Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Djerichov_uchebn_ch2_145_256

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
1.66 Mб
Скачать

износа в области 20 последовательных нагрузок, предшествующих нагрузке сваривания.

Определяется на четырехшариковой машине по формуле

n¦20 Po

ОПИ= n 1 dи / dн , 20

где Ро – переменная осевая нагрузка от 6 до 1260 кг; dи – диаметр пятна износа при нагрузке;

d

н

0,0873

3 F

– диаметрплощадкиупругойдеформациистальных

 

 

o

шаров по Герцу при той же переменной нагрузке Po .

К косвенным характеристикам относятся:

Массовая доля активных элементов, содержащихся в масле после добавления в него противоизносных присадок. Количество активных элементовдолжнобытьвкаждомслучаеоптимальным, так как ихнедостаток снижает противоизносные свойства, а избыток может привести к увеличению коррозионной агрессивности масла.

Показатели физико-химических свойств масла (содержание сер-

нистых и смолистых веществ, плотность, вязкость, кислотность, содержание воды, краевойуголсмачивания) позволяюткосвеннопрогнозировать противоизносные свойства масла.

Например, присутствие втрансмиссионноммасле водызначительно изменяет (преимущественно ухудшает) противоизносные и противозадирочные свойства. Вода оказывает существенное влияние на химические процессы, протекающие на границе раздела фаз. Наибольшие изменения наблюдаются при содержании воды вмасле от 0,5 до 2 %.

Наличие воды в объеме масла способствует гидролизу присадок определенного химического состава, в результате чего их химическая активность возрастает. При этом вода участвует в формировании граничногослоянаповерхностиметаллаиможетпривестикинтенсивному коррозионно-механическому изнашиванию и задиру пар трения.

Антифрикционные свойства – это способность масла уменьшать затратыэнергиивмеханизмахиагрегатахтрансмиссии. Затратыэнергии на трение зависят от коэффициента трения.

Коэффициент трения – это отношение силы трения между двумя телами к нормальной силе, прижимающей эти тела друг к другу.

145

Силатрения– этосиласопротивленияприотносительномперемещенииодноготелапоповерхностидругогоподдействиемвнешнейсилы, тангенциально направленной к общей границе между двумя телами.

При гидродинамическом режиме трения затраты на преодоление силтрениябудутопределятьсятолькосиламивнутреннеготрениямасла

вязкостью.

При граничном режиме трения затраты энергии на трение будут определятьсякоэффициентом трения, который зависит не только от вязкостимасла, ноиотсвойствграничногослоямасла, т. е. свойствповерхности.

Уровеньантифрикционныхсвойствтрансмиссионногомасла зависит от его состава, условий работы узла трения (температура, давление, скоростиотносительногоперемещенияповерхностейтрения), конструкции и материала деталей трансмиссии. Однако основным показателем антифрикционных свойств масел является их вязкость.

4.3.2. Вязкость ивязкостно-температурные свойства трансмиссионных масел

Вязкость

Вязкость – это объемное свойство жидкого, полужидкого или полутвердого вещества оказывать сопротивление при течении.

Вязкость трансмиссионного масла выступает важнейшим физи- ко-химическим свойством, оказывающим влияние на силу трения F:

F = ΚV hS ,

где V – относительная скорость движения поверхностей; h – толщина слоя смазки;

S – площадь скольжения. Вязкость зависит:

от химического состава масла; факторов температуры; давления (нагрузки); скорости сдвига.

Поэтомурядомсчисловымзначениемвязкостивсегдадолжныуказываться условия определения вязкости.

Кинематическая вязкость () характеризует текучесть масел при нормальнойивысокойтемпературах. Стандартнымитемпературамиприняты 40 и100 °C. Определяетсястандартнымкапиллярным вискозиметром по времени истечения масла при фиксированной температуре. Единицы измерения – стокс (Ст) или сантистокс (сСт) = мм2/с.

Динамическаявязкость() характеризуеттекучестьмаселвреальных условиях работы, обычно при крайних значениях температуры и скорости сдвига.

Низкотемпературная вязкость выражается несколькими характеристиками:

вязкостью при наиболее низкой температуре, обеспечивающая

вязкостью при низкой температуре, обеспечивающаяперекачку масла без подогрева;

вязкостью при низкой температуре и низкой скорости сдвига;

условной температурной вязкостью при низкой скорости сдвига. Динамическаявязкостьопределяетсяротационнымвискозиметром.

Единицы измерения динамической вязкости– = пуаз(П) или сантипуаз (Сп), Сп = мПа с.

Высокотемпературная вязкость выражается несколькими характеристиками:

кинематической вязкостью при низкой скорости сдвига;

кинематическойвязкостьюпривысокойтемпературеивысокой скорости сдвига, определяемая при 150 °C и скорости сдвига 106 с–1;

сдвиговая стабильность, или способность масла выдерживать стабильнуювязкостьприпродолжительномдействиивысокойдеформации сдвига.

Такимобразом, вязкостьтрансмиссионногомаслауменьшаетсяпри повышении температуры. Величина вязкости всецело определяется его групповым углеводородным и фрикционным составом.

Низкотемпературные свойства трансмиссионного маслаопреде-

ляютсятемпературойзастывания. Этокогданаступаеткритическаяточка, нижекотороймаслотеряетсвоюподвижностьинеможетвыполнять функции смазывания.

Температура застывания трансмиссионного масла в комплекс вязкостных показателей по SAE не включается, однако она является одной из важнейших характеристик масел, особенно при эксплуатации в условиях холодного климата.

146

147

Температурная зависимость вязкости

Температурный режим трансмиссионных масел достаточно тяжелый. Рабочая температура агрегатов трансмиссии достигает 150 °C

ивыше, а температура старта автомобиля может быть низкой, в зависимости от температуры окружающей среды. При высокой температуре масло должно быть достаточно вязким для поддержания прочности высоконагруженноймаслянойпленки. Индексвязкостимаселдолженбыть высоким. Повышение индекса вязкости путем введения полимерных загустителейвтрансмиссионные масла не всегда приемлемо ввидувысокихдеформацийсдвигавнагруженныхэлементахпередач. Дляповышенияиндексавязкостивысококачественныхтрансмиссионныхмаселприменяются минеральные базовые масла гидрокрекинга или синтетические масла.

Затраты энергии на трение зависят от величины вязкости и температуры застывания трансмиссионного масла.

Фактическая рабочая вязкость в агрегатах трансмиссии зависит от температурыокружающейсредыиэксплуатационнойтемпературымасла в объемах картеров агрегатов трансмиссии.

При минимальной температуре масла определяютпредельное значение вязкости, обеспечивающее пуск механизма без подогрева масла. Этозначениеустанавливаетсяэкспериментальнодлякаждоговидатрансмиссии и мощности двигателя. Для автомобильных трансмиссий предельное значение вязкости масла составляет 4500 П.

Средняяэксплуатационнаятемпературапозволяетвыбратьвязкость масла с минимальными потерями энергии на трение. Для автомобильных трансмиссий максимальная рабочая вязкость масла, не вызывающая значительных затрат на трение, составляет 10…20 П.

Вгидродинамических трансмиссиях масло движется с большой скоростью (80…100 м/с) в узких каналах между лопатками насосного

инаправляющегоколеситурбины. Длясниженияэнергетическихзатрат напреодолениевнутреннеготрениявязкостьмасладолжнабытьвозможноболеенизкойвовсемдиапазонерабочихтемператур. Практическивязкостьмаселдлягидромеханических трансмиссийдолжна быть 4…8 сСт.

Максимальнаятемпературамаслапредопределяетвыборминимально допустимой вязкости для предотвращения значительных утечек через неплотности агрегатов трансмиссии. Если вязкость масла в автомобильных трансмиссиях не ниже 25…30 сСт, заметной утечки масла не происходит. Нижний предел вязкости масла для гидромеханических

трансмиссий(которыйсоставляетот3 до5 сСт) устанавливаютпосоображениям возникновения кавитациииподтекания маслачерез уплотнения.

По максимальномуиминимальномузначениямвязкостимасладля агрегатов трансмиссий и кривой зависимости вязкости от температуры можно определить температурную область применения данного масла. Чем шире будет эта область, тем лучше будут эксплуатационные свойства масла.

Таким образом, вязкость трансмиссионных масел является комплекснымпоказателемихарактеризуетповедениемаслакакпритемпературе установившегося режима работы, так и при запуске холодного автомобиля. Она характеризуется двумя показателями:

кинематической вязкостью, эквивалентной рабочей температуре, в сСт при 100 °C;

минимальной температурой работоспособности масла, ниже которойдинамическая вязкостьмасла превышает 15 104 Сп (150 Па с) и не обеспечивает надежное смазывание трансмиссии.

Энергетические потери в трансмиссии составляют до 20 % всей потребляемой мощности автомобиля. Уменьшение вязкости трансмиссионных масел является одним из главных путей увеличения экономичности автомобиля. Вязкое масло затрудняет плавное движение холодного автомобиля, труднее проникает в узкие зазоры между поверхностями трения.

4.3.3.Термостабильность трансмиссионного масла

истойкость его к окислению

Углеводородные соединения масел способны окисляться. Окисление ускоряется:

1)при повышении температуры;

2)увеличении доступа кислорода, когда происходит перемешивание с воздухом;

3)каталитическом воздействии ионов металлов (особенно цвет-

ных);

4)механическом напряжении деталей;

5)большой скорости сдвига и т. д.

Окислениемаслапривысокойтемпературеназываетсятермоокислением, а способность противостоять окислению – антиокислительной стабильностью.

148

149

Окисление углеводородовявляется процессом, состоящим из многих стадий. В начале окисления накапливаются исходные продукты – перекиси, которые впоследствии резко ускоряют процесс окисления.

Обычнопервыйэтапзаметнонеизменяетфизическихсвойствмасла. Этотэтапназываетсяиндукционнымпериодом, иего продолжительность служит показателем стойкости масла к окислению.

После индукционного периода начинаютсясамоускоряющиесяреакции окисления, заметно изменяющие химические и физические свойства масла. Образуются кислоты, смолы, увеличивается вязкость масла. На нагретых поверхностях деталей образуются отложения, которые могут привести к повышенному износу. Кислые продукты окисления способствуют коррозии деталей.

В итоге термоокислительные процессы ухудшают эксплуатационные свойства масла. Поэтому стойкость к окислению является одним из основных эксплуатационных свойств трансмиссионных масел.

Термоокисление масла в реальных условияхэксплуатации автомобиля является сложным и зависит от следующих факторов:

от температуры масла и деталей трансмиссии;

взаимодействия с продуктами сгорания.

Дляоценкиокислительнойстойкостимоторныхитрансмиссионных маселиспользуютсялабораторные, стендовые имоторные испытания.

Лабораторные испытания применяются для прогнозирования срока службы масла и поведения масла во время эксплуатации. Они проводятся приразработке новыхмаселс базовымимаслами иготовыми продуктамивцеляхопределенияэффективностиприсадок. Антиокислительная стабильность оценивается несколькими стандартными методами.

Основными характеристиками термоокислительной стабильности являются:

индукционный период окисления; стойкость к термоокислению; склонность к коксованию; изменение щелочного числа.

Индукционный период окисления определяется по скорости расхода кислорода и применяется для моторных масел. Этот метод называется«испытание окислительнойстабильностимоторных масел длябензиновых двигателей методом поглощения кислорода тонким слоем».

Стойкостьктермоокислению– этопоказатель, оценивающийстойкость моторного масла к образованию нагара на горячих поверхностях цилиндропоршневой группы. Измеряется временем в минутах, в тече-

ние которого маслопри температуре 250 °C превращается в остаток, состоящий из 50 % фракций масла и 50 % нагара.

Склонность к коксованию (коксуемость) – это свойство образовывать твердый кокс при нагревании масла без доступа кислорода. Метод, покоторомуопределяетсякоксуемость, называетсяметодомКондратсона.

Трансмиссионное масло во время работы обычно не подвергается такомуперегреву, как моторное, но все равно рабочие условия его являются довольно жесткими:

из-за постоянно высокой температуры, которая возрастает до 150 °C;

постоянного перемешивания его в агрегатах трансмиссии; наличия цветных металлов, которые являются катализаторами

окисления;

влияния больших нагрузок в агрегатах трансмиссий;

высокой скорости сдвига.

Окислениемасла, интенсивноразогревающегосявагрегатахтрансмиссиивпроцессеработы, вызываетизмененияегофизико-химических и эксплуатационных свойств. На этот процесс активное каталитическое действие оказывают такие металлы, как медь, свинец, их сплавы, железо. Послеобволакиванияметаллическихдеталейпродуктамиокисления роль металла как катализатора сводится к нулю. Самым эффективным фактором, ускоряющим окисление металла, является температура, при увеличении которойсодержание вмасле нерастворимогоосадка возрастает. Также при этом возрастает вязкость и увеличивается коррозия, котораяоченьопаснадляавтоматическихкоробокпередач. Масладляэтих коробок передач должны иметь высокую стойкость к термоокислению. При работе в них масла подвергаются интенсивному перемешиванию в присутствии сплавов меди, которые катализируют окисление.

Автоматические коробки передач – это агрегаты высокой точности, работа которых в значительной степенизависит от чистоты деталей. Любые отложения продуктов окисления масла могут испортить автоматическуюкоробкупереключенияпередач, поэтомутрансмиссионныемасла должны быть идеально чистыми и иметь большой ресурс работы (от

30до 50 тыс. км пробега).

4.3.4.Антикоррозионные свойства трансмиссионного масла

Коррозияметалловявляетсяосновнойпричинойпреждевременного разрушения конструкционных материалов трансмиссии. Коррозия

150

151

сопровождаетпроцессыобразованияотложенийиизнашиваниядеталей механизмов. В конечном результате коррозия снижает эффективность и надежность техники и ухудшает эксплуатационные свойства масла.

Трансмиссионные масла должны исключать коррозию не только в процессе работы машины, но и в нерабочем состоянии.

Ряд деталей трансмиссии изготавливают из цветных металлов, металлокерамикина меднойоснове, сплавов, содержащих олово, и других металлов. В результате их химического взаимодействия с кислыми продуктами, которые образуются в процессе окисления трансмиссионного масла, возникают коррозионные процессы. Коррозию медных деталей могут вызвать также входящие в состав трансмиссионных масел противозадирные и противоизносные присадки, отличающиеся высокой химической стабильностью. Повышенные рабочие температуры усиливают этотпроцесс, чтоможетстатьпричиной серьезных нарушений работы агрегатов трансмиссии.

Чтобы предупредить или уменьшить коррозионные процессы,

вмасло вводят антиокислительные и моющие присадки. Антиокислительные присадки тормозят процессы окисления, так как они снижают концентрацию в масле агрессивных продуктов и нейтрализуют уже образовавшиеся кислые вещества. Эти присадки можно рассматривать и как противокоррозионные.

Механизм действия непосредственно противокоррозионных присадок основываетсяна ихспособностисоздаватьнаповерхностиметалла защитные пленки, которые исключают прямой контакт с ними агрессивныхпродуктовиодновременноделаютметаллболеепассивным. Это исключает их роль как катализаторов окисления масла и накопления

внем агрессивных продуктов.

Хорошими антикоррозионными свойствами обладают присадки, содержащиесульфонаткальция, окисленныйпетралатум, нейтрализованные нитрованные масла.

Результаткоррозииоцениваетсяпотереймассыиспытуемойметаллической пластинки относительно ее поверхности в г/м2 в заданных условиях испытания.

Лабораторными методами коррозионные свойства масла оцениваются по следующим характеристикам:

содержанием водорастворимых кислот и оснований; кислотным числом; содержанием серы;

содержанием воды; по характерукоррозии медной илидругой металлической плас-

тинки.

Коррозионность трансмиссионного масла определяется раздельно длямеди, медныхсплавовистали. Коррозияцветныхметалловоцениваетсянапластинкахпривыдерживанииихвтечениеустановленноговремени вгорячем масле с последующей визуальной оценкой повреждения поверхности и изменения цвета или структуры поверхности.

Противозадирныеприсадкитрансмиссионногомасла, содержащие активные содержания серы, хлора и фосфора, являются агрессивными по отношению к медным сплавам. Поэтому коррозионность трансмиссионного масла определяетсяпробойна меднуюпластинку.

Медныйстерженьвыдерживаетсявтечение 3 чвмаслепритемпературе150 °C (иливдругихстандартныхусловиях) споследующейоценкойвбаллахповерхностинаинтенсивностькоррозиинацвет. Интенсивность побежалости обозначается в цифрах (1 – слабая побежалость, 2 – умеренная побежалость, 3 – сильная побежалость, 4 – коррозия),

а цвет – в буквах (a, b, c, d, f).

Например, балл «2c» означает поверхность средней интенсивности(2) с фиолетово-синимиисеребрянымипятнами(с). Маслосчитается непригодным, если на поверхности медной пластинки появляются зеленоватые, темно-серые, коричневые, черныепятна, отложенияилиповерхность покрывается пленкой. Масла для автоматической трансмиссии пригодны к применению, еслиповреждение медногостержняне превышает 1b.

Защитные свойства трансмиссионных масел от коррозии заклю-

чаются в способности масел предохранять от коррозии и ржавления деталей трансмиссии.

Установлено, что концентрация воды в трансмиссионных маслах во время эксплуатации автомобилей может достигать 8 %. Причины обводнения масла следующие:

во внутренние полости через зазоры в уплотнениях и сапуны поступает воздух, содержащий пары воды;

неплотности в системах охлаждения редукторов также обеспечивают доступ воздуха;

впроцессе старениямасла возможнообразование неорганических солей и коррозионно-агрессивных компонентов.

Посколькуводавыполняетфункцииэлектролита, проводящеготок, возникновение электрохимической коррозии практически неизбежно.

152

153

Впроцессеэксплуатацииснейборютсяметодомвводавмаслазащитных присадок, которыеназываютсяингибиторамикоррозии. Онивытесняют влагу и другие электролиты с поверхности металла и создают на ней прочную адсорбционную или хемосорбционную пленку. Таким путем исключаетсяконтактметалласагрессивнойсредой. Защитныеприсадки устойчивы к действию не только органических кислот, но и воды.

4.3.5. Склонность трансмиссионных масел к пенообразованию

Пенообразование – это процесс образования пены при интенсивном перемешивании и взбалтывании работающего масла. Пена ухудшаетсмазывающиеизащитныесвойствамасла, ускоряетокисление, уменьшает производительность масляного насоса.

Интенсивность пенообразования и стабильность пены зависит от химического состава масла, вязкости, поверхностного натяжения, наличия присадок, условий эксплуатации и других факторов. При повышении температуры и уменьшении плотности масла интенсивность пенообразования повышается, но стабильность пены уменьшается. Меньше пенятсямаслас низкойвязкостью. Моющие, вязкостные, противоизносные, антикоррозионные присадки усиливаютпенообразование. Пенообразованиепроявляетсякаквмоторных, такивтрансмиссионныхмаслах и в гидравлических жидкостях. Причиной пенообразования в трансмиссионныхмаслахпривысокихоборотахшестеренявляетсяинтенсивноеперемешиваниемасласвоздухом. Агрегатытрансмиссиирассчитанынаобразованиенекоторогоколичествапены, котораянедолжнавыходитьчерезсапуны. Пенообразованиеусиливаетсяприналичиивмаслеводы. Прорывмаслянойпеныявляетсяпервымпризнакомприсутствияводывмасле.

Пенообразованиемаслаоцениваетсядвумяпоказателями: склонно-

стью к пенообразованию и стабильностью пены.

Количество пены (мл), образующееся в масле в градуированном мерном цилиндре, прогретом до 24 °C и продуваемом воздухом в течение 5 мин, называется склонностью к пенообразованию. Оставшийся объем пены (мл) после 10 мин называется стабильностью пены.

Более строгие требования по пенообразованию предъявляются к масляным жидкостям для автоматических коробок переключения передач.

Вприсутствииспециальныхприсадок, особенносиликоновыхжидкостей, пенообразование уменьшается.

4.3.6.Совместимость трансмиссионных масел

суплотнительнымиэластомерами

Уплотнительныеэластомеры– этосальники, манжеты, прокладки

идругие резинотехнические детали, которые служат для недопущения вытеканиятехническихжидкостейизвнутреннихполостейрабочихкорпусов.

Поэтомустойкостьэластомерныхдеталейприпродолжительномконтактес масламиоцениваетсявзависимостиотсостава итипа эластомера.

Так как в эластомеры вводят противоокистительные, антифрикционные и другие добавки, то при взаимодействии масла и смазки эластомерныедеталимогутнабухатьилитерятьсвоюэластичностьитвердость. Интенсивность старения зависит от свойств эластомеров, химического состава масла и температуры. Эластомеры быстро стареют при воздействии на них продуктов окисления масла.

Отрицательноевлияниенаэластомеры, особенноприповышенной температуре, оказывают противозадирные присадки, так как сера, входящая в их состав, вулканизирует резину, которая от этого твердеет

иуменьшается в объеме.

Воздействие трансмиссионного масла для гипоидных передач на эластомеры всегда подвергается проверке. В лучшем случае изменение объемаэластомеровнедолжнопревышать6 %, анапрактикедопускается до 15 %.

Воздействие масла на эластомеры обычно определяется стандартнымиметодами согласноГОСТ9.030. Например, изменение свойствчетырехэталонныхобразцоврезиныпривыдерживанииихвмаслевтечение установленного времени при определенных условиях оценивается следующимипоказателями: увеличениемтвердости, изменениемнапряжения разрыва, изменением удлинения до разрыва, изменением объема.

4.3.7. Оценка качества трансмиссионных масел

Основнымикритериямипривыборемасладлямеханическойтранс-

миссии являются: степень вязкости по SAE, класс качества и назначе-

ния. А при выборе масла для районов с холодным климатом следует обращать внимание на температуру застывания.

В характеристиках трансмиссионных масел наряду с классом вязкости по SAE еще даются следующие параметры: плотность, кинема-

154

155

тическая вязкость при 40 и 100 °C, индекс вязкости, вязкость по Брукфильду, температура вспышки итемпература застывания. Эти показатели не всегда характеризуют эксплуатационные свойства масел, но они являются ориентирами при выборе масла по вязкости и температуре замерзания, а также для идентификации.

Главнымиэксплуатационнымипоказателямиприопределениикласса качества трансмиссионного масла являются:

несущая способность; термическая стойкость и стойкость к окислению; пенообразование; антикоррозионная стойкость; совместимость с уплотнителями; стойкость при хранении; взаимосмешиваемость.

Жидкости для автоматической трансмиссии – это хорошо очи-

щенные и специально подобранные минеральные или синтетические масла с присадками, придающими маслу требуемые свойства. Стати-

ческий и динамический коэффициенты трения должны иметь постоян-

ные значения в ходе всей эксплуатации для обеспечения легкого переключения передач и избежания рывков при работе трансмиссии. Плавная работа трансмиссии безрывков обеспечивается применением модификаторовтрения, которыевводятсяпочтивовсежидкостигидромеханических передач и имеют особое значение для масляных жидкостей автоматической коробки передач. Параметры трения этих жидкостей определяются на специальной машине трения SAE № 2 (рис. 52).

Высокий индекс вязкости (180 и более) обеспечиваетсямодификаторами индекса вязкости или специально подобранными базовыми минеральными или синтетическими маслами. Пенообразование должно быть минимальным при самых больших оборотах и нагрузках. Масляные жидкости для автоматической трансмиссии должны обладать быстройдеаэрацией(выделениемвоздуха). Противоокислительнаястойкость должна обеспечить стабильность свойств масла в ходе всего периода эксплуатациимасла. Дляулучшениясмазочныхсвойстввводятсяпротивоизносные и разделяющие присадки.

Обобщаявышеизложенное, можноотметитьследующиеосновные требованияккачествумаслянистыхжидкостейдляавтоматическойтрансмиссии:

статический и динамический коэффициенты трения должны быть стабильными в течение всего периода эксплуатации жидкости;

 

 

Стальные

Маховик

 

пластины

 

 

 

 

 

 

Электродвигатель

Облицованная

пластина

Стопорное

кольцо

Охладитель

Масло

Нажимная

пластина

Рис. 52. Схема машины трения SAE № 2

хорошие низкотемпературные свойства; высокий индекс вязкости; хорошие противоизносные свойства;

высокаястойкостьк окислениюпри высокойтемпературе иинтенсивном перемешивании с воздухом;

хорошие диспергирующие и моющие свойства; малое пенообразование и хорошая деаэрация;

хорошая совместимость с прокладками и деталями из синтетических эластомеров и полимеров.

4.4. Классификации трансмиссионных масел

4.4.1. Классификация по вязкости

Стандарт SAE J 306

Для классификации трансмиссионных масел по вязкости наибольшее распространение и признание в мире получила система, разработанная Американским Обществом Автомобильных Инженеров – SAE.

156

157

ОнаописываетсястандартомSAE J 306 «Классификациявязкоститрансмиссионных масел для ведущих мостов и механических коробок передач». Вязкостьмаславыражаетсявусловныхединицах– степеняхвязкостипо SAE.

СпецификацияSAE J 306 (табл. 15) используетсяпроизводителями автомобильных трансмиссий при определении и рекомендации трансмиссионных масел для ведущих мостов и механических коробок передач, а также производителями масел при разработке новых составов, производстве и маркировке новых продуктов.

 

 

 

 

 

 

Таблица 15

 

Степенивязкостимаселдлямеханическихтрансмиссий

 

 

 

(SAE J 306 JUL 98)

 

 

 

 

Степень вязко-

 

Максимальная температура

 

Вязкость при 100 °C, мм2

 

 

 

 

 

 

сти по SAE

 

при вязкости 150 000 Сп, °C

 

min

max

 

 

70W

 

–55

 

4,1

 

 

75W

 

–40

 

4,1

 

 

80W

 

–26

 

7,0

 

 

85W

 

–12

 

11,0

 

 

80

 

 

7,0

< 11,0

 

 

85

 

 

11,0

< 13,5

 

 

90

 

 

13,5

< 24,0

 

 

140

 

 

24,0

< 41,0

 

 

250

 

 

41,0

 

Информация о вязкостях трансмиссионных масел, рекомендованных к применению, заносится в руководство по обслуживанию автомобиля, на основании которого пользователь выбирает соответствующий продукт в ассортименте смазочных материалов.

Вязкость трансмиссионного масла должна выбираться с учетом наибольшей и наименьшей температур окружающей среды, при которых планируется эксплуатация автомобиля.

По аналогии с классификацией моторных масел степень вязкости трансмиссионных масел можно разделить на условные ряды:

зимний ряд: SAE 70W, 75W, 80W, 85W;

летний ряд: SAE 80, 85, 90, 140, 250.

Условность такого деления объясняется конструктивными особенностями агрегатов трансмиссий различных производителей. В зависимостиотрабочихтемпературмаслаинагрузоксуществуютагрегаты(например, механические коробки передач легковых автомобилей), для ко-

торых масла зимнего ряда будут обеспечивать достаточную степень защиты в широком диапазоне внешних температур.

Дополнительные степени вязкости и новые требования по маркировке вынуждают поставщиков смазочных материалов более четко определять уровень вязкостных свойств, а производитель трансмиссии получаетвозможность болеечетко сформулироватьсвои рекомендации. Например:

SAE 80W (для эксплуатации в зимнее время);

SAE 80 (для эксплуатации влетнее время);

SAE 80W-80 (для всесезонной эксплуатации).

Учитываядиапазонусловныхзначений, используемыхдляобозначения вязкости моторных масел (от 0 до 60), для обозначения степени вязкости трансмиссионных масел выбраны значения из диапазона от 70 до250. Это сделановоизбежание возможныхошибок привыборе масла на основе вязкости.

В связи с вышесказанным моторные и трансмиссионные масла, имеющие одинаковые значения вязкости, будут значительно различаться в обозначениях по SAE (табл. 16 и 17).

Таблица 16

ПримерноесопоставлениестепенейвязкостиSAE моторных

итрансмиссионныхмаселнаосновевысокотемпературныхпоказателей кинематическойвязкостипри100 °C

Степенивязкости по SAE

Моторные масла

Трансмиссионные масла

0 W

 

5 W

70 W

10 W

75 W

15 W

 

20 W

 

 

20

80 W

 

80

25 W

30

 

85 W

 

85

40

 

90

50

60

 

 

140

 

 

 

 

250

 

 

158

159

Таблица 17

Примерное сопоставлениезимнейстепени вязкостипоSAE моторных итрансмиссионныхмаселнаосновенизкотемпературной вязкости поБрукфильду

Степени вязкости по SAE

Моторные масла

Трансмиссионные масла

0W

70W

 

75W

5W

 

10W

80W

15W

 

20W

85W

25W

 

4.4.2. Классификацияпо эксплуатационным свойствам

Система классификации API

Системой классификации трансмиссионных масел, общепризнанной во всем мире, является система классификации американского нефтяного институтаAPI. По этойсистемемасладлямеханическихтрансмиссий обозначаются знаком API GL и подразделяются на следующие классы(табл. 18).

Такимобразом, длямеханическихкоробок передач(кромегипоидных) в основном применяются маслаAPI GL-3 иAPI GL-4; для гипоидной главной передачиприменяются масла классаAPI GL- 4 иAPI GL-5; причем API GL-4 применяются для средненагруженных передач, аAPI GL-5 – для сильно нагруженных передач, в том числе для гипоидных со значительным смещением осей.

Внастоящеевремянефтекомпаниивыпускаютуниверсальныемасла, которые могут применятся одновременно как в коробках передач ссинхронизаторами, такивсильнонагруженныхгипоидныхпередачах.

Система классификации ZF

Компания по производству передач и силовых агрегатовтранспор-

тныхсредств«Zahnradfabrik Friedrichshofen» (Германия, Фридрихсхафен,

далее – ZF) является одной из крупнейших и влиятельных в Европе. Компаниясоздаласистемуклассификациивсехвидовавтотранспортныхпередач. Каждый вид имеет свой список смазочных материалов. Эти списки

обозначаются инициалами и цифрами от ZF TE-ML 01 до ZF TE-ML 14. В списках для каждого вида передач перечисляются:

виды и классы качества смазочных материалов; классы вязкости;

допущенные кприменению продуктысуказаниеммаркиипроизводителя.

Таблица 18

Классификацияиобластьприменениятрансмиссионныхмасел системыAPI (американскийнефтянойинститут)

Классытранс-

 

миссионных

Область применения и краткая характеристика

маселсистемы

 

API

 

API GL-1

Масла для передач, работающихв легкихусловиях.

 

Состоят из базовых масел без присадок. Иногда добавля-

 

ются в небольшом количестве антиокислительные присад-

 

ки, ингибиторы коррозии, легкие депрессорные и проти-

 

вопенные присадки.

 

Эти масла предназначены для спирально-конусных, чер-

 

вячных передач и механических коробок передач (без син-

 

хронизаторов)

API GL-2

Масла для передач, работающих в условиях средней тяже-

 

сти. Содержат противоизносные присадки. Предназначены

 

для червячных передач в транспортных средствах. Обычно

 

используются для смазывания в трансмиссиях тракторов

 

и другихсельскохозяйственных машинах

API GL-3

Масла для передач, работающих в условиях средней тяже-

 

сти. Содержат в себе до 2,7 % противоизносных присадок.

 

Предназначены для смазывания конусных и других пере-

 

дач грузовых автомобилей.

 

В гипоидных передачах неиспользуются

API GL-4

Масла для передач, работающих в условиях разной тяже-

 

сти – от легких до тяжелых. Они содержат 4,0 % эффек-

 

тивных противозадирных присадок. Предназначены для

 

смазывания конусных и гипоидных передач, имеющих ма-

 

лое смещение осей, для коробок переключения передач

 

грузовых автомобилей и для внутренних механизмов ве-

 

дущих мостов.

 

Данные масла являются основными для синхронизирован-

 

ных и не синхронизированных механических коробок пе-

 

реключения передачв Европе

160

161

 

Окончаниетабл. 18

 

 

 

Классытранс-

 

 

миссионных

Область применения икраткая характеристика

 

маселсистемы

 

 

API

 

 

API GL-5

Масла для наиболее загруженных передач, работающих

 

 

в суровых климатических условиях. Содержат до 6,5 %

 

 

эффективных противозадирных и других многофункцио-

 

 

нальных присадок.

 

 

Предназначаются в основном для гипоидных передач,

 

 

имеющих значительное смещение осей, а также как уни-

 

 

версальные масла для всех агрегатов механической транс-

 

 

миссии, кроме коробкипередач.

 

 

Могут применяться для дифференциала повышенного тре-

 

 

ния, а также для синхронизированной механической ко-

 

 

робки передач, если соответствуют требованиям произво-

 

 

дителей автомобиля

 

API GL-6

Масла для наиболее загруженных передач, работающих

 

 

в очень тяжелых условиях, т. е. при больших скоростях

 

 

скольжения и значительных ударныхнагрузках.

 

 

Содержат до 10 % высокоэффективных противозадирных

 

 

присадок. Предназначены для гипоидных передач со зна-

 

 

чительным смещением осей.

 

 

Соответствуют наивысшему уровню эксплуатационных

 

 

свойств.

 

 

Класс API GL-6 может быть заменен на класс API GL-5,

 

 

который достаточно хорошо удовлетворяет наиболее стро-

 

 

гие требования

 

Европейские производители масел, создав систему ZF, сделали ее основной классификацией в странах Европы (табл. 19).

Таблица 19

Классификациятрансмиссионныхмасел, применяемыхв агрегатахZF

Список смазочных

 

Область применения в узлах, механизмах и агрегатах

материалов ZF

 

 

ZF TE-ML 01

В механических несинхронизированных коробках пере-

 

дач с шестернями постоянного зацепления при помощи

 

зубчатых муфт

ZF TE-ML 02

В механических и автоматических трансмиссиях грузо-

 

вых автомобилей и автобусов

ZF TE-ML 03

В коробках передач с гидротрансформаторами для вне-

 

дорожной мобильной техники (строительная и специ-

 

альная техника, автопогрузчики и т. д.)

ZF TE-ML 04

В судовых трансмиссиях

ZF TE-ML 05

В ведущих мостахвнедорожной мобильной техники

ZF TE-ML 06

В трансмиссиях и гидравлических навесных системах

 

тракторов

ZF TE-ML 07

В передачах с гидрообъемным или механическим при-

 

водом, в системах с электроприводом, т. е. передачах,

 

переключаемых под нагрузкой, в передачах подъемных

 

механизмов или в приводах поворотныхмеханизмов

ZF TE-ML 08

В системах рулевого управления (без гидроусилителя)

 

легковых и грузовых автомобилей, автобусов и внедо-

 

рожной мобильной техники

ZF TE-ML 09

В

системах рулевого управления (с гидроусилителем

 

и маслонасосом) легковых и грузовых автомобилей, ав-

 

тобусов и внедорожной мобильной техники

ZF TE-ML 10

В

коробках передач типа Transmatic для легковых

 

и

коммерческих транспортных средств (автомобилей)

 

с гидротрансформатором и блокирующей фрикционной

 

муфтой

ZF TE-ML 11

В коробках переключения передач автомобилей ручного

 

управления и в автоматических трансмиссиях легковых

 

автомобилей

ZF TE-ML 12

В ведущих мостах легковых автомобилей, в коммерче-

 

ских транспортных средствах и в автобусах

ZF TE-ML 13

В агрегатах специальных транспортных средств колес-

 

ных и гусеничных машин войск НАТО

ZF TE-ML 14

В автоматических коробках передач трансмиссий ком-

 

мерческих транспортных средств

ZF TE-ML 15

В тормозных системах специальных транспортных

 

средств войск НАТО

162

163