Трансмиссионное масло для чего предназначено

Как правильно выбрать трансмиссионное масло

Название не означает, что любой агрегат, относящийся к автомобильной трансмиссии, смазывается именно трансмиссионным маслом. У большинства переднеприводных легковых машин в коробку передач, совмещенную с главной передачей, изготовители предписывают заливать моторное масло. Шестерни в таких агрегатах только цилиндрические, поэтому опасность задиров невелика. Для автоматических коробок не годится ни трансмиссионное, ни моторное масла. Эти устройства специфичны, для их работы требуется маловязкая жидкость, которую в международной практике принято называть ATF (Automatic Transmission Fluid). Что же касается обычных легковых и грузовых автомобилей с классической компоновкой, а также полноприводных и некоторых переднеприводных, то в их агрегатах используются исключителено трансмиссионные масла.

«Синтетика» или «минералка» относительно шестерен коробки, в принципе, большой разницы не имеет с экономической точки зрения — «минералка» выгоднее.

При выборе масла для узлов трансмиссии обычно ориентируются на два критерия:

удельные нагрузки, действующие в механизме;
скорости относительного скольжения.
В зависимости от этого подбирают масла, различающиеся вязкостью и количеством присадок, в первую очередь противозадирных. Последние, как правило, содержат сернистые соединения, вызывающие в критических режимах химические изменения (модификацию) металла. Поверхностный слой материала не вырывается, образуя задиры, а превращается в тонкую пленку, которая впоследствии становится продуктом износа. Несмотря на то, что металл при этом химически «разъедается», общий износ в тяжелых условиях работы оказывается меньше.

Есть в этих рассуждениях маленькая оговорка: химическая модификация позволяет снизить износ у стали или чугуна. Цветные металлы, из которых изготавливают синхронизаторы, плохо уживаются с сернистыми соединениями и в их присутствии изнашиваются, как правило, быстрее.

Сегодня в легковых автомобилях применяются трансмиссионные масла двух групп: GL-4 и GL-5 по зарубежной классификации или ТМ-4 и ТМ-5 — по отечественной.

GL-4 по классификации API годится для коробок переднеприводных вазовских моделей, GL-5 — для всех остальных отечественных авто. Встречается и универсальное масло — GL-4/5.

Тип масла для иномарок легко уточнить по каталогу или в руководстве по эксплуатации.

Вопреки расхожему мнению о том, что масла класса GL-5 выше качеством, чем масла класса GL-4, это не так.

Данные классы просто разные — нельзя сказать, что один из них хуже или лучше. Например, использование масла класса API GL-5 в КПП ВАЗ 2109 может оказаться губительным для синхронизаторов, в то время как масло класса API GL-4 рекомевдовано ВАЗом для применения в таких КПП.

«Трансмиссионки» типа GL-5 можно разбить на три подгруппы:

SAE 85W90 — минеральное «Норси», «Рексол ТМ-5-18», «Лукойл ТМ-5-18».
SAE 80W90 — «минералка», но менее густая «Спектрол-Форвард», «Велс ТМ», Mobil Mobilube HD, Texaco Geartex EP-C.
«полусинтетика» и «синтетика» (класс по SAE 75W-90). Отечественные производители уступили эту нишу зарубежной продукции: ВР Energear SGX, Teboil EP, Motulgear и пр.

Хорошо известное нескольким поколениям автолюбителей трансмиссионное масло ТАД-17И ныне ушло в прошлое — его сменил аналог ТМ5-18. Емкости со старой маркировкой «перележали» на складе или подделка.

Но выбор по уровню эксплуатационных свойств — это еще не все. Надо определяться также и с вязкостью приобретаемого смазочного материала. Здесь применимы следующие рассуждения.

Масла, вязкость которых при 100°С не ниже 24 мм2/с, т. е. класса «140» по SAE (а уж тем более «250»), предпочтительны лишь для жаркого южного климата. В зоне умеренных температур лучше ориентироваться на класс «90». А так как рациональнее использовать «всесезонное» масло, то речь может идти о сортах с индексами 75W-90, 80W-90 и 85W-90. Последнее не очень подходит для сколько-нибудь суровой зимы. Масло класса 80W-90 по SAE достаточно универсально, a 75W-90 позволяет не испытывать трудностей даже в пору самых крепких морозов.

Использование трансмиссионных масел отечественного производства (а подавляющее большинство из них классифицируются по API GL-5) приводит к быстрому износу синхронизаторов. Поэтому в КПП переднеприводных автомобилей марки ВАЗ рекомендуется применять трансмиссионные масла класса API GL-4 либо API GL-4/5 с вязкостью SAE 75W-80, SAE 80W-85, SAE 80W-90. Наше масло GL-4 найти довольно трудно, чаще всего это недешевые синтетические или полусинтетически, масла импортного производства, однако их применение позволяет значительно продлить срок службы КПП вашего автомобиля.

Не следует «кормить» указанные механизмы маслами с высокой вязкостью — моторными 5W-50 (10W-50 и т. п.) или трансмиссионными 85W-90. Чем больше ее значение, тем прочнее масляная пленка, но хуже доступ масла к деталям коробки передач. Слишком высокое значение вязкости затрудняет работу синхронизаторов, ведь лишнее масло они должны постоянно выдавливать «из-под себя». Моторные 15W40 (10W40) или трансмиссионные 75W-80 окажутся впору. Рекомендованное ВАЗом ТМ-4-12 (SAE 80W-85) — совсем хорошо, лишь бы не поддельное. И хотя для переднеприводных ВАЗов сейчас рекомендованы несколько трансмиссионных масел, допускается применять и моторные.

В 1996 г. для коробок передач «самар» разработали специальное масло — «Рексол Т» SAE 80W-85 API GL-4 (ТУ 38.301-41-164-96).

В 1998-м получило допуск еще одно масло, отвечающее ТТМ ВАЗа, — «Лукойл ТМ-4» SAE 80W-85 (ТУ 38.301-29-90-970).

Выход на рынок новых масел почти совпал с появлением коробки передач ВАЗ-2110, устанавливаемой сегодня и на «девятки». Теперь есть и минимальный свод требований, которым должно удовлетворять масло для коробок переднеприводных автомобилей.

Универсальные трансмиссионные масла (ТТМ 1.97.0729-98)
Диапазоны применения трансмиссионных масел
Минимальная температура обеспечения смазки узлов, °С Класс по SAE Максимальная температура окружающей среды, °С
-40 75W-80 35
-40 75W-90 35
-26 80W-85 35
-26 80W-90 35
-12 85W-90 45
для НИВЫ я выбрал Лукойл ТМ-5, 75W90, Допуски и спецификации: ОАО «»АВТОВАЗ»»; MB 235.0; MAN 342 M1; Volvo 97316, 97310; Voith 3.325-339; MIL MIL-L-2105D; Renault; DAF; ZF TE-ML 07A, 16B, 16С, 16D, 17B, 19B, 21A

GL-1 состоит из минеральных масел, при производстве которых не применяли присадки. Используется в ручных коробках передач, имеющих низкое удельное давление и скорость скольжения.
GL-2 применяется для смазки червячных передач, которые работают на низкой скорости с небольшой нагрузкой, отвечающие высоким стандартам, предъявляемым к антифрикционным свойствам.
GL-3 маркировка указывает, что смазочный материал содержит большое количество присадок. Рекомендуются для использования в автомобилях со ступенчатой коробкой передач.
GL-4 – класс, включающий автомасла, дополненные присадками в больших количествах. Это идеальное средство для смазки ступенчатых коробок передач, рулевых механизмов на высокоскоростном транспорте.
GL-5 – идеальное решение для смазки передачи, использующей в работе гипоидные конические зубчатые колеса.
GL-6 – лучший выбор для авто на гипоидной передаче с увеличенным смещением, работающей в высокоскоростном режиме, где предусмотрены большой крутящий момент и ударные нагрузки.
MT-1 – оптимальный вариант для использования в высоконагруженных агрегатах, работающих на несинхронизированной механической коробке передач.
PG-2 – прекрасное решение, если надо смазать ведущий мост крупного и тяжелого транспортного средства: тягач, автобус. Хорошо совмещаются с эластомерами.

Источник

Трансмиссионное масло: в чем особенности

Для нормальной работы каждого узла в автомобиле необходимо качественное смазывание всех деталей. Поскольку разные системы и агрегаты работают в разных режимах, то им требуется разная по свойствам и составу смазка. Двигателю нужно моторное масло, а в коробку передач — трансмиссионное масло. Что это за вид смазочного материала, должен знать каждый автовладелец.

Для чего нужна смазка в коробке передач

Трансмиссия любого автомобиля состоит из множества деталей, которые взаимодействуют между собой. Вращаясь на высоких скоростях, поверхности деталей изнашиваются от трения и высоких температур, на них образуются задиры.

Группа трансмиссионных масел

Отвечая на вопрос о том, что такое трансмиссионное масло, можно сказать, что это специальный смазывающий состав (жидкость) для защиты деталей коробки передач от избыточного трения, коррозии, перегрева и прочих негативных воздействий. Кроме того, масло снижает уровень шума, возникающего во время работы КПП.

При этом масло для трансмиссии отличается от моторного. Изготавливается такая смазка из минеральных или полусинтетических основ с добавлением в них присадок, содержащих хлор, серу, фосфор, дисульфид. Все это нужно для придания жидкости необходимых свойств, таких как:

Классификация трансмиссионных масел

Трансмиссионное масло классифицируется, в первую очередь, по степени вязкости. Здесь можно выделить три основные группы, которые маркируются буквами SAE (международный стандарт):

Что же касается коробок-автомат, то в них используются особые жидкости (типа DEXRON и т.п.). Они также имеют разные эксплуатационные характеристики. В обоих случаях (как применительно к МКПП, так и АКПП) смешивание трансмиссионных масел категорически запрещено, чтобы избежать поломки АКПП.

Что в итоге

Учитывая особые условия работы, в коробках передач используются особые смазки – трансмиссионные жидкости. Тем не менее, в коробках передач старых машин советского производства, а также в некоторых новых отечественных моделях допускается в качестве смазки КПП применять обычное моторное масло.

Во многих случаях можно найти более дешевую замену «родной» смазке с такими же эксплуатационными характеристиками. Однако, учитывая то, что полная или частичная замена масла в КПП делается не так часто, как в двигателе, лучше использовать рекомендованные заводом-производителем оригинальные продукты.

Как выбрать наиболее подходящее масло в коробку передач: синтетика, полусинтетика или минеральное масло в КПП, вязкость, GL-4 или GL-5. Полезные советы.

Выбор масла для механической коробки передач: виды трансмиссионных масел, особенности и отличия. Какое масло лучше заливать в МКПП, что нужно учитывать.

Нужна ли замена трансмиссионного масла в механической коробке переключения передач, почему масло МКПП лучше менять и когда выполнять такую замену.

Моторное масло вместо трансмиссионного: можно или нельзя залить масло для двигателя в коробку передач. Отличие масел для ДВС от масла для КПП, рекомендации.

Можно ли смешать масла в коробке передач: что нужно знать, возможные последствия смешивания трансмиссионных масел для КПП. Полезные советы.

Как поменять масло в роботизированной коробке: когда нужна замена, какое масло выбрать, сколько масла нужно в коробку робот. Процесс замены масла в РКПП.

Источник

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Свойства трансмиссионных масел, применение

Трансмиссионные масла – это смазочные материалы для защиты вращающихся деталей механизмов, служащих для переноса крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. Их используют для смазки силовых узлов зубчатых механических передач разного функционального назначения.

Общие сведения

Агрегаты трансмиссий отличаются своими конструктивными особенностями и условиями работы. Для разных типов силовых узлов требуются неодинаковые по своим качествам смазочные материалы.

Целевые продукты – вязкие ТМ для отдельных видов передач:

Существуют также универсальные смазочные материалы, которые могут использоваться во всех типах механических соединений.

С учетом эксплуатационных свойств, трансмиссионное масло можно разделить на 4 категории:

Главной задачей трансмиссионных смесей является устранение трения и последующего износа деталей. Это свойство смазочных материалов называют смазочной способностью, которая должна обеспечиваться вязкостью основы (толщина масляного покрытия) или с помощью модифицирующих присадок.

Модификаторы скапливаются на металлических деталях соприкасающихся пар и упрочняют защитную пленку.

В режиме граничных нагрузок противозадирные и противоизносные присадки, взаимодействуя с трущимися деталями образуют на их поверхности химические соединения (оксиды металлов, сульфиды и др.), характеризующиеся пластичным строением и низким индексом трения.

Присадки

Трансмиссионные составы без модифицирующих присадок не отвечают современным условиям эксплуатации и применяются редко. Они сохраняются лишь для обслуживания узлов и механизмов, работающих на малых оборотах с небольшими механическими нагрузками. Температура масла в этих агрегатах не должна превышать 50–70°C.

Новые смазки – это сложные композитные системы, включающие в себя многокомпонентные добавки и вязкие основы с высокими температурными характеристиками.

Модификаторы трансмиссионных масел должны иметь следующие свойства:

Основная часть применяемых модифицирующих присадок – это противоизносные и противозадирные компоненты (5–7%). Часто применяют противопенные и антиокислительные добавки, депрессоры.

Совсем недавно в трансмиссионные жидкости стали вводить антифрикционные модификаторы в виде дисульфида молибдена или высокотемпературных графитовых суспензий. Эти присадки понижают коэффициент трения, уменьшают тепловыделение и повышают выносливость трансмиссий.

Требования

Прогрессирующее улучшение конструкций ходовой части автомобиля привело к увеличению скоростей вращения зубчатых шестерен, повышению удельных механических нагрузок и к расширению температурных диапазонов эксплуатации. Все это предъявляет жесткие требования к качеству современных смазочных материалов.

Основные задачи трансмиссионных смесей:

Смазочные жидкости должны удовлетворять следующим условиям, это:

Все эти требования обеспечиваются посредством введения в основы масел модифицирующих присадок:

Классификация трансмиссионных масел

В России принята сертификация трансмиссионных смазок в соответствии с нормами ГОСТ 17479.2–85. Обозначение марок масел выглядит следующим образом (таблица):

Классическое обозначение складывается из аббревиатуры ТМ и чисел, первая цифра – обозначает группу, а вторая – класс вязкости. Буква «З» в нижнем регистре, размещенная после уровня вязкости, указывает на присутствие в смеси загущающей добавки.

Химические свойства и область применения смазочных материалов позволили их разделить на 5 эксплуатационных групп. Структура жидкостей первой группы не содержит улучшающих добавок.

Пятая группа, наоборот, содержит высокотехнологичные комплексные присадки и может использоваться для смазки разных по своей конструкции узлов трансмиссий (конусных, гипоидных и др).

Зарубежная система предусматривает два способа классификации трансмиссионных смазочных составов – это SAE J–306 и API. Требования стандарта SAE наиболее полно описывают реологические свойства смазок и их граничную вязкость в условиях экстремально низких и высоких температур.

Система API разъясняет назначение и эксплуатационные свойства трансмиссионных масел. Нормы этого документа разделяют смазочные смеси на категории исходя из конструктивных особенностей силовых узлов и технических условий использования механических устройств.

Сравнение между классами вязкости SAE, API и нормами ГОСТ показано в таблице ниже.

Виды трансмиссионных масел

На современном рынке ТМ особенно заметно сокращение выпуска старых проверенных марок, таких как АК–15, Тап–15В, ТС–14,5 и др. Объясняется это снижением числа старых автомобилей. На смену им приходят современные скоростные модели, требующие особого подхода к обслуживанию ходовых узлов.

Существенно изменилось устройство главной передачи, коробки переключения скоростей, рулевого управления. Появление автоматической трансмиссии кардинально изменило представление о ТМ.

Для ее эксплуатации понадобились масла с низким коэффициентом вязкости и дополнительным комплексом модифицирующих присадок. В обиходе стали появляться специальные масляные жидкости, получившие название – Automatic Transmission Fluid (ATF).

Все эти новшества заставили разработчиков искать новые подходы к проектированию составов трансмиссионных масел. Для разных типов автомобилей смазочные жидкости могут отличаться своим химическим составом и разными эксплуатационными характеристиками.

Поэтому при покупке масла для трансмиссии нужно учитывать индивидуальные особенности конструкции, и под каждую модель агрегата выбирать смазку в строгом соответствии рекомендациям завода изготовителя.

Основные критерии выбора

На правильный выбор смазки для трансмиссий влияют следующие факторы:

Для механической коробки передач

При выборе масла для МКП рядовой покупатель ориентируется на следующие показатели:

Для отечественных автомобилей рекомендуется применять жидкости ТМ–4 и ТМ–5 (GL–4/5). Для зарубежных марок – лучше применять импортные сорта масел, указанные в инструкции завода изготовителя.

Для автоматической трансмиссии

Для автоматических коробок переключения скоростей предусмотрены специальные смазочные жидкости – ATF. Свойства этих ТМ кардинально отличаются от технических характеристик масел, используемых для устройств с механикой.

Отличие автоматической трансмиссии от механической состоит в том, что между коленвалом мотора и первичным валом коробки отсутствует жесткая связь. Функции механизма сцепления в этой модификации выполняет гидротрансформатор, где в роли связующего элемента выступает жидкость –ATF.

Она применяется для переноса давления масла, возникающего в случае повышения оборотов двигателя, на фрикционные накладки многодискового сцепления, способствующего включению нужной передачи.

Трансмиссионная смазка для автомата – это жидкость зеленого цвета с низким индексом вязкости. Для улучшения эксплуатационных качеств материала в ее состав вводятся специальные модифицирующие добавки, ограничивающие окисление масляных эмульсий, замедляющие формирование пузырьков воздуха и снижающие коэффициент трения, влияющий на интенсивность износа резиновых уплотнителей.

Применение некондиционных или не соответствующих рекомендациям ТМ приводит к преждевременной поломке агрегата. Признаками некачественной жидкости является нестабильная работа механизма переключения скоростей. Это происходит в случае интенсивного формирования пузырьков воздуха и вспенивания жидкости.

В результате снижается давление в гидротрансформаторе, увеличивается временной диапазон срабатывания блокировочных муфт. Последствием такой работы устройства является пробуксовка фрикционных дисков, и повышенный износ деталей сцепления.

Смазка для гипоидной передачи

Гипоидная передача применяется на легковых и грузовых автомобилях (до 1,5 т). Ее основное назначение – это перераспределение крутящего момента от двигателя на основные узлы трансмиссии.

Основным элементом механизма является редуктор, состоящий из малой и большой конических шестерен. В зависимости от конструктивных особенностей главной передачи он может располагаться в коробке передач или в корпусе заднего дифференциала.

Гипоидные конструкции отличаются бесшумной работой и длительным сроком эксплуатации. Но эти условия будут выполняться только в том случае, если для смазки шестерен будут применяться специальные марки масел:

Для работы механизмов в зимний период применяют низкотемпературную смазку ТСп-10. Применение такого состава позволяет эксплуатировать технику при температуре до минус 35°C.

Источник

Трансмиссионные масла

1. Введение
2. Область применения трансмиссионных масел
3. Классификация и маркировка трансмиссионных масел
. Присадки, добавляемые к трансмиссионным маслам
. Правила подбора трансмиссионных масел
. Подбор трансмиссионного масла по параметрам узла трения
. Анализ достоинств и недостатков использованной методики

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. [5]
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. [3]

2. Область применения трансмиссионных масел

Таблица 1.1 — Группы трансмиссионных масел, используемых для смазывания различных передач в агрегатах трансмиссий транспортных машин [5]
Передача Масло
Коробки передач, коробки отбора мощности, раздаточные коробки и другое. Трансмиссионное масло с противоизносными, антиокислительными и другими присадками.
Ведущие мосты с гипоидной главной передачей. Гипоидное масло.
Ведущие мосты с червячной главной передачей. Трансмиссионное масло с эффективной противоизносной присадкой, не корродирующей бронзу.
Ведущие мосты с дифференциалами ограниченного проскальзывания. Трансмиссионное или гипоидное масло с повышенными фрикционными свойствами.
Гидромеханические передачи. Масло для гидромеханических коробок передач.
Гидрообъемные передачи. Масло для гидрообъемных передач.

3. Классификация и маркировка трансмиссионных масел

Согласно отечественной классификации трансмиссионные масла разбиты по вязкости (таблица 2.2) на 4 класса, а по эксплуатационным свойствам их делят на 5 групп (таблица 2.1), каждая из которых имеет свою рекомендательную область применения. Эта область определяется типом зубчатой передачи, удельными контактными нагрузками в зоне зацепления и температурой масла в объеме. Следует иметь в виду, что температура в зоне контакта, как правило, на 150…200С выше температуры масла в объеме. [4]

Таблица 2.1 — Классификация трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам [4]
Группа Состав масла Рекомендуемая область применения
Тип передачи Контактные давления, МПа Температура масла в объеме, С
1 2 3 4 5
1 Нефтяные масла без присадок Цилиндрические, конические и червячные 900…1600  90
2 Нефтяные масла с противоизносными присадками Цилиндрические, конические и червячные  2100  130
3 Нефтяные масла с противозадирными присадками умеренной эффективности Цилиндрические, конические, спирально конические и гипоидные  2500  150
4 Нефтяные масла с противозадирными присадками высокой эффективности Цилиндрические, спирально-конические и гипоидные  3000  150
5 Нефтяные масла с противозадирными присадками высокой эффективности и многофункционального действия, а также универсальные масла Гипоидные передачи (в том числе работающие ударными нагрузками)  3000  150

В классификации SAE (Общество автомобильных инженеров, США) деление осуществляется на семь классов (таблица 2.3), первые четыре из которых — с индексом W — являются зимними (северными, арктическими). Остальные масла относятся к числу летних. Всесезонные трансмиссионные масла по классификации SAE имеют соответственную маркировку SAE80W/90; SAE80W/140 и т.д. [5] Одно и тоже масло можно использовать в течение всего года; эти масла имеют более длительные сроки смены и обеспечивают низкие потери на трение. [3]
Соответствие классов масел для различных классификаций по вязкости представлено в таблице 2.4.

Таблица 2.4 — Соответствие классов вязкости масел различных классификаций [5]
Классификация Класс вязкости
Россия 9 12 18 34
SAE 75 W 80 W/85 W 90 140

По классификации API (Американский нефтяной институт), принятой в США, трансмиссионные масла по уровню эксплуатационных свойств делятся на 6 групп GL1…GL6 (GL — смазочный материал для передач). Масла GL-4 и GL-5 являются универсальными, обеспечивающими работу автомобильных трасмиссий с гипоидными и другими типами главных передач. [5] Классификация API оценивает несущую способность масел по сравнению с эталонными маслами. Пригодность масел для практических целей испытывают в автомобильных трансмиссиях и путем лабораторных испытаний. Все свойства, в том числе и противозадирные, оценивают по методам CRC (Американского координационного исследовательского совета); испытания на при высоком крутящем моменте и низкой скорости — по CRCL-37; испытания при ударных нагрузках и высоких скорости — по методам CRCL-42; испытания на коррозию во влажной атмосфере — по CRCL-33. Условия работы и тип масел приведены в таблице 2.5. В настоящее время масла, отвечающие требованиям спецификаций API GL-3, GL-4 и SAE 80 W, применяют почти исключительно для коробок передач, а масла по API GL-5 и SAE 90 — для задних мостов. Применение специальных масел для задних мостов предотвращает явление заедания благодаря использованию соответствующих модификаторов трения. Производители коробок перемены передач и задних мостов часто предпочитают отдельные сорта масел и рекомендуют их для применения. Существует также тенденция к использованию единого масла в задних мостах и коробках передач. [3]

Таблица 2.5 — Классификация API трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных свойств [3,5]
Обозначение API Условия работы Рекомендуемая область применения Тип масла (спецификация)
1 2 3 4
GL-1 Легкие Механические коробки передач с ручным переключением, главные передачи ведущих мостов со спирально-коническими и червячными шестернями Обычные минеральные масла без присадок или с антиокислительными, антикоррозионными и антипенными присадками, но без противоизносных присадок
GL-2 Средние Главные передачи ведущих мостов грузовых автомобилей с червячными зацеплениями (нагрузки, скорости и температуры те же, что и для GL-1, но более высокие требования по антифрикционным свойствам) Могут содержать антифрикционные присадки
GL-3 Средние Главные передачи ведущих мостов автомобилей со спирально-коническими зубчатыми колесами, некоторые механические коробки передач с ручным переключением Могут содержать противоизносные и противозадирные присадки
GL-4 От легких до жестких Главные передачи ведущих мостов легковых автомобилей с гипоидными зубчатыми колесами, некоторые механические коробки передач, устанавливаемые на грузовых автомобилях (условия большой скорости при малых крутящих моментах и малой скорости при высоких крутящих моментах) Обязательно наличие высокоэффективных противозадирных присадок
GL-5 Жесткие Главные передачи ведущих мостов легковых и грузовых автомобилей с гипоидными зубчатыми колесами, некоторые механические коробки передач (наличие ударных нагрузок на зубьях колес при высоких скоростях скольжения) Большое количество серофосфорсодержащих присадок
GL-6 Очень жесткие Главные передачи ведущих мостов автомобилей с гипоидными зубчатыми колесами, характеризующимися большим сдвигом осей (более 50 мм или до 25% диаметра ведомой шестерни) (Высокие крутящие моменты при повышенных скоростях и ударных нагрузках) Очень высокая концентрация S- и P-содержащих противозадирных присадок

Соответствие между классификациями трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам представлено в таблице 2.6.

Таблица 2.6 — Соответствие эксплуатационных групп масел различных классификаций [5]
Классификация Группа масел
Россия ТМ-1 ТМ-2 ТМ-3 ТМ-4 ТМ-5
API GL-1 GL-2 GL-3 GL-4 GL-5

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.
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. [4]

4. 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. [1]
Наиболее велика доля (до 5…7 %) противозадирных и противоизносных присадок. В числе последних используются серо-, фосфор- и хлорсодержащие соединения различного химического состава и строения. Часто используют также антиокислительные, депрессоры и противопенные присадки. В масла гидромеханических и гидрообъемных трансмиссий добавляют моющие присадки. Масла же для механических трансмиссий не содержат в своем составе детергентов. В последнее время в трансмиссионные масла вводят высокотемпературные антифрикционные присадки в виде малорастворимых соединений или в виде суспензий графита или дисульфида молибдена (MoS2). Эти модификаторы обеспечивают снижение коэффициента трения в сопряжении при граничной смазке, что, с одной стороны, уменьшает энергетические затраты и, следовательно, экономит топливо, а, с другой стороны, снижает тепловыделение в контакте, и таким образом повышает нагрузочную способность трансмиссий. Суспензии графита и дисульфида молибдена одновременно повышают противозадирные и противопиттинговые свойства масел. [4]
При прочих равных условиях смазывающие свойства трансмиссионных масел зависят от многочисленных факторов, определяемых в том числе и условиями эксплуатации. Они снижаются при попадании в масло абразива, воды, при аэрации масла и пр. Склонность к изнашиванию и задиру возрастает вследствие снижения вязкости масла (в основном из-за деструкции загущающей присадки) и его утечек, приводящих к уменьшению объема масла в системе смазывания и увеличению тепловой нагрузки на него. Как и при использовании моторных масел, особое место занимают пусковые износы, особенно заметно проявляющиеся при низкой температуре окружающего воздуха.
Для улучшения смазывающих свойств масла регулируют его вязкостно-температурные характеристики. Увеличение вязкости приводит к повышению нагрузочной способности масла и, кроме того, уменьшает питтинг — специфический вид изнашивания, характерный для механических трансмиссий.
Повышение смазывающих свойств достигается введением в состав масла высокоэффективных гидролитически стабильных и противоизносных, противозадирных и антифрикционных присадок, а также удалением из масла воды, воздуха, механических примесей, продуктов изнашивания и т. п. [5]

5. 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. [5]
Требуемую вязкость масла предлагается устанавливать, руководствуясь нагрузочно-скоростным фактором KS/v. [5] Для цилиндрических зубчатых передач

KS/v, Нмин/м
10-2 10-1 100 101
а)
KS/v, МПас/м
б)
Рисунок 5.1 — Номограмма для подбора масла по вязкости:
а — для червячных редукторов; б — для редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами [5]

6. Подбор трансмиссионного масла по параметрам узла трения

Исходные данные: F=10,2 Н; b=0,04 м; d=0,2 м; u=3,2; zn=3,2; ze=1,1.
По заданным параметрам узла трения произвести подбор трансмиссионного масла, рекомендовать марку отечественного трансмиссионного масла, дать анализ достоинств и недостатков используемой методики.
Определим требуемую вязкость трансмиссионного масла, руководствуясь нагрузочно-скоростным фактором. Согласно формуле 5.1 получим

Требуемую вязкость трансмиссионного масла определим по номограмме (рисунок 6.1).

10-2 10-1 100 101
Рисунок 6.1 — Определение требуемой вязкости трансмиссионного масла
Согласно построениям получаем 40  95 мм2/с. Наиболее близкую к требуемой вязкость имеет масло SAE 80 W (40 =87 мм2/с, согласно [3], таблица 89). Данному маслу соответствует масло 21 класса вязкости по отечественной классификации (см. таблицу 2.4).
Требуемую группу трансмиссионного масла по эксплуатационным свойствам найдем, используя в качестве критерия величину контактных напряжений в зацеплении. Для нахождения этой величины воспользуемся формулой, известной из курса «Детали машин и основы конструирования». [2]

где F=10,2 Н; zm=275; zn=3,2; ze=1,1; b=0,004 м; d=0,2 м; u=3,2;
t — удельная окружная сила, определяется по формуле t= (F к кv )/b,
к=1,8; кv=2,25. Тогда t=(10,21,82,25)/0,004=10327,5 Н/м.
Итак, окончательно по формуле 6.1 получаем

Итак, Н0,3 МПа. Данное контактное напряжение соответствует первой группе трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам.
Примечание: значения всех коэффициентов в формуле 6.1 взяты из [2].
Окончательно, согласно расчетам получено, что масло должно относится к первой группе трансмиссионных масел по эксплуатационным свойствам, и иметь 12 класс вязкости. Таким образом, рекомендуется применить отечественное трансмиссионное масло марки ТМ-1-12.

7. Анализ достоинств и недостатков использованной методики

К достоинствам описанной методики относятся:
• простота расчетов;
• использование номограмм значительно облегчает определение требуемой вязкости;
• подбор трансмиссионного масла не требует никаких дополнительных испытаний.
К недостаткам же данной методики можно отнести следующее:
• описанная методика не учитывает условий работы трансмиссии, совместимости трансмиссионного масла с материалами агрегата трансмиссии и особенности конструкции самой коробки передач;
• в результате расчета мы получаем требуемую кинематическую вязкость трансмиссионного масла при температуре 40ОС (40), в то время как в классификациях трансмиссионных масел по вязкости в основном указывается кинематическая вязкость трансмиссионных масел при 100ОС (100).

Источник