Применение трансмиссионных масел

При разработке новых конструкций узлов и агрегатов трансмиссий конструкторы ориентируются на существующие марки масел или же заказывают нефтепереработчикам новые марки, указывая требования, которым должны отвечать необходимые смазочные масла. В любом случае спроектированные агрегаты и разработанные масла проходят тщательную проверку на лабораторных установках, имитирующих разнообразнейшие режимы и условия работы. Поэтому важнейшим условием применения смазочных масел является строгое выполнение рекомендаций завода-изготовителя.

Но имеются факторы, возникающие в различных условиях эксплуатации техники и определяющие рабочие условия для масел. Безотказная работа механизмов и увеличение срока эксплуатации зависит от учета этих факторов.

Важнейшим фактором, определяющим срок службы масла и исправность трансмиссий, являются условия эксплуатации автомобилей. Наиболее нагружены агрегаты трансмиссии при эксплуатации автомобиля на грунтовых дорогах (нагруженность характеризуется передаваемой энергией на 1км пробега), в наименьшей степени – на скоростных магистралях. Если принять удельную энергию при движении по скоростной дороге за 1, то в других условиях движения она составит соответственно: по булыжной дороге – 1,66; в городских условиях – 1,89; в горных условиях – 1,94; на грунтовой дороге – 2,21 [5].

Необходимым условием длительного сохранения эксплуатационных свойств трансмиссионных масел является надежная защита агрегатов от пыли и влаги.

При эксплуатации автомобиля рабочая температура масла изменяется в значительных пределах – от минусовой температуры окружающего воздуха зимой до максимальной рабочей 100…150 и даже 200 ºC. Учитывая значительный объёмный тепловой коэффициент расширения углеводородов, картеры агрегатов силовой передачи сообщают с атмосферой при помощи сапунов. Если устанавливать фильтр, то это усложняет конструкцию, а при засорении неизбежно повышение давления и выход из строя уплотнений вращающихся деталей. Прямоточные сапуны надежнее, но возможно попадание пыли в картер. Наличие в картере дорожной пыли, по сути являющейся абразивом, резко снижает противоизносные свойства масел, что невозможно компенсировать самыми эффективными присадками.

Поступление воды в масло также ухудшает его противоизносные и противозадирные свойства. При попадании в масло ТСгип 5% воды нагрузка сваривания масла снижается в 2 раза, а диаметр пятна износа возрастает в 2 раза.

В большинстве случаев критерием для установления срока смены масла служит изменение его физико-химических показателей (вязкости, кислотности, содержание активных элементов присадок) или противоизносных свойств, а также состояние агрегатов трансмиссии. Одним из важнейших параметров, определяющих необходимость замены масла, считают повышение вязкости на 50%.

Сроки службы масел для автомобилей находятся в широких приделах: от 20 до 100 тысяч километров пробега [15]. Это обусловлено различным качест-вом масел, конструкцией трансмиссии, условиями эксплуатации автомобилей.

В легковых автомобилях масло может работать до 60–75 тысяч километров пробега [5]. В некоторых моделях масло не меняют в течение всего срока службы. Необходима замена только при обкатке, когда происходит приработка поверхностей и образование защитных поверхностных соединений за счет активных добавок. Все это, разумеется, при высоких эксплуатационных свойствах и надежном предотвращении попадания загрязнений и воды.

В трансмиссиях грузовых автомобилей смена масла осуществляется в зависимости от условий эксплуатации через 24–72 тысячи километров пробега, но не реже одного раза в год [12].

В табл. 3.5 [15] приведены рекомендации по применению марок трансмиссионных масел на различных автомобилях, типу передачи, пробегу и значению минимальных температур окружающей среды.

Таблица 3.5

Рекомендации по применению трансмиссионных масел

Окончание табл. 3.5

Примечания.

*На автомобилях ВАЗ переднеприводных в трансмиссии используется моторное масло, которое заливается в двигатель.

**При отсутствии масла ТСп-10 и ТМ-5-12рк в зимний период допускается использовать смесь масел Тап-15В или ТСп-15к с 10–20% дизельного зимнего или арктического топлив (смесь работоспособна при температуре минус 40…50 ºC).

В связи с тем, что у трансмиссионных масел, по сравнению с моторными, повышена вязкость (до 41 сСТ при 100 ºC) при эксплуатации автомобилей в условиях низких температур в заводских инструкциях и руководствах по эксплуатации автомобилей содержатся рекомендации о разбавлении трансмиссионных масел дизельным топливом [5]. Эти рекомендации отражены в табл. 3.6.

Применение трансмиссионных масел при низких температурах Таблица 3.6

Глава 4

Пластичные смазки

Современные смазочные масла успешно обеспечивают работу различных узлов трения. Но для их применения необходим картер, куда это масло заливают, устройства для залива, слива масла, контроль уровня. Для входящих и выходящих валов нужно обеспечить уплотнения. Кроме того, для предотвращения повышения или понижения давления масла при изменениях температуры, что приводит к выходу из строя уплотнений (сальников), необходимо сообщение с атмосферой (сапуны), через которое в картер могут попадать вода и механические примеси.

В случае сложных узлов и агрегатов, таких как коробка передач, раздаточная коробка, главная передача, выполнение вышеперечисленных требований оправдано. Но для обеспечения смазки одного подшипника качения или скольжения или шарнира рулевой трапеции и т. п. чрезмерное усложнение конструкции нецелесообразно. В этом случае применяют пластичные смазки. Смазки позволяют удерживать вокруг узла трения запас смазочного масла, сочетая в себе свойства твердого тела и жидкости. Грубой моделью смазки может служить кусочек ваты, пропитанный маслом: волокнистое тело удерживает форму и запас масла, а под нагрузкой деформируется, уподобляясь вязкой жидкости.

Другой, более точный пример – сотовый мед. Жидкий мед, находясь в сотах, не растекается, а под нагрузкой вместе с мягкими сотами меняет форму. Конечно, в пластичной смазке ячейки с маслом не такой правильной формы, как соты, а хаотичной, но в целом аналогия есть. Однако и эти сравнения не в полной мере характеризуют состав и предназначение пластичных смазок.

В соответствии с ГОСТ 26098-84 «Нефтепродукты. Термины и определения» под пластичной смазкой понимается нефтепродукт или синтетический продукт, отличающийся наличием структурного каркаса, образованного частицами загустителя, в ячейки которого включено масло, и предназначенный для снижения износа трущихся уплотнений и соединений.

По объёму производства пластичные смазки уступают смазочным маслам, однако число механизмов и узлов трения, смазываемых пластичными смазками, значительно больше, чем маслами. Это обуславливается малым расходом пластичных смазок. В большинстве случаев количество смазки, вводимое в узел трения, исчисляется в граммах, а иногда и в миллиграммах. К тому же сроки смены смазок обычно гораздо больше, чем масел. В ряде случаев смазки не требуют смены в течение всего срока службы механизмов.

К числу типичных узлов трения в автомобиле, смазываемых пластичными смазками, можно отнести узлы трения шасси и управления, подшипники крестовин, подшипники агрегатов электрооборудования.

По сравнению со смазочными маслами пластичные смазки обладают рядом преимуществ:

– не вытекает под действием собственной массы из открытых узлов терния;

– надёжней предохраняют узлы трения от загрязнения, воздействия влаги и различных коррозионно-агрессивных продуктов, удерживая их на поверхности;

– снижаются, и значительно, затраты на смазочные материалы, несмотря на сравнительно высокую стоимость пластичных смазок;

– эффективнее снимают шум и вибрацию в ряде узлов трения.

В то же время пластичные смазки имеют и недостатки:

– удержание во взвешенном состоянии металлических частиц износа трущихся деталей;

– не всегда приемлемые низкие температуры плавления и высокие температуры застывания;

– невысокая теплопроводность – плохой отвод тепла от трущихся деталей.

Требования, предъявляемые к пластичным смазкам:

– необходимые механические свойства, оцениваемые прицелом прочности, эффективной вязкостью и пенетрацией;

– достаточная теплостойкость, оцениваемая температурой каплепадения;

– водостойкость;

сохранение однородности – не расслаиваться при хранении и в узлах трения на масло и загуститель (коллоидная стабильность);

– хорошие защитные и противокоррозийные свойства;

– надежное уплотнение смазываемых узлов и герметизируемых соединений;

– технологичность в изготовлении;

– невысокая стоимость;

– нетоксичность и экологичность.