно предназначены, различают масла зимние (нигрол «З» и другие), летние (нигрол «Л»), всесезонные (ТАД-17И и другие). Их также делят на рабочие, рабоче-консервационные (РК) и консервационные (ТСЗ-9гип, ТМ-5-12рк). Отличают также северные сорта трансмиссионных масел. Присадки, добавляемые к трансмиссионным маслам В трансмиссионные масла для повышения их служебных свойств добавляют композиции присадок (всего от 8 до 12 %). [4] В зависимости от выполняемых функций присадки к трансмиссионным маслам делят на следующие группы: модифицирующие трение и износ: -противоизносные, -противозадирные, -антифрикционные, -фрикционные, -противопиттинговые, -полимерообразующие; -антиокислительные; -противокоррозионные; -защитные; -противопенные; -моющие и диспергирующие; -загущающие; -депрессорные; -деэмульгирующие; -антисептические; -регулирующие набухание эластомеров; -регулирующие запах и стабилизирующие цвет, красители; -увеличивающие адгезию и другие. Все присадки, вне зависимости от их назначения, должны удовлетворять следующим требованиям: -хорошо растворяться в смазочных маслах, к которым их добавляют, и сохранять растворимость в широком диапазоне температур; -не вымываться водой и не подвергаться гидролизу; -обладать малой летучестью, чтобы не испаряться из масла в процессе его работы; -не вступать в реакцию с металлами, из которых изготовлены детали машин, за исключением тех случаев, когда такие реакции являются проявлением механизма действия присадок; -не вступать в реакцию с другими присадками, присутствующими в масле, и не оказывать на них депрессивного действия; -не оказывать вредного действия на конструкционные неметаллические материалы. Основные эксплуатационные свойства трансмиссионных масел Трансмиссионные масла характеризуются вязкостными, противоизносными, противокоррозионными, защитными свойствами и способностью сохранять их при эксплуатации. Вязкостные свойства очень важны, так как определяют качество смазывания трущихся поверхностей. Они обусловливают коэффициент полезного действия трансмиссии, гидравлические потери, которые влияют на расход топлива. От вязкостно-температурных свойств зависит и возможность начала движения автомобиля в зимний период, когда масло имеет температуру внешней среды. Чтобы обеспечить трогание автомобиля с места без предварительного разогрева агрегатов, максимальная динамическая вязкость трансмиссионных масел должна составлять 350…450 Па • с для спирально-конических передач, 500…600 Па • с — для гипоидных передач. В ГОСТ 23652-79 приводятся рекомендации по использованию трансмиссионных масел в зависимости от температуры воздуха и их основные характеристики. В случае эксплуатации при более низких температурах, чем рекомендованы, может произойти поломка элементов трансмиссии. Для снижения вязкости при отрицательных температурах можно разбавлять трансмиссионные масла дизтопливом или керосином; добавка дизтоплива в количестве 5…20 % позволяет использовать масла при температурах в 1,2-1,8 раза ниже, чем масла товарных партий. Максимально допустимая рабочая динамическая вязкость масла составляет примерно 2 Па • с при хорошем уплотнении картеров агрегатов трансмиссии. Она обеспечивает режим, достаточный для предотвращения износа рабочих поверхностей, при этом КПД трансмиссии практически не снижается. Чтобы масла имели пологую вязкостно-температурную характеристику, в них добавляют вязкостные присадки — полиизобутилен или полиметакрилат. Для арктических и всесезонных масел используют загущающие низкомолекулярные полимеры — КП-5, ПМА В-1, октолы. Вязкость загущенных масел снижается. Однако уровень снижения вязкости не должен превышать 30 %. Противоизносные свойства характеризуются смазывающей способностью (маслянистостью), которая зависит от метода получения масел (путем смешивания маловязких масел с остаточными маслами или с экстрактом (смолкой), получаемой после селективной очистки). Правила подбора трансмиссионных масел Подбор масел для механических трансмиссий осуществляется с учетом особенностей конструкции смазываемого узла и условий его работы. Особенности конструкции характеризуются типом зацепления, удельными нагрузками, скоростями скольжения и т. д. Принимается во внимание классификация масел, регламентирующая их деление по вязкости н уровню эксплуатационных свойств. |