Вся электронная библиотека >>>

 Топливо и смазки >>>

    

 

Топлива, смазочные материалы, технические жидкости


Раздел: Техника

   

Глава 3 ТРАНСМИССИОННЫЕ МАСЛА И РАБОЧИЕ ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ТРАНСМИССИОННЫЕ МАСЛА

  

 

Нефтяные и синтетические трансмиссионные масла предназначены для применения в узлах трения агрегатов трансмиссий автомобилей, тракторов, тепловозов, дорожно-строительных и других машин, а также в различных зубчатых редукторах и червячных передачах промышленного оборудования.

 

Общие требования и свойства

 

Совершенствование конструкций узлов и агрегатов трансмиссий современной мобильной техники неизменно ведет к возрастанию скоростей вращения шестерен и относительного скольжения трущихся поверхностей зубьев, увеличению удельных нагрузок в зоне контакта и повышению рабочих температур масла. Это, в свою очередь, ужесточает требования к качеству смазочных материалов для трансмиссий и редукторов.

В агрегатах трансмиссий смазочное масло является неотъемлемым элементом конструкции. Способность смазочного масла выполнять и длительно сохранять функции конструкционного материала определяется его эксплуатационными свойствами. Трансмиссионные масла эксплуатируются в широком диапазоне температур. Пусковые свойства и длительная работоспособность их должны обеспечиваться в интервале температур от минус 60 °С — температуры холодного пуска в районах Крайнего Севера — до 120—130 С (а в некоторых случаях и до 150 °С) — рабочей температуры в объеме масла. При этом фактическая температура масла в зоне контакта зубьев шестерен может быть на 150—250 °С выше температуры масла в объеме.

Трансмиссионные масла в зависимости от условий работы узла трения (скоростей вращения и удельных нагрузок) характеризуются тремя основными областями смазочного действия:

область практически полного отсутствия износа, когда смазывание осуществляется толстым масляным слоем;

область износа в результате истирания, которое происходит при возрастании удельных нагрузок в условиях низких скоростей и высоком крутящем моменте;

область задира, вызываемого непосредственным контактом; металла с металлом, что приводит к резкому повышению температуры, вследствие чего «размягчается» поверхность металла.

Трансмиссионные масла должны удовлетворять следующим требованиям:

снижать износ трущихся пар, снижать потери энергии на преодоление трения, отводить тепло от трущихся поверхностей, защищать металлические поверхности от коррозии, понижать шум и вибрацию шестерен и смягчать в них ударные нагрузки,

удалять из зоны трения продукты износа и другие примеси, не быть токсичными.

Эти требования как основные принимают при разработке трансмиссионных и редукторных масел.

Смазывающая способность. Главной функцией трансмиссионных масел является снижение трения и износа. Это свойство, называемое смазывающей способностью, обеспечивается в режимах гидродинамического трения вязкостью базового масла (толщиной масляной пленки) или с помощью модификаторов- трения. Последние, накапливаясь на металлических поверхностях трущихся пар за счет адсорбции, упрочняют масляную- пленку. При режимах граничного трения, возникающего в трансмиссиях под воздействием высоких температур и давлений,, защита от износа возможна за счет активных элементов проти- воизносных и противозадирных присадок путем их химического' взаимодействия с металлом трущейся поверхности. При этом, образуются «новые продукты» (сульфиды, фосфаты и оксиды металла), обладающие пластичной структурой и относительно, низким коэффициентом трения.

Влияние вязкости базового масла на смазывающие свойства представлено зависимостями на  46. По мере возрастания вязкости масла возрастают критическая нагрузка и нагрузка- сваривания, соответственно снижается диаметр пятна износа- Как видно из рисунка (кривая /), маловязкие масла вязкостью 4—6 мм2-с-1 при 100°С, не защищенные противозадирными и противоизносными присадками, уже при нагрузках 1000— 1400 Н не могут сохранять необходимый уровень смазывающих свойств и устранять сваривание шаров на ЧШМ.

Вязкостно-температурные свойства. Вторая важная функция трансмиссионного масла — снижение потерь энергии иа преодоление трения. Она также непосредственно связана с вязкостью масла, но в обратной зависимости: чем меньше вязкость, тем больше к. п. д. трансмиссии. Общие потери энергии в трансмиссии значительны. Если 25% так называемой полезной мощности автомобиля поступает от двигателя к трансмиссии без учета потерь, то в общей системе агрегатов трансмиссии за счет собственных потерь (в коробке передач, ведущем мосту и др.) эта мощность, передаваемая колесам для непосредственного передвижения автомобиля, снижается уже до 12%. Отсюда постоянное стремление конструкторов и эксплуатационников к созданию масла минимальной вязкости как для двигателя, так и для трансмиссий автомобилей. В связи с этим к маслу при его подборе предъявляют противоречивые требования. Для обеспечения холодного пуска трансмиссии при возможно низких температурах и минимуме потерь энергии на преодоление трения в передачах вязкость масла должна быть минимальной, а для обеспечения высокой несущей способности масляной пленки и для снижения утечек через уплотнения и герметизирующие устройства — максимальной.

По мере совершенствования конструкций коробок передач, ведущих мостов, повышения интенсивности их работы доминирующим режимом работы узлов становится граничное трение, при котором вязкость масла теряет первостепенное значение.

Улучшение конструкции и материалов уплотнений также позволяет использовать маловязкие масла. Снижение вязкости трансмиссионных масел

способствует решению проблемы их низкотемпературной текучести. При сочетании хороших низкотемпературных свойств и сравнительно низкой вязкости трансмиссионного масла достигается заметная экономия топлива, особенно в период пуска и разогрева автомобиля. По данным Ли Шимана (фирма «Lubri- 2о1», США), правильно выбранные масла с пониженной вязкостью обеспечивают нормальную работоспособность при низких температурах и дают значительную экономию топлива (47 и 48). Следует обращать особое внимание на низкотемпературную текучесть масла, обеспечивающую попадание его в масляные каналы подшипников коробки передач и ведущих мостов ( 49).

 

Классификация трансмиссионных масел и система обозначений

 

Многообразие требований к трансмиссионным маслам в зависимости от областей применения и обилие марок приводят к необходимости обобщения различных спецификаций и создания единой классификационной системы обозначения этих масел. В настоящее время за рубежом действует несколько классификаций трансмиссионных масел. Наиболее известные из них — SAE и API. В СССР для разделения по классам вязкости и эксплуатационным группам, а также для установления стандартных обозначений минеральных трансмиссионных масел принят ГОСТ 17479.2—85. С помощью буквенных и цифровых знаков определяют соответствующую принадлежность масла к классу и группе вязкости.

В соответствии с классом вязкости ограничены допустимые пределы кинематической вязкости при 100 °С и отрицательная температура, при которой еще обеспечивается падежная работа трансмиссий (зубчатых зацеплений в механических коробках передач, раздаточных коробках, ведущих мостах и других агрегатах), так как динамическая вязкость при этой температуре не превышает 150 Па-с.

 

Наличие присадок

 

Соотнесение продуктов действующего ассортимента трансмиссионных масел, выпускаемых нефтеперерабатывающими предприятиями по разным нормативно-техническим документа- циям, приведено в приложении I к ГОСТ 17479.2—85 ( 3.2). При определении взаимозаменяемости отечественных и зарубежных трансмиссионных масел следует учесть, что индексация марок зарубежных продуктов предусматривает цифровые обозначения, относящиеся, как правило, к той или иной вязкостной группе одной из известных зарубежных классификаций (см. Приложение).

Основные требования к физическим свойствам трансмиссионных масел за рубежом по существу сформулированы в двух действующих в настоящее время нормативных документах — классификации SAEJ306C и спецификации военного ведомства США MIL-L-2105C ( 3.3). По классификации SAE трансмиссионные масла делят на 7 классов вязкости, при этом первые 4 класса — загущенные масла (индекс W —для зимнего или всесезон- ного применения). Спецификации MIL-L-2105C также предусматривают преимущественно применение всееезонных масел трех вязкостных групп. Низкотемпературная область применения масел здесь ограничена тоже максимальной температурой, при которой вязкость масла становится равной или ниже 150 Па-с. Эта вязкость и по зарубежным данным считается предельной, при которой сохраняются шестерни, подшипники, узлы и агрегаты трансмиссий от повреждений из-за недостаточной текучести масла. Спецификации SAEJ 306C и MIL-L-2105C по основным требованиям к физическим свойствам трансмиссионных масел взаимосвязаны и не противоречат друг другу.

За рубежом хорошо известна и классификация Американского нефтяного института API, в соответствии с которой масла в зависимости от конструкции и условий эксплуатации трансмиссий делят на шесть групп:

Группа GL-1— относительно мягкие условия эксплуатации (невысокие нагрузки и скорости скольжения) в механических коробках передач с ручным переключением, ведущих мостах со спирально-коническими и червячными шестернями; в основном масла без присадок или с депрессорными и антипенными присадками.

Группа GL-2— заметно жесткие условия по нагрузкам и скоростям скольжения в главных передачах грузовых автомобилей с червячными парами; в состав масел входят антифрикционные присадки.

Группа GL-3 — умеренно-жесткие условия со средними нагрузками и скоростями скольжения в ведущих мостах со спирально-коническими шестернями и некоторые коробки передач; в масле должны быть слабые противозаднрные присадки.

Группа GL-4 — тяжелые условия работы масла в ведущих мостах с гипоидными шестернями и механических коробках передач легковых автомобилей; в составе масла должна быть противозадирная присадка средней активности (умеренного действия).

Группа GL-5—очень тяжелые условия по нагрузкам и скоростям скольжения, включая ударные нагрузки в гипоидных парах легковых и грузовых автомобилей, механические коробки передач; в составе масла должны быть активные противозаднрные и противоизносные присадки.

Группа GL-6—очень тяжелые условия с высокими скоростями скольжения и ударными нагрузками в гипоидных передачах с возможно большим сдвигом осей; в составе масла должны быть сильнодействующие противозаднрные и противоизносные присадки.

Приведенные здесь классификации и спецификации, а также диаграмма показателей вязкости масел (см. Приложение) могут оказаться полезными при подборе зарубежных аналогов трансмиссионных масел для отечественной или импортной техники.

В левом столбце диаграммы отражены классы вязкости ISO в мм2/с при 40 °С. Этот столбец включает II классов вязкости из 14, входящих в вязкостную градацию ISO. Ниже и выше указанных в столбце классов в градацию входят еще редко встречающиеся классы 10, 1000 и 1500 соответственно.

В столбце рядом отражена вязкостная градация, принятая AGMA (Общество американских производителей трансмиссий), в которой имеется 8 классов вязкости, при этом относительно широкий диапазон каждого класса указы- пается в универсальных секундах Сейболта SUS. Следующие два столбца — классификационные группы SAE для трансмиссионных и моторных масел — укалывают их среднюю вязкость в секундах Сейболта (универсальных) при 210 "F (SUS).

В правом столбце даны наиболее распространенные вязкостные группы базовых масел,- При этом восемь нижних групп с буквой N — нейтральные дистиллятные масла с указанием средней вязкости в универсальных секундах Сейболта при 100 °F, а две верхних группы с буквенными обозначениями Brt (Brightstock) — высоковязкие остаточные масла с указанием средней вязкости (SUS при 210°F).

 

 

СОДЕРЖАНИЕ:  Топлива, смазочные материалы, технические жидкости

 

Смотрите также:

 

...машин. Названия машинных масел

Единой маркировки трансмиссионных масел не имеется. Согласно новой маркировке буква Т покалывает, что масло трансмиссионное, Л — автомобильное, П — наличие присадок, С — способ очистки (селективная)...

 

Раздаточная коробка. Трансмиссия

Для автомобиля КамАЗ используется масло Тс-14,5 с присадкой ДФ-11.
Трансмиссионное масло может быть летнее и зимнее. Для заливки масла в картере имеется отверстие, закрываемое пробкой.

 

Масла и смазки применяемые в автомобилях. Двигатель...

Буква iT указывает, что масло трансмиссионное; А — автомобильное; п — с присадкой; цифра 15 обозначает вязкость в сантистоксах; буква В — всесезонное.

 

Техническое обслуживание трансмиссии и ходовой части...

Для смазки главной передачи автомобилей ЗИЛ-130 применяют летнее и зимнее автотракторное трансмиссионное масло (ТАп-15, ТАп-10), ГАЗ-53А —масло ТС-14,5 с присадкой «Хло-рэф-40», КамАЗ —ТСп-15к или ТАп-15В.