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

§ 3. А С С О Р Т И М Е Н Т Т Р А Н С М И С С И О Н Н Ы Х М А С Е Л

В зависимости от напряженности работы зубчатых передач транс­ миссионные масла делятся на следующие группы:

с мягкими противоизносными присадками для цилиндрических

иконических передач;

спротивозадирными присадками средней активности для высоко­ напряженных спирально-конических передач;

масла с противозадирными присадками высокой эффективности для гипоидных передач.

Вмаслах первой группы используются противоизносные присадки ЭЗ-2 и ЭФО, второй — Л3-23к, ЛЗ-6/9, ОТП, ЛЗ-309/2 и Хлорэф-40 (последние две присадки в концентрациях соответственно 6 и 2%) и в третьей группе — противозадирные присадки ЛЗ-309/2 и Хлорэф-40, взятые в концентрациях 9 и 4% соответственно.

Взависимости от сезонных и климатических условий трансмиссион­ ные масла подразделяются на летние (ТАп-15В), зимние (северные, на­ пример масло ТС-10) и арктические (масло ТС3-9ГИП).

Северные сорта масел имеют вязкость при температуре 100° С — 10 сСт и температуру застывания — минус 40° С.

Арктические сорта масел имеют лучшие низкотемпературные свой­ ства: температуру застывания минус 50°С и вязкость при температуре

Из табл. 65 видно, что загущенное арктическое трансмиссионное масло ТС3-9ГИП имеет вязкость при температуре минус 45° С всего лишь 1210 Пз. Как показала эксплуатационная проверка этого масла в условиях Крайнего Севера, трудностей с троганием автомобиля, дли­ тельное время простоявшего при температуре минус 55° С, не наблю­ далось.

Качества трансмиссионных масел для высоконагруженных спи­ рально-конических передач автомобилей приведены в табл. 66.

Масло ТАп-15В является наиболее массовым сортом. Оно изготов­ ляется из волгоградских нефтей на базе остаточного экстракта, разбавленного дистиллятным маслом, с добавлением депрессатора (АЗНИИ-ЦИАТИМ-1, АФК) и 6% противозадирной присадки ОТП.

В масле могут находиться и другие содержащие серу присадки: Л36/9 (5%), ОТ-1 (6%) и др.

Низкотемпературные свойства масла неудовлетворительны. Тем­ пература застывания — минус 20° С.

Масло ТСп-14 изготавливается из сернистых и малосернистых неф­ тей, содержит 5—6% присадки ОТП или 5% Л3-23к, а также депрессатор АЗНИИ ЦИАТИМ-1 (до 1%) или полиметакрилат Д (до 1,5%). Масло отличается высокой стабильностью к окислению, хорошими низ­ котемпературными свойствами. Работоспособно при температурах минус 35 —минус 40° С.

Масло ТС-Ю-ОТП представляет собой смесь высоковязкого ком: понента с низкозастывающим маловязким маслом. Содержит 7% при­ садки ОТП, о чем указано и в маркировке масла. Предназначено для северных районов.

Для спирально-конических передач допущено к применению арк­ тическое масло ТС3-9 с 6% присадки ЛЗ-309/2, имеющего такую же низкотемпературную характеристику, как и масло ТС3-9ГИП.

Ассортимент масел, предназначенных для гипоидных передач гру­ зовых и легковых автомобилей, приведен в табл. 67.

Масло ТС-14ГИП для гипоидных передач грузовых автомобилей изготавливается на базе сернистых и малосернистых нефтей, содержит 2% хлорфосфорной присадки Хлорэф-40. Масло используется для смаз­ ки гипоидных передач автомобилей ГАЗ-53 и др.

Масло арктическое ТСЗп-9ГИП представляет собой смесь (9:1) ма­ ловязкого низкозастывающего масла (типа трансформаторного) с оста­ точным маслом МС-20, загущенную полимерной присадкой, стойкой к механической деструкции. Масло содержит не менее 10% противоза­ дирной присадки ЛЗ-309/2, 2% ингибитора ржавления (В-371), 1—1,5% депрессатора полиметакрилата (ПМА) Д и 0,005% противопенной при­ садки ПМС-200А.

Масло по ГОСТ 4003—53 (осерненная смолка) — для гипоидных передач автомобилей. Оно представляет собой смесь экстракта после

Характеристика трансмиссионных масел для спирально-конических передач (нормы по ТУ)

194

Т а б л и ц а 67

вводится до 0,5% депрессатора АЗНИИ. Применяется оно для смазыва­ ния гипоидных передач автомобилей «Москвич-408». Масло коррозион­ ноактивно по отношению к цветным металлам.

ТАД-17 — одно из высококачественных масел для гипоидных пере­ дач современных автомобилей. Изготавливается на основе очищенных нефтепродуктов с добавлением противозадирной, противоизносной, противоокислительной, противопенной и депрессорной присадок. Мас­ ло используется для смазки трансмиссии автомобилей Волжского за­ вода.

Масла для гипоидных передач с целью улучшения их низкотемпера­ турных свойств нельзя разбавлять дизельным топливом, как это иногда делалось зимой при использовании масел без присадок на автомоби­ лях старых конструкций. В этом случае процентное содержание при­ садки падает, приводя к ухудшению противоизносных характерис­ тик и как следствие к повышенному износу деталей гипоидной пере­ дачи.

§ 4. МАСЛА ДЛЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПЕРЕДАЧ

Условия работы масел для гидромеханических передач очень жест­ кие. Масла должны обладать хорошими противоизносными свойствами; так как удельные нагрузки на трущиеся детали (6—8 тыс. кгс/см2) близ­ ки к нагрузкам в шестеренчатых коробках передач (5—12тыс. кгс/см2)- Одновременно масло должно иметь и хорошие фрикционные свойства для обеспечения надежной работы фрикционных дисков, пред­ назначенных для переключения скоростей в планетарных коробках гидромеханических передач. Масло не должно быть агрессивным к раз­ личным резиновым прокладкам и специальной бумаге,использованной при выполнении рабочих поверхностей дисков. Масло должно обла­ дать противокоррозионными свойствами к алюминиевым и магниевым сплавам, а также другим металлам, из которых выполнена гидроме-

ханическая передача и вся система автоматического управления (кла­ паны, жиклеры, плунжерные пары и т. д.).

Вязкость масла должна находиться в пределах 4—7 сСт при темпе­ ратуре 100° С.

Низкотемпературные свойства масла должны обеспечить работу пе­ редачи при температурах минус 30° С и ниже. Поэтому в масла вводят­ ся вязкостные присадки и применяются маловязкие базовые масла.

Температура масла при работе может достигать 150° С, поэтому предъявляются требования к противоокислительным качествам и к мо­ ющим свойствам этих масел. На деталях системы автоматического управления не должно быть никаких отложений продуктов окисления и лаков.

Таким образом, масла для гидромеханических передач, помимо своих специфических свойств (например, фрикционных), должны обла­ дать качествами, присущими маслам для двигателей и трансмиссион­ ным маслам. Поэтому в масла для гидромеханических передач вводятся моющие, противоизносные, противоокислительные, противокоррози­ онные и другие присадки, в том числе и присадки фрикционные для уве­ личения трения фрикционных дисков. В табл. 68 приведено качество отечественных масел для гидромеханических передач. Зарубежные образцы масел характеризуются несколько большей зольностью масла, более низкой температурой застывания при относительно высокой вязкости при температуре 100° С.

Г л а в а VII

ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ

В некоторых узлах трения автомобиля в силу конструктивных или некоторых иных причин нецелесообразно применять жидкое смазочное масло. Известно, что масло довольно быстро стекает с трущихся по­ верхностей, поэтому необходима непрерывная подача жидкого масла к

196

узлам трения. Кроме того, жидкое масло обычно используют в гер­ метичных узлах, изолированных от попадания влаги, пыли и т. д.

Такие узлы трения в автомобиле, как ступицы колес автомобиля, сочленения рулевых тяг и некоторые другие, трудно оборудовать си­ стемой смазки жидким маслом. В этих случаях применяют так назы­ ваемые пластичные, или консистентные смазки.

Основные требования, которые предъявляют к автомобильным плас­ тичным смазкам, во многом сходны с требованиями к смазочным мас­ лам. Смазки так же, как и масла, должны уменьшать износ трущихся деталей и снижать трение, защищать металлические поверхности от коррозии, отводить тепло, выделяющееся при трении сопряженных по­ верхностей, и т. д. К смазкам предъявляют и некоторые специфические требования. Основные из них связаны с тем, что смазки должны защи­ щать трущиеся пары от попадания влаги, пыли и грязи в негерметичных узлах трения, не должны разрушаться в узлах и не вытекать из них.

§1. СОСТАВ ПЛАСТИЧНЫХ СМАЗОК

ИИХ ПРОИЗВОДСТВО

Пластичные смазки по свойствам занимают промежуточное поло­ жение между жидкими маслами и твердыми смазочными материалами. Они представляют собой мягкие мази с достаточно плотной густой кон­ систенцией и сочетают в себе свойства твердого тела и жидкости.

Если смазку положить на поверхность и не прилагать к ней ника­ ких усилий, то она подобно твердому телу не изменит своей формы. Однако даже небольшие усилия приводят к тому, что смазка начинает деформироваться без нарушения сплошности (течет) подобно вязкой жидкости.

Такое сочетание свойств твердого тела и жидкости обусловлено стро­ ением пластичных смазок. Смазка состоит из структурного каркаса, образованного твердыми частицами загустителя и жидкого масла, включенного в ячейки твердого каркаса. Образно можно представить смазку как вату, пропитанную маслом. Волокна ваты соответствуют структурному каркасу загустителя, а масло удерживается в вате при­ мерно так же, как в ячейках загустителя смазки.

Наличие структурного каркаса придает смазке свойства твердого тела, а присутствие масла — свойства жидкости. Важной особенностью пластичных смазок является не только легкое разрушение структурно­ го каркаса при малых нагрузках, но и быстрая обратимость этого про­ цесса. При снятии нагрузки течение смазки прекращается и происхо­ дит практически мгновенное восстановление структурного каркаса. Смазка вновь приобретает свойства твердого тела.

В автомобильных пластичных смазках от 80 до 90% массы прихо­ дится на долю жидкого масла итолько 10—20% —на долю загустителя.

Для получения автомобильных пластичных смазок используют главным образом обычные нефтяные маловязкие или средневязкие мас­ ла типа веретенного, машинного и т. д. В отдельных случаях для по­ лучения высококачественных смазок с определенными свойствами в ка­

ние смазки не приводит к восстановлению каркаса, поэтому солидолы необратимо теряют свою работоспособность при нагревании выше 65° С. В связи с этим нельзя наносить солидолы на трущиеся или за­ щищаемые от коррозии поверхности в расплавленном виде.

Все более широкое применение получают так называемые комплекс­ ные кальциевые смазки, которые существенно отличаются от обычных кальциевых смазок и имеют высокие эксплуатационные свойства. За­ густителем в этих смазках являются комплексные соединения (мыла) высокомолекулярных (обычно стеариновой) и низкомолекулярных (обычно уксусной) жирных кислот. Каркас из комплексного соеди­ нения различных кальциевых мыл придает совершенно новые свойства смазке. Комплексные кальциевые смазки могут применяться как мно­ гофункциональные и универсальные, так как они способны обеспечить работу практически всех узлов трения автомобиля.

В СССР вырабатывают и применяют в ограниченных масштабах комплексные кальциевые смазки общего назначения Униол-1 и Уни- ол-ЗМ.

Натриевые смазки являются вторыми по распространенности ав­ томобильными пластичными смазками. К ним относятся смазки 1-13 и ЯНЗ-2. Эти смазки содержат в небольшом количестве и кальциевые мыла, но свойства их обусловлены натриевыми мылами.

Натриевые мыла готовят как на естественных жирах, так и на син­ тетических жирных кислотах.

Частицы натриевого мыла, образующие структурный каркас смаз­ ки, обычно имеют большие размеры, чем частицы других мыл. Поэтому натриевые смазки имеют ярко выраженное, заметное на глаз зернистое или грубоволокнистое строение.

Натриевые смазки находят применение в тех узлах, где температу­ ра может подниматься выше 60—70° С, т. е. там, где обычные солидолы неработоспособны. Особенностью натриевых смазок является их раст­ воримость в воде. В условиях, когда возможно вымывание смазки из узла трения, применять натриевые смазки нецелесообразно, а часто и недопустимо.

Литиевые смазки получают все более широкое распространение в узлах автомобилей и во многих случаях вытесняют смазки других ти­ пов. Литиевые смазки сочетают в себе положительные качества как натриевых (имеют высокую температуру плавления), так и кальцие­ вых смазок (почти нерастворимы в воде). Кроме того, литиевые мыла об­ ладают высокой загущающей способностью и позволяют получать смазки с хорошими низкотемпературными свойствами на базе маловяз­ ких масел с небольшим содержанием мыла.

Литиевые смазки наряду с комплексными кальциевыми являются наиболее перспективными смазками мыльного типа.

Углеводородные смазки. Эти смазки готовят путем загущения жид­ ких минеральных масел твердыми углеводородами — парафинами или церезинами. Углеводородные смазки имеют низкую температуру плав­ ления (35—60° С) и не могут конкурировать с мыльными смазками в высокотемпературных узлах трения.

Углеводородные смазки имеют и некоторые преимущества перед мыльными смазками. Основное преимущество состоит в том, что они полностью восстанавливают структуру при охлаждении после нагрева­ ния выше температуры плавления.

Отмеченные особенности углеводородных смазок определили ос­ новную область их применения — защита от коррозии. При использо­ вании углеводородных смазок в качестве защитных или консервационных их расплавляют и наносят на детали в расплавленном виде. После остывания структурный каркас в смазке восстанавливается и образуется тонкий защитный слой, толщину которого можно регули­ ровать, изменяя температуру расплавленной смазки. Широкое приме­ нение углеводородных смазок в качестве защитных материалов связа­ но не только с удобством их нанесения. Эти мазки совершенно нера­ створимы в воде и малопроницаемы для ее паров.

Углеводородные смазки используют также и в качестве уплотни­ тельных материалов в сальниковых набивках, различных соедине­ ниях и т. д.

Условно к пластичным смазкам относят масляные пасты графита и дисульфида молибдена.Применение графита и дисульфида молибдена резко снижает коэффициент трения,однако они не способны создавать структурный каркас и поэтому непригодны в качестве самостоятель­ ных загустителей. В пастах содержится от 40 до 90%графита или ди­ сульфида молибдена. Широко пользуются графитом и дисульфидом мо­ либдена в качестве твердых добавок в обычные смазки. В этом случае содержание в смазке, например, графита не превышает 20%.

Для улучшения качества смазок в них вводят некоторые присадки. Практическое применение получили антиокислительные, антикорро­ зионные и противозадирные присадки, которые добавляют в смазки в количестве до нескольких процентов.

Современные пластичные смазки получают на высокомеханизиро­ ванных предприятиях. Процесс производства смазок, как правило, пе­ риодический. Одной из основных операций при производстве плас­ тичных смазок является приготовление загустителя. Для этой цели ис­ пользуют варочные котлы емкостью от 3 до 20 тыс. л с обогревом и хорошим перемешиванием. Приготавливают загуститель и смешива­ ют его с маслом часто одновременно в процессе варки смазок. Важное значение в формировании свойств смазки имеет охлаждение готовой смазки. Изменяя скорость охлаждения, можно резко изменить струк­ туру и соответственно свойства смазки. После охлаждения смазка под­ вергается гомогенизации. Процесс гомогенизации способствует вырав­ ниванию состава смазки по всему объему, улучшает внешний вид смаз­ ки, повышает загущающую способность загустителя, увеличивает ста­ бильность. Гомогенизацию проводят на перетирочных машинах, колло­ идных мельницах и других аппаратах. После гомогенизации из смазок удаляют случайно попавший воздух (деаэрация смазок) путем их ваку­ умирования и готовые смазки направляют на расфасовку.

Пластичные смазки являются широко распространенным, эконо­ мически выгодным, а иногда и единственно возможным смазочным ма­ териалом.

20Q

201

щают в зазоре между коаксиальными цилиндрами и оценивают мини­ мальное усилие, при котором смазка начинает течь.

Вязкость пластичных смазок является одним из важнейших эксплуатационных показателей.

Вязкость пластичной смазки в отличие от вязкости масла может колебаться при одной и той же температуре в довольно широких пре­ делах. Вязкость смазки зависит от скорости перемещения ее слоев относительно друг друга. Чем быстрее продавливают смазку через ка­ пиллярную трубку, тем меньше становится ее вязкость. Поэтому, когда речь идет о вязкости смазки, надо знать не только температуру, при которой она определялась, но и скорость, с которой она продав­ ливалась через капилляр. Вязкость смазки при определенной скоро­ сти перемещения и температуре называют эффективной вязкостью.

Эффективную вязкость смазок определяют с помощью автоматичес­ ких капиллярных вискозиметров АКВ-2 или АКВ-4 (рис. 80). Испыту­ емую смазку из камеры выдавливают штоком через капиллярную трубку с переменной скоростью. В начале опыта, когда пружина сжата, смаз­ ка продавливается с наибольшей скоростью. По мере распускания пру­ жины давление ослабевает и скорость продавливания смазки уменьша­ ется. Давление пружины и скорость истечения смазки непрерывно автоматически записываются на барабан, что позволяет найти зависи­ мость вязкости смазки от скорости истечения ее из капилляра. При­ боры позволяют определять свойства смазки при температурах от минус 70 до плюс 100° С.

202