Эксплуатационные свойства

Смазочные свойства. Из-за больших нагрузок, характерных для современных трансмиссий, они работают в режимах либо эластогидродинамической, либо граничной смазки. Граничный режим смазки также имеет место во всех зубчатых передачах при их пуске и остановке независимо от режима смазки при установившемся движении. Он сопровождается повышенным износом поверхностей трения. Основными видами разрушения являются: нормальный износ или истирание, заедание или задир и питтинг.

Снизить износ и заедание можно подбором масла соответствующей вязкости. При этом известно, чем выше вязкость, тем менее вероятна повреждаемость трущихся поверхностей и выше несущая способность масляного слоя.

Однако повышение вязкости масел ухудшает вязкостно-температурные свойства и увеличивает потери на трение. Поэтому возможность улучшения смазывающих свойств масел за счет увеличения его вязкости ограничена. В этом случае вводят высокоэффективные противоизносные и противозадирные присадки.

Противопиттинговые свойства также можно увеличить, варьируя вязкостью масла и вводя противоизносные присадки.

Вязкостно-температурные свойства. От вязкости зависят потери мощности на трение, способность масла удерживаться в узле трения и т.д. ВТС масла определяют при прочих равных условиях уровень смазочного действия.

Температурный режим работы масла в трансмиссии определяется следующими температурами:

- минимальной, в начале работы передачи после длительного перерыва и равной самой низкой температуре окружающего воздуха;

- максимальной, устанавливающейся при экстремальных для данной передачи условиях работы;

- средне-эксплуатационной, характеризующей наиболее вероятное значение температуры во время работы масла за весь период эксплуатации.

Минимальная температура может достигать:

§ -60⁰ С в полярной зоне;

§ -40⁰ С в умеренной зоне;

§ -10⁰ С в жаркой зоне.

Каждой из приведённых температур соответствует своя вязкость.

При высокой вязкости масла потери энергии на внутреннее трение масла преобладают в сумме общих потерь, причём основная доля приходится на потери в главной передаче. Вязкость масла при минимальной температуре не должна превышать величину, при которой невозможно начать движение без предварительного разогрева масла в узлах и агрегатах трансмиссии.

Так, минимальная допустимая вязкость должна обеспечить работу агрегатов без повышенных утечек. Современные уплотнительные устройства позволяют удерживать масло в узлах и агрегатах трансмиссий при вязкости 25...30 мм2/с, а в ряде случаев даже до 10...15 мм2/с.

Вязкость масла при средне-эксплуатационной температуре не должна превышать величину, при которой потери энергии на внутреннее трение заметно снижают КПД трансмиссии.

В общем случае масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой обеспечивают надёжную эксплуатацию техники при низких температурах окружающего воздуха.

Антиокислительные, противокоррозионные и защитные свойства. Трансмиссионное масло в процессе работы окисляется. Скорость и глубина окисления зависят от:

§ продолжительности работы;

§ температуры масла;

§ каталитической активности металла;

§ концентрации кислорода;

§ промоторов окисления.

К последним относятся некоторые из присутствующих в масле присадок, в частности противозадирные.

Окисление масла оказывает отрицательное влияние не только на срабатывание присадок. В процессе окисления ухудшаются вязкостно-температурные свойства масел, происходит накопление кислых продуктов, способствующих повышению коррозии. Последняя резко возрастает с повышением температуры, но не бесконечно: при температуре около 170⁰ С коррозионность масла ослабевает, что видимо связано с увеличением содержания в масле смол. Смолистые вещества отлагаются на металлических поверхностях, образуя лакообразные плёнки, которые препятствуют контакту металла с коррозионно-агрессивной средой.

Снижение коррозионной агрессивности достигается либо за счёт изменения содержания в масле присадок разного функционального назначения, либо за счёт добавления деактиватора или пассиватора металла. Наиболее высокими антикоррозионными свойствами из трансмиссионных масел обладают масла ТСп-15к и ТСз-9гип.

Повышение коррозионной агрессивности масел и особенно «ржавление» различных узлов и агрегатов возможно при обводнении смазочного материала. В зависимости от условий эксплуатации содержание воды в масле колеблется от десятых долей до нескольких процентов, иногда достигая 5...8 %. В воде содержится некоторое количество неорганических солей и коррозионно-агрессивных компонентов, попадающих извне, или образующихся в процессе старения масла. Это создает благоприятные условия для электрохимической коррозии, которая увеличивается при хранении. Для устранения коррозии в период остановки машины в масло вводят защитные присадки. Сочетанием в масле функциональных и защитных присадок получают рабоче-консервационные трансмиссионные масла, которые имеют определенный уровень эксплуатационных свойств и одновременно обладают защитной способностью, особенно проявляющейся в период хранения. К числу таких трансмиссионных масел относится универсальное масло ТМ5-12РК.

Ассортимент трансмиссионных масел. Классификация отечественных трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 «Обозначение нефтепродуктов. Масла трансмиссионные» (ТМ - означает «трансмиссионное масло»):

ТМ1 - для прямозубых, спирально-конических и червячных передач, работающих при контактных напряжениях до 1000 МПа и температуре масла в объёме до 90⁰ С;

ТМ2 - для прямозубых передач, работающих при контактных напряжениях до 2000 МПа и температуре масла в объеме до 120⁰ С;

ТМ3 - для прямозубых, спирально-конических и червячных передач, работающих при контактных напряжениях более 2000 МПа и температуре масла в объеме свыше 120⁰ С;

ТМ4 - для гипоидных передач, работающих при высокой скорости скольжения и низком крутящем моменте, низкой скорости скольжения и высоком крутящем моменте и температуре масла в объёме до 135⁰ С;

ТМ5 - для гипоидных передач, работающих при высокой скорости скольжения и ударных нагрузках, высокой скорости и низком крутящем моменте, низкой скорости и высоком крутящем моменте и температуре масла в объёме выше 135⁰ С.

Все отечественные трансмиссионные масла минеральные.

Масла группы ТМ1 - без присадок, ТМ2 - с противоизносными присадками, ТМ3 - со слабыми противозадирными присадками, ТМ4 - с сильными противозадирными присадками, ТМ5 - с сильными противозадирными присадками и высокой термоокислительной стабильностью.

Кроме того, трансмиссионные масла делятся на четыре класса (табл. 15) в зависимости от вязкости, эксплуатационных свойств и климатических условий применения. Класс заносится через тире, например, ТМ5-18.

Например: масло, маркируемое ТМЗ-9, означает – трансмиссионное масло для смазывания тяжелонагруженных трансмиссий, работающих при контактных напряжениях более 2000 МПа и температуре масла в объёме выше 120⁰ С для транспортных средств работающих на севере.

В последние годы используются универсальные масла, предназначенные для работы одновременно в напряжённых гипоидных передачах ведущих мостов легковых и грузовых автомобилей, в коробках передач и в червячных передачах рулевых механизмов, например, ТАД-17И (по современной маркировке соответствует ТМ5-18).

Таблица 15

Отечественная классификация трансмиссионных масел по вязкости

Класс вязкости	Температура применения, ^0С	Примечание
	-60…+25 -50…+30 -35…+30 -20…+45	для Арктики для севера наш климат для юга

На западе используется классификация масел по вязкости, разработанная Американским обществом инженеров-автомобилистов SAE (табл. 16), и по области и условиям применения, разработанная Американским институтом нефти API (табл. 17).

Таблица 16

Классификация трансмиссионных масел по SAE

Класс вязкости	Кинематическая вязкость при 100^0 С, мм^2/с
Min	Max
75W 80W 85W	4,1 7,1 11,0 13,5 24,0 41,0	- - - < 24 < 41 -

Уровень качества отечественных трансмиссионных масел оценивают на разных приборах и установках. Существует два комплекса методов: комплекс методов квалификационной оценки масел для трансмиссий гусеничных машин и комплекс методов квалификационной оценки автотракторных трансмиссионных масел. В соответствии с этими комплексами предусматривается оценка вязкостно-температурных свойств, коррозионной агрессивности, противоизносных и противозадирных свойств и др. С этой целью необходимо использовать как лабораторные приборы, так и стенды. Например, противоизносные и противозадирные свойства рекомендуется оценивать на четырёхшариковой машине трения и на шестерёночных стендах, представляющих собой систему прямозубых шестерен.

На ЧШМ трения определяют следующие показатели: критическую нагрузку, нагрузку сваривания, показатель износа, индекс задира.

Метод оценки физической стабильности заключается в анализе смазочных свойств масел после нагревания, охлаждения и центрифугирования. Изучение совместимости масел проводится путём определения основных эксплуатационных свойств смеси в сравнении со свойствами каждого масла в отдельности.

Таблица 17

Классификация трансмиссионных масел по API

Группа	Область применения. Состав
GL-1	Цилиндрические, конические и спирально-конические зубчатые передачи в условиях низких скоростей и нагрузок. Минеральное масло без присадок или с антиокислительными, противоизносными и противопенными присадками без противозадирных компонентов.
GL-2	Червячные передачи, работающие в условиях GL-1, но с более высокими требованиями к антифрикционным свойствам. Могут содержать антифрикционный компонент.
GL-3	Обычные трансмиссии со спирально-коническими шестернями, работающие в умеренно жёстких условиях по скорости и нагрузкам. Обладают лучшими противоизносными и противозадирными свойствами, чем GL-2.
GL-4	Автомобильные трансмиссии с гипоидной передачей, работающие в условиях больших скоростей при малых крутящих моментах, малых скоростей при высоких крутящих моментах. Обязательно наличие высокоэффективных противозадирных присадок.
GL-5	Автомобильные гипоидные передачи, работающие в условиях больших скоростей и малых крутящих моментов при действии ударных нагрузок на зубья шестерён при высоких скоростях скольжения. Должны содержать большое количество серофосфоросодержащей противозадирной присадки.
GL-6	Автомобильные гипоидные передачи с повышенным вертикальным смещением осей шестерён, т.е. работающие при повышенных скоростях, ударных нагрузках и высоких крутящих моментах. Содержат большее количество серофосфоросодержащей противозадирной присадки, чем GL-5.

В качестве базовых для получения трансмиссионных масел используют дистилляты или остаточные масла различного уровня вязкости. Кроме того, как правило, пока за рубежом, для производства трансмиссионных масел вовлекаются синтетические компоненты. В отечественном производстве трансмиссионные масла получают путем смешения высоковязких нефтепродуктов с маловязкими или загущения маловязких масел высокополимерными присадками. Последний метод предпочтительнее, так как варьируя химическим составом основы и типом загущающей присадки, можно получать масла с заданными вязкостно-температурными свойствами.

Для приготовления товарного трансмиссионного масла к основе добавляют функциональные присадки: противоизносные, противозадирные, антиокислительные и др. Особое значение придается присадкам, снижающим износ и заедание.

Наиболее распространенные отечественные масла:

ТСп-10 получают смешением деасфальтизата эмбинских нефтей с маловязким низкозастывающим дистиллятным компонентом. В масло вводят противоизносные присадки ЭФО (цинкобариевая соль изобутилового эфира арилдитиофосфорной кислоты), АЗНИИ-ЦИАТИМ-1 и ПМС-200А. Применяют для смазывания тяжелонагруженных цилиндрических, конических и спирально-конических передач. ТМ2-9.

ТАП-15В смесь экстрактов остаточных масел фенольной очистки и дистиллятных масел с добавлением присадок ОТП и АЗНИИ-ЦИАТИМ-1; вместо присадки ОТП допускается применение других присадок, например, ЛЗ-23к. Рекомендуется для смазывания тяжелонагруженных цилиндрических, конических и спирально-конических передач. ТМ4-18.

ТСп-14 смесь дистиллятного и остаточного масел из сернистых нефтей с добавлением присадок ОТП (или ЛЗ-23к), ПМА-Д и ПМС-200А. Применяют для тех же целей, что и масло ТАП-15В, однако это масло превосходит последнее по вязкостно-температурным свойствам. ТМ3-18.

ТАД-17и смесь дистиллятного и остаточного масел с присадками Англамол-99 (многофункциональная), ПМА-Д и ПМС-200А. Применяют для смазки цилиндрических, конических, червячных, спирально-конических и гипоидных передач (автомобили ВАЗ и др.). ТМ5-18.

ТМ5-12РК производят с использованием низкозастывающей основы, загущенной полимером, с добавлением высокоэффективных противоизносных, противозадирных, антикоррозионных и др. присадок. Относится к числу универсальных для эксплуатации и консервации тяжелонагруженных цилиндрических, спирально-конических, гипоидных и червячных передач автомобилей и др. транспортных средств.

МТ-8п смесь дистиллятного и остаточного масел с присадками МНИ П-22к, АЗНИИ-ЦИАТИМ-1 и ПМС-200А. Применяют для смазывания планетарных коробок передач, планетарных ботовых передач, а так же в системах гидроуправления гусеничных машин в качестве всесезонного в умеренной и жаркой климатических зонах.

Масло марки А продукт глубокой селективной очистки с композицией присадок ПИБ, МАСК, ДФ-11, ПМА-Д и ПМС-200А. Предназначено для гидротрансформаторов и гидромеханической коробки передач при всесезонном использовании в умеренной и жаркой зонах. ТМ2-9.

Дата добавления: 2014-12-25