книги из ГПНТБ / Гуреев, А. А. Автомобильные эксплуатационные материалы учебник

(БАЗ-2101 н др.) содержат в оптимальных количествах высокозольные моющие присадки, беззольные диспергирующие присадки (сукцинимнды), противоокислительные, противоизносные, противопенные и др. (табл. 58). Масло М-6Ва (АСЗп-6) предназначено для применения, в первую очередь, в северных районах страны.

Характеристики автомобильных масел для карбюраторных двига­ телей меньшей теплонапряженности приведены в табл. 59.

Долгоработающие масла. Успехи в области синтеза присадок и требования потребителей о повышении экономичности эксплуатации автомобилей привели к необходимости создания масел, работающих в двигателе без смены 15 000—20 000 км пробега автомобиля.

За рубежом такие масла известны с 1963 г. под названием «long­ life», «Super motor» и др. Уже к 1965 г. ассортимент долгоработающих масел включил более 25 наименований. В нашей стране выпускается долгоработающее масло ДВ-АСЗп-10 по ТУ 101155—71 (табл. 62). Это масло способно работать и в дизельных и в карбюраторных двигателях.

Всостав долгоработающих масел входит несколько присадок, общая концентрация которых может составить более 10%: металл­ содержащая моющая (сульфонатного типа), беззольная диспергирую­ щая (например, сукцинимидная), противоокислительная и вязкостная присадка, обладающая моюще-диспергирующими свойствами, в том числе и при низкотемпературном режиме работы двигателя. При работе V-образных карбюраторных двигателей на долгоработающих маслах образуется в 5 раз меньше осадков, чем на обычных маслах.

Втабл. 63 показан характер изменения физико-химических свойств долгоработающего масла в двигателях ЗИЛ-130 и 3M3-53. Из таблицы следует, что в масле не произошло каких-либо изменений, способных заметно ухудшить его качество.

Так, в пробах работавшего масла к моменту смены (15 000 км пробега автомобиля) уровень вязкости масла при температуре 100°С снизился незначительно (примерно всего на 10%). Низкотемпературные свойства масла остались близкими к исходному. Содержание золы изменилось менее чем на 20%, причем процент механических примесей (показатель загрязнения масла твердыми продуктами окисления и износа) был всего лишь 0,2—0,4%. Масло сохраняло щелочность. Кислотность возросла до 2,5—3,0 мг КОН/г. Для масла, проработав­ шего в двигателе такой большой срок (15 000 км пробега автомобиля), это вполне допустимо.

Результаты физико-химических анализов показали также, что сис­ тема фильтрации в этих двигателях работает достаточно надежно.

Применение долгоработающих масел, несмотря на несколько более высокую их стоимость, дает определенный экономический эффект. За счет сокращения времени на техническое обслуживание, уменьше­ ния расхода масла и других факторов достигается экономия средств не менее чем на 20—30%. Для быстроходных автотракторных дизель­ ных двигателей в нашей стране выпускаются зимние (ДС-8, М-8В и др.), летние (ДС-11) и северные загущенные (ДСЗп-8) масла (табл. 60).

Для быстроходных дизельных двигателей типа В-2, Д-12 и других применяют масла марки МТ (табл. 61).

180

Таблица 58

Характеристика автомобильных масел для форсированных карбюратдрных двигателей

Т а б л и ц а 59

Автомобильные масла для среднефорсированных карбюраторных двигателей

S

—

23 * До введения присадок.

Характер изменений качества долгоработающего масла в процессе бессменной работы в двигателе

Двигат ель 3 M 3 - 5 3

Масла МТ-16п изготавливают из высоковязких масляных компо­ нентов. Масла МТЗ-10п и МТ-14п — загущенные, поэтому имеют хоро­ шие низкотемпературные свойства. Все масла марки МТ применяют как всесезонные.

Новым в производстве масел для двигателей является применение в качестве базовых масел синтетических продуктов или их смесей с ми­ неральным маслом. Так, при создании северных и арктических масел за рубежом использованы синтетические углеводородные жидкости (SHC) на основе нефтяных олефинов. Эти продукты имеют температуру застывания минус 50° С и ниже, а вязкость при температуре 100° С

188

от 5 до 40 сСт. Синтетические масла менее горючи, чем минеральные, совместимы с материалами сальников и прокладок, имеют исключи­ тельно хорошую текучесть при низких температурах.

Несмотря на высокую цену (она в 3 раза выше, чем минеральных масел), применение этих продуктов вследствие их уникальных свойств вполне оправдывается. Одним из перспективных направлений в совер­ шенствовании масел является использование в них больших ко­ личеств (минимум 30%) низкомолекулярного полиизобутилена (моле­ кулярного веса, близкого молекулярному весу масла).

Эти масла применяются главным образом в двухтактных дизельных двигателях, где очень жесткие условия работы масла.

Многие новые технические решения в области разработки масел для двигателей еще не вышли из опытного производства, а поэтому не нашли широкого практического применения.

Г л а в а VI

ТРАНСМИССИОННЫЕ МАСЛА

К автомобильным трансмиссионным маслам относятся смазочные материалы, применяемые для смазки шестерен задних мостов, коро­ бок передач, раздаточных коробок, бортовых и колесных редукторов,

атакже других агрегатов трансмиссий.

Кэтому типу масел следует отнести и масла для гидромеханических передач, получивших большое распространение в современном авто­ мобилестроении. Условия работы масел в этих агрегатах имеют ряд особенностей, и поэтому они выделяются в отдельную подгруппу.

В общем балансе смазочных материалов трансмиссионные масла составляют около 5%.

§ I. УСЛОВИЯ РАБОТЫ

Условия работы в зависимости от типа передач. В современных автомобильных трансмиссиях применяются спирально-конические, гипоидные и червячные передачи (рис. 76).

Рис. 76. Типы передач: а — червячная; б — спирально-коническая; в — гипоидная

189

Гипоидная передача характеризуется высокими удельными нагруз­ ками (порядка 40 000 кгс/см2) в зоне контакта зубьев. В этой связи к смазочному материалу предъявляются более высокие требования, поэтому для передач этого типа применяют специальные масла «гипоидные».

Самые напряженные условия работы масла наблюдаются в задних мостах автомобиля. В коробках передач удельные нагрузки на зубья шестерен меньше. Трансмиссии автомобилей разных марок имеют конструктивные особенности, которые следует учитывать при выборе масла.

Трансмиссионное масло должно обеспечить надежную смазку не только самих зубьев шестерен, но и подшипников скольжения и ка­ чения, механизма переключения передач и других деталей транс­ миссии.

Современные трансмиссии изготавливают из легированных сталей, однако используют отдельные детали и из цветных металлов (напри­ мер, бронзовые втулки). Последние весьма подвержены коррозии, поэтому к противокоррозионным свойствам масла предъявляются особые требования.

Общими требованиями являются:

обеспечение нормальной работы трансмиссии с минимальными взносами трущихся поверхностей в течение всего срока службы;

снижение до минимума потерь энергии при передаче мощности, за счет выбора оптимального уровня вязкости;

защита деталей трансмиссии от всех видов коррозии; сохранение работоспособности масла в течение работы в узле не

менее 20 000—30 000 км пробега автомобиля.

В зависимости от районов использования автомобилей (север, средняя полоса, юг страны) требования к маслу и, в первую очередь, к его низкотемпературной характеристике изменяются, поэтому в ас­ сортименте масел необходимо иметь северные и другие зональные и сезонные трансмиссионные масла.

Температурный режим работы масла в трансмиссии. При оценке температурного режима работы масла различают три наиболее ха­ рактерные рабочие температуры:

минимальную — в момент начала работы после длительной стоян­ ки автомобиля. Обычно это температура окружающего воздуха;

максимальную — наиболее часто встречающуюся во время работы агрегата;

среднюю эксплуатационную — наиболее вероятную во время ра­ боты агрегата за весь период эксплуатации (летний или зимний).

Температура масла (в объеме) в современных автомобильных транс­ миссиях, как правило, не поднимается выше 100° С. В специаль­ ных автомобилях со сложной трансмиссией температура масла в агре­ гатах может быть и больше.

Температуры, наблюдаемые в точках контакта трущихся поверх­ ностей, гораздо выше (порядка 300—1000° С).

190

Вязкость трансмиссионного масла, как и вязкость масла для дви­ гателя, является важным эксплуатационным свойством. Она опреде­ ляет противоизносные характеристики масла, сопротивление провора­ чиванию (что особо важно в зимнее время), потери энергии при пере­ даче мощности. Вязкость масла имеет большое значение для обеспече­ ния нормальной работы сальниковых уплотнений (исключение течи сальников).

В автомобильных трансмиссиях наблюдаются такие же режимы трения, какие были рассмотрены в разделе масел для двигателей: гидродинамический (жидкостное трение), граничный и трение в от­ сутствие смазки.

Для трансмиссионных масел наиболее характерны два последних режима, причем трение в отсутствие смазки, если оно протекает в больших размерах, приводит к натирам и задирам трущихся поверх­ ностей.

Поверхности трения в трансмиссиях могут быть повреждены вследствие: заедания, изнашивания, процесса контактной усталости, коррозионно-химического воздействия, нарушений, допущенных при технологической обработке деталей (дефекты), неправильной сборки агрегата (перекосы деталей).

Износ наблюдается только при гидродинамическом и гранич­ ном режимах смазки. Заедание является катастрофическим видом разрушения. Заедание и схватывание могут проявляться в виде переноса («намазывания») металла с поверхности одного тела на сопря­ женную с ним поверхность другого. Схватывание происходит в первую очередь при контакте чистых поверхностей, где нет граничного слоя адсорбированных молекул противозадирных присадок. Мгновенный скачок температуры в зонах зацепления трения может достигать 300° С и выше, но уже при температурах порядка 200 °С на площадках фактического касания тепловая энергия трения превышает энергию связи полярных молекул присадки с поверхностью металла, что при­ водит к разрушению граничных пленок. В этих микрозонах может на­ ступить сваривание металла. Но при этом необходимо иметь в виду, что момент наступления заедания зависит и от величины нагрузки и от количества очагов сцепления (сваривания) трущихся поверхностей.

Качество смазочного масла играет важную роль в предотвращении задиров поверхностей. Энергия связи молекул противозадирной при­ садки с металлом, с одной стороны, должна быть достаточно велика, чтобы обеспечить прочность граничной пленки, и, с другой стороны, прочность граничной пленки на сдвиг должна быть меньше прочности на сдвиг нижележащих слоев металла. Только при этом условии будут

Противозадирные присадки образуют на поверхности металла пленки пониженного сопротивления сдвигу и тем самым препятствуют пластической деформации металла.

191

§ 2. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА

Трансмиссионные масла могут обеспечить нормальную работу современных автомобилей, только если они обладают высокими экс­ плуатационными свойствами. Поэтому нигрол, применявшийся ранее, уже не отвечает возросшим требованиям.

Современные трансмиссионные масла с присадками характеризуют­ ся высокими эксплуатационными свойствами и, в первую очередь, противоизносными и противозадирными, вязкостными, обеспечиваю­

Кроме того, масло не должно давать при работе обильного пенообразования. Важны и такие свойства масла, как отсутствие резкого запаха и токсичности.

Высокие эксплуатационные свойства маслу придаются одновремен­ ным выбором масляной основы и применением комплекса присадок.

В табл. 64 показаны физико-химические свойства отечественных противозадирных и противоизносных присадок. Противоизносные при­ садки хлора не содержат. Присадки ЛЗ-309/2 и Хлорэф-40 этот эле­ мент содержат, что и делает их способными обеспечивать работу ги­ поидных и нагруженных спирально-конических передач.

Т а б л и ц а 64

Характеристика противоизносных и противозадирных отечественных присадок

192