Autokombi.ru

Авто-портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Трансмиссионное масло и его роль в автомобильной системе

Характеристики трансмиссионных масел

Трансмиссионные смазочные материалы обделены пристальным вниманием автолюбителей, так как не требуют такой частой замены. Трансмиссионное масло — это смазочное масло, которое служит для образования защитной пленки на всех зубчатых механизмах автомобиля, а именно в коробках передач любого типа, в раздаточных и рулевых коробках, ведущих мостах.

Часто можно услышать диагноз на свой автомобиль в автосервисе — гудит мост, заклинило коробку и т.п. Любая из неисправностей повлечет за собой остановку в эксплуатации машины. Зачастую, причиной всему является отсутствие своевременной профилактики и замены трансмиссионного масла. Капитальный ремонт автомобиля и замену агрегатов можно избежать, зная когда и какую защиту нужно поменять. Трансмиссионные масла, так же как и моторные, систематизированы по вязкости, их разделяют по видам и назначению. В использовании три основных классификации: API, SAE и ГОСТ.

Трансмиссионные масла — классификация по ГОСТу

ГОСТ-классификация досталась нам со времен советской эпохи, все же не все там было так плохо. В основу систематизации лег документ за номером 17479.2-85, который поделил все масла для трансмиссий на 4 основных класса — 9, 12, 18 и 34, согласно основной характеристики, типичной для всех масел в целом — вязкости. Вязкость определялась опытным путем, при нагрузках на предельных температурах в 100 и 150 градусов (кинематическая и динамическая вязкость). Далее деление трансмиссионных масел происходило от их непосредственных эксплуатационных свойств, что породило 5 основных групп к использованию.

Группы трансмиссионного масла по ГОСТ

  • Первая группа — минеральное масло без наличия присадок, показано к использованию в передачах: червячных, цилиндрических, канонических с предельной контактной нагрузкой от 900 до 1500 МПА при температуре 90 градусов по Цельсию.
  • Вторая группа — минеральное масло, содержащее противоизносную присадку, показано к использованию в передачах: червячных, цилиндрических, канонических с предельной контактной нагрузкой до 2100 МПА при температуре до 130 градусов по Цельсию.
  • Третья группа — минеральное масло, содержащее противозадирную присадку, с умеренным воздействием, показано к использованию в передачах: спирально-канонических, цилиндрических, канонических и гипоидных с предельной контактной нагрузкой до 2500 МПА при температуре до 150 градусов по Цельсию.
  • Четвертая группа — минеральное масло, содержащее противозадирную присадку, с высоким воздействием, показано к использованию в передачах: спирально- канонических и гипоидных с предельной контактной нагрузкой до 3000 МПА при том же температурном максимуме.
  • Пятая группа — универсальные масла и минеральное масло, содержащее многофункциональную противозадирную присадку, с высоким воздействием, показано к использованию только в гипоидных передачах (с ударными нагрузками) с предельной контактной нагрузкой до 3000 МПА при тех же температурных условиях.

Соответственно отечественная маркировка трансмиссионного масла выглядит примерно так — ТМ-5-9(3), где ТМ — обозначение, что масло трансмиссионное, «5» — в наличие присутствует многофункциональная противозадирная присадка высокого воздействия, «9» — масло низковязкое, «(3)» — содержит загущающую присадку для круглогодичного использования.

Маркировка трансмиссионного масла

Трансмиссионные жидкости — классификация по SAE

Ассоциация американских автолюбителей предложила следующую классификацию ТМ по вязкости для механических КПП и таких агрегатов, как ведущие мосты автомобилей:

  • Зима — 70W; 75W; 80W; 85W
  • Лето — 80; 85; 90; 140; 250
  • Все сезонность — SAE 80W-140, особо популярные трансмиссионные масла среди автолюбителей, за счет своей универсальности.

Как сопоставить градацию SAE с ГОСТом?

  1. Класс вязкости ГОСТ 9 = 75W по SAE
  2. Класс вязкости ГОСТ 12 = 80W/85W по SAE
  3. Класс вязкости ГОСТ 18 = 90 по SAE — обратите внимание, только летнее масло
  4. Класс вязкости ГОСТ 34 = 140 по SAE — обратите внимание, только летнее масло

Трансмиссионнпя защита — система по API

Классификация трансмиссионных смазочных средств по API сродни ГОСТовской системе. API учитывает не только вязкость масла, но и конструкции узлов, а так же агрессивность среды при применении.

  • API GL-1 — базовое масло без присадок, рассчитанное на работу в легких условиях. Показаны для конусных и червячных передач, а так же механических КПП без синхронизаторов.
  • API GL-2 — базовое масло + противоизносная присадка. Защита эффективна в условиях средней тяжести. Показаны к использованию передачам червячного типа, наиболее распространены для агрегатов наземного транспорта и сельхозмашин.
  • API GL-3 — базовое масло + противоизносная присадка, занимающая 2,7% состава. Рекомендовано при средних нагрузках в основном для конусных передач грузовых автомобилей. Категорически противопоказано использовать такие трансмиссионные масла для передач гипоидного типа.
  • API GL-4 — универсальное масло, работающее в любых условиях нагрузки. Данный тип масла носит название «универсал». Состав включает базовое масло + противозадирную присадку (4% в стандарте). Показано к использованию для передач гипоидной и конусной системы с небольшим смещением осей. Прекрасно подходят для ведущих мостов и КПП грузовых автомашин, тяжелой техники и городского пассажирского транспорта, где КПП не имеют синхронизации. Идеальны для всех синхронизированных коробок передач, так как зачастую состоят на 50% из защитных присадок различного назначения.
  • API GL-5 — многофункциональное масло для суровых испытаний нагрузками. В состав входит 6,5 % противозадирных присадок с усиленной формулой. Основное использование в передачах гипоидного типа, с сильно смещенными осями. Вариация, как универсальная смазочная защита для других типов и агрегатов механической трансмиссии, за исключением КПП.

Как сопоставить градацию API с ГОСТом?

Трансмиссионное масло по SAE и ГОСТ

  • ТМ 1 по ГОСТу = GL-1 по API;
  • ТМ 2 по ГОСТу = GL-2 по API;
  • ТМ 3 по ГОСТу = GL-3 по API;
  • ТМ 4 по ГОСТу = GL-4 по API;
  • ТМ 5 по ГОСТу = GL-5 по API.

Трансмиссионные масла API MT-1 занимают отдельное место среди смазочных веществ. Они идеальны для высоких нагрузок тягачей и автобусов с механическими несинхронизированными коробками передач. Основное отличие этих масел от сородичей — высокая термическая стабильность.

Масла ATF — трансмиссионное масло для автоматов

Трансмиссионное масло для автоматических коробок передач можно определить по аббревиатуре ATF — Automatic Transmission Fluid (жидкость для автоматических трансмиссий). Систематизация включает в себя 4 основные группы. Чем выше цифра на упаковке, тем универсально масло, благодаря все тем же присадкам, входящим в него. Параметры для классификации были взяты те же, что и для любого другого масло, вязкость и текучесть, силовые нагрузки, предельные температуры. Для того, что бы исключить спутывание смазочных жидкостей, все масла ATF выпускают в зеленом цвете. Даже перепутав упаковки, автолюбитель не смешает несовместимые продукты. Тут работает принцип, заливать разноцветные жидкости в одно место нельзя.

Читайте так же:
Как правильно зарядить автомобильный аккумулятор: зарядка без проблем

Многие продавцы подразделяют масла ATF еще жестче — высококачественной, среднего качества, низкого качества. Это не совсем верно, так как, какое именно масло использовать для смазки, защиты и охлаждения указано производителем при выпуске агрегата. Употребляя современное унифицированное ТМ, обратитесь к информации, указанной в сервисной книжке.

Характеристики трансмиссионных масел

Трансмиссионные смазочные материалы обделены пристальным вниманием автолюбителей, так как не требуют такой частой замены. Трансмиссионное масло — это смазочное масло, которое служит для образования защитной пленки на всех зубчатых механизмах автомобиля, а именно в коробках передач любого типа, в раздаточных и рулевых коробках, ведущих мостах.

Часто можно услышать диагноз на свой автомобиль в автосервисе — гудит мост, заклинило коробку и т.п. Любая из неисправностей повлечет за собой остановку в эксплуатации машины. Зачастую, причиной всему является отсутствие своевременной профилактики и замены трансмиссионного масла. Капитальный ремонт автомобиля и замену агрегатов можно избежать, зная когда и какую защиту нужно поменять. Трансмиссионные масла, так же как и моторные, систематизированы по вязкости, их разделяют по видам и назначению. В использовании три основных классификации: API, SAE и ГОСТ.

Трансмиссионные масла — классификация по ГОСТу

ГОСТ-классификация досталась нам со времен советской эпохи, все же не все там было так плохо. В основу систематизации лег документ за номером 17479.2-85, который поделил все масла для трансмиссий на 4 основных класса — 9, 12, 18 и 34, согласно основной характеристики, типичной для всех масел в целом — вязкости. Вязкость определялась опытным путем, при нагрузках на предельных температурах в 100 и 150 градусов (кинематическая и динамическая вязкость). Далее деление трансмиссионных масел происходило от их непосредственных эксплуатационных свойств, что породило 5 основных групп к использованию.

Группы трансмиссионного масла по ГОСТ

  • Первая группа — минеральное масло без наличия присадок, показано к использованию в передачах: червячных, цилиндрических, канонических с предельной контактной нагрузкой от 900 до 1500 МПА при температуре 90 градусов по Цельсию.
  • Вторая группа — минеральное масло, содержащее противоизносную присадку, показано к использованию в передачах: червячных, цилиндрических, канонических с предельной контактной нагрузкой до 2100 МПА при температуре до 130 градусов по Цельсию.
  • Третья группа — минеральное масло, содержащее противозадирную присадку, с умеренным воздействием, показано к использованию в передачах: спирально-канонических, цилиндрических, канонических и гипоидных с предельной контактной нагрузкой до 2500 МПА при температуре до 150 градусов по Цельсию.
  • Четвертая группа — минеральное масло, содержащее противозадирную присадку, с высоким воздействием, показано к использованию в передачах: спирально- канонических и гипоидных с предельной контактной нагрузкой до 3000 МПА при том же температурном максимуме.
  • Пятая группа — универсальные масла и минеральное масло, содержащее многофункциональную противозадирную присадку, с высоким воздействием, показано к использованию только в гипоидных передачах (с ударными нагрузками) с предельной контактной нагрузкой до 3000 МПА при тех же температурных условиях.

Соответственно отечественная маркировка трансмиссионного масла выглядит примерно так — ТМ-5-9(3), где ТМ — обозначение, что масло трансмиссионное, «5» — в наличие присутствует многофункциональная противозадирная присадка высокого воздействия, «9» — масло низковязкое, «(3)» — содержит загущающую присадку для круглогодичного использования.

Маркировка трансмиссионного масла

Трансмиссионные жидкости — классификация по SAE

Ассоциация американских автолюбителей предложила следующую классификацию ТМ по вязкости для механических КПП и таких агрегатов, как ведущие мосты автомобилей:

  • Зима — 70W; 75W; 80W; 85W
  • Лето — 80; 85; 90; 140; 250
  • Все сезонность — SAE 80W-140, особо популярные трансмиссионные масла среди автолюбителей, за счет своей универсальности.

Как сопоставить градацию SAE с ГОСТом?

  1. Класс вязкости ГОСТ 9 = 75W по SAE
  2. Класс вязкости ГОСТ 12 = 80W/85W по SAE
  3. Класс вязкости ГОСТ 18 = 90 по SAE — обратите внимание, только летнее масло
  4. Класс вязкости ГОСТ 34 = 140 по SAE — обратите внимание, только летнее масло

Трансмиссионнпя защита — система по API

Классификация трансмиссионных смазочных средств по API сродни ГОСТовской системе. API учитывает не только вязкость масла, но и конструкции узлов, а так же агрессивность среды при применении.

  • API GL-1 — базовое масло без присадок, рассчитанное на работу в легких условиях. Показаны для конусных и червячных передач, а так же механических КПП без синхронизаторов.
  • API GL-2 — базовое масло + противоизносная присадка. Защита эффективна в условиях средней тяжести. Показаны к использованию передачам червячного типа, наиболее распространены для агрегатов наземного транспорта и сельхозмашин.
  • API GL-3 — базовое масло + противоизносная присадка, занимающая 2,7% состава. Рекомендовано при средних нагрузках в основном для конусных передач грузовых автомобилей. Категорически противопоказано использовать такие трансмиссионные масла для передач гипоидного типа.
  • API GL-4 — универсальное масло, работающее в любых условиях нагрузки. Данный тип масла носит название «универсал». Состав включает базовое масло + противозадирную присадку (4% в стандарте). Показано к использованию для передач гипоидной и конусной системы с небольшим смещением осей. Прекрасно подходят для ведущих мостов и КПП грузовых автомашин, тяжелой техники и городского пассажирского транспорта, где КПП не имеют синхронизации. Идеальны для всех синхронизированных коробок передач, так как зачастую состоят на 50% из защитных присадок различного назначения.
  • API GL-5 — многофункциональное масло для суровых испытаний нагрузками. В состав входит 6,5 % противозадирных присадок с усиленной формулой. Основное использование в передачах гипоидного типа, с сильно смещенными осями. Вариация, как универсальная смазочная защита для других типов и агрегатов механической трансмиссии, за исключением КПП.
Читайте так же:
Что такое инжекторный двигатель

Как сопоставить градацию API с ГОСТом?

Трансмиссионное масло по SAE и ГОСТ

  • ТМ 1 по ГОСТу = GL-1 по API;
  • ТМ 2 по ГОСТу = GL-2 по API;
  • ТМ 3 по ГОСТу = GL-3 по API;
  • ТМ 4 по ГОСТу = GL-4 по API;
  • ТМ 5 по ГОСТу = GL-5 по API.

Трансмиссионные масла API MT-1 занимают отдельное место среди смазочных веществ. Они идеальны для высоких нагрузок тягачей и автобусов с механическими несинхронизированными коробками передач. Основное отличие этих масел от сородичей — высокая термическая стабильность.

Масла ATF — трансмиссионное масло для автоматов

Трансмиссионное масло для автоматических коробок передач можно определить по аббревиатуре ATF — Automatic Transmission Fluid (жидкость для автоматических трансмиссий). Систематизация включает в себя 4 основные группы. Чем выше цифра на упаковке, тем универсально масло, благодаря все тем же присадкам, входящим в него. Параметры для классификации были взяты те же, что и для любого другого масло, вязкость и текучесть, силовые нагрузки, предельные температуры. Для того, что бы исключить спутывание смазочных жидкостей, все масла ATF выпускают в зеленом цвете. Даже перепутав упаковки, автолюбитель не смешает несовместимые продукты. Тут работает принцип, заливать разноцветные жидкости в одно место нельзя.

Многие продавцы подразделяют масла ATF еще жестче — высококачественной, среднего качества, низкого качества. Это не совсем верно, так как, какое именно масло использовать для смазки, защиты и охлаждения указано производителем при выпуске агрегата. Употребляя современное унифицированное ТМ, обратитесь к информации, указанной в сервисной книжке.

Лекция № 11 Трансмиссионные масла

1. Эксплуатационные требования к качеству трансмиссионных масел.

2. Основные свойства трансмиссионных масел.

3. Масла для автоматических коробок передач.

4. Классификация и обозначение масел по ГОСТ.

1. Эксплуатационные требования к качеству трансмиссионных масел

Трансмиссионные масла предназначены для механизмов агрегатов трансмиссии автомобилей, тракторов и других транспортных средств. Условия работы трансмиссионных масел имеют ряд особенностей: высокие удельные давления в зоне зацепления зубчатых колес, условия граничного трения, тепловые вспышки в зоне контакта, высокие скорости относительного скольжения зубьев и др. К тому же условия работы смазочных материалов в различных механизмах трансмиссий не одинаковы. Поэтому трансмиссионные масла различают по целевому назначению.

Например, масла для коробок передач, для механизмов рулевого управления, для гипоидных передач и т. д. Но даже в одном определенном механизме трансмиссии, например, в главной передаче автомобиля, к условия работы масла изменяются в очень широких пределах как по температурному режиму, так и по удельному давлению и скорости скольжения в зоне контакта. Это очень осложняет процесс правильного подбора и применения трансмиссионных масел.

Для гидромуфт и гидротрансформаторов с их специфическими условиями используются специальные марки масел.

Наиболее перспективным является создание универсальных и желательно всесезонных трансмиссионных масел, пригодных для всех основных механизмов трансмиссий. Такие масла уже созданы и применяются.

С помощью трансмиссии, и ее отдельных агрегатов передается и преобразовывается крутящий момент от двигателя к движителю, т. e. к колесам, гусеницам, гребному винту и т. д., причем это сопровождается смягчением динамических нагрузок демпфированием вибрациями и снижением уровня шума.

Практически в каждом агрегате трансмиссии имеются зубчатые передачи, подшипники и уплотнения, нормальная работа которых во многом, а часто полностью, определяется свойствами и показателями качества смазочных материалов. В отличие от других механизмов, для механизмов трансмиссии требуются масла с определенными специфическими качествами и, прежде всего, с высокой прочностью масляной пленки. Основным узлом трения в механизмах трансмиссии является зубчатая передача, поэтому требования к смазочным материалам этого узла следует считать основными и определяющими. Экспериментально установлено, что даже в самых простых и умеренно нагруженных цилиндрических и конических передачах давление между зубьями в зоне их зацепления достигает 200-600 МПа. В спиральных конических передачах оно возрастает в 2-3 раза и достигает 1-2 ГПа. Особо высокими удельными давлениями отличаются гипоидные зацепления, наиболее часто применяемые в главных передачах легковых, а в последнее время и грузовых автомобилей.

Даже без учета динамических и ударных нагрузок, характерных для автомобильных трансмиссий в зоне зацепления гипоидных передач, наблюдаются удельные давления до 4-4,5 ГПа. Трудные условия работы масла в гипоидных передачах усугубляются еще тем, что в этом зацеплении происходит относительное скольжение соприкасающихся участков зубьев со скоростями до 10 м/с, что приводит к выдавливанию масла из зоны зацепления, локальному повышению температуры до 350—400 °С (тепловой вспышке).

Хорошие вязкостно-температурные свойства, т. е. пологая вязкостно-температурная характеристика, имеющая важное значение для моторных масел и смазочных материалов, работающих в агрегатах трансмиссии, приобретают особое значение. Известно, что скорость прогревания масла в трансмиссии (в главной передаче, в раздаточной коробке, в рулевом механизме) значительно меньше, чем в двигателе. Даже при испытаниях на стенде с беговыми барабанами масло в главной передаче прогревается в 2-4 раза медленнее, чем в двигателе. Малый приток тепловой энергии и большие поверхности теплоотвода замедляют прогрев масла, и автомобиль или трактор значительное время работает при очень высокой его вязкости. Это вызывает большие потери энергии в трансмиссии, а, следовательно, существенно снижается топливная экономичность (на 8—12 %, а иногда и более).

Читайте так же:
Сульфатация аккумулятора: что это такое

Долгое время в качестве трансмиссионных масел применяли остаточные неочищенные масла, например, нигрол вязкостью 20-35 мм 2 /с при 100 °С. Эти масла при понижении температуры из-за высокого содержания в них смолистых и ряда других естественных поверхностно-активных веществ резко увеличивали свою вязкость, достигавшую 50 000-100 000 мм 2 /с при 0 °С. При отрицательных температурах эти масла настолько становились вязкими, что без предварительного прогрева заднего моста движение автомобиля было невозможно. При температуре масла, близкой к 0 °С, потери мощности в трансмиссии достигали 45—50 % мощности двигателя.

В настоящее время получение трансмиссионных масел основано на иных принципах. Их высокая маслянистость достигается введением специальных присадок.

Поэтому лучшие современные трансмиссионные масла могут работать в очень широком диапазоне температур от +100 до -45 °С, причем их кинематическая вязкость при температуре -45 °С составляет не более 2500 мм 2 /с, а температура застывания -50 °С.

Учитывая условия работы трансмиссионных масел, можно сформулировать основные требования к их показателям качества:

невысокая кинематическая вязкость при рабочих температурах возможно пологая вязкостно-температурная характеристика, особенно в области отрицательных температур;

возможно большая прочность масляной пленки, обеспечивающая надежное и по возможности полное разделение поверхностей зубьев в зоне контакта.

Кроме этого, трансмиссионные масла должны обладать высокими антипенными свойствами, минимально возможной коррозионной агрессивностью, хорошими защитными свойствами, высокой стабильностью, т. е. неизменностью первоначальных свойств, и не должны разрушать уплотнительные материалы узлов трансмиссии.

Одновременно трансмиссионные масла должны удовлетворять требованиям, к которым относят:

уменьшение износа всех деталей трансмиссии;

снижение потерь энергии, передаваемой от двигателя к ходовой части автомобиля;

отвод тепла, вымывание и удаление из зон трения продуктов износа и других загрязняющих масло примесей;

отсутствие коррозионной агрессивности по отношению к деталям трансмиссии;

снижение вибрации и шума шестерен и защита их от ударных нагрузок;

отсутствие вспенивания и меньшее изменение свойств масла.

Условия работы трансмиссионных и моторных масел существенно отличаются друг от друга. Температурный режим, частота вращения шестерен, удельное давление в зоне их контакта – основные факторы предопределяющие условия работы масла в зубчатой передаче.

Температура масла в агрегатах трансмиссии колеблется в широких пределах, а это влияет и на интенсивность истирания зубьев шестерни. С повышением температуры интенсивность изнашивания замедляется, и постепенно этот процесс при температуре масла 70-80 °С и воздуха 30-40 °С стабилизируется.

По уровню напряженности работы зубчатых передач трансмиссионные масла можно разделить на следующие группы:

универсальные, обеспечивающие работу всех типов зубчатых передач и других трущихся деталей агрегатов трансмиссий;

общего назначения для цилиндрических, конических и червячных передач;

для гипоидных передач грузовых и легковых автомобилей;

для гидромеханических передач;

для гидрообъемных передач.

Общее требование для всех масел – надежное разделение контактирующих зубьев шестерен, защита поверхностей от износа, снижение потерь на трение.

В зависимости от климатических условий могут входить летние, зимние, всесезонные, северные и арктические масла, различающиеся вязкостно-температурными свойствами.

Смазывающая способность (маслянистость) трансмиссионных масел зависит от их состава, определяемого методом получения: путем смешения маловязких масел с остаточными маслами или с экстрактом, получаемым после селективной очистки, в которых сохраняются естественные поверхностно-активные вещества, находящиеся в исходном сырье. Повышению смазочных свойств трансмиссионных масел способствует добавление антифрикционных, противоизносных и противозадирных присадок.

Роль антифрикционных присадок – снижение или стабилизация коэффициента трения соприкасающихся поверхностей. Для этого используют вещества, обладающие поверхностной активностью: животные или растительные жиры, жирные кислоты и их эфиры, нафтеновые кислоты, мыла жирных кислот и др.

Смазочные свойства трансмиссионных масел в качестве присадок улучшают органические вещества; металлоорганические соединения свинца, цинка, алюминия молибдена, вольфрама и др.; сложные соединения, эффективность действия которых зависит от их активности и концентрации в масле.

Смазывающую способность, противозадирные и противоизносные свойства трансмиссионных масел оценивают экспериментальным путем на машинах трения.

Трансмиссионное масло и его роль в автомобильной системе

6. Трансмиссионные масла для индустриальных зубчатых передач

С точки зрения производителей смазочных материалов, трансмиссионные масла для индустриальных зубчатых передач отличаются от автомобильных трансмиссионных масел большим многообразием и большим числом комбинаций типов и размеров зубчатых передач (см. рис. 5, трансмиссионные масла часть 1). Главным образом следует напомнить о червячных передачах, планетарных передачах, геликоидальных косозубых и цилиндрических прямозубых передачах с перекрестными осями. Индустриальные зубчатые переда- чи также отличаются от автомобильных трансмиссий большим многообразием возможных условий эксплуатации и рабочих условий. Они отличаются намного более высоким крутящим моментом и характеристиками, связанными с явно большими размерами кожухов. Вместе с тем большие размеры зубчатых передач предполагают большие объемы смазочных материалов. Учитывая условия эксплуатации индустриальных зубчатых передач, сроки службы смазочных масел для них, несомненно, должны быть выше, чем для автомобильных трансмиссий (см. рис. 3).
За редким исключением масла, применяемые для индустриальных трансмиссий, слабо легированы и представляют собой смазочные материалы с невысокими по сроку службы характеристиками. По сравнению с автомобильными трансмиссионными маслами комплекс требований, которому одновременно отвечают индустриальные жидкости, меньше. Потребитель индустриальных трансмиссионных масел обязан регулярно и пунктуально выполнять инструкции и рекомендации производителя зубчатых передач по срокам смены трансмиссионного масла, соблюдая при этом требования по совместимости отработанного масла с окружающей средой.
В отличие от автомобильных зубчатых передач, смазка индустриальных трансмиссий может также различаться по типу. Автомобильные трансмиссии оснащены системой погружения в масло или впрыска. В зависимости от условий эксплуатации индустриальные трансмиссии смазывают вручную (капельницей или наливом), в картере, масляным туманом или впрыскиванием масла. Часто встречаются крупные смазочные системы, например печатные станки или бумагоделательные машины, заправляемые несколькими сотнями литров смазочного масла. На рис.24 дано схематическое представление о смазочных системах, чаще всего применяемых в настоящее время.

Читайте так же:
Как правильно ездить на коробке робот: что нужно знать

При смазке с помощью смазочной системы общий объем масла не должен быть слишком маленьким для обеспечения деаэрации масла. В этом отношении очень важную роль играют деаэрирующие свойства и склонность масла к пенообразованию, потому что воздух — плохой смазочный материал. Чистота смазочного масла, работающего в системе, является одним из центральных факторов, обеспечивающих долговечность зубчатых передач, следовательно, фильтрация и фильтруемость масла имеют немаловажное значение.
Кроме того, необходимо также точно учитывать зависимость прокачиваемости масла от его вязкости, особенно при холодных температурах и во время пуска таких систем. Неправильный выбор вязкости может привести к отказу всей системы. Нет сомнения в том, что различные смазочные масла для индустриальных трансмиссий должны отвечать максимально возможным техническим требованиям. Кроме того, они также должны отвечать конкретным требованиям системы: стремлению владельцев оборудования к увеличению интервалов между сменой масла. В сравнении с маслами для автомобильных трансмиссий число спецификаций на индустриальные трансмиссионные масла, разработанных в мире, довольно мало. Важные спецификации, опубликованные производителями и конечными пользователями зубчатых передач, перечислены в табл. 14

Таблица 14. Спецификации на индустриальные трансмиссионные масла

Эти спецификации охватывают как простые динамико-механические методы испытания и тестеры общих компонентов, так и стандартные методы испытаний с роликовыми подшипниками и зубчатыми передачами. Наряду с этими спецификациями, применяемыми во всем мире, многие производители трансмиссий издают свои собственные, более сложные спецификации, с более жесткими требованиями к смазочным маслам для своих индустриальных зубчатых передач.
Большинство этих спецификаций включают строгие ограничения в физикохимических и механико-динамических стандартных методах испытания. В большинстве случаев требуется детальная информация об описанных ниже свойствах смазочных масел.

6.1. Вязкостно-температурные характеристики

По окружающим эксплуатационным условиям необходимые вязкостно-температурные характеристики предполагают соответствие очень высоким требованиям. Большое значение имеет диапазон вязкости базового масла. Во всем мире масла для индустриальных трансмиссий подлежат маркировке с указанием ISO класса вязкости. В американском регионе чаще применяют классификацию AGMA.
Индекс вязкости (ИВ) — безразмерный показатель, характеризующий изменения вязкости жидкостей в зависимости от изменения температуры. Чем выше индекс, тем меньше изменение вязкости при изменении температуры. Несмотря на то, что жидкости становятся менее вязкими по мере повышения температуры, вязкость жидкости с более высоким ИВ изменяется в меньшей степени, чем вязкость масла с более низким ИВ. Эта стойкость вязкости к изменениям температуры имеет важные последствия в реальной жизни. Жидкость с высоким ИВ может использоваться всесезонно. Высокоиндексная жидкость позволяет работать при более низких температурах, исключая неплановые простои из-за перегрева: она также позволяет эффективно и бесперебойно работать при высоких температурах и обеспечивает легкий низкотемпературный запуск. Это увеличивает температурный диапазон эксплуатации трансмиссий. Высокоиндексные жидкости обладают лучшими низкотемпературными свойствами, чем стандартные трансмиссионные гидравлические жидкости. Это означает, что при низких температурах жидкость данного класса вязкости (ISO VG) будет иметь вязкость, аналогичную вязкости жидкости более низкого класса. Подбором этих характеристик можно идентифицировать жидкость, отвечающую требованиям, предъявляемым к высокоиндексным (всесезонным) маслам.

6.2. Стойкость жидкости к сдвигу

Еще одним важным аспектом, характеризующим трансмиссионные масла, является стабильность вязкости и ИВ в условиях эксплуатации. Жидкости могут быть получены на базе высокоиндексных масел (например, дорогостоящих синтетических масел) и/или путем введения полимеров, которые называют присадками, улучшающими индекс вязкости (VII), в композицию. VII (Viscosity index improver — присадки, улучшающие индекс вязкости) — хорошо изученная и широко применяемая технология, впервые внедренная для производства всесезонных масел в 40-х гг. прошлого столетия. Она находит применение для этих целей до настоящего времени для производства высокоиндексных масел и множества других смазочных материалов, например трансмиссионных жидкостей, трансмиссионных масел и гидравлических жидкостей. Современные зубчатые передачи и гидравлические системы передают большие усилия на применяемые в них жидкости. Базовое масло и большинство присадок не испытывают воздействий этих сил, но при некоторых обстоятельствах этому воздействий могут подвергаться вязкостные присадки (VII).
В худшем случае силы сдвига разрывают VII на мелкие кусочки, что приводит к снижению вязкости и ИВ жидкости. Следовательно, преимущества высокоиндексной жидкости могут быть утрачены в процессе эксплуатации.
Современные VII обладают стойкостью к сдвигу, так как они низкомолекулярны и выпускаются в промышленных масштабах, так что эту проблему можно считать решенной.

6.3. Защита от коррозии и ржавления

Коррозия и защита от нее играют очень важную роль для смазочных материалов, применяемых в индустриальных трансмиссиях. С учетом требуемых удлиненных сроков смены индустриальных трансмиссионных масел, сильная коррозия может привести к неожиданно скорому отказу подшипников, зубчатых передач и других важных компонентов трансмиссий. Поэтому современные спецификации предусматривают проведение различных испытаний для определения антикоррозионных свойств смазочных масел для трущихся пар железо—сталь, медь и другие цветные металлы. Некоторые области применения индустриальных масел, например в трансмиссиях, работающих в прибрежном шельфе, усложняются из-за присутствия морской воды в зубчатых передачах. Поэтому требуются специальные методы испытания.

6.4. Окислительная стабильность

Окислительная стабильность снижает старение масла. Старение смазочного масла связано с изменением вязкости и с повышением кислотного числа. С помощью некоторых методов испытания можно определить характеристики старения масла путем изменения кислотного числа. Кислотное число служит для определения того, сколько миллиграммов щелочи (КОН) требуется для нейтрализации одного грамма кислоты, содержащейся в масле. В настоящее время чувствительные зубчатые передачи испытываются на регулярной основе. В случае заметного изменения кислотного числа производители смазочных масел рекомендуют сменить масло.

Читайте так же:
Проверка системы охлаждения двигателя: диагностика возможных неисправностей

6.5. Температура вспышки и температура застывания

Температура вспышки — это самая низкая температура, при которой объемы паров еще выделяются из испытуемого образца в определенных условиях до такой степени, что над уровнем жидкости совместно с воздухом они образуют воспламеняемую смесь. Низкая температура вспышки масла приводит к крупным потерям на испарение в зависимости от локальных температур масла. Температура застывания идентична температуре, которая на 3 °К выше температуры, при которой жидкость утрачивает текучесть в условиях испытаний. В зависимости от области применения почти во всех спецификациях предусматривается определение температур вспышки и застывания.

6.6. Деэмульгируемость и водоотделение

Вода — плохой смазочный материал, усиливающий коррозию, поэтому ее следует хранить вдали от масла. Однако часто бывает невозможно предотвратить попадание воды в масло. Если содержание воды в масле превышает определенные пределы, остается единственная возможность — слить масло или разделить его на масляную и водную фазы. В крупных смазочных системах вода выпадает на дно масляного бака благодаря более высокому удельному весу, и ее можно слить через спускной кран. Для этого, однако, требуется хорошая водоотделяющая способность смазочного масла.

6.7. Деаэрация

Вполне естественно, воздух смешивается с маслом в каждой зубчатой передаче. Поскольку воздух также является плохим проводником тепла, он должен быть удален из масла как можно быстрее для минимизации его содержания в масле.

6.8. Совместимость с красителями

В целях защиты от коррозии и увеличения срока службы на внутренние устройства крупных индустриальных коробок передач наносят краску, причем на эту краску масло может воздействовать агрессивно, что способно привести к ее размягчению и отслаиванию. Это относится к однокомпонентным красителям, тогда как двухкомпонентные красители, как правило, стойки к полигликолям.

6.9. Совместимость с уплотнениями

Аналогично красителям уплотнения могут содержать органические компоненты, которые могут быть подвергнуты агрессивному воздействию со стороны смазочных масел. Испытания на совместимость эластомеров со смазочными маслами включает важные спецификации, потому что риск несовместимости значительно возрастает по мере повышения температуры масла. Испытания на совместимость смазочных масел с уплотнениями подразделяются на статические и динамические в зависимости от условий проведения, однако детальное рассмотрение этих методов испытания выходит за рамки данной статьи.

6.10. Вспенивание

Пенообразование в смазочных материалах частично связано с присутствием в них загрязняющих примесей. Масштабы пенообразования могут быть настолько значительными, что пена в результате вентиляции выносится из трансмиссии и загрязняет окружающую среду. Во избежание этого в коробках передач следует использовать только такие масла, которые в свежем состоянии обладают хорошей стойкостью к вспениванию.

6.11. Смешиваемость с минеральными маслами

По возможности не следует смешивать различные базовые масла, применяемые в индустриальных трансмиссиях, так как следует ожидать, что в смеси проявятся свойства самого худшего компонента. Однако более критическим фактором является не простое физическое смешивание, а тот факт, что смешение двух базовых масел приводит к неожиданным химическим реакциям. Например, случайное смешение минеральных масел с полигликолями приводит к значительному увеличению вязкости в результате полимеризации, что затрудняет прокачивание смеси через трубки малого сочетания и в конечном счете может привести к отказу трансмиссии изза недостаточной смазки.

6.12. Совместимость с окружающей средой и с кожным покровом

В настоящее время особенно большое значение придают совместимости трансмиссионных масел с окружающей средой и с кожными покровами в связи с растущей озабоченностью, имеющейся на этот счет у производителей трансмиссий и предприятий-потребителей, воздействием на окружающую среду и здоровье обслуживающего персонала. Многочисленные спецификации требуют проведения испытаний масел на совместимость, причем эти испытания в каждом конкретном случае могут быть дорогостоящими и капиталоемкими из-за воздействия на здоровье и окружающую среду.

6.13. Открытые зубчатые передачи

Открытые зубчатые передачи, так называемые мельничные (фрезерные), часто встречаются в цементной промышленности, во вращающихся печах в сталелитейной промышленности, на электростанциях, работающих на угле или на открытых угольных разрезах. Эти открытые крупногабаритные зубчатые передачи часто смазывают разбрызгиваемым адгезионным смазочным маслом. Наряду с требованиями к несущей способности и противоизносным свойствам, приоритетное значение имеют адгезионные свойства, разбрызгиваемость, прокачиваемость и антикоррозионные свойства этих масел. В упомянутых системах успешно применяют так называемые твердые компаундированные смазочные материалы в качестве добавок к таким адгезионным маслам. По соображениям минимизации вредного воздействия на здоровье и окружающую среду, а также из-за прямых потерь масла с отработанным воздухом, применение систем смазки разбрызгиванием масла и масляным туманом в настоящее время используется с ограничением. Открытые зубчатые передачи можно смазывать вручную или с помощью дозировочных насосов с регулярными интервалами высоковязкими маслами.

7. Отношение «затраты/прибыль» при разработке трансмиссионных смазочных масел

С самого начала разработка и выбор компонентов фокусировались на экономии затрат и на эффективно затратном проектировании. Цель исследования, и оценка полученных результатов заключались в сравнении характеристик синтетических индустриальных трансмиссионных с обычными трансмиссионными маслами на базе минеральных масел, отвечающих требованиям CLR стандарта (DIN 51 517), в отношении окислительной стабильности (стойкости масла к старению) и фрикционных характеристик. Это в конечном итоге может значительно увеличить срок службы масла, потому что удлиненные интервалы между заменами масла коррелируют с намного более высоким уровнем механико-динамических характеристик.
В табл. 15 приведены примеры индустриальных трансмиссионных масел, полученных на основе базовых жидкостей разных типов. Ожидаемые сроки службы трансмиссионных масел, в частности в отношении окислительной стабильности, могут быть сравнены методом испытания на окисление в ротационной бомбе.

Таблица 15. Сравнение индустриальных трансмиссионных масел, полученных на основе базовых жидкостей различных типов.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию