Трансмиссионные масла! Как выбрать?

По многочисленным просьбам открываем новую тему. Как выбирать моторные масла мы уже писали, теперь настала очередь трансмиссионной группы. Если двигатель автомобиля это «сердце и нервная система», то трансмиссия это «ноги и руки» . Двигатель отдает свою мощь посредством коробки передач, раздаточной коробки (на полноприводных моделях), те в свою очередь распределяют эту мощь на редуктора мостов, и только мосты крутят колеса – вот такая цепочка. Вот о том, что заливается в коробки и мосты пойдет речь в этой теме.

[VRV]

Всегда считалось, что трансмиссия это второстепенное. Если мотор нами всеми воспринимается как нечто суперважное и очень значимое, то на коробки и мосты внимания явно не хватало. И немудрено, сломать редуктор моста или механическую коробку сложней чем «ушатать» двигатель. Более того, между самим двигателем и коробкой есть «прослойка» - сцепление, а между коробкой и мостом есть кардан или «шрусы», вот именно эти части выходят из строя первыми и являются расходниками. Сами «агрегаты» пока не загудят, завоют или перестанут включаться, внимания к себе не требуют. Редко кто меняет масла по пробегу, редко кто вообще смотрит уровень и это тоже понятно - напряженная процедура. Обращают внимание только на капли масла на асфальте, и то не всегда. Вот такая она «забытая» трансмиссия с одной стороны, и очень важная и функциональная с другой стороны. Замечу, что и условия работы трансмиссии «не сахар». Постоянно вода, грязь, мелкие и крупные удары не улучшают «жизнь» трансмиссии. Если двигатель находится в относительно «тепличных условиях», то мосты и коробки принимают на себя все тяготы и лишения непосредственно от дороги. Естественно существенно облегчает жизнь трансмиссионное хорошее (правильное) масло. Принцип работы масла в коробках и мостах существенно отличается от работы в двигателе, и имеет некоторые отличия в составе и требованиях к самому маслу. Мы в этой теме постараемся не загружать Вас техническими терминами и очень умными словами, а просто попробуем своими словами - конечно, чуточку поумничать придется .

[Alex_kanon]

Начнем с того, что же такое трансмиссионные масла и для чего они предназначены?
Трансмиссионные масла предназначены для смазки механических, гидромеханических и гидрообъемных трансмиссий.

Трансмиссионные масла отличаются по своим свойствам от моторных масел ввиду существенного различия в условиях работы:
• не соприкасаются с горячими поверхностями камеры сгорания;
• не имеют контакта с продуктами сгорания топлива;
• подвергаются высокому контактному давлению одновременно с большой скоростью сдвига в сопряженных поверхностях.

Функции трансмиссионных масел:

В механических трансмиссиях:
• снижение износа;
• уменьшение коэффициента трения;
• отвод тепла от трущихся поверхностей;
• защита от коррозии;
• подавление вибрации и смягчение ударных нагрузок;
• удаление продуктов износа и загрязнений.

Теперь необходимо понять, что же есть автомобильная трансмиссия, и что в нее входит?
Узлы и агрегаты, составляющие трансмиссию:
• коробки передач:
- механическая (ручного управления),
- автоматическая,
- коробка передач с главной передачей переднего ведущего моста;
• сцепление;
• главная передача;
• дифференциал;
• передача рулевого управления;
• раздаточная коробка;
• механизм отбора мощности в тракторах и других мобильных рабочих машин;
• карданный вал с шарнирами.

По принципу действия узлы и агрегаты трансмиссии разделяются на 3 основные группы:
1. зубчатые передачи и механизмы:
- коробка передач;
- раздаточная коробка;
- главная передача;
- дифференциал;
- рулевая передача;
- колесная передача, редуктор колеса и др.
2. фрикционные механизмы;
3. гидродинамические и гидравлические механизмы.

[Alex_kanon]

Основой большинства механизмов трансмиссии являются зубчатые передачи.
Зубчатые передачи отличаются большим разнообразием конструкции, от которых, как и от условий работы, зависят износ и энергетические потери на трение. Это вызывает и особый подход к их смазыванию.
Виды зубчатых передач механических трансмиссий:
• цилиндрическая,
• конусная,
• конусно-спиральная,
• гипоидная,
• червячная.

Фрикционные механизмы.
Фрикционные механизмы трансмиссии находятся в одном корпусе с другими механизмами передач и работают в масле (фрикционные механизмы мокрого типа):
• синхронизаторы механической коробки передач,
• дисковые сцепления и ленточные тормоза автоматической коробки передач,
• фрикционные механизмы других гидромеханических передач,
• дисковая или коническая муфта (фрикцион) дифференциал повышенного трения (limited slip differential),
• дисковой фрикцион вязкостной муфты (viscous coupling),
• бесступенчатая фрикционная коробка передач (continuously variable transmission, СVТ).

Ну, а теперь о свойствах масел и условиях их работы. Извиняемся (в очередной раз) за умную терминологию, но без нее никак .
Зубчатые передачи работают при высоком контактном давлении, высокой температуре и относительно больших скоростях перемещения трущихся поверхностей.

Трение деталей происходит в режиме граничной и полужидкой смазки. Жидкостное трение возникает лишь при благоприятных условиях в цилиндрических и конических зубчатых парах. Наиболее типичным повреждением шестерен, зависящим от свойств масел, является износ по толщине зуба вследствие истирания и заедания, а также выкрашивание вследствие питтинга.

Износ – результат изнашивания, определяемый в установленных единицах (длины, объема, массы и др.).

Изнашивание - процесс отделения материала с поверхности твердого тела при трении и (или) накопление его остаточной деформации, проявляющейся в постепенном изменении размеров и (или) формы тела.

Заедание – процесс возникновения и развития повреждений поверхностей трения вследствие схватывания и переноса материала.
Выкрашивание или питтинг – образование ямок на поверхности трения в результате отделения частиц материала при усталостном изнашивании.

Схватывание – явление местного соединения двух твердых тел, происходящее при трении вследствие молекулярных сил.В обычных зубчатых передачах (цилиндрических, конических) удельное давление в зоне зацепления составляет 6-20 тыс. кг/кв.см, а в гипоидных достигает 40 тыс. кг/кв.см . В цилиндрических и конических передачах трущиеся поверхности при вращении колес взаимно обкатывают практически без скольжения, т.е. в полосе зацепления имеет место трение качения.

Трение качения – трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел одинаковы по величине и направлению, по крайней мере, в одной точке зоны контакта.

В гипоидных передачах происходит дополнительное скольжение вдоль зуба. Поэтому абсолютное значение результирующей скорости скольжения в гипоидных передачах больше, чем в зубчатых передачах и достигает 5-10 м/с. Самое неблагоприятное условие для создание масляного слоя между зубьями гипоидной передачи заключается в разности между скоростями качения и скольжения зубьев, что приводит к проскальзыванию поверхностей и повышению температуры в зоне контакта. Температура масла в зоне контакта зубьев достигает 350-400*С.

Трение скольжения – трение движения, при котором скорости соприкасающихся тел в точках касания различны по величине и направлению или по величине или направлению.

Трение качения с проскальзыванием – трение движения двух соприкасающихся тел при одновременном трении качения и скольжения в зоне контакта.

Температура масла в зоне контакта определяется мощностью трения на единицу площади контакта и пропорциональна произведению.

[Alex_kanon]

Эксплуатационные свойства.

Для обеспечения надежной и эффективной работы узлов и агрегатов трансмиссий, масла должны обладать целым комплексом положительных эксплуатационных свойств: высокой смазывающей способностью, которая обеспечивается хорошими противоизносными и антифрикционными свойствами; высокой термической стойкостью и стойкостью к окислению; антикоррозийной стойкостью, совместимостью с уплотнителями, стойкостью при хранении и взаимосмешиваемостью.

Склонность к пенообразованию.

Пенообразование – процесс образования пены при интенсивном перемешивании и взбалтывании работающего масла. Пена ухудшает смазывающие и защитные свойства масла, ускоряет окисление, уменьшает производительность масляного насоса. Интенсивность пенообразования и стабильность пены зависит от химического состава, масла вязкости, поверхностного натяжения, наличия присадок, условий эксплуатации и др. При повышении температуры и уменьшении плотности масла интенсивность пенообразования повышается, но стабильность пены уменьшается. Меньше пенятся масла низкой вязкости. Моющие, вязкостные, противоизносные, антикоррозийные присадки усиливают пенообразование. Пенообразование проявляется как в моторных, так и в трансмиссионных маслах и гидравлических жидкостях. Причина пенообразования трансмиссионных масел при высоких оборотах шестерен – интесивное перемешивание с воздухом. Агрегаты трансмиссии рассчитаны на образование некоторого количества пены, которая не должна выходить через сапуны. Пенообразование усиливается при наличии в масле воды. Прорыв масляной пены является первым признаком присутствия воды в масле.

Пенообразование масла, определяемое по стандарту ASTM D 892, оценивается двумя показателями – склонностью к пенообразованию и стабильностью пены. Количество пены (мл), образующееся в масле в градуированном мерном цилиндре, прогретом до 24*С и продуваемом воздухом в течении 5 минут, называется склонностью к пенообразованию (foaming tendency). Оставшийся объем пены (мл) после 10 мин называется стабильностью пены.

Более строгие требования по пенообразованию предъявляются к жидкостям для автоматических коробок передач. Для Dexron III оно определяется по методике General Motors (GM).

Пенообразование уменьшается в присутствии специальных присадок, особенно силиконовых жидкостей.

[Alex_kanon]

Как оценить качество трансмиссионного масла?
Основные критерии при выборе масла для механической трансмиссии.
• cтепень вязкости SAE,
• класс качества и назначения.
При выборе масла в районах с холодным климатам следовало бы обратить внимание на температуру застывания.
В листах данных, в списке типовых характеристик трансмиссионных масел наряду с классом вязкости по SAE, обычно представляются следующие параметры:
• плотность,
• кинематическая вязкость при 40*С,
• кинематическая вязкость при 100*С,
• индекс вязкости,
• вязкость по Брукфильду,
• температура вспышки,
• температура застывания.