Трансмиссионные масла: лучшие марки и характеристики

Содержание статьи:

1. Технические требования к трансмиссионным маслам
2. Классификация трансмиссионного масла
3. Характеристика по АРІ
4. Характеристика по SAE
5. Состав трансмиссионного масла

Трансмиссия в автомобиле, особенно ее механизмы подвержены воздействию различных нагрузок. Поэтому она тоже нуждается в качественной смазке. Для этих силовых агрегатов созданы отдельные масла, которые имеют свою классификацию и маркировку. Исходя из этого каждый водитель должен знать, что представляют из себя трансмиссионные масла, их марки и характеристики.

Содержание

• Технические требования к трансмиссионным маслам
• Классификация трансмиссионного масла
• Характеристика по АРІ
• Характеристика по SAE
• Состав трансмиссионного масла

Технические требования к трансмиссионным маслам

Эти масла предназначены для тех узлов и агрегатов машины, которые имеют зубчатые передачи. При проведенных исследованиях и разных тестов установлено, что во время работы таких передач на их отдельные части идет нагрузка равная 200-300 МПа, а рабочая смазка иногда может прогреваться до 300 градусов по Цельсию.

Такие нагрузки и температуры даже не всегда достигаются в двигателе внутреннего сгорания. Поэтому производители масел выделяют эти смазки в отдельный ряд, и дают им свою классификацию.

Но перед тем как изучить классификацию, которую имеют трансмиссионные масла, нужно понимать какие эксплуатационные требования к ним предъявляются.

Трансмиссионные масла должны отвечать следующим требованиям:

• износостойкие, должны защищать механизмы и их зубья от сильного трения, чтобы агрегат преждевременно не вышел из строя;
• антизадирные, то есть смазка должна препятствовать спаиванию поверхностей деталей между собой, их надколам, и крошению при работе;
• антиокислительные, это требование связано с тем, при работе данных механизмов, может происходить вспенивание, и соответственно окислительные процессы в самом масле, что приводит к появлению коррозии металлических поверхностей;
• водооталкиваемость, то есть смазка и ее отдельные компоненты не должны вступать в химическую реакцию с водой, которая образовывается в результате скопления конденсата;
• не агрессивность, это требование касается того, чтобы смазочный материал, контактируя с различными резиновыми частями трансмиссий, не разрушал их.

Исходя из таких технических требований, и руководствуются производители данного продукта, когда поставляют на рынок трансмиссионное масло.

Важно знать, что до сих пор нет классификации масла, которое используется в автоматической коробке переключения скоростей. Производители просто создают продукты, которые одинаково хорошо подходят как для механики, так и для автомата.

Классификация трансмиссионного масла

На сегодняшнее время существует две международные системы, по которым идет маркировка трансмиссионного масла. Это SAE и АРІ.

SAE — это ассоциация американских автопроизводителей, которая дает оценку трансмиссионному маслу на основании ее вязкости, и поведения в условиях низких, высоких температур.

Вязкость масла, это способность его образовывать специальный шар на поверхностях трущихся деталей, который защищает их от излишнего трения, а также всевозможных повреждений (сколов, трещин, задираний). Также в это понятие входит возможность смазки выполнять свою функцию при низких или высоких температурах.

То есть летом жидкость не должна сильно растекаться, а зимой густеть или замерзать.

АРІ это ассоциация американского института нефти, которая также уделяет внимание качеству трансмиссионного масла, и имеет свою классификацию данного продукта. В основе ее лежат эксплуатационные свойства.

Если брать нашу страну, то главный документ, которого придерживаются наши производители это ГОСТ. В нем также содержатся основные классификационные характеристики трансмиссионной смазки, но они ничем не отличаются от мировых.

Важно понимать, что лучше разбираться в характеристиках трансмиссионных жидкостей, которые установлены международными правилами, поскольку все уважающие себя производители, обязательно проходят такую сертификацию. Тем более, что она проще чем ГОСТ.

Характеристика по АРІ

Характеристика по данной системе предусматривает, как было указано выше, эксплуатационные характеристики, куда входят типы зубчатых передач, удельные контактные нагрузки и рабочие температуры. Маркировка по АРІ начинается с букв GL, РG, MT. Если есть такое обозначение, значит, производитель прошел соответствующую сертификацию.

Исходя из этого, масла делятся на 6 групп, каждая из которых предназначена для конкретной трансмиссии. Для легковых автомобилей, в независимости от того оборудована машина механической или автоматической коробкой скоростей, подходят масла которые имеют такие обозначения на этикетке — АРІ GL 4, АРІ GL 4. Другие буквенные и цифровые обозначения говорят о том, что смазка рассчитана для более мощных трансмиссий.

Но GL 4 предназначается для механической и автоматической коробки и редукторов, с умеренными нагрузками, а 5 группа подходит для автомата и механики, которая подвергается уже значительным нагрузкам. Это нужно запомнить.

Важно знать, что характеристики, разработанные этим институтом не распространяются на продукцию ориентированную только для автоматической КПП. Поэтому американские производители масла для автоматических трансмиссий, которое поставляется на Европейский рынок, в обязательном порядке на этикетке пишут слово — Dexron. Етого придерживаются также и европейские производители.

Характеристика по SAE

Если внимательно изучить характеристики по данной классификации, то масла делятся на 6 классов. Первые три можно смело отнести к зимнему варианту, так как в обозначении имеется буква W (winter) что в переводе означает зима. То есть их можно использовать при минусовых температурах. Цифровые обозначения — 75, 80, 84 W.

Если имеется маркировка SAE 90 или 140, то это говорит, что данные классы относятся к летним вариантам, а обозначение 250 говорит о том, что смазочные материалы предназначены для работы в условиях тропиков, и сильных нагрузок.

Если необходимо выбрать смазку, которая будет эффективно работать не только летом, но и зимой тогда нужно обратить внимание на продукцию, которая будет иметь маркировки: SAE 80W-90; SAE 80W-140; SAE 85W-140. В зависимости от цифровых обозначений можно рассчитать предельно допустимые минусовые и плюсовые показатели окружающей среды.

Например, возьмем SAE 80W-90. Минимальная зимняя температура будет -30 градусов, а летняя + 35.

Последнее что также присуще данной системе характеристик, это антизадирные качества. Если на емкости будут стоять такие буквенные обозначения как ЕР или HD значит производитель предусмотрел то, что такая смазка будет сохранять трущиеся поверхности под защитой и не давать им разрушаться.

При выборе таких смазочных материалов, нужно обращать внимание не только какая марка трансмиссионного масла представлена, но и на его эксплуатационные и вязкостные характеристики. А в этом поможет описанные выше системы классификаций.

Важно знать, что классификация трансмиссионных масел по системе АРІ также используется для многих армий мира.

Состав трансмиссионного масла

Последнее на что нужно обратить внимание, это на то какие составы используют для производства таких смазок.

Классификация моторных масел, как и трансмиссионных тоже касается их состава:

• минеральные, изготовленные на основании природных минералов, имеют дешевую стоимость, но требуют скорой замены;
• полусинтетические, изготавливаются путем добавления в минеральный состав специальных присадок, что увеличивает срок службы, хорошо подходят для механических КПП автомобилей 80-90 годов выпуска;
• синтетические, эти масла изготавливаются на основе молекулярного синтеза, что дает им несравненные преимущества перед всеми другими видами, плюс ко всему они обладают повышенным ресурсом, но имеют большую стоимость.

На емкостях или этикетках такой продукции производители всегда указывают состав представленного продукта.

Важно понимать, что при покупке автомобиля, новый владелец всегда должен ознакомиться с его техническими характеристиками, в которых будет указано, какое трансмиссионное масло лучше использовать.

Трансмиссионная смазка, как и моторная также имеет свою классификацию и характеристики. Поэтому отправившись за такой покупкой, автолюбитель должен владеть информацией, что лучше подойдет его трансмиссии, а какое масло использовать, вообще не стоит.

Классификация трансмиссионных масел: расшифровка

Главная » Трансмиссия » Вы читаете статью:

28.01.201903. 02.2019 по Евгений

Некоторые типы смазочных материалов, применяемых в автомобиле, незаслуженно отстранены в тень, так как операции с ними проводятся нечасто. К таким разновидностям относят смазки, применяемые в трансмиссиях, закрытых редукторах, внутри мостов. Однако классификация трансмиссионных масел важна для автомобилистов, собравшихся проводить капитальный ремонт машины. Ведь в таком случае приходится выбирать жидкости с оптимальными для конкретного авто параметрами.

Необходимо также ориентироваться на рекомендации производителя автомобилей. В некоторых случаях он указывает предпочтительные марки расходных материалов.

Содержание

• 1 Применяемые популярные классификаторы
• 2 Американский стандарт масел для трансмиссии
• 3 Масла для ручной трансмиссии
• 4 Отечественный стандарт

Применяемые популярные классификаторы

Не следует доводить свою машину до такой степени, чтобы от ее отдельных узлов во время работы слышался посторонний гул. Наличием подобных шумов отличаются такие узлы с большой выработкой:

• коробка передач;
• раздатка;
• ведущий мост;
• рулевой редуктор и пр.

Проблемы внутри них нередко возникают из-за несвоевременных профилактических операций. Применяемые в полостях смазочные материалы могут быть уже с выработанным ресурсом, что сказывается на снижении эксплуатационных характеристик сопрягающихся металлических деталей.

Трансмиссионное масло – это смазочный материал, применяемый для формирования защитной пленки на зубчатых соединениях, способствующий снижению коэффициента трения между сочетаемыми поверхностями.

Применяемые в автомобильном транспорте трансмиссионные масла, их марки и характеристики дифференцируются в большинстве случаев по степени вязкости. Также их различают по потенциальному функционалу, сезонности и типу. В нашей стране распространены такие классификаторы, как ГОСТ, API и SAE. Каждый из них разрабатывался специалистами для определенных регионов применения.

Американский стандарт масел для трансмиссии

В последнее время на прилавках автомагазинов часто встречается маркировка трансмиссионных масел, разработанных на заокеанских стандартах. На емкостях указан американский стандарт SAE J306. Он опирается на температурные условия эксплуатации, а также на степень вязкости.

Автовладелец, опираясь на рекомендации производителя, подбирает среди имеющегося ассортимента необходимую смазочную жидкость. По данному классификатору в расчет нужно брать индекс вязкости при предельных температурных значениях.

Согласно такой градации жидкие смазки делятся на 9 классов, аналогично моторным маслам. Первая группа включает в себя зимние средства, которые в маркировке имеют соответствующую букву W (зима – winter на английском). Наиболее часто встречающиеся обозначения: 70W, 75W, 80W, 85W.

Пользователи могут применять «летние» варианты смазки. Они не наделены особой буквой в маркировке, а просто имею число на упаковке 80, 85, 90, 140, 250.

Чтобы легче понимать и быстрее разобраться с форматом, представлена таблица вязкости трансмиссионного масла по классификации SAE. В ней предусмотрено деление на летний и зимний тип жидкости.

Среди отечественных автомобилистов большей популярностью пользуются масла универсальные. Они рассчитаны на эксплуатацию в разные сезоны.

Масла для ручной трансмиссии

Так как на наших дорогах превалирует количество автомобилей с ручным переключением передач, то это делает популярным классификацию API, разработанную американским институтом. Подобные средства учитывают характер эксплуатации машин с МКПП.

Применяется следующее деление:

• GL-1 – в данном масле не используются присадки. Его работа рассчитана на не слишком силовые нагрузки. Рекомендуется для применения в коробках передач, не оснащенных синхронизаторами.
• GL-2 – в состав базового масла добавляется присадка, улучшающая противоизносные характеристики. Жидкость рассчитана на средние условия по тяжести нагрузок. Встречается с червячными и цилиндрическими парами.
• GL-3 – к базовому маслу должна быть домешана добавка для защиты от износа в количестве не менее 2,7%. Применяется для автомобильных редукторов, в которых есть конусные передачи. Не допустима для заливки в редукторы с гипоидными парами.
• GL-4 – универсальный состав, рассчитанный на эксплуатацию практически в любых условиях. Защитная присадка достигает 4% от всего состава. Применяется для гипоидных и конусных пар. Заливается в коробки без синхронизаторов.
• GL-5 – масло для редукторов и трансмиссий, в которых предполагаются силовые нагрузки. Многофункциональные характеристики достигаются наличием 6% присадки, в которой усиленная химическая формула. Хорошо сочетается с гипоидными передачами.

В тягачах и автобусах рекомендуется применять составы с маркировкой API MT-1. Тяжелые грузовики прослужат дольше, если в их КПП заливать API PG-1. Ведущий мост автобуса рассчитан на смазку API PG-2, которая по многим параметрам близка GL-5, но обладает более стойкой термостабильностью.

Отечественный стандарт

От Союза в наследство России достался огромный набор государственных стандартов (ГОСТ). Действующим нормативом, касающимся масел, применяемых в трансмиссии, является ГОСТ 17479.2-85. Документ делит этот тип смазки на четыре группы:

• класс 9;
• класс 12;
• класс 18;
• класс 34.

Особенностью является вязкость. Она выявляется опытным путем при нагрузке и повышенных температурах. Для кинематической характеристики тестирование проводится при 100^{С, а для динамической – при 150С. Также разделение по ГОСТу осуществляется, исходя из функциональных параметров:}

• 1-ый тип минеральные масла без добавления присадок. Они применяются на тихоходных соединениях с относительно небольшой нагрузкой (не выше полутора тысяч МПа) и рабочим температурным режимом до 90^{С. Подобный перегрев не сказывается негативно на масле.}
• 2-й тип минеральные масла с присадками, препятствующими износу. Рабочая температура может быть до 130^{С. Также в цилиндрических, конических и червячных передачах можно поднимать контактную нагрузку до 2100 МПа.}
• 3-й тип минеральных масел, в составе которых используется противозадирная присадка. Состав востребован в редукторах с гипоидными, коническими, шевронными и цилиндрическими парами. По условию стандарта его применяют в зонах с нагрузкой, достигающей 2500 МПа. Допустимая рабочая температура может составлять 150^С.
• 4-й тип минеральных масел, который имеет в составе высокоэффективную противозадирную добавку. Подобные характеристики способны проявлять себя в спирально-конических парах, разогретых до полутора сотен градусов и рассчитанных на силовую нагрузку в 3000 МПа.
• 5-й тип минеральные и универсальные масла, в составе которых присутствует противозадирная присадка. Актуально лишь для гипоидных пар, где потенциально много ударных нагрузок. При контактном воздействии допускается нагрузка до 3000 МПа. Температурные характеристики лимитированы полутора сотнями градусов.

В таком случае расшифровка трансмиссионных масел, например, имеющих название ТМ-5-9(3), будет следующей. Пара букв расшифровывается как «трансмиссионное масло». «5» демонстрирует нам наличие в составе противозадирной добавки, применяемой для высоконагруженных зон. «Девятка» обозначает класс вязкости, в данном случае состав будет низковязким. Цифра в скобках – свидетельство того, что в качестве одного из компонентов применяется сгущающая присадка, делающая состав всесезонным.

Интересное по теме:

загрузка…

Что нужно знать при выборе трансмиссионного масла

Как узнать, какой смазочный материал лучше всего подходит для данного применения? Как правило, это так же просто, как поиск в руководстве по техническому обслуживанию и выбор продукта из QPL (список квалифицированных продуктов). К сожалению, это решение не всегда может обеспечить оптимальную смазку для данного зубчатого колеса или максимальную эффективность управления запасами смазочных материалов.

В то время как некоторые производители оригинального оборудования (OEM) предоставляют общие спецификации, в которых учитываются соответствующие параметры, другие дают только общие спецификации, которые могут даже не учитывать рабочие температуры. Поэтому важно, чтобы лица, ответственные за выбор смазочных материалов, обладали фундаментальным пониманием того, как выбирать смазочные материалы для зубчатых передач.

В дополнение к пониманию и способности интерпретировать спецификации, предоставленные производителями оборудования, важно понимать, почему, и иметь возможность вносить изменения, когда это необходимо.

При выборе смазочных материалов для промышленных зубчатых передач необходимо учитывать множество факторов, помимо простого выбора продукта из QPL руководства по техническому обслуживанию, включая доступность продукта, условия эксплуатации, предпочтительную марку смазочного материала и усилия по консолидации продукта. Правильный выбор смазочного материала является краеугольным камнем любой отличной программы смазки.

Хорошее понимание этого позволяет инженеру по смазочным материалам максимизировать надежность оборудования в нормальных условиях, а также использовать спецификацию смазочного материала для решения проблем в нештатных условиях.

Критерии выбора трансмиссионного масла

Чтобы выбрать лучшую смазку для зубчатой ​​передачи, необходимо учитывать следующие критерии:

• Вязкость – часто упоминается как самая важная характеристика смазочного масла.

• Присадки — пакет присадок, используемый в смазке, определяет общую категорию смазки и влияет на различные ключевые эксплуатационные характеристики в условиях эксплуатации.

• Тип базового масла. Тип используемого базового масла должен определяться условиями эксплуатации, типом редуктора и другими факторами.

Вязкость

Выбрать подходящий класс вязкости обычно так же просто, как найти рекомендацию в руководстве по техническому обслуживанию компонента. К сожалению, руководство не всегда существует или машина работает не в тех условиях, для которых были даны рекомендации OEM. Поэтому важно понимать методы выбора вязкости и факторы, влияющие на требования.

Вязкость трансмиссионной смазки в первую очередь выбирается для обеспечения желаемой толщины пленки между взаимодействующими поверхностями при заданной скорости и нагрузке. Поскольку для большинства методов выбора вязкости трудно определить нагрузку, предполагается нагрузка, а определяющим фактором становится скорость.

Одним из наиболее распространенных методов определения вязкости является стандарт ANSI (Американский национальный институт стандартов) и AGMA (Американская ассоциация производителей зубчатых колес) ANSI/AGMA 9.005-Е02. В этом методе делаются предположения относительно нагрузки, индекса вязкости и коэффициента вязкости давления смазочного материала.

Таблица на Рисунке 1 применима к прямозубым, косозубым и коническим закрытым зубчатым колесам. Другие диаграммы существуют для червячных передач и открытых передач. Чтобы использовать этот метод, необходимо определить тип набора шестерен, геометрию шестерни, рабочую температуру и скорость тихоходной шестерни.

После расчета угловой скорости самой медленной шестерни агрегата требуемый класс вязкости можно определить по диаграмме, используя максимально возможную рабочую температуру агрегата.

Важно отметить, что этот метод предполагает зависимость вязкости смазочного материала от температуры (индекс вязкости = 90). Если ИВ смазочного материала отклоняется от этого значения, включаются дополнительные таблицы для масел с ИВ = 120 и 160, или можно использовать график зависимости вязкости от температуры для интерполяции соответствующего класса вязкости по ISO.

Рисунок 1

Хотя доступно несколько распространенных методов выбора класса вязкости трансмиссионного масла, большинство из них должны возвращать одинаковые значения.

Тип трансмиссионной смазки и выбор присадок

После выбора класса вязкости необходимо выбрать основной тип смазки. Несмотря на то, что существует множество вариантов, трансмиссионные смазки обычно можно разделить на три категории: R & O, противозадирные и составные. Тип трансмиссионного масла, который лучше всего подходит для данного применения, определяется условиями эксплуатации.

Поскольку не существует стандартных руководств, помогающих сделать это определение, выбор несколько субъективен. Многие производители оборудования указывают требования к вязкости и оставляют это решение за конечным пользователем. Другие предпочтут быть консервативными и указать противозадирные смазочные материалы для конкретных применений. Поэтому важно понимать общие условия, влияющие на это требование.

Смазочные материалы для зубчатых передач R&O

Трансмиссионные смазки с ингибиторами коррозии и окисления (R&O) не содержат противозадирных присадок или смазывающих агентов. Трансмиссионные масла R&O обычно хорошо проявляют себя в категориях химической стабильности, деэмульгируемости, предотвращения коррозии и подавления пенообразования. Эти продукты были разработаны для использования в зубчатых передачах, работающих при относительно высоких скоростях, низких нагрузках и при равномерной нагрузке (без ударной нагрузки).

Эти смазочные материалы являются лучшим выбором в тех случаях, когда все контактные поверхности работают в условиях гидродинамической или эластогидродинамической смазки. Они плохо работают или предотвращают износ в условиях граничной смазки.

Противозадирные (сверхвысокие давления) редукторные смазки

Противозадирные трансмиссионные смазки, обычно называемые смазками для экстремальных давлений (EP), обладают некоторыми эксплуатационными характеристиками, превышающими возможности масел R&O. В дополнение к свойствам, перечисленным для смазочных материалов R&O, противозадирные смазки содержат специальные добавки, повышающие прочность их пленки или несущую способность.

Наиболее распространенными противозадирными присадками являются серо-фосфорные, которые представляют собой химически активные соединения, изменяющие химический состав поверхностей машин для предотвращения адгезионного износа в условиях граничной смазки.

В менее тяжелых условиях можно также использовать противоизносные присадки для обеспечения защиты от износа в условиях граничной смазки. Условия работы машин, при которых обычно требуются противозадирные смазки для зубчатых передач, включают большие нагрузки, низкие скорости и ударные нагрузки.

В дополнение к противоизносным присадкам, содержащим серу, фосфор и диалкилдитиофосфат цинка (ZDDP), противозадирными присадками считаются несколько распространенных твердых материалов, включая дисульфид молибдена (молибден), графит и бораты.

Одним из преимуществ этих добавок является то, что они не зависят от температуры, чтобы стать активными, в отличие от соединений серы и фосфора, которые не становятся активными до тех пор, пока не будет достигнута высокая температура поверхности. Еще одним потенциально негативным аспектом серо-фосфорных противозадирных присадок является то, что они могут вызывать коррозию поверхностей машин, особенно при высоких температурах.

Этот тип присадок также может вызывать коррозию желтых металлов и не должен использоваться в компонентах, изготовленных из этих материалов, таких как червячные передачи.

Составные трансмиссионные смазки

Составная трансмиссионная смазка является третьим типом обычной смазки. Как правило, составная смазка смешивается с синтетической жирной кислотой (иногда называемой жиром) для повышения ее смазывающей способности и прочности пленки. Чаще всего эти редукторные смазки применяются в червячных передачах.

Из-за скользящего контакта и отрицательного воздействия противозадирных присадок компаундированные смазочные материалы, как правило, являются лучшим выбором для этих применений. Компаундированные масла также называют цилиндровыми маслами, потому что эти смазочные материалы изначально были разработаны для применения в паровых цилиндрах.

Выбор базового масла

Высококачественные минеральные базовые масла хорошо работают в большинстве областей применения. Фактически, минеральные базовые масла обычно имеют более высокие коэффициенты вязкости при давлении, чем обычные синтетические масла, что позволяет получить большую толщину пленки при заданной рабочей вязкости. Однако бывают ситуации, когда синтетические базовые масла предпочтительнее.

Многие синтетические базовые масла обладают более высокой присущей им устойчивостью к окислению и термическому разложению, что делает их предпочтительными для применений с высокими рабочими температурами и, в некоторых случаях, позволяет увеличить интервалы обслуживания. Кроме того, синтетические масла лучше работают в машинах, работающих при низких температурах окружающей среды, благодаря их высокому индексу вязкости и низкой температуре застывания.

Высокий индекс вязкости также делает синтетические продукты подходящими для более широкого диапазона температур окружающей среды, устраняя необходимость в сезонной замене масла. Некоторые синтетические материалы могут также обеспечивать большую смазывающую способность, что снижает трение в скользящих контактах.

Выбор смазочных материалов для промышленных зубчатых передач в большинстве случаев аналогичен. Не существует конкретного свойства или значения для создания хорошей спецификации. Чтобы определить наилучший выбор для данного применения, необходимо выбрать правильную вязкость, базовое масло и тип смазки, а также оценить соответствующие рабочие характеристики. Для получения дополнительной информации по этой теме см. ссылки, перечисленные ниже.

Подробнее о передовых методах смазки редукторов:

Как проверить коробку передач

Лучшие способы уменьшить утечку масла из коробки передач

Как промывать коробки передач и корпуса подшипников

Каталожные номера

1. Роберт Эррикелло. «Выбор масел с высоким коэффициентом вязкости по давлению — увеличение срока службы подшипников более чем в четыре раза». Смазка машин 9журнал 0118. Март 2004 г.

2. ANSI/AGMA 9005-E02 Смазка промышленных зубчатых передач .

3. Лоуренс Г. Людвиг-младший «Выбор смазки для закрытых зубчатых передач». Журнал смазки машин . Январь 2005 г.

Руководство по выбору синтетического трансмиссионного масла

Синтетические редукторные масла используются всякий раз, когда минеральные редукторные масла достигли своего предела производительности и больше не могут соответствовать требованиям применения. Например:

• при очень низких или высоких температурах
• чрезвычайно высокие нагрузки
• чрезвычайные условия окружающей среды
• если они не отвечают специальным требованиям, таким как воспламеняемость

Несмотря на то, что присадки могут улучшить многие свойства минеральных масел, невозможно оказывать неограниченное влияние на все их свойства. Особенно это относится к следующим физическим свойствам:

• термостойкость
• низкотемпературные свойства (текучесть, температура застывания)
• температура вспышки
• потери на испарение

Возможные преимущества

Синтетические масла обладают рядом преимуществ. Однако они не обязательно превосходят минеральные масла по всем параметрам и даже могут иметь некоторые недостатки, несмотря на свои преимущества. К преимуществам синтетических смазочных масел (в зависимости от базового масла) относятся:

• улучшенная термостойкость и стойкость к окислению
• улучшенные вязкостно-температурные характеристики, высокий индекс вязкости (в большинстве случаев)
• улучшенные низкотемпературные свойства
• меньшие потери на испарение
• пониженная воспламеняемость (в некоторых случаях)
• улучшенная смазывающая способность (в некоторых случаях)
• более низкая склонность к образованию остатков
• повышенная устойчивость к внешним средам

Возможные недостатки

Возможные недостатки:

• более высокая цена
• реакции в присутствии воды (гидролиз, коррозия)
• проблемы совместимости материалов (краски, эластомеры, некоторые металлы)
• ограниченная смешиваемость с минеральными маслами

Часто преобладают преимущества, связанные с применением, что увеличивает использование синтетических смазочных материалов в качестве трансмиссионных смазок, особенно в критических условиях эксплуатации. Наиболее распространенные синтетические типы включают синтетические углеводородные масла (SHC), полигликоли (PAG) и эфирные масла (E).

Смазочные масла на основе синтетических углеводородных масел

Синтетические углеводороды по своему химическому строению аналогичны минеральным углеводородам. Они имеют почти идентичные свойства, касающиеся их совместимости с уплотнительными материалами, утилизации, переработки и смешиваемости с минеральными маслами. Основным преимуществом является их превосходное поведение при низких температурах. Возможно производство пищевых смазочных материалов для пищевой и фармацевтической промышленности на основе масел SHC с применением специальных присадок.

Смазочные масла на основе полигликолей

Эти смазочные материалы обеспечивают особенно низкий коэффициент трения, что делает их пригодными для передач с высоким процентом скольжения (червячные и гипоидные передачи). С соответствующими присадками они обеспечивают превосходную защиту от износа в червячных передачах из стали/бронзы и обладают хорошими противозадирными характеристиками.

В зубчатых передачах полигликоли более высокой полярности обеспечивают большее взаимодействие с металлической поверхностью шестерни. Это дает полигликолям умеренные противозадирные характеристики даже без добавок.

Полигликолевые масла могут оказывать негативное воздействие на уплотнительные материалы и могут растворять некоторые краски. При рабочих температурах выше 212°F (100°C) устойчивы только уплотнения из фторкаучука или ПТФЭ. Перед использованием масел PAG в производственных целях рекомендуется проверить совместимость с красками, уплотнениями и материалами смотровых стекол.

Смешиваемость с минеральными маслами ограничена; поэтому следует избегать смесей. Полигликоли нейтральны по отношению к черным металлам и почти ко всем цветным металлам. Если приложение имеет нагруженный контакт с одним компонентом, состоящим из алюминия или алюминиевых сплавов (сепараторы подшипников качения, содержащие алюминий), может возникнуть повышенный износ при динамической нагрузке (движение скольжения и высокая нагрузка).

В таких случаях следует провести тесты на совместимость. Если червячная передача изготовлена ​​из сплава алюминиевой бронзы, не следует использовать полигликоли, поскольку реакция в зоне нагрузки может привести к повышенному износу.

Смазочные масла на основе эфирных масел

Эфирные масла являются результатом реакции кислот и спиртов с отщеплением воды. Существует много типов сложных эфиров, и все они влияют на химические и физические свойства смазочных материалов. В прошлом эти смазочные масла в основном применялись в авиационной технике для смазывания авиационных двигателей и газовых турбин, а также зубчатых передач в насосах, стартерах и т. д.

Эфирные масла обладают высокой термической стойкостью и отличным поведением при низких температурах. В промышленном применении быстро биоразлагаемые масла на основе сложных эфиров будут приобретать все большее значение, поскольку представляется возможным достичь той же эффективности, что и с полигликолевыми маслами, путем выбора подходящего базового масла на основе сложных эфиров.

Некоторые эфирные масла могут иметь низкую гидролитическую стабильность. Гидролиз – это расщепление сложного эфира на спирт и кислоту в присутствии воды. Смазочные материалы на основе сложных эфиров должны быть гидролитически стабильными, поскольку при использовании они часто подвергаются воздействию влаги. На практике гидролиз может быть менее серьезной проблемой, чем обычно сообщается. Гидролитическая стабильность сложного эфира зависит от:

• тип используемого эфира
• тип используемых добавок
• как перерабатывался эфир
• приложение

Преимущества синтетических смазочных масел, связанные с применением

Следующие преимущества, связанные с применением, являются результатом улучшенных свойств синтетических смазочных масел по сравнению с минеральными маслами:

• повышенная эффективность за счет снижения потерь на трение на зубьях
• меньшие потери в зубчатом зацеплении благодаря уменьшению трения, что требует меньше энергии
• интервалы замены масла в три-пять раз больше, чем у минеральных масел, работающих при той же температуре
• снижение рабочих температур при полной нагрузке, увеличение срока службы компонентов; системы охлаждения могут не потребоваться

Снижение потерь в зубчатых передачах и повышение эффективности

Благодаря своей особой молекулярной структуре синтетические смазочные масла на основе полиальфаолефинов (разновидность SHC) и полигликолей обеспечивают значительно более низкое трение, связанное с зубьями, по сравнению с минеральными маслами. Это может быть до 30 процентов ниже, чем если бы использовалось обычное минеральное трансмиссионное масло с противозадирными присадками. Поскольку коэффициент трения синтетических масел ниже, трение, связанное с зубьями, снижается, что повышает эффективность передачи.

КПД передач с высоким процентом скольжения, например, червячных и гипоидных, может увеличиться до 15% при использовании синтетического масла вместо минерального. Даже в случае прямозубых, косозубых и конических зубчатых колес (имеющих естественно высокий КПД) можно повысить КПД до одного процента за счет использования синтетического трансмиссионного масла.

На первый взгляд это может показаться незначительным, но в зависимости от номинальной мощности редуктора это может привести к значительной экономии средств, особенно в случае использования нескольких передач.

В таблице 1 показано, насколько синтетические масла могут снизить потери в редукторах, особенно в редукторных системах с высокой степенью потерь, зависящих от нагрузки.

Преимущества синтетических трансмиссионных масел на основе пониженного трения

Повышенная эффективность редуктора

• Меньшие шестерни с меньшими двигателями могут обеспечить такую ​​же выходную мощность
• Более высокая выходная мощность может быть достигнута при той же потребляемой мощности

Пониженная температура масла

• Продление окислительного срока службы (в некоторых случаях в пять раз дольше, чем у минеральных масел)
• Увеличенный срок службы компонентов (когда достигается снижение износа и трения)
• Системы охлаждения могут больше не требоваться

Снижение энергопотребления

• Снижение затрат на электроэнергию или потребление топлива в результате снижения общих потерь энергии в коробке передач; 30 процентов и более для червячных передач
• Сообщается, что стоимость электроэнергии достигает 10 процентов

Повышенная эффективность и сниженный износ при использовании синтетических масел

Испытания показывают, что синтетические масла делают шестерни более эффективными, чем минеральные масла. Полигликолевое масло, участвовавшее в исследовании, показало наивысшую степень эффективности: на 18 процентов выше, чем у высокоэффективного минерального трансмиссионного масла. Трансмиссионное масло SHC также повысило эффективность испытательных передач на восемь-девять процентов. Его характеристики в качестве пищевого смазочного материала в соответствии с USDA-h2 также являются отличным дополнительным преимуществом. Часто считается, что пищевые смазочные материалы уступают обычным смазочным материалам, и данное исследование опровергает это мнение.

Синтетические базовые масла обладают превосходными свойствами защиты от износа, чему способствуют соответствующие противоизносные присадки. Износ особенно низок при использовании трансмиссионного масла PAG.

Увеличенные интервалы замены масла при использовании синтетических масел

Синтетические масла имеют лучшую устойчивость к старению и высоким температурам и более длительный срок службы, чем минеральные масла. В зависимости от базового масла (SHC или PAG) интервалы замены масла могут увеличиваться в три-пять раз при той же рабочей температуре.

Приблизительные интервалы замены трансмиссионных масел при рабочей температуре 176°F (80°C):

• Минеральное масло: 5000 часов работы
• Масло SHC: 15 000 часов работы (фактор расширения 3)
• Масло PAG: 25 000 часов работы (коэффициент продления 5)

Синтетические масла имеют более низкий коэффициент трения в коробке передач, чем минеральные масла, и более благоприятное соотношение вязкость-температура. Как правило, это позволяет использовать синтетические масла с более низкими классами вязкости, а также дает возможность снизить температуру масла во время работы. В таких случаях коэффициенты продления срока службы для интервалов замены синтетических масел больше, чем указанные выше значения, относящиеся к одинаковой температуре масла.

Следующее сравнение результатов испытаний иллюстрирует это преимущество. Три смазочных материала были испытаны на испытательном стенде червячной передачи со смазкой разбрызгиванием.

Протоколы испытаний показывают следующие температуры масляного поддона после 300 часов работы:

Минеральное масло: 230°F (110°C)
SHC: 194°F (90°C)
ПАГ: 167°F (75°C)

Коэффициенты продления срока службы синтетических масел по сравнению с минеральными маслами следующие:

Минеральное масло = 1
SHC = в 9,5 раз больше
PAG = в 31 раз дольше

Синтетические масла помогают сократить затраты на техническое обслуживание и утилизацию

По сравнению с минеральными маслами интервалы замены синтетических масел могут быть в пять раз больше при одинаковых тепловых условиях. Несмотря на то, что цена покупки и затраты на утилизацию синтетики выше, чем у минерального масла, увеличенные интервалы замены масла могут компенсировать эти затраты с учетом увеличенного срока службы редуктора.

Сравнение стоимости минеральных и синтетических материалов дает реальную возможность снизить затраты на техническое обслуживание и повысить надежность машины. Преимуществом также является снижение воздействия на окружающую среду за счет более низкой скорости утилизации смазочных материалов.

Выбор типа трансмиссионного масла

Чтобы выбрать тип трансмиссионного масла для коробки передач, вы должны понимать принцип работы коробки передач. Коэффициент применения (KA) определяет тип и величину нагрузки, которую будут испытывать шестерни.

Вязкость

Вязкость является наиболее важным физическим свойством смазочного масла. Поскольку вязкость изменяется с температурой, скорость изменения является важным свойством, определяемым индексом вязкости (VI). Большинство трансмиссионных масел на минеральной основе имеют ИВ 95. Более низкий ИВ указывает на то, что вязкость масла в большей степени изменяется при изменении температуры.

И наоборот, более высокий индекс вязкости указывает на гораздо более низкую скорость изменения вязкости по отношению к изменению температуры. Преимущество высокого индекса вязкости заключается в том, что при более низких температурах масло не будет повышать вязкость так сильно, как продукт с более низким индексом вязкости. Способность масла поддерживать небольшой перепад вязкости в рабочем диапазоне коробки передач обеспечивает более однородную смазочную пленку на шестернях и более предсказуемые характеристики износа.

Выбор вязкости

Как было сказано ранее, правильная вязкость является важным параметром при правильном выборе трансмиссионного масла. Производитель редуктора или зубчатой ​​передачи обычно предлагает рекомендации по вязкости, и эти рекомендации следует соблюдать в большинстве случаев. Если OEM-производитель редуктора не предоставил рекомендации и вязкость не была рассчитана на основе теории смазки, ее можно выбрать в соответствии с различными таблицами и графиками. Следует также принимать во внимание различное поведение вязкости-температуры и вязкости-давления синтетических масел по сравнению с минеральными маслами.

Правильную вязкость следует выбирать независимо от конкретной ступени редуктора, понимая, что для многоступенчатых редукторов требуется компромисс. Выбор правильной вязкости основывается на ожидаемой рабочей температуре масла, такой как температура поддона или температура впрыскиваемого масла.

Эта температура рассчитывается путем определения теплового режима передачи с учетом потерь на трение; или, в случае уже установленных шестерен, путем измерения температуры поддона.

Может потребоваться выбрать более низкую вязкость, чтобы обеспечить подачу смазочного материала во время холодного пуска или при более низких температурах окружающей среды. В каждом отдельном случае необходимо проверять вязкость при имеющейся температуре запуска, особенно в случае систем циркуляции масла.

Типичный метод рабочего листа для определения вязкости, необходимой для привода с цилиндрической и червячной передачей, начинается с расчета коэффициента сила-скорость. Из-за разного вязкостно-температурного поведения (VI) разных масел для одного и того же числа вязкости Клабера выбираются разные классы вязкости по ISO.

В этой статье представлены лишь некоторые из важных факторов при выборе трансмиссионного масла.