Васильева Л.С. Автомобильные эксплуатационные материалы

Подождите немного. Документ загружается.

7.2.13.1.

Способы полунения

Синтетические масла - масла получают путем синтеза. Про-

цессы синтеза позволяют создавать из сравнительно простых со-

единений соединения определенного состава с заранее заданны-

ми свойствами, которые диктуются конкретными условиями

применения. Создавая композиции синтетических масел с при-

садками, можно получать масла, отвечающие всем требованиям

современных двигателей.

В настоящее время интерес представляют следующие наибо-

лее исследованные синтетические масла: на основе диэфиров

(сложные

эфиры

двухосновных

карбоновых

кислот), полиалкен-

гликолевые,

полисилоксановые,

фторуглеродные

и хлорфторуг-

леродные.

Из сложных эфиров, образующихся при взаимодействии

двухосновных кислот с одноатомными спиртами или однооснов-

ных кислот с многоатомными спиртами, наибольшее распростра-

нение для получения масел получили

диэфиры.

Основной способ

их производства - каталитические процессы этерификации: по-

лучение диэфира путем взаимодействия себациновой кислоты

(СООН)

(вырабатывают из касторового масла) с изоокти-

ловым

спиртом

С„Н

ОН.

Полиалкенгликоли, получаемые взаимодействием различ-

ных гликолей и других спиртов с окисью этилена, окисью про-

пилена или их смесями, по своей структуре - простые поли-

эфиры с длинными цепями. Молекула полигликоля может со-

держать одну или несколько свободных

гидроксильных

групп,

замена которых на

алкильную

эфирную группу приводит к по-

лучению эфиров полигликолей. Различные радикалы, вводи-

мые в молекулу полигликоля, влияют на свойства получаемых

продуктов.

Полимерные кремнийорганические соединения (полисилок-

саны, силиконы) находят все большее распространение в качест-

ве специальных смазочных масел и жидкостей. В их основе - це-

почка из чередующихся атомов кремния и кислорода:

I I I

—

Si— О—Si—О—Si —

I I I

Боковые цепи атомов кремния - это углеводородные и дру-

гие органические радикалы различного строения.

Практическое применение в качестве смазочных масел полу-

чили полимеры с метальными радикалами - метилполисилокса-

ны

этильными

радикалами -

этилполисилоксаны.

СН

— Si—О—

Метилполисилоксан

—

Si—

О-

Этилполисилоксан

Фторуглеродные масла получают путем замены в углеводо-

родах всех атомов водорода фтором, а

хлорфторуглеводородные

масла - путем замены атомов водорода частично хлором, а час-

тично фтором.

Совместимость синтетических масел с минеральными

(табл. 7.16) имеет большое практическое значение, так как если

масла совместимы, то при залитом в картер синтетическом мас-

ле во время эксплуатации можно доливать в картер двигателя

минеральное масло, и наоборот.

Таблица

7.16

Совместимость синтетических базовых масел с минеральными

Синтетическое масло

Совместимость

Полиальфаолефин

Диалкилированный

бензол

Полиэфирное масло

дикарбоновых

кислот

Полигликолевое

эфирное масло

Полигликольное

масло

Масло эфиров фосфорной кислоты

Силиконовое масло

Отличная

Хорошая

Достаточная

Плохая

Синтетические масла маркируются символами в соответст-

вии их химическому строению. Одна из наиболее распростра-

ненных систем обозначения приведена в стандарте Германии

DIN

502. В табл.

7.17

приведены обозначения синтетических

масел, применяемые в нормативной и технической литературе.

Полусинтетическими маслами называют минеральные мас-

ла, в которые введено более 25% синтетического масла. Некото-

241

Таблица

7.17

Обозначения

синтетических

масел в

зарубежной

технической литературе

no DIN 51 502 и

другими

стандартами

Синтетическое масло

Обозначение

Синтетический углеводород

Полиолефин

Пол

нал

ьфаолефи

новое масло

Полиизобутен

Полиэфирное масло

Полигликолевое масло

Масло эфиров фосфорной кислоты

Фтороорганическая

жидкость

Перфторполиэфирное масло

Силиконове масло

НС

РО

РАО

PIB

PG.PAG

РН

PFPE

рые

фирмы полусинтетическими или гидросинтетическими мас-

лами называют масла глубокого каталитического гидрокрекин-

га, или масла минерального происхождения, но со значительно

измененной молекулярной структурой.

7.2.13.2.

Особенности

синтетических

масел

и их применение

Использование синтетических продуктов при производстве

моторных масел дает явные преимущества перед нефтяными

маслами. Сведения табл.

7.18

позволяют оценить их достоинства

и недостатки.

Одно из основных преимуществ синтетических масел - это их

значительно более высокий индекс вязкости, чем у нефтяных ма-

сел, лучшая вязкостно-температурная характеристика некото-

рых синтетических масел в зоне отрицательных температур, а

также более низкая температура потери подвижности обеспечи-

вают более легкий пуск двигателей и при более низких темпера-

турах. Меньшая склонность синтетических масел к образованию

низкотемпературных отложений способствует нормальной экс-

плуатации двигателей в районах Севера. В то же время высокие

показатели вязкости при рабочих температурах (для синтетиче-

ских масел это температура

250-300

°С) в 3-5 раз выше равно-

вязких им (при 100 °С)

минеральных,

что обеспечивает условия

гидродинамической смазки до более высоких температур. Синте-

Таблица

7.18

Основные

показатели

масла на минеральной основе

и синтетических масел

Показатели

Синтетическое масло

диэфир-

ные

полиалкилен-

гликоленовые

полисило-

ксаленовые

фторугле-

родные

Вязкость при

100

°С,мм

/с

3,2 3,2

Индекс вязкости

140-150

135-180

Температура застывания,

-43...-63

-53...-63

°С

Температура вспышки, °С 232 193

Температурный предел

220

260-300

работоспособности,

°С

Потери на испарение при 0,1

0,1

100

°С

за

ч, %

3,5

270 500

-63...-100

-3...-23

315

250

0,1

400-500

тические масла обладают высокой термической стабильностью,

низкой испаряемостью и малой склонностью к образованию вы-

сокотемпературных отложений, что дает возможность успешно

применять синтетические масла в высокофорсированных тепло-

напряженных двигателях и при эксплуатации автомобилей в ус-

ловиях жаркого климата.

Синтетические масла имеют в несколько раз больший срок

службы, чем нефтяные, и обеспечивают хорошее состояние дви-

гателя, так как характеризуются лучшими

противоокислитель-

ными,

диспергирующими свойствами, механической стабильно-

стью, равными или лучшими (в зависимости от применяемой син-

тетической основы)

противоизносными

противозадирными

свойствами. Больший срок службы синтетических масел до заме-

ны и меньший расход на угар на

30-40%

сокращает расход масла.

Характерно, что снижается и расход топлива (на

4-5%),

что обу-

словливается более оптимальными условиями трения при работе

двигателя на синтетическом масле.

Для улучшения свойств синтетических масел возможно вве-

дение в них композиции присадок.

Масла, получаемые на основе диэфиров, имеют более высо-

кие индексы вязкости и низкие температуры застывания, мень-

шие испаряемость и огнеопасность, чем нефтяные масла, и они

243

превосходят их почти по всем важнейшим эксплуатационным

свойствам. В то же время

диэфирные

масла более агрессивны по

отношению к изделиям из

маслостойкой

резины, вызывают на-

бухание и размягчение резиновых прокладок, шлангов и др.

Полигликолевые

масла, кроме лучших, чем у минеральных,

противоизносных

свойств отличаются более пологой вязкостно-

температурной характеристикой, имеют высокий индекс вязко-

сти, более низкую температуру застывания, выдерживают высо-

кие температуры (до 300 °С), не корродируют металлы, не вызы-

вают, в отличие от эфирных масел, набухания и размягчения на-

туральной и синтетической резины. Высокая стоимость таких

масел пока ограничивает их широкое применение.

Полисилоксаны

отличаются низкой температурой застыва-

ния, имеют пологую вязкостно-температурную кривую, термо-

стабильны. К тому же они химически инертны, и масла на их

основе не вызывают коррозию стали, чугуна, меди, латуни,

бронзы, свинца и других металлов даже при нагревании до

150

°С. Основной недостаток полисилоксанов и масел на их ос-

нове - плохая смазывающая способность и низкие противоиз-

носные

свойства. Введением присадок удается несколько

уменьшить этот недостаток. Полисилоксаны в качестве сма-

зочных масел весьма перспективны. Уже сейчас известно их

применение в гидросистемах и гидроамортизаторах в качестве

рабочих жидкостей, а также для изготовления пластичных сма-

зок и приборных масел.

Фторуглеродные

масла, напротив, обладают хорошими сма-

зочными свойствами. Высокие термическая и химическая ста-

бильность, инертность к кислотам и щелочам, минимальная

коррозионная агрессивность - все это позволяет использовать

их в узлах трения, работающих при высоких температурах в ат-

мосфере химически активных веществ. Однако у

фторуглерод-

ных

масел низкая температура кипения и высокая температура

замерзания при очень крутой вязкостно-температурной кривой.

Эти недостатки исключают их практическое использование в

настоящее время для двигателей автомобилей. Тем не менее их

перспективность обусловливает проведение интенсивных работ

по устранению указанных недостатков.

Хлорфторуглеводоро-

ды

характеризуются более высокой температурой кипения,

лучшими вязкостно-температурными свойствами и смазываю-

щей способностью, но несколько худшими термической и хими-

ческой стабильностью.

244

Главным недостатком синтетических масел является то, что

они по самой своей природе более дороги, чем минеральные, а

возможности их производства ограничены.

Тем не менее они перспективны не только с эксплуатацион-

ной точки зрения, но и с экономической, так как обладают, как

уже отмечалось, большим сроком службы в двигателях до заме-

ны, меньшим расходом на угар.

73.

ТРАНСМИССИОННЫЕ МАСЛА

7.3.1. Эксплуатационные требования

к качеству

трансмиссионных

масел

Основное назначение трансмиссионных масел - смазка высо-

конагруженных зубчатых механизмов силовой передачи под-

шипников и других деталей и узлов автомобилей. В автомобиль-

ных трансмиссиях используются спирально-конические, червяч-

ные и гипоидные передачи (рис. 7.24). Масла для гидродинамиче-

ских и гидрообъемных передач также относят к трансмиссион-

ным, хотя условия работы в них несколько специфичны. Так, в

гидродинамических передачах масло является прежде всего сред-

ством передачи мощности и средой, которая заполняет регулиру-

ющие системы.

Доля трансмиссионных масел в общем потреблении смазоч-

ных материалов составляет

0,3-0,5%

в зависимости от парамет-

ров автомобилей. Близок к этой цифре и расход масел по отно-

шению к потреблению топлива (примерно 0,5%). Однако, несмо-

тря на относительно невысокий "удельный вес" масел, их значе-

Рис. 7.24. Типы передач:

а) червячная;

б)спирально-коническая;

в) гипоидная

ние для обеспечения оптимальных условий эксплуатации авто-

мобилей чрезвычайно велико.

К наиболее важным функциям, которые выполняют масла,

относят:

уменьшение износа всех деталей трансмиссии;

снижение потерь энергии, передаваемой от двигателя к ходо-

вой части автомобиля;

отвод тепла, вымывание и удаление из зон трения продуктов

износа и других загрязняющих масло примесей;

отсутствие коррозионной агрессивности по отношению к де-

талям трансмиссии;

снижение вибрации и шума шестерен и защита их от ударных

нагрузок;

отсутствие вспенивания и возможно меньшее изменение

свойств масла при работе смазываемых им механизмов.

Для соответствия этим требованиям трансмиссионные масла

должны характеризоваться:

пологой вязкостно-температурной кривой и сравнительно

малой вязкостью в области отрицательных температур;

высокими

противоизносными,

противозадирными

и противо-

питтинговыми

свойствами;

хорошей термической и термоокислительной стабильно-

стью;

стойкостью к образованию эмульсий с водой;

высокой физической стабильностью в условиях длительного

хранения;

минимальным воздействием на резинотехнические

уплотни-

тельные

материалы, лаки, краски и пластмассы.

Условия работы трансмиссионных и моторных масел сущест-

венно отличаются друг от друга. Температурный режим, частота

вращения шестерен (скорость относительного скольжения тру-

щихся поверхностей зубьев), удельное давление в зоне их кон-

такта - основные факторы, предопределяющие условия работы

масла в зубчатой передаче. Весьма существенны здесь и влияние

металла, использованного для изготовления деталей трансмис-

сии, и их конструктивные особенности.

Пусковые свойства масел и его работоспособность должны

обеспечиваться в диапазоне температур от

-60

до +150 °С.

Температура масла в агрегатах трансмиссии колеблется в

широких пределах, а это влияет и на интенсивность истирания

зубьев шестерен. Так, при понижении температуры масла с +20

246

0,6

0,4

0,2

-40

-20

Масло

ТС

-10

Масло

ТА-15В

40 60

'ВОЗД.'

Рис. 7.25. Влияние температуры масла (а) и воздуха

(fi)

на интенсивность изна-

шивания шестерен:

1,2,3

- коробки передач автомобилей

ЗИЛ-130,

ГАЗ-66 и ПАЗ-672

до -20 °С она возрастает не менее, чем вдвое, а при понижении

до -30 °С - вчетверо. С повышением температуры интенсивность

изнашивания замедляется, и постепенно этот процесс при темпе-

ратуре масла

70-80

°С и воздуха

30-40

°С стабилизируется

(рис. 7.25).

При оценке температурного режима работы масла в зубча-

тых передачах различают минимальную, максимальную и сред-

неэксплуатационную температуры. Минимальная температура

характерна для момента начала работы передачи после длитель-

ного перерыва. Она равна наиболее низкой температуре окружа-

ющего воздуха. Максимальная температура устанавливается при

экстремальных для данной передачи условиях работы. За средне-

эксплуатационную принимают наиболее вероятную во время

эксплуатации передачи температуру. Два последних критерия за-

висят от ряда факторов, среди которых температура воздуха,

эксплуатационные условия, вязкость масла, его уровень в карте-

ре передачи.

Такие характеристики, как скорость скольжения (от 1,5 до

м/с)

и удельные нагрузки на поверхности зубьев (от 0,5 до

4 ГПа в полюсе закрепления), во многом определяют возмож-

ность применения масла в передаче того или иного типа. Так, на-

пример, вследствие резкого увеличения вязкости масла при ука-

занных нагрузках условия смазки в зоне контакта ухудшаются.

По уровню напряженности работы зубчатых передач транс-

миссионные масла можно разделить на следующие группы: уни-

версальные, обеспечивающие работу всех типов зубчатых пере-

дача и других трудящихся деталей агрегатов

транссмиссий;

общего назначения для цилиндрических, конических и чер-

вячных передач автомобилей;

для гипоидных передач грузовых и легковых автомобилей;

сочетание высокой скорости относительного скольжения про-

филей зубьев с высокими давлениями обусловливает крайне не-

благоприятные условия трения, поэтому необходимы масла в вы-

сокоэффективными

противозадирными

присадками;

для гидромеханических передач;

для гидрообъемных передач.

Общее требование для всех масел - надежное разделение

контактирующих зубьев шестерен, защита поверхностей от из-

носа, снижение потерь на трение.

В зависимости от климатических условий в перечисленные

группы могут входить летние, зимние,

всесезонные,

северные и

арктические масла, различающиеся вязкостно-температурными

свойствами.

7.3.2. Основные эксплуатационные свойства

7.3.2.1.

Смазывающая способность

Для трансмиссий современных автомобилей характерным яв-

ляются высокочастотные циклические законы

нагружения

в зо-

не зацепления - они работают в режимах смешанного и гранич-

ного трения. В этих условиях механизм действия трансмиссион-

ных масел очень сложен.

Для обеспечения возможно меньшего износа высоконагру-

женных зубчатых передач трансмиссионные масла должны об-

ладать хорошими смазывающими свойствами. Свойство транс-

миссионного масла, влияющее на снижение износа и предотвра-

щение задира, называют смазывающей способностью масла.

Смазывающая способность (маслянистость) трансмиссионных

масел зависит во многом от состава полученного масла. Транс-

миссионные масла получают путем смещения маловязких масел

с остаточными маслами или с экстрактом (смолкой), после селек-

тивной очистки, в которых сохраняются естественные поверх-

ностно-активные вещества, влияющие на повышение

смазываю-

248

щих свойств и образующие на поверхности зубьев граничный

слой адсорбированных молекул. Повышению смазочных свойств

трансмиссионных масел, кроме того, способствует добавление

антифрикционных,

противоизносных

противозадирных

приса-

док. Для снижения или стабилизации коэффициента трения в

масла вводят антифрикционные присадки. Для этого используют

вещества, обладающие поверхностной активностью: животные

или растительные

жиры,

жирные кислоты и их

эфиры,

нафтено-

вые кислоты, мыла жирных кислот и др.

Защита от износа и задира зубчатых передач трансмиссии в

режиме граничного трения, которое возникает под воздействием

высоких нагрузок, обеспечивается введением в трансмиссионные

масла противоизносных и противозадирных присадок.

Если

противоизносные

присадки применяют для предотвра-

щения интенсивного износа трудящихся поверхностей при нор-

мальных режимах трения, когда еще сохраняется масляная плен-

ка, то

противозадирные

присадки (они и снижают интенсивность

износа и предотвращают заедание трущихся поверхностей, обра-

зуя на них тонкие пленки, изолирующие детали и предотвраща-

ющие сваривание и заедание зубьев шестерен) - при сверхвысо-

ких нагрузках, когда граничная масляная пленка разрушается из-

за чрезмерного выделения тепла в зоне трения. Таков же и меха-

низм действия противоизносных присадок.

В режиме граничного трения в точках микроконтактов зуб-

чатых передач возникают высокие температуры при этом ак-

тивные элементы присадок вступают в химическое взаимодей-

ствие с металлом, образуя на поверхности очень тонкие моди-

фицированные слои. Модифицированная пленка образуется

мгновенно и предотвращает задир зубчатых передач. Модифи-

цированные слои представляют собой сульфиды, оксиды, фос-

фаты или фосфиды железа (в зависимости от присадки входя-

щей в состав масла.)

7.3.2.2.

Вязкостно-температурные

свойства

К важнейшим эксплуатационным характеристикам масел,

определяющим возможность их применения в трансмиссиях ав-

томобилей, относят величину вязкости масел и зависимость от

температуры. Установлено, что вязкостно-температурные свой-

ства трансмиссионных масел влияют на способность бесперебой-

но смазывать трущиеся поверхности; возможность начала дви-

-60

-50

-40

-30 -20 -10 О

r,°C

Рис.

7.26. Зависимости вязкости

Т|

трансмиссионных масел от темпе-

ратуры г.

I - гипоидное

(ОСТ

3801260-82);

2 -

ТА..-15В;

3 -

ТАД-17И;

МТ-16

ТС.,-14,

ТС

-15к,

ТСп-игип;

4 -

ТС„-10,

TC^-lbA;

5 -

ТМ5-12рк;

t -

МТЗ-10

(моторное)

жения автомобилей при низ-

ких температурах внешней

среды, когда масло приняло

ее температуру;

мощност-

ные

показатели агрегатов

трансмиссии. Например, при

изменении вязкости с 5

мм

/с

при 100 °С до 30

мм

/с

в усло-

виях городского движения

КПД трансмиссии падает

почти на 2%. Выявлены также потери мощности в трансмиссии,

связанные, в частности, с изменением температуры и следова-

тельно и изменением вязкости масла, что показано на рис. 7.26

для разных автомобилей при использовании различных транс-

миссионных масел. Характерно, что сила сопротивления враще-

нию трансмиссии резко возрастает по мере снижения температу-

ры масла.

Между вязкостью и потерями мощности в агрегатах транс-

миссии автомобиля существует прямая зависимость. Чем меньше

вязкость масла, тем меньше потери энергии на внутреннее тре-

ние, тем больше КПД трансмиссии.

Поэтому желательно иметь трансмиссионные масла с низкой

вязкостью.

Нижний допустимый уровень вязкости масла

min

мм

/с

при достаточно надежном уплотнении картеров редукторов.

Максимально допустимая рабочая вязкость при эксплуатаци-

онной температуре

ма

кс.

раб.

2ПА

таком уровне вязко-

сти потери энергии на внутреннее трение не должны заметно

снижать к.п.д. трансмиссии, величина которого определяется в

данном случае в основном потерями энергии на внешнее трение.

В то же время при установившемся рабочем режиме вязкость

должна быть достаточной для предотвращения износа при боль-

ших контактных нагрузках.

Предельно допустимая вязкость

max

определяется

величиной

вязкости при минимальной рабочей температуре, допускающей

свободное

трогание

автомобилей (без ущерба для зубчатых заце-

плений и подшипников) без подогрева масла в агрегатах.

При применении трансмиссионных масел с хорошими низко-

температурными свойствами и минимально допустимой вязко-

стью при рабочей температуре снижается расход топлива осо-

бенно в период пуска и разогрева автомобиля.

Для получения масел с пологой вязкостно-температурной

кривой в них добавляют вязкостные присадки - полимеры (поли-

изобутилен

или полиметакрилат с молекулярной массой

3000-5000).

Так, при получении арктических трансмиссионных

масел (работоспособные при окружающей температуре ниже

—45

°С) получают на основе маловязких низкозастывающих ма-

сел типа

МС-8

или трансформаторного и добавляют низкомоле-

кулярные полимеры (КП-5,

ПМА,

В-1,

октолы).

Загущающие

низкомолекулярные полимеры применяют и для приготовления

универсальных

всесезонных

трансмиссионных масел.

Вязкость масел, работающих с такими присадками, имеет

тенденцию к снижению, что связано с механическим разруше-

нием (деструкцией) полимера. Независимо от условий эксплу-

атации автомобилей вязкость не должна снижаться более чем

на

30%.

Применение загущенных трансмиссионных масел - один из

путей экономии топлива, так как при работе на них по сравне-

нию с незагущенными маслами потери мощности значительно

ниже: снижаются гидравлические потери, возрастает к.п.д.

трансмиссии автомобилей, что обеспечивает меньший расход

топлива.

Вязкостно-температурные свойства товарных трансмиссион-

ных масел можно оценить по данным рис. 7.26, дающим возмож-

ность к тому же найти ту минимальную температуру окружаю-

щего воздуха, при которой начало движения - трогание автомо-

билей еще возможно.

С целью снижения динамической вязкости масел при низких

температурах окружающего воздуха, когда в наличии нет зим-

них, северных или арктических сортов, практикуют добавление к

маслам зимнего или арктического дизельного топлива. По зару-

бежным данным, разбавление трансмиссионных масел на

20-30%

позволяет обеспечить их работоспособность даже при

температурах окружающего воздуха до -55

•+•

-77° С.

251

Исследованиями наших ученых установлено, что даже при

20%-ном

разбавлении трансмиссионных масел дизельным топли-

вом их эксплуатационные свойства (и в том числе смазывающие)

практически не ухудшаются. Объясняется это избытком проти-

воизносных,

противозадирных

и других присадок, содержащихся

в маслах.

7.3.2.3. Противокоррозионные свойства

Ряд деталей агрегатов трансмиссии автомобилей изготав-

ливают из цветных металлов, металлокерамики на медной ос-

нове, сплавов, содержащих олово, и др. В результате их хими-

ческого взаимодействия с кислыми продуктами (образуются в

процессе окисления масла) возникают коррозионные процес-

сы. Коррозию медных деталей могут вызвать также входящие

в состав трансмиссионных масел

противозадирные

противо-

износные

присадки, отличающиеся высокой химической ста-

бильностью. Повышенные рабочие температуры масел усили-

вают этот процесс. Ответственные детали, изготовляемые из

медных сплавов, при значительном поражении коррозией мо-

гут привести к серьезным нарушениям в работе агрегатов

трансмиссии. Специальные противокоррозионные присадки,

вводимые в масло, могут ослабить коррозионные процессы и

даже предупредить их. Поскольку антиокислительные и мою-

щие присадки тормозят процессы окисления (снижается кон-

центрация в масле агрессивных продуктов) или нейтрализуют

уже образовавшиеся кислые вещества, их можно рассматри-

вать и как противокоррозионные. Механизм действия непо-

средственно противокоррозионных присадок основывается на

их способности создавать на поверхности металла защитные

пленки, которые исключают прямой контакт с ними агрессив-

ных продуктов и одновременно пассивируют металл. Это ис-

ключает их роль как катализатора окисления масла и накопле-

ния в нем агрессивных продуктов.

7.3.2.4. Защитные свойства

Установлено, что концентрация воды в трансмиссионных

маслах во время эксплуатации автомобилей может достигать

8%. Причин обводнения масла несколько: во внутренние по-

лости через зазоры в уплотнениях и сапуны поступает воздух,

содержащий пары воды; неплотности в системах охлаждения

252

редукторов - еще один путь проникновения воды в масло, ко-

торая нередко содержит неорганические соли и коррозионно-

агрессивные

компоненты (их образование возможно и в про-

цессе старения масла). Поскольку вода выполняет функции

электролита, проводящего ток, возникновение электрохими-

ческой коррозии практически неизбежно. В процессе эксплу-

атации и хранения агрегатов трансмиссии с ней борются, вво-

дя в смазочные масла защитные присадки или, как их называ-

ют, - ингибиторы коррозии. Они вытесняют влагу и другие

электролиты с поверхности металла и создают на ней проч-

ную адсорбционную или

хемосорбционную

пленку. Таким пу-

тем исключается контакт металла с агрессивной средой. От-

личие защитных присадок от противокоррозионных состоит в

их устойчивости к действию не только органических кислот,

но и воды.

Для улучшения качества трансмиссионных масел в них могут

быть введены, кроме противозадирных,

противоизносных

и ан-

тиокислительных присадок, еще и моющие, диспергирующие,

депрессорные,

деэмульгирующие,

противопенные,

антисептиче-

ские и ряд других. Важнейшее требование к ним, как и к другим

компонентам, входящим в состав масла, - это создание с его ос-

новой физически стабильных смесей (присадки не должны выпа-

дать в осадок или расслаиваться).

7.3.2.5. Термоокислительная стабильность

Окисление масла, интенсивно разогревающегося в процес-

се работы в агрегатах трансмиссии, вызывает изменение его

физико-химических и эксплуатационных свойств. На этот про-

цесс активное каталитическое действие оказывают такие ме-

таллы, как медь, свинец, их сплавы, железо. Характерно, что

после обволакивания металлических деталей агрегатов транс-

миссии продуктами окисления, роль металла как катализатора

сводится к нулю. Температура является самым эффективным

фактором, ускоряющим окисление масла в протекании этого

процесса. Так, при ее увеличении со 140° С до 160 °С содержа-

ние нерастворимого осадка в масле возрастает с 0,05 до

0,19%,

вязкость (по сравнению с ее величиной при 100 °С) - с 3 до 5%,

а показатель коррозии медной пластинки - с 53 до 480 г/м

Свойства присадок, содержащихся в основе масла, также влия-

ют на ее

окисляемость.

253

7.3.3. Классификация и ассортимент трансмиссионных масел

Отечественная классификация трансмиссионных масел отра-

жена в ГОСТ 17479. 2-85. Этот ГОСТ распространяется на мине-

ральные масла, применяемые для смазывания агрегатов трансмис-

сией автомобилей, тракторов, тепловозов, сельскохозяйственных,

дорожных, строительных машин и судовой техники. В зависимо-

сти от кинематической вязкости при

температурю

100 °С, транс-

миссионные классы разделяют на четыре класса (табл.

7.19).

Таблица 7.19

Классы трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85

Класс вязкости

Кинематическая вязкость

при 100°С,мм

/с

Температура, при которой

динамическая вязкость не

превышает

150

Па

с, °С, не

выше

9 6,00-10,99 -35

11,00-13,99

-26

18 14,00-24,99 -18

34 25,00-41,00

В соответствии с классом вязкости ограничены допустимые

пределы кинематической вязкости при 100° С и отрицательная

температура, при которой динамическая вязкость не превышает

150 Па • с. Эта вязкость считается предельной, так как при ней

еще обеспечивается надежная работа агрегатов трансмиссий.

В зависимости от эксплуатационных свойств и возможных

областей применения масла для трансмиссий автомобилей, отне-

сены к пяти группам:

ТМ-1,

ТМ-2,

ТМ-3,

ТМ-4,

ТМ-5 указанным

в табл. 7.20.

Группу трансмиссионных масел устанавливают по результа-

там оценки их свойств по ГОСТ 9490-75 (табл. 7.21) при разра-

ботке новых масел и постановке их на производство, а также пе-

риодических испытаниях товарных масел 1 раз в 2 года

В соответствии с ГОСТ 17479.2-85 трансмиссионные масла

обозначаются следующим образом, так, например, марка

ТМ-5-9

где

ТМ

- трансмиссионное масло; 5 - масло с противозадирными

присадками высокой эффективности и многофункционального

действия; 9 - класс вязкости; 3 - масло содержит загущающую

(вязкостную) присадку.

Таблица 7.20

Группы

трансмиссионных

масел

но

ГОСТ

17479.2-85

Группа масел по

эксплуатацион-

ным свойствам

Состав масел

Рекомендуемая область применения

Минеральные масла

без присадок

Минеральные масла

противозадирными

присадками умерен-

ной эффективности

Минеральные масла с

роти

возади

рн

присадками высокой

эффективности

Минеральные масла с

противозадирными

присадками высокой

эффективности и

многофункционально-

го действия, а также

универсальные масла

Цилиндрические, конические и

червячные передачи, работаю-

щие при контактных напряже-

ниях от 900 до

1600

МПа и темпе-

ратуре масла в объеме до 90 °С

То же, при контактных напря-

жениях до 2100 МПа и темпе-

ратуре масла в объеме до

130

°С

Цилиндрические, конические,

спирально-конические и гипоид-

ные передачи, работающие при

контактных напряжениях до

2500 МПа и температуре масла в

объеме до

150°С

Цилиндрические, спирально-

конические и гипоидные пере-

дачи, работающие при контакт-

ных напряжениях до 3000 МПа и

температуре масла в объеме до

150°С

Гипоидные передачи,

работаю-

щие с ударными нагрузками при

контактных напряжениях до

3000 МПа и температуре масла в

объеме до

150°С

До введения ГОСТ 17479.2-85 на классификацию и систему

обозначений трансмиссионных масел маркировка масел в норма-

тивно-технической документации была другой. Обозначение

трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 и соответствие их

ранее принятым маркам приведены в табл. 7.22.

В настоящее время в маркировке масел широко применяется

зарубежная классификация трансмиссионных масел по вязкости

Таблица

7.21

Оценка эксплуатационных групп трансмиссионных масел

Определяемое

свойство

Группа масла

1.2

Предельная

нагрузочная

способность

по нагрузке

сваривания

(Рс),

Н, не

менее

Противоиз-

носное свой-

ство по пока-

зателю из-

носа

при

осевой наг-

рузке 392Н

при

(20±5)°С

в течение 1 ч,

мм, не более

2700

2760

3000

3280

0,5

0,4

Таблица

7.22

Соответствие обозначений

трансмиссионных

масел

по ГОСТ 17479.2-85,

принятым

нормативно-технической

документации

Обозначение

масла по ГОСТ

17479.2-85

ТМ-1-18

ТМ-2-9

TM-2-I8

ТМ-2-34

ТМ-3-9

ТМ-3-18

ТМ-5-9

ТМ-5-18

ТМ-5-34

ТМ-5-12

(рк)

Принятое обозначение масла

ТС-

14,5

АК-15

ТСп-ЮЭФО

Тэп-15

ТС

ТСзп-8

ТСп-10

ТСп-15К,Тап-15В

ТСз-9гип

ТСп-14гип,ТАД-17и

ТСгип

ТМ5-12рк

Нормативно-те

хни

ческая

документация

ТУ

38.

101

110-81

ТУ

38.00

1280-76

ТУ

38.

101701-77

ГОСТ 23652-79

ТУ

38.

101

1332-90

ТУ

38.

101

1280-89

ТУ

38.40

1809-90

ГОСТ 23652-79

ТУ

38.

101

1238-89

ГОСТ 23652-79

ОСТ

38.01

260-82

ТУ

38.

101

844-80

256

Таблица 7.23

Классификация SAE трансмиссионных масел по вязкости

соответствие

ее

классификации

по ГОСТ 17479.2-85

Класс

вязкости

Минимальная

температура

дотнжения

динамической вязкости

150 Па

с,°С

Кинематическая

вязкость при

100°С,

мм

/с

не

менее

не

более

Соответствие класса

вязкости по SAE классу

вязкости по ГОСТ

17479.2-85

Зимние

70W

75W

80W

85W

140

250

-55

-АО

-26

-12

—

4,1

7,0

11,0

Летние

13,5

24,0

24,0 41,0

41,0

SAE (разработанная обществом американских автомобильных

инженеров), которая делит масла на 7 классов: 4 - с индексом

W (Winter) - зимних и три - летних (табл. 7.23). Если масло все-

сезонное, у него двойная маркировка, например, SAE 80W-90,

SAE 75W-90 и т.д.

Классификация по эксплуатационным свойствам API (разра-

ботанная американским нефтяным институтом) предусматрива-

ет деление масел на 6 групп (табл. 7.24) в зависимости от облас-

ти применения, которая определяется типом зубчатой передачи

удельными контактными нагрузками в зонах зацепления и рабо-

чей температурой.

Группа

GL-6

в настоящее время практически не использует-

ся. При необходимости область применения группы GL-5 допол-

няется соответствующей информацией в технической докумен-

тации на эти масла.

В последние годы ассортимент вырабатываемых отечествен-

ных трансмиссионных масел значительно сократился. По специ-

альным заказам продолжается выпуск вязкого остатка от пря-

мой перегонки нефти: нафтенового основания. Этот продукт

реализовывают под старым названием "Нигрол". "Нигрол" вы-

пускают двух видов - летний и зимний.

9. Васильева Л.С.

257

Таблица

724

Классификация

API трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных

свойств и соответствие ее

классификации

ГОСТ

17479.2-85

Группа

Область применения

Группа по ГОСТ

17479.2-85

GL-1 Цилиндрические, червячные и спираль-

ТМ-1

но-конические

зубчатые передачи, рабо-

тающие при низких скоростях и

нагрузках

GL-2 Червячные передачи, работающие при

ТМ-2

низких скоростях и нагрузках

GL-3 Спирально-конические передачи,

рабо-

ТМ-3

тающие в умеренно жестких условиях

GL-4

Гипоидные передачи, работающие в ус-

ТМ-4

ловиях высоких скоростей при малых

крутящих моментах и малых скоростей

при больших крутящих моментах

GL-5 Гипоидные передачи, работающие в ус-

ТМ-5

ловиях высоких скоростей при малых

крутящих моментах и ударных нагрузках

на зубья шестерен

GL-6 Гипоидные передачи с увеличенным сме-

щением, работающие в условиях высо-

ких скоростей, больших крутящих

мо-

ментов и ударных нагрузок

В таблице 7.25 кратко представлены основные показатели

качества отечественных трансмиссионных масел, а в табл. 7.26

даны рекомендации по их применению.

Многие нефтеперерабатывающие заводы (НПЗ) и россий-

ский фирмы помимо масел, выпускаемых по ГОСТам и общеот-

раслевым техническим условиям, вырабатывают трансмиссион-

ные масла под своей торговой маркой по собственным техниче-

ским условиям. Разработка ТУ предприятиями-изготовителями

связана с тем, что масло не по всем показателям отвечает требо-

ваниям ГОСТов на масла аналогичного назначения. Однако из-

готовление трансмиссионного масла по ТУ возможно лишь в том

случае, если на него в установленном порядке оформлен допуск

к производству и применению. В табл. 7.27 приведен перечень

трансмиссионных масел с указанием торговых марок, обозначе-

к 8

о.

-^-

Ш§

О О

(«1

ск

оо

Л)

®.

л!

ОС'

оо

г>

\о