передающая вращающий момент среда, обеспечивать высокий КПД трансмиссии. И вот тут требования к вязкости прямо противоположны тем, что предъявляются, когда речь идет только о смазке. Для смазки шестерен нужна высокая вязкость, для нормальной работы гидротрансформатора – низкая (4–9 сСт при 100°С).
В основном трансмиссионные масла имеют минеральную (нефтяную) основу. Однако в последнее время появляется все большее количество масел на синтетической и полусинтетической основах. Для придания маслам функциональных и специфических свойств в основу вводят различные присадки: противозадирные, загущающие, противокоррозионные и др.
Трансмиссионные масла классифицируют по вязкости и по уровню эксплуатационных свойств.
Международная классификация по вязкости SAE (Society of Аutomotive Engeneers) делит масла на 7 классов: 4 – с индексом W (Winter) – зимних и 3 летних (табл. 6). Если масло всесезонное, у него двойная маркировка, например SAE 80W-90, SAE 75W-90 и т. д.
Таблица 6
Классификация SAE трансмиссионных масел по вязкости
|
Минимальная |
Кинематическая вязкость при 100°С, |
||
Класс |
температура |
|
мм²/с |
|
достижения |
|
|
|
|
вязкости |
|
|
|
|
динамической вязкости |
не менее |
|
не более |
|
|
|
|||
|
150 Па с°,С |
|
|
|
|
Зимние масла |
|
|
|
70W |
-55 |
4.1 |
|
- |
75W |
-40 |
4.1 |
|
- |
80W |
-26 |
7.0 |
|
- |
85W |
-12 |
11.0 |
|
- |
|
Летние масла |
|
|
|
90 |
- |
13,5 |
|
24,0 |
140 |
- |
24 |
|
41,0 |
250 |
- |
41 |
|
- |
Классификация по эксплуатационным свойствам API (Америкен петролиум институт) предусматривает деление масел на 6 групп (табл. 7) в зависимости от области применения, которая определяется типом зубчатой передачи, удельными контактными нагрузками в зонах зацепления и рабочей температурой.
23
Таблица 7
Классификация API трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных свойств
Группа |
Область применения |
|
|
|
|
|
|||
GL-1 |
Цилиндрические, червячные и спирально-конические G-1 зубчатые |
|||
|
передачи, работающие при низких скоростях и нагрузках |
|
||
GL-2 |
Червячные передачи, работающие при |
низких скоростях и |
наг- |
|
рузках |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
GL-3 |
Спирально-конические передачи, работающие в умеренно жестких |
|||
|
условиях |
|
|
|
|
Гипоидные передачи, работающие в |
условиях |
высоких |
GL-4 |
GL-4 |
скоростей при малых крутящих моментах и малых скоростей при |
|||
|
больших крутящих моментах |
|
|
|
|
Гипоидные передачи, работающие в |
условиях |
высоких |
GL-5 |
GL-5 |
скоростей при малых крутящих моментах и ударных нагрузках на |
|||
|
зубья шестерен |
|
|
|
|
Гипоидные передачи с увеличенным смещением, работающие в |
|||
GL-6 |
условиях высоких скоростей, больших крутящих моментов и |
|||
|
ударных нагрузок |
|
|
|
|
|
|
|
|
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 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.
В 1995 г. API ввел новую категорию МТ-1, ужесточив требования по термической стабильности и высокотемпературным отложениям.
Кроме классификации по API часто используются 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; Mercedes-Benz; Volvo; ZF; Rockwell и др.
Масла для автоматических коробок передач зачастую выпускаются под особыми индексами, наиболее распространенные из
24
которых Type F, DEXRON, MERCON. Различаются они в основном фрикционными характеристиками. Все эти жидкости представляют собой минеральные масла с хорошей низкотемпературной текучестью.
Жидкости DEXRON (DEXRON 11, DEXRON HE, DEXRON III)
соответствуют требованиям, предъявляемым к автоматическим транс-
миссиям General Motors, MERCON – трансмиссиям Ford, выпущен-
ным после 1981 г., a Type F (соответствующая спецификация Ford M2C33F) – к Ford выпуска до 1981 г. Встречаются масла, которые соответствуют спецификациям DEXRON и MERCON. Это не означает, что они не годятся для коробок других производителей, – привязка к фирме означает лишь, что масла разрабатывались по ее заказу или соответствуют этим требованиям и сертифицировались ее специалистами.
Кроме требований General Motors и Ford при оценке качества масел для автоматических коробок передач часто используются заводские спецификации фирм Chrysler, Mercedes-Benz, MAN, Toyota, Allison, Renk, Voith, ZF и др. Перепутать масла для автоматических коробок передач с обычными трансмиссионными довольно трудно: первые, как правило, окрашивают в красный цвет.
Пластичные смазки
В автомобиле имеется довольно много деталей и сочленений, которые не удается смазать жидким маслом: либо к ним невозможно или сложно подвести масляную магистраль, либо жидкость не держится в узлах. Например, ступицы колес, карданные шарниры, рессоры, водяные насосы и т. д. Для смазывания подобных узлов применяют густые мазеобразные вещества; раньше их называли тавотами, потом консистентными смазками, а теперь принято называть пластичными.
Пластичные смазки по консистенции занимают промежуточное положение между жидкими маслами и твердыми смазочными материалами. Смазка при невысокой температуре и отсутствии нагрузки сохраняет форму, приданную ей ранее, а при нагреве и под нагрузкой начинает слабо течь, но при этом из зоны трения не выпадает и через уплотнения не просачивается.
Основные функции пластичных смазок не отличаются от функций
25
жидких масел: снижение износа, предотвращение задиров, защита от коррозии и т. д. Специфика лишь в области применения:
•пригодность для смазывания сильно изношенных пар трения;
•возможность использования в негерметизированных и даже в открытых узлах;
•способность прочно держаться на смазываемых поверхностях;
•очень длительные сроки эксплуатации и хранения и др. Пластичные смазки получают добавлением в минеральную или
синтетическую масляную основу различных загустителей, под действием которых масло становится малоподвижным. В качестве загустителей используют углеводороды (парафин, церезин, петролатум), металлосодержащие мыла (кальциевые, натриевые, алюминиевые, литиевые), неорганические соединения (глины, силикагели) и продукты переработки мочевины.
В зависимости от класса смазки содержание загустителя в ней может составлять от 5 до 30% ее массы. Именно его типом и количеством определяются эксплуатационные свойства смазки, поэтому в ее названии, как правило, он присутствует: литиевая смазка, кальциевая смазка и др.
Из всех показателей качества смазок отметим два: температуру каплепадения и уровень пенетрации, поскольку они являются выходными параметрами для оценки смазки.
Температура каплепадения – условный критерий начала плавления: минимальная температура падения первой капли смазки, нагреваемой в капсуле термометра Уббелоде (метод ASTM D 566 – IP/32; DIN 5/80/ В 1.1; ISO 2/76). Температура каплепадения должна быть на 10–20 °С выше максимальной температуры нагревания узла, в котором используется смазка.
Пенетрация (число пенетрации) – показатель проникновения в смазку стандартного конуса под действием собственного веса (1,5 Н)
за 5 с при 25 °С (метод ASTM D 2/7 — IP 50; DIN 5/804 Bl.l; ISO 2/37).
Наиболее дешевые кальциевые смазки, полученные загущением индустриальных минеральных масел кальциевыми мылами жирных кислот – солидолы. Солидолы не растворяются в воде и обладают очень высокими противоизносными свойствами, однако нормально функционируют лишь в узлах с рабочей температурой до 50–65 °С, что ограничивает область их применения в современных автомобилях.
26
Натриевые смазки, консталины, получают загущением минеральных масел натриевыми мылами касторового масла. Они довольно тугоплавки и легко растворяются в воде. Хорошо работают при температурах от –10 до +120 °С.
Наиболее универсальны литолы – смазки, полученные загущением нефтяных и синтетических масел литиевыми мылами. Они имеют очень высокую температуру каплепадения (около +200°С), исключительно влагостойки и работоспособны практически в любых нагрузочных и тепловых режимах, что позволяет использовать их практически везде, где требуется пластичная смазка.
Международная классификация пластичных смазок по кон-
систенции NLGI (National Grease Institute, USA) делит их на 9 классов
(табл. 8). Критерием деления является уровень пенетрации.
Таблица 8
Классификация NLGI пластичных смазок по консистенции
Класс |
Диапазон пенетрации, |
Визуальная оценка консистенции |
|
мм10-1 |
|||
|
|
|
|
000 |
445-475 |
Очень мягкая, аналогична очень |
|
мягкому маслу |
|||
|
|
||
00 |
400-430 |
Очень мягкая |
|
|
|
|
|
0 |
355-385 |
Мягкая |
|
|
|
|
|
1 |
310-340 |
Мягкая |
|
|
|
|
|
2 |
265-295 |
Вазелинообразная |
|
|
|
|
|
3 |
220-250 |
Почти твердая |
|
|
|
|
|
4 |
175-205 |
Твердая |
|
|
|
|
|
5 |
130-160 |
Твердая |
|
|
|
|
|
6 |
85-115 |
Очень твердая, мылообразная |
|
|
|
|
27