6. Комплексная оценка свойств масел для гидросистем

В данной разделе рассмотрены рабочие жидкости для гидросистем мобильной техники, обозначенные ГОСТ 17479.3–85 как гидравлические масла, а также некоторые наиболее распространенные гидротормозные и амортизаторные жидкости на нефтяной и синтетической основах. Конструктивные особенности гидромеханических коробок передач современной автотракторной техники представляют сложные и в значительной мере противоречивые требования к смазочным маслам. Прежде всего это касается вязкостных, фрикционных, противоизносных и антиокислительных свойств. Наиболее важными являются характеристики фрикционных свойств – коэффицента статического и динамического трения, от значения которых зависит эффективность работы гидроподжимных муфт и потерю энергии на преодоление трения в других узлах. Другим противоречием является то, что при формировании состава масла добавляется противоизносная присадка, во многих случаях понижающая коэффициент трения, особенно модификаторы трения. Коэффициент статического трения для масла с модификатором трения в два-три раза меньше чем без него. Поэтому в некоторых спецификациях на масла для гидромеханических передач подчеркивается наличие или отсутствие модификаторов трения. Применение таких масел в гидромеханических коробках передач ведущих мостах с блокировкой дифференциала может привести повышенному изнашиванию деталей и возникновению шума. Предупреждение возникновения данного эффекта заключается в правильном подборе масла и введении в него присадок улучшающих смазывающую способность.

Кроме того масла для гидромеханических трансмиссий должны обладать хорошими антикоррзионными и антипенными свойствами и не оказывать негативного воздействия на различные уплотнительные материалы, иметь хорошую прочность на сдвиг и стабильность против окисления

Такие свойства обеспечиваются применением маловязких низкозастывающих хорошо очищенных минеральных или синтетических базовых масел и комплекса функциональных присадок.

Несмотря на все технологические особенности применяемые при получении все же происходит образование продуктов глубокого окисления, которые могут вызывать «засаливание» фрикционных дисков сцепления. Во избежание этого в масла вводят дополнительно детергентно-диспрегирующие (моющие) присадки, которые препятствуют агрегатированию частичек. Масла для гидромеханических передач вырабатывают на базе маловязких фракций сернистых парафинистых нефтей посредством их селективной очистки и глубокой депорофинизацией с добавлением соответствующих присадок. Используют эти масла в автоматических трансмиссиях и гидротрансформаторах легковых и грузовых автомобилей и т.д.

В целом к маслам этой категории предъявляются следующие требования:

- иметь оптимальный уровень вязкости и хорошие вязкостно-температурные свойства в широком диапазоне температур, т.е. высокий индекс вязкости;

- отличаться высоким антиокислительным потенциалом, а также термической и химической стабильностью, обеспечивающими длительную бессменную работу жидкости;

- защищать детали гидропривода от коррозии;

- обладать хорошей фильтруемостью;

- иметь необходимые деаэрирующие, деэмульгирующие и антипенные свойства;

- предохранять детали гидросистемы от износа;

- быть совместимыми с материалами гидросистемы.

В постоянном совершенствовании конструкций ГМП отмечаются следующие тенденции:

- повышение рабочих давлений и связанное с этим расширение верхних температурных пределов эксплуатации рабочих жидкостей;

- уменьшение общей массы привода или увеличение отношения передаваемой мощности к массе, что обусловливает более интенсивную эксплуатацию рабочей жидкости;

- уменьшение рабочих зазоров между деталями рабочего органа (выходной и приемной полостей гидросистемы), что ужесточает требования к чистоте рабочей жидкости (или ее фильтруемости при наличии фильтров в гидросистемах).

Условия работы гидромуфты и гидротрансформатора: высокие скорости потоков масла – до 100м/с и обеспечение возможной работы при низких температурах требуют минимальной вязкости масла.

Принятая в мире классификация минеральных гидравлических масел основана на их вязкости и наличии присадок, обеспечивающих необходимый уровень эксплуатационных свойств. В соответствии с ГОСТ 17479.3–85 (“Масла гидравлические. Классификация и обозначение”) обозначение отечественных гидравлических масел состоит из групп знаков, первая из которых обозначается буквами “МГ” (минеральное гидравлическое), вторая — цифрами и характеризует класс кинематической вязкости, третья — буквами и указывает на принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам. По ГОСТ 17479.3-85 (аналогично международному стандарту ISO 3448) гидравлические масла по значению вязкости при 40 °С делятся на 10 классов (приложение .

В зависимости от эксплуатационных свойств и состава (наличия соответствующих функциональных присадок) гидравлические масла делят на группы А, Б и В.

Группа А (группа НН по ISО) - нефтяные масла без присадок, применяемые в малонагруженных гидросистемах с шестеренными или поршневыми насосами, работающими при давлении до 15 МПа и максимальной температуре масла в объеме до 80 °С.

Группа Б (группа HL по ISO) - масла с антиокислительными и антикоррозионными присадками. Предназначены для средненапряженных гидросистем с различными насосами, работающими при давлениях до 2,5 МПа и температуре масла в объеме свыше 80 °С.

Группа В (группа HM по ISO) - хорошо очищенные масла с антиокислительными, антикоррозионными и противоизносными присадками. Предназначены для гидросистем, работающих при давлении свыше 25 МПа и температуре масла в объеме свыше 90 °С.

В масла всех указанных групп могут быть введены загущающие (вязкостные) и антипенные присадки.

Загущенные вязкостными полимерными присадками гидравлические масла соответствуют группе НV по ISO 6743/4.

Категории трансмиссионных масел для гидромеханических передач выпускаются следующих марок:

Марки А - для гидротрансформаров и автоматических коробок передач (АКП);

Марки Р - для гидроуселителя руля и гидрообъемных передач;

МГТ – для гидродинамических коробок передач и различных гидравлических передач.

    По вязкостным свойствам гидравлические масла условно делятся на следующие:

    - маловязкие - классы вязкости с 5 по 15;

    - средневязкие - классы вязкости 22 и 32;

    - вязкие - классы вязкости с 46 по 150.

Иностранная классификация SMR предназначена для классификации гидравлических масел с высоким индексом вязкости, в которой учтены также требования к маслу при низких температурах.

DIN 51524 - это общепринятый стандарт для гидравлических масел. Однако он не охватывает так хорошо свойства при низких температурах, как классификация SMR.

Масла для АКП чаще называются Automatic Transmission Fluids (ATF) — жидкость для автоматических трансмиссий. У ATF есть одна особенность — цвет. Чтобы случайно не использовать их в обычных коробках передач, для чего они не предназначены в принципе, их специально окрашивают в заметный цвет, чаще всего красный. В отличие от масел для МКП, жидкости для АКП не имеют жестких международных стандартов. Ведущие мировые автопроизводители разработали собственные требования к ним и классификации, которым и должны соответствовать ATF. У General Motors это группы Dexron II, III и IV. Нормы компании Ford обозначаются как Mercon, концерна DaimlerChrysler — МВ 236.1/236.5. При этом группы Dexron II и III взаимозаменяемы с жидкостями класса Mercon и даже могут смешиваться, но, правда, только после квалифицированной консультации с техническими специалистами автомобилестроительных компаний. Жидкости для АКП чаще всего используются и в гидроусилителях рулевых механизмов, хотя для этой цели вполне подходят и обычные трансмиссионные масла

Оценка показателей как кинематическая вязкость; температура, вспышки в открытом тигле; массовая доля, механических примесей; плотность, чистота производится в соответствии с методиками, описанными в ряде приведенных раннее разделов.

Гидравлические масла находятся в контакте с резиновы­ми прокладками, сальниками и т. п., то приобретает очень боль­шое значение характер действия масла на резину. Для установ­ления этого действия предназначен специальный метод испыта­ний. Режим испытаний по этому методу (температура, продолжительность, состав резины) определяют в зависимости от конкретных условий применения исследуемого масла.

Так, при оценке масел применяют следующую методику. Части уплотняющих поршни сальников, выполнен­ные из резины той марки которая применена в данном узле и подвергают действию горяче­го масла. До начала испытаний и по их окончании проверяют объем и твердость резины. Для этого каждый из двух сальников разрезают на восемь секций, которые погружают в про­бирки с маслом; последние помещают в баню на 70 ч при 149 °С. После этого секции охлаждают в течение от 30 мин до 1 ч в свежей порции испытуемого масла при комнатной темпе­ратуре. После протирки досуха устанавливают конечный объ­ем секций и их твердость по дюрометру.