Трансмиссионное масло какими свойствами должно обладать
Современный автомобиль состоит из большого количества деталей, механизмов, агрегатов и узлов. При этом в процессе работы многие детали взаимодействуют между собой, создается трение в условиях различных нагрузок. Естественно, так называемое «сухое» трение обычно приводит к тому, что сопряженные поверхности сильно изнашиваются. В результате от трения растет температура, может произойти заклинивание, деформация, разрушение деталей и т.д.
Именно по этой причине в различных механических элементах используются смазочные материалы. Коробка передач независимо от типа КПП не является исключением. В данный агрегат заливается специальное трансмиссионное масло, которое по свойствам несколько отличается от моторного масла. Далее мы рассмотрим, какие особенности, свойства и отличия от других видов смазок имеет масло для трансмиссии.
Масло и трансмиссия: что нужно знать
Итак, хотя детали в коробке передач не испытывают слишком сильных нагрузок по сравнению с ДВС, все равно агрегат нуждается в смазке. Для решения задачи используется специальное трансмиссионное масло.
Также в автоматические КПП гидромеханического типа и вариаторы заливается специальная трансмиссионная жидкость ATF. Такая жидкость является не просто смазкой, но и выполняет функции рабочего тела (через жидкость передается крутящий момент, а также осуществляется передача усилия на исполнительные механизмы для переключения передач).
Само масло для трансмиссий является особым составом, который необходим для защиты деталей от сухого трения, для охлаждения, удаления загрязнений в коробке, ведущих мостах, раздаточных коробках, редукторах. Также трансмиссионное масло сегодня активно используется и в других системах (например, рулевой механизм с ГУР).
Масло для КПП в основе имеет минеральную, синтетическую или полусинтетическую базу, куда добавляется целый пакет присадок для получения нужных свойств (антиокислительные и антикоррозийные присадки, противоизносные присадки, моющие добавки и т.д.). Указанные добавки представляют собой хлор, фосфор, серу, дисульфиды и т.д.
Основной задачей трансмиссионного масла, как и моторного, является создание особой защитной пленки на поверхности деталей, что позволяет избежать сухого трения, перегрева и повышенного износа, различных повреждений и т.д. При этом масло должно иметь нужную вязкость, чтобы пленка не разрушалась (прорывалась) под механическими ударными и температурными нагрузками.
Также в различных условиях и температурных диапазонах плотность жидкости не должна мешать работе механизма. Другими словами, трансмиссионная жидкость и ее свойства не должны сильно зависеть от высоких или низких температур. Данная особенность напрямую отражает качество масла для КПП, обозначается индексом вязкости трансмиссионных масел.
Получается, среди основных требований к маслу для трансмиссии выделяют способность выдерживать режимы скольжения с большой скоростью, высокое давление и перепады температур (в среднем, от минус 60 до плюс 150 градусов по Цельсию).
Также в списке основных требований к трансмиссионным маслам и жидкостям можно выделить:
- снижение потерь на трение;
- эффективное охлаждение сопряженных поверхностей;
- защиту от износа, заклинивания;
- сведение к минимуму ударной нагрузки;
- уменьшение уровня шумов от работы шестерен;
- снижение уровня вибронагруженности;
- низкая токсичность и легкость переработки отработанного масла;
Чтобы в полной мере соответствовать данным требования и иметь способность выполнять поставленные задачи на протяжении всего срока службы, масло должно иметь следующие свойства: низкая склонность к пенообразованию, противоизносные и противозадирные свойства, стойкость к окислению, высокий порог вязкостно-температурных значений, защитные свойства при контакте с водой, химическая стабильность. Также можно отметить, что масло не должно быть агрессивным к различным уплотнительным элементам из резины.
Виды трансмиссионных масел и классификация
Как уже было сказано, масло состоит из базовой основы, которая бывает:
- минеральной;
- полусинтетической
- синтетической
Также на степень вязкости трансмиссионных масел напрямую влияют присадки и разные добавки в их составе. Минеральное масло получают из нефти, продукт является самым распространенным и доступным по цене вариантом.
Данная жидкость способна формировать плотную и устойчивую пленку на деталях, неплохо защищает от износа. Однако минусом является небольшой срок службы, быстрая потеря свойств и зависимость от температуры (особенно от отрицательной).
С учетом таких недостатков позже появились полностью синтетические трансмиссионные масла, которые по качеству лучше минеральных. Прежде всего, такой продукт получают искусственно (химический синтез), а также добавляют в состав целую группу присадок. В результате такое масло стабильно по вязкости при высоких и низких температурах, имеет большой срок службы, дольше сохраняет заявленные свойства. Недостаток — сложность производства и, соответственно, высокая стоимость.
Оптимальным же соотношением по качеству и цене принято считать полусинтетическое трансмиссионное масло, которое представляет собой смешанные в определенных пропорциях синтетическую и минеральную основы. Полусинтетика отличается усредненными показателями по сравнению с минеральным и синтетическим маслом для КПП.
Трансмиссионные жидкости и масла делятся по степени вязкости. Классификация по SAE:
- зимние масла для коробки передач: SAE 70W, 75W, 80W, 85W;
- летние трансмиссионные масла: SAE 80, 85, 90, 140, 250
- всесезонные масла для коробки, которые сочетают в себе летний и зимний индекс;
Масло подбирается в зависимости от требований производителя агрегата, степени нагрузок и рабочих температур. Согласно требованиям к маркировке, все масла сегодня обозначаются по следующему принципу: только одна степень зимнего ряда W (например, SAE 80W) указывает, что это зимнее масло, то есть предназначено для условий эксплуатации при низких температурах.
Одна степень летнего ряда (например, SAE 85) говорит о том, что это летнее масло. Комбинация сразу двух степеней (например, SAE 75W-85) укажет на то, что масло для коробки всесезонное. Отметим, что на данный момент большинство масел, причем как для двигателя, так и для КПП, являются всесезонными. Также маркировка трансмиссионного масла должна отличаться от маркировки моторных масел, которые могут иметь такую же вязкость в обозначениях по SAE.
Общей же системы классификации трансмиссионной жидкости по другим параметрам, попросту не существует. Однако признанным в мире стандартом является классификация по API, которая классифицирует масла для МКПП.
Для классификации по API отдельно учитываются рабочие условия и особенности конструкции КПП, а также наличие различных противоизносных присадок. Жидкости для таких коробок обозначены API GL, имеется 5 групп качества: начиная с API GL-1 (низшая) и заканчивая API GL-5 (высшая). Также есть отдельные дополнительные группы, однако соответствующие им продукты в продаже встречаются редко.
Еще можно выделить классификацию ZF TE-ML, которая распространяется на все масла (как для МКПП, так и для гидромеханических АКПП). Данная классификация создана компанией ZF, которая является одним из крупнейших производителей КПП в мире. По данной классификации масла получают обозначения от ZF TE-ML 01 до ZF TE-ML 14.
Данная классификация учитывает классы вязкости, виды масел, их качество, марку и производителя продукта. Производители смазочных материалов в Европе стараются получить допуск ZF, так как созданная компанией система классификации уверенно вытесняет другие.
Как правильно подобрать масло в коробку передач
Начнем с того, что оптимально использовать только такие масла, которые отдельно рекомендует сам производитель авто или КПП (оригинальные масла). Информацию можно найти в мануале или в технической литературе. В случае с коробками-автомат часто рекомендуемый тип масла указан прямо на масляном щупе.
В общих чертах, для большинства МКПП подходят масла SAE 75W-90 API GL-4, для гидромеханических автоматов рекомендуется заливать жидкость типа DEXTRON II (иногда прописывается DEXRON). Также недавно появился новый тип трансмиссионных жидкостей «Т» или «Т2». Еще существует отдельная группа масел для вариаторов, причем масло для CVT отличается от масла для АКПП и роботизированных КПП.
Как видно, различных жидкостей для коробки передач много. Первое правило при выборе — избегать использования продуктов, которые не имеют всех указанных допусков производителя машины или коробки передач. Также следует приобретать продукты известных производителей, остерегаясь подделок.
Если выбирать по базовой основе, нужно помнить, что минеральное масло для МКПП будет более вязким на «холодную» и быстрее сработается (нужно чаще менять), а слишком «жидкое» синтетическое масло может начать течь через сальники и уплотнители КПП после прогрева.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как подобрать масло для автоматической коробки передач. Из этой статьи вы узнаете, что представляет собой масло для АКПП, а также чем отличается от масел для «механики» и на что следует обращать внимание при выборе масла для коробки автомат.
Также нужно при выборе показателя летней и зимней вязкости делать поправку на индивидуальные условия эксплуатации ТС и средние температуры в регионе, где используется конкретная машина.
Что касается АКПП, обычно все масла для автомата синтетические, однако важно подобрать такое масло, которое соответствует всем допускам производителя коробки. Также крайне нежелательно смешивать трансмиссионные масла разных производителей как в случае с АКПП, так и применительно к «механике».
Во время замены или долива масла нужно использовать только ту жидкость, которая была залита в агрегат ранее. Если же осуществляется переход с одной марки на другую, коробку может потребоваться дополнительно промывать перед заменой масла.
Напоследок отметим, что только правильный подбор масла для коробки передач и своевременная его замена позволяет увеличить срок службы агрегата и повысить качество работы трансмиссии на протяжении всего срока службы.
Трансмиссионные масла – это смазочные материалы для защиты вращающихся деталей механизмов, служащих для переноса крутящего момента от двигателя к ведущим колесам автомобиля. Их используют для смазки силовых узлов зубчатых механических передач разного функционального назначения.
Общие сведения
Агрегаты трансмиссий отличаются своими конструктивными особенностями и условиями работы. Для разных типов силовых узлов требуются неодинаковые по своим качествам смазочные материалы.
Сезонные смазки:
- летние;
- зимние;
- всесезонные.
Целевые продукты – вязкие ТМ для отдельных видов передач:
- цилиндрических;
- конических;
- гипоидных.
Существуют также универсальные смазочные материалы, которые могут использоваться во всех типах механических соединений.
С учетом эксплуатационных свойств, трансмиссионное масло можно разделить на 4 категории:
- Смеси (без модификаторов), используемые в слабонагруженных конических, цилиндрических, зубчатых передачах грузовых и легковых автомобилей, работающих в условиях контактных напряжений до 1000 МПа, с температурой окружающей среды до 90°C.
- Масла, улучшенные противоизносными присадками. Их рекомендуют применять для зубчатых конических соединений при температуре ≤ 120°C и постоянном воздействии удельных механических нагрузок до 2000 МПа.
- Система смазок с противозадирными добавками для червячных и спирально–конических передач большегрузного транспорта (нагрузка ≥ 2000 МПа, температура ≥ 120°C).
- Специальные масляные жидкости для гипоидных конструкций, улучшенные противозадирными и серными модификаторами.
Главной задачей трансмиссионных смесей является устранение трения и последующего износа деталей. Это свойство смазочных материалов называют смазочной способностью, которая должна обеспечиваться вязкостью основы (толщина масляного покрытия) или с помощью модифицирующих присадок.
Модификаторы скапливаются на металлических деталях соприкасающихся пар и упрочняют защитную пленку.
В режиме граничных нагрузок противозадирные и противоизносные присадки, взаимодействуя с трущимися деталями образуют на их поверхности химические соединения (оксиды металлов, сульфиды и др.), характеризующиеся пластичным строением и низким индексом трения.
Присадки
Трансмиссионные составы без модифицирующих присадок не отвечают современным условиям эксплуатации и применяются редко. Они сохраняются лишь для обслуживания узлов и механизмов, работающих на малых оборотах с небольшими механическими нагрузками. Температура масла в этих агрегатах не должна превышать 50–70°C.
Новые смазки – это сложные композитные системы, включающие в себя многокомпонентные добавки и вязкие основы с высокими температурными характеристиками.
Модификаторы трансмиссионных масел должны иметь следующие свойства:
- хорошую растворимость в базовых смесях при любых температурных режимах эксплуатации;
- обладать высокой химической и адсорбционной активностью;
- не растворяться в воде и не поддаваться гидролизу;
- не испаряться из масел в процессе работы двигателя;
- не способствовать коррозии металлических поверхностей;
- не оказывать негативного воздействия на резиновые и полимерные изделия.
Основная часть применяемых модифицирующих присадок – это противоизносные и противозадирные компоненты (5–7%). Часто применяют противопенные и антиокислительные добавки, депрессоры.
Совсем недавно в трансмиссионные жидкости стали вводить антифрикционные модификаторы в виде дисульфида молибдена или высокотемпературных графитовых суспензий. Эти присадки понижают коэффициент трения, уменьшают тепловыделение и повышают выносливость трансмиссий.
Требования
Прогрессирующее улучшение конструкций ходовой части автомобиля привело к увеличению скоростей вращения зубчатых шестерен, повышению удельных механических нагрузок и к расширению температурных диапазонов эксплуатации. Все это предъявляет жесткие требования к качеству современных смазочных материалов.
Основные задачи трансмиссионных смесей:
- Защитить элементы трансмиссии от преждевременного износа, заклинивания зубчатых шестерен, частичного разрушения поверхностей и других непредвиденных дефектов.
- Максимально сократить потери энергии от трения в зоне контакта деталей.
- Способствовать сокращению шума, вибрации, ударных механических нагрузок в период движения автомобиля.
- Отводить тепло, возникающее в процессе трения шестерен, и обеспечивать высокий показатель КПД зубчатых соединений.
- Удалять с поверхности трущихся деталей механические взвеси и продукты износа.
Смазочные жидкости должны удовлетворять следующим условиям, это:
- оптимальные противоизносные и противозадирные свойства;
- высокая антиокислительная стабильность;
- положительные вязкостно–температурные характеристики;
- антикоррозионные качества;
- гидрофобность;
- совместимость с резиновыми и синтетическими материалами;
- сохранять свои начальные эксплуатационные качества на протяжении всего срока эксплуатации.
Все эти требования обеспечиваются посредством введения в основы масел модифицирующих присадок:
- депрессорной;
- антиокислительной;
- антипенной;
- противозадирной;
- антикоррозионной;
- противоизносной и др.
Классификация трансмиссионных масел
В России принята сертификация трансмиссионных смазок в соответствии с нормами ГОСТ 17479.2–85. Обозначение марок масел выглядит следующим образом (таблица):
Классическое обозначение складывается из аббревиатуры ТМ и чисел, первая цифра – обозначает группу, а вторая – класс вязкости. Буква «З» в нижнем регистре, размещенная после уровня вязкости, указывает на присутствие в смеси загущающей добавки.
Химические свойства и область применения смазочных материалов позволили их разделить на 5 эксплуатационных групп. Структура жидкостей первой группы не содержит улучшающих добавок.
Пятая группа, наоборот, содержит высокотехнологичные комплексные присадки и может использоваться для смазки разных по своей конструкции узлов трансмиссий (конусных, гипоидных и др).
Зарубежная система предусматривает два способа классификации трансмиссионных смазочных составов – это SAE J–306 и API. Требования стандарта SAE наиболее полно описывают реологические свойства смазок и их граничную вязкость в условиях экстремально низких и высоких температур.
Система API разъясняет назначение и эксплуатационные свойства трансмиссионных масел. Нормы этого документа разделяют смазочные смеси на категории исходя из конструктивных особенностей силовых узлов и технических условий использования механических устройств.
Сравнение между классами вязкости SAE, API и нормами ГОСТ показано в таблице ниже.
Виды трансмиссионных масел
На современном рынке ТМ особенно заметно сокращение выпуска старых проверенных марок, таких как АК–15, Тап–15В, ТС–14,5 и др. Объясняется это снижением числа старых автомобилей. На смену им приходят современные скоростные модели, требующие особого подхода к обслуживанию ходовых узлов.
Существенно изменилось устройство главной передачи, коробки переключения скоростей, рулевого управления. Появление автоматической трансмиссии кардинально изменило представление о ТМ.
Для ее эксплуатации понадобились масла с низким коэффициентом вязкости и дополнительным комплексом модифицирующих присадок. В обиходе стали появляться специальные масляные жидкости, получившие название – Automatic Transmission Fluid (ATF).
Все эти новшества заставили разработчиков искать новые подходы к проектированию составов трансмиссионных масел. Для разных типов автомобилей смазочные жидкости могут отличаться своим химическим составом и разными эксплуатационными характеристиками.
Поэтому при покупке масла для трансмиссии нужно учитывать индивидуальные особенности конструкции, и под каждую модель агрегата выбирать смазку в строгом соответствии рекомендациям завода изготовителя.
Основные критерии выбора
На правильный выбор смазки для трансмиссий влияют следующие факторы:
- конструкция агрегата и компоновка узлов – величина передаваемой мощности, скорость вращения, передаточное число, материал зубчатых шестерен;
- технология изготовления деталей механизмов – точность и класс обработки зубчатых элементов, виды термических процессов, твердость готовой поверхности, скорость износа;
- коробка переключения скоростей – жесткость взаимодействия, возможные температурные деформации, количество масляной жидкости;
- эксплуатационные условия – величина механической нагрузки, скольжения, вибрации, температурные пределы, вязкость, химические свойства, коррозионная стойкость.
Для механической коробки передач
При выборе масла для МКП рядовой покупатель ориентируется на следующие показатели:
- значение вязкости ТМ;
- условия эксплуатации;
- прогнозируемый уровень механических нагрузок;
- наименование и технические характеристики присадок;
- температурный режим.
Для отечественных автомобилей рекомендуется применять жидкости ТМ–4 и ТМ–5 (GL–4/5). Для зарубежных марок – лучше применять импортные сорта масел, указанные в инструкции завода изготовителя.
Для автоматической трансмиссии
Для автоматических коробок переключения скоростей предусмотрены специальные смазочные жидкости – ATF. Свойства этих ТМ кардинально отличаются от технических характеристик масел, используемых для устройств с механикой.
Отличие автоматической трансмиссии от механической состоит в том, что между коленвалом мотора и первичным валом коробки отсутствует жесткая связь. Функции механизма сцепления в этой модификации выполняет гидротрансформатор, где в роли связующего элемента выступает жидкость –ATF.
Она применяется для переноса давления масла, возникающего в случае повышения оборотов двигателя, на фрикционные накладки многодискового сцепления, способствующего включению нужной передачи.
Трансмиссионная смазка для автомата – это жидкость зеленого цвета с низким индексом вязкости. Для улучшения эксплуатационных качеств материала в ее состав вводятся специальные модифицирующие добавки, ограничивающие окисление масляных эмульсий, замедляющие формирование пузырьков воздуха и снижающие коэффициент трения, влияющий на интенсивность износа резиновых уплотнителей.
Применение некондиционных или не соответствующих рекомендациям ТМ приводит к преждевременной поломке агрегата. Признаками некачественной жидкости является нестабильная работа механизма переключения скоростей. Это происходит в случае интенсивного формирования пузырьков воздуха и вспенивания жидкости.
В результате снижается давление в гидротрансформаторе, увеличивается временной диапазон срабатывания блокировочных муфт. Последствием такой работы устройства является пробуксовка фрикционных дисков, и повышенный износ деталей сцепления.
Смазка для гипоидной передачи
Гипоидная передача применяется на легковых и грузовых автомобилях (до 1,5 т). Ее основное назначение – это перераспределение крутящего момента от двигателя на основные узлы трансмиссии.
Основным элементом механизма является редуктор, состоящий из малой и большой конических шестерен. В зависимости от конструктивных особенностей главной передачи он может располагаться в коробке передач или в корпусе заднего дифференциала.
Гипоидные конструкции отличаются бесшумной работой и длительным сроком эксплуатации. Но эти условия будут выполняться только в том случае, если для смазки шестерен будут применяться специальные марки масел:
- ТСп-14гип – смазка с моющими, противозадирными и противоизносными присадками.
- ТСгип – смазочная жидкость с серными модификаторами, которые за счет окислительных реакций, протекающих на поверхности деталей, предотвращают заклинивание шестерен редуктора.
- ТАД-17И – масло с комплексной добавкой, обеспечивающее антиокислительные, противокоррозионные, противозадирные свойства.
Для работы механизмов в зимний период применяют низкотемпературную смазку ТСп-10. Применение такого состава позволяет эксплуатировать технику при температуре до минус 35°C.