Трансмиссионные масла

1.

Трансмиссионные масла классифицируют по вязкости и по уровню эксплуатационных свойств.

Международная классификация  по вязкости SAE делит масла на 7 классов: 4 — с индексом W (Winter) — зимних и 3-летних. Если масло всесезонное, у него двойная маркировка, например, SAE 80W-90, SAE 75W-90 и т. д.

Классификация по эксплуатационным свойствам API предусматривает деление масел на 6 групп в зависимости от области применения, которая определяется типом зубчатой передачи, удельными контактными нагрузками в зонах зацепления и рабочей температурой.

Классификация SAE трансмиссионных масел по вязкости

Класс вязкости	Минимальная температура  достижения динамической вязкости 150 мПа  • с, °С	Кинематическая  вязкость при 100°С, мм2/с
		не менее	не более
Зимние
70W	-55	4,1	-
75W	-40	4,1	-
80W	-26	7	-
85W	-12	11	-
Летние
90	-	13,5	24
140	-	24	41
250	-	41	-

 

Для легковых автомобилей  используются масла только групп GL-4 и GL-5. Масла группы GL-4 предназначены  для обычных «ручных» коробок  передач и редукторов со спирально-коническими  или гипоидными главными парами при  умеренных условиях эксплуатации. Масла  группы GL-5 пригодны как для умеренных, так и для жестких условий эксплуатации в редукторах с гипоидными и другими видами передач. Их также можно применять в обычных коробках передач.

 

Классификация API трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных свойств

Группа по API	Группа по ГОСТ	Свойства и  область применения
GL-1	TM-1	Минеральные масла без  присадок или с антиокислительными и противопенными присадками без противозадирных компонентов для применения, среди прочего, в коробках передач с ручным управлением с низкими удельными давлениями и скоростями скольжения. Цилиндрические, червячные и спирально-конические зубчатые передачи, работающие при низких скоростях и нагрузках.
GL-2	TM-2	Червячные передачи, работающие в условиях GL-1 при низких скоростях  и нагрузках, но с более высокими требованиями к антифрикционным  свойствам. Могут содержать антифрикционный  компонент.
GL-3	TM-3	Трансмиссионные масла с  высоким содержанием присадок с  уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105. Эти масла применяются  предпочтительно в ступенчатых  коробках передач и рулевых механизмах, в главных передачах и гипоидных  передачах с малым смещением  в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для перевозки  грузов, пассажиров и для нетранспортных работ. Спирально-конические передачи, работающие в умеренно жестких условиях. Обычные трансмиссии со спирально-коническими  шестернями, работающие в умеренно жестких условиях по скоростям и  нагрузкам. Обладают лучшими противоизносными свойствами, чем GL-2.
GL-4	TM-4	Трансмиссионные масла с  высоким содержанием присадок с  уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105. Эти масла применяются  предпочтительно в ступенчатых  коробках передач и рулевых механизмах, в главных передачах и гипоидных  передачах с малым смещением  в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для перевозки  грузов и пассажиров и для нетранспортных работ. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей  при малых крутящих моментах и  малых скоростей при больших  крутящих моментах. Обязательно наличие высокоэффективных противозадирных присадок
GL-5	TM-5	Масла для гипоидных передач  с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105 C/D. Эти масла предпочтительно  применяются в передачах с  гипоидными коническими зубатыми колесами и коническими колесами с круговыми  зубьями для главной передачи в автомобилях и в карданных  приводах мотоциклов и ступенчатых  коробках передач мотоциклов. Специально для гипоидных передач с высоким  смешением оси.Для самых тяжелых условий эксплуатации с ударной и знакопеременной нагрузкой. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей при малых крутящих моментах и ударных нагрузках на зубья шестерен.Должны иметь большое количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки
GL-6	TM-6	Гипоидные передачи с увеличенным  смещением, работающие в условиях высоких  скоростей, больших крутящих моментов и ударных нагрузок. Имеют большее  количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки, чем масла GL-5.

 

Группа GL-6 в настоящее  время практически не используется. При необходимости область применения группы GL-5 дополняется соответствующей  информацией в технической документации на эти масла.

В 1995 г. API ввел новую категорию  МТ-1, ужесточив требования по термической  стабильности и высокотемпературным  отложениям.

В 1998 г. API, работая в контакте с SAE и ASTM, предложил две новые  категории оценки качества трансмиссионных  масел: PG-1 и PG-2 (PG-1 — для ручных коробок  передач тяжелых грузовых автомобилей  и автобусов; PG-2 — для ведущих  осей грузовых автомобилей и автобусов). В обеих категориях масел особое внимание было уделено высокотемпературным  свойствам. Категорию PG-2 в технической  литературе иногда обозначают группой GL-7.

Кроме классификации по API часто используется спецификация армии  США MIL-L-2105 А, В, С и D и спецификации отдельных фирм — производителей автомобилей и агрегатов: Chrysler; Ford; General Motors; Mack; MAN; MercedesBenz; Volvo; ZF; Rockwell и др.

Масла для автоматических коробок передач не подчиняются  требованиям API. В связи с тем, что к ним предъявляются особые требования, крупнейшие производители  этих коробок разработали отдельные спецификации для автоматических трансмиссионных жидкостей — ATF (Automatic Transmission Fluids).

В настоящее время действуют  следующие спецификации:

• для коробок передач производства «Дженерал моторс», Dexron, Dexron II и III и Allison;
• для коробок передач производства «Форд», Мегсоn - V2C 138-CJ или М2С 166Н.

Эти спецификации указываются  на банках и канистрах, в которых  расфасовано масло. Для европейских  автомобилей, на которых установлены  коробки фирмы ZF, заливаются масла  по спецификации «Дженерал моторc».

Особое внимание следует  обратить на масла, которые заливаются в автоматические коробки передач  автомобилей «Ауди», БМВ и «Мерседес» последних лет выпуска. В них заливается только синтетическое масло для автоматических трансмиссий.

 

 

 

 

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).

 

 

 

 

 

 

 

2

 

Смесеобразование и воспламенение  в дизелях

Дизели относятся к  двигателям с внутренним смесеобразо­ванием и с воспламенением от сжатия. Воздух в цилиндре при сжатии нагревается до 500—700°, и впрыскиваемое топливо быстро самовоспламеняется. Смесеобразование в этих двигателях сов­падает по времени с вводом топлива в цилиндр и частично с про­цессом сгорания; на эту операцию отводится весьма малый про­межуток времени (1/100 -1/200 сек). Для того чтобы топливо пол­ностью сгорело, использовав весь наличный кислород заряда воздуха, нужно:

а)  распыливать впрыскиваемое жидкое топливо на мельчайшие капли; тонкость распыливания характеризуется диаметром и числом капель, получающихся при распаде струи топлива;

б)  равномерно распределить распыленное топливо по всей массе  заряда воздуха;

в)  чтобы капли топлива  не попадали на относительно холодные стенки цилиндра и днища поршня, так как в этом случае они не будут гореть.

Распыливание впрыскиваемого жидкого топлива в дизелях  можно осуществлять с помощью  распыливающего воздуха, пред­варительно сжатого в специальном компрессоре (пневматическое распыливание), и без помощи воздуха, путем механического распы­ливания топлива, проталкиваемого топливным насосом через отвер­стия малого сечения. Первый метод распыливания называют компрес­сорным, а второй — бескомпрессорным.

Компрессорный метод смесеобразования, воплощенный в компрессорных  дизелях, с самого появления завоевал широкое применение; это объясняется  тем, что дизели были самыми экономич­ными по сравнению с другими двигателями того времени. Однако пневматический распыл связан с необходимостью иметь компрессор высокого давления, на приведение в действие которого расходуется от 5 до 10% индикаторной мощности двигателя. Наличие компрессора усложняет конструкцию и эксплуатацию двигателя, увеличивает его габариты и стоимость. По этим причинам компрессорные дизели в настоящее время не выпускаются.

Бескомпрессорное распыливание топлива осущест­вляется в бескомпрессорных дизелях. Все современные дизели являются бескомпрессорными. В них топливо под значительным давлением, создаваемым насосом, подается по трубопроводу к фор­сунке, которая и осуществляет нужный распыл топлива в камере сгорания. Тонкость распыла определяется рядом факторов, в пер­вую очередь — скоростью истечения топлива, зависящей от давле­ния впрыска и противодавления в цилиндре, величиной диаметра распыл ива ющих отверстий форсунки, вязкостью топлива и др.

Бескомпрессорные дизели в зависимости от способа смесеобразования делятся на двигатели со струйным распылом топлива, предкамерные двигатели, двигатели с вихревыми камерами и дви­гатели с воздушными камерами.

Наибольшее распространение  в стационарных установках имеют  дизели со струйным распыливанием и  предкамерные дизели.