20.Масла для механических передач. Условия работы. Эксплуатацинные свойства. Марки.

Основное назначение трансмиссионных масел – смазка высоконагруженных зубчатых механизмов силовой передачи, подшипников и дугих деталей и узлов автомобилей. Масла для гидромеханических и гидрообъемных передач относят также к трансмиссионным, хотя условия работы в них несколько специфичны. Так, в гидромеханических передачах масло является прежде всего срадством передачи мощности и средой, которая заполняет регулирующие системы.

К наиболее важным требованиям, которым должны удовлетворять масла, относят:

Уменьшение износа всех деталей трансмиссии;

Снижение потерь энергии, передаваемой от двигателя к ходовой части;

Отвод тепла, вымывание, удаление из зон трения продуктов износа и других загрязняющих масло примесей;

Отсутствие коррозионной агрессивности по отношению к деталям трансмиссии;

Снижение вибрации и шума шестерен и защита их от ударных нагрузок;

Отсутствие вспенивания и возможно меньшее изменение свойств масла при работе смазываемых им механизмов.

Для соответствия этим требованиям трансмиссионные масла дожны характеризоваться:

Пологой вязкостно-температурной кривой и сравнительно малой вязкостью в области отрицательных температур;

Высокими противоизностными, противозадирными и противопиттинговыми свойствами;

Хорошей термической и термоокислительной стабильности;

Стойкостью к образованию эмульсии с водой;

Высокой физической стабильностью в услових длятельного хранения;

Минимальным воздействием на резинотехнические уплотнительные материалы, лаки, краски, и пластмассы.

При оценке температурного режима работы масла в зубчатых передачах различают минимальную, максимальную и среднеэксплуатационную температуры. Минимальная температура устанавливается при экстримальных для данной передачи условиях работы. За среднеэксплуатационные условия принимают наиболее вероятную во время экспуатации передачи температуру. Два последних критерия зависят от ряда факторов, среди которых температура воздуха, эксплуатационные условия, вязкость масла, его уровень в картере передачи.

По уровню напряженности работы зубчатых передач трансмиссионные масла можно разделить на следующие группы:

Универсальные, обеспечивающие работу всех типов зубчатых передач и других трущихся деталей агрегатов трансмиссий;

Общего назначения для цилиндрических, конических и червячных передач автомобилей;

Для гипоидных передач грузовых и легковых автомобилей; сочетание высокой скорости относительного скольжения профилей зубьев с высокими давлениями обусловливает крайне неблагоприятные условия трения, поэтому необходимы масла с высокоэффективными противозадирными присадками;

Для гидромеханических передач;

Для гидрообъемных передач.

В зависимости от климатических условий в перечисленные группы могут входить летние, зимние, всесезонные, северные и арктические масла, различающиеся вязкостно-температурными свойствами.

Основные эксплуатационные свойства.

Смазывающая способность.

Для обеспечения возможно меньшего износа высоко нагруженных зубчатых передач трансмиссионные масла должны обладать хорошими смазывающими свойствами. Смазывающая способность (маслянистость) трансмиссионных масле зависит от их состава , определяемого методом получения: путем смещения маловязких масел с остаточными маслами или с экстрактом (смолкой), получаемым после селективной очистки, в которых сохраняются естественные поверхностно активные вещества, находящиеся в исходном сырье. Повышению смазочных свойств трансмиссионных масел, кроме того, способствует добавление антифрикционных, противоизностных и противозадирных присадок.

Роль антифрикционных присадок – снижение или стабилизация коэффициента трения соприкасающихся поверхностей. Для этого используют вещества, обладающие поверхностной активностью: животные или растительные жиры, жирные кислоты и их эфиры, нафтеновые кислоты, мыла жирных кислот и др.

Если противоизносные присадки применяют для предотвращения интенсивного износа трущихся поверхностей при нормальных режимах трения, когда еще сохраняется масляная пленка, то противозадирные присадки – при сверхвысоких нагрузках, когда граничная масляная пленка разрушается из-за чрезмерного выделения тепла в зоне трения. Таков же и механизм действия противоизностных присадок.

Смазочные свойства масле в качестве присадок улучшают органические вещества (серо-, фосфор-, галоид-, и азотсодержащие соединения); металлоорганические соединения свинца, цинка, алюминия, молибдена, вольфрама и др.; сложные соединения (в их молекуле содержится одновременно несколько активных элементов, например, сера, хлор, фосфор), эффективность действия которых зависит от их активности ( характера) и концентрация в масле.

Смазывающую способность, противозадирные и противоизностные свойства оценивают экспериментальным путем на машинах трения.

Вязкостно-температурные свойства.

Установлено, что вязкостно-температурные свойства трансмиссионных масел влияют на способность бесперебойно смазывать трущиеся поверхности; возможность начала движения автомобилей при низких температурах внешней среды, когда масло приняло ее температуру; мощностные показатели агрегатов трансмиссии.

Предельно допустимая вязкость определяется величиной вязкости при минимальной рабочей температуре, допускающей свободное трогание автомобилей ( без ущерба для зубчатых зацеплений и подшипников) без подогрева масла в агрегатах.

Применение загущенных трансмиссионных масел - один из путей экономии топлива, так как при работе на них по сравнению с незагущенными маслами потери мощности значительно ниже: снижаются гидравлические потери, возрастает к.п.д. трансмиссии автомобилей, что обеспечивает меньший расход топлива.

С целью снижения динамической вязкости масел при низких температурах окружающего воздуха, когда в наличии нет зимних, северных или арктических сортов, практикуют добавление к маслам зимнего или арктического дизельного топлива. По зарубежным данным, разбавление трансмиссионных масел на 20-30% позволяет обеспечить их работоспособность даже при температурах окружающего воздуха до -55- +77 С.

В настоящее время в заводских инструкциях и руководствах по эксплуатации ряда отечественных автомобилей содержатся рекомендации о разбавлении трансмиссионных масел дизельным топливом.

Противокоррозионные свойства.

Ряд деталей агрегатов трансмиссии автомобилей изготавливают из цветных металлов, металлокерамики на медной основе, сплавов, содержащих олово, и др. в результате их химического взаимодействия с кислыми продуктами (образуются в процессе окисления масла) возникают коррозионные процессы. Коррозию медных деталей могут вызвать также входящие в состав трансмиссионных масел противозадирные и противоизностные присадки, отличающиеся высокой химической стабильностью. Повышенные рабочие температуры масел усиливают этот процесс. Необходимо учитывать, что незначительное поражение коррозией ответственных деталей из медных сплавов может быть причиной серьезных нарушений работы агрегатов трансмиссии.

Чтобы предупредить или уменьшить коррозионные процессы, в масло вводят противокоррозионные присадки. Поскольку антиокислительные и моющие присадки тормозят процессы окисления ( снижается концентрация в масле агрессивных продуктов) или нейтрализуют уже образовавшиеся кислые вещества, их модно рассматривать и как противокоррозионные. Механизм действия непосредственно противокоррозионных присадок основывается на их способности создавать на поверхности металла защитные пленки, которые исключают прямой контакт с ними агрессивных продуктов и одновременно пассивируют металл. Это исключает их роль как катализаторов окисления масла и накопления в нем агрессивных продуктов.

Защитные свойства.

Установлено, что концентрация воды в трансмиссионных маслах во время эксплуатации автомобилей может достигать 8%. Причин обводнения масла несколько: во внутренние полости через зазорыв уплотнениях и сапуны поступает воздух, содержащий пары воды; неплотности в системах охдаждения редукторов – еще один путь проникновения воды в масло, которая нередко содержит неорганические соли и коррозионно-агрессивные компоненты (их образование возможно и в процессе старения масла). Поскольку вода выполняет функцию электролита, проводящего ток, возникновение электрохимической коррозии практически неизбежно. В процессе эксплуатации и хранения агрегатов трансмиссии с ней борются, вводя в смазочные масла защитные присадки, или, как их называют, - ингибиторы коррозии. Они вытесняют влагу и другие электролиты с поверхности металла и создают на ней прочную адсорбционную или хемосорбционную пленку. Таким путем исключается контакт металла с агрессивной средой.

Для улучшения качества трансмиссионных масел в них могут быть введены, кроме противозадирных, противоизностных м антиокислительных присадок, еще и моющие, диспергирующие, деспергирующие, депрессорные, противопенные и ряд других. Важнейшее требование к ним, как и к другим компонентам, входящим в состав масла, - это создание с его основой физически стабильных смесей (присадки не должны выпадать в осадок или расслаиваться).

Термоокислительная стабильность.

Окисление масла, интенсивно разогревающегося в процессе работы в агрегатах трансмиссии, вызывает изменение его физико-химических и эксплуатационных свойств. На этот процесс активное каталитическое действие оказывают такие металлы, как медь, свинец, их сплавы, железо. Характерно, что после обвалакивания металлических деталей агрегатов трансмиссии продуктами окисления, роль металла как катализатора сводится к нулю. Температура является самым эффективным фактором, ускоряющим окисление масла и протекание этого процесса. Так, при ее увеличении со 140 ⁰до 160⁰ содержание нерастворимого осадка в масле возрастает с 0,05 до 0,19%, вязкость (по сравнению с ее величиной при 100⁰ С) – с 3 до 5%, а показатель коррозии медной пластинки – с 53 до 480г/м² . свойства присадок, содеражащихся в основе масла, также влияют на его окисляемость.

Контроль качества и оценка старения масел.

Выбор браковочных параметров для оценки качества работающего масла и определения срока его службы – одна из основных задач при решении вопроса повышения экономичности и учеличения мотороресурса двигателей. В зависимости от типа двигателя, режима его работы , качества применяемого масла и других факторов комплекс браковочных параметров может быть весьма различным.

В качестве основных показателей, характеризующих свойства масла, следует назвать: вязкость, щелочность, содержание нерастворимых продуктов загрязнения и воды и др.

Вязкость. В процессе эксплуатации вязкость масел, не содержащих вязкостных присадок, возрастает вследствие накопления в них продуктов окисления, а также частичного испарения наиболее легкокипящих углеводородов, обладающих наименьшей вязкостью (10-15%). Изменение вязкости масел определяется условиями протекание\я двух взаимопротивоположнымых процнссов: накоплением продуктов окисления, вызывающих увеличение вязкости масла, деструкцией вязкостных присадок, ведущей к уменьшению его вязкости, и разбавлением масла топливом. В результате этого исходная вязкость может оставаться неизменной, увеличиваться или уменьшаться, но индекс вязкости масла всегда уменьшается. При использовании масел со щелочными присадками для форсированных двигателей присадка может реагировать с продуктами окисления масла – образуются высоковязкие вещества. В этом случае вязкость масла может возрастать до 150%.

Щелочность. Необходимость введения щелочности в число бракованных параметров была вызвана появлением в эксплуатации смазочных масел с присадками. Применение противокоррозионных присадок позволяет резко снизить коррозию подшипников, а также деталей цилиндропоршневой группы, особенно при работе двигателя на топливе с повышенным содержанием серы.

Для нейтрализации продуктов неполного сгорания топлива (особенно с высоким содержанием серы) и предотвращения их коррозионного воздействия на детали двигателя современные моторные масла обладают определенным щелочным запасом (2-10 мг). В зависимости от условий эксплуатации, применяемого топлва и качества моторного масла его щелочной баланс в процессе работы расходуется с различной интенсивностью. Скорость расходования и исходное значение определяют величину коррозионного износа деталей, особенно в верхней части цилиндров дизельных двигателей. При работе дизельных двигателей на сернистом топливе маслу необходим большой запас щелочных свойств ( не мене 5.5 мг КОН/г ). В маслах, полностью отработавших свой срок в двигателе, показатель щелочности снижается до 1-0.5 .