Моторные и трансмиссионные масла

Основное назначение смазочного материала заключается в снижении интенсивности изнашивания элементов машин. Слой смазочного материала устраняет непосредственный контакт рабочих поверхностей деталей, в результате чего уменьшаются силы молекулярного и механического взаимодействия поверхностей.

Кроме этой основной функции, смазочные материалы служат для уменьшения сил трения, более равномерного распределения давления и температуры, отвода тепла из зоны трения, защиты рабочих поверхностей деталей от коррозии, формирования на поверхности трения плёнок окислов, обладающих износостойкостью.

От правильности подбора смазочного материала и его качества во многом зависит долговечность машины. В зависимости от физического состояния различают смазочные масла, пластические и твердые смазки.

Смазочные масла классифицируют по назначению и области применения на следующие группы: моторные, применяемые в ДВС; автотракторные трансмиссионные, применяемые для смазывания элементов трансмиссий; индустриальные общего назначения, применяемые для смазывания элементов станков, промышленного оборудования, а также в качестве рабочих жидкостей гидросистем.

Моторные масл а для ДВС работают в особенно не благоприятных условиях: температура газов в камере сгорания достигает 2500°С, а температура деталей в картере находится в пределах 50–200°С. При этом часть масла сгорает. При смазке поршня и цилиндра масло выполняет ещё функции уплотнительных материалов. В картере масло перемешивается с воздухом и энергично окисляется.

В холодное время года масло должно обеспечивать лёгкий запуск двигателя, а это значит, что оно должно обладать хорошими моющими антиокислительными, вязкостно-температурными и противоизносными свойствами [2, стр.103-109].

Хотя условия эксплуатации ДВС различных машин отличаются, ко всем моторным маслам предъявляются общие основные требования:

1) при всех режимах работы масло должно бесперебойно поступать к трущимся и охлаждаемым поверхностям;

2) обеспечивать наименьший износ деталей двигателя и затраты мощности на преодоления трения;

3) при длительной работе быть достаточно устойчивым к действию высоких температур и образовывать, возможно, меньше нагаров и лаков;

4) не должно вызывать низкотемпературных отложений (шламов) на стенках маслопроводов, каналах;

5) должно обладать высокой стабильностью и при длительном хранении не менять своих свойств.

В соответствии со стандартом моторные масла разделены на группы и классы в зависимости от их вязкости и эксплуатационных качеств.

Все масла для ДВС делят на шесть групп в зависимости от степени форсируемости двигателя.

В каждой группе выпускаются масла разной вязкости. Поэтому в марке обязательно указывается значение кинематической вязкости при 100°С.

Обеспечение эксплуатационных свойств масел каждой группы достигается применением различных присадок.

В соответствии со стандартом масла разделены на классы и группы в зависимости от их вязкости и эксплуатационных качеств. Все масла в зависимости от степени форсируемости двигателя делят на шесть групп:

А – нефорсированные карбюраторные и дизельные двигатели;

Б, Б₁ – малофорсированные карбюраторные двигатели;

Б₂ – малофорсированные дизельные двигатели;

В, В₁ – среднефорсированные карбюраторные двигатели;

В₂ – среднефорсированные дизельные двигатели;

Г, Г₁ – высокофорсированные карбюраторные двигатели;

Г₂ – высокофорсированные дизельные двигатели;

Д – высокофорсированные дизельные двигатели, работающие в тяжелых условиях;

Е – дизельные малооборотные двигатели, работающие на топливе содержанием серы до 3,5%.

В каждой группе выпускаются масла разной вязкости, поэтому в марке обязательно указывается значение кинематической вязкости при 100°С.

Масла группы «А» содержат незначительное количество антиокислительной и противокоррозионной присадки.

Группа «Б» – содержит моющие, антиокислительные и противокоррозионные присадки в количестве от 3 до 5%.

Группа «В» – содержит композиции присадок в количестве от 4 до 7%.

Группа «Г» – тот же комплекс присадок, что и в группе «В» но в больших концентрациях от 7 до 12%.

Масла групп «Д» и «Е» содержат комплекс присадок от 18 до 25% с высокой щелочностью. Для масел групп «Б,В и Г» введены подгруппы с индексами 1 и 2 (1 – для карбюраторных двигателей; 2 – дизельных).

Маркировка моторных масел включает сочетание букв и цифр:

М – 8Б₁ (М – моторное; 8 – вязкость при 100°С; Б₁ – для малофорсированных карбюраторных двигателей). Могут встречаться масла марок: М–8ГИ, М–10ГИ, М–12ГИ (И – произведено на основе импортных присадок).

Для летней эксплуатации дизельных двигателей рекомендуется вязкость моторных масел 10–12сСТ, а зимней – 8сСт. Для карбюраторных двигателей в летнее время используются масла с вязкостью 8–10сСт, зимой – 6–8сСТ.

Маркировка масла устанавливается, также международным стандартом SAE (Society of Automotive Engineers - Американское общество автомобильных инженеров). Масла по SAE в зависимости от вязкости делятся на летние, зимние и всесезонные. Летние масла имеют обозначение вязкости в виде числа (SAE 20, SAE 30 и т.д.), зимние - аналогично, но с буквой W (SAE 5W, SAE 10W и т.д.), а всесезонные - двумя числами, разделенными черточкой или дробью (SAE 10W-40, SAE 5W-50 и т.д.).

Первое число в обозначении вязкости указывает на вязкость при низкой температуре, а второе - при высокой. Это означает, что, например, масло SAE 15W-40 при температуре -18°С имеет вязкость как у зимнего масла SAE 15W, а при +100°С - как у летнего SAE 40. Таким образом, чем больше разница между числами в обозначении вязкости масла, тем более пологой будет зависимость его вязкости от температуры и тем в более широком диапазоне температур оно может использоваться.

Рис. 4.4. Приблизительные диапазоны применения моторных масел с различной вязкостью по температуре окружающей среды: * – масла на синтетической основе

 

Трансмиссионные масла

Область применения трансмиссионных масел чрезвычайно широка. Их используют в коробках передач, ведущих мостах, бортовых передачах, раздаточных коробках, механизмах рулевого управления тракторов, самоходных шасси, автомобилей.

Основное назначение трансмиссионных масел то же, что и моторных: снижение износа зубчатых зацеплений, затрат энергии на преодоление трения, отвод тепла от трущихся деталей и предохранение их от коррозии. Кроме этих основных функций они должны снижать действие ударных нагрузок, уменьшить шум и вибрацию шестерён, уплотнять зазоры в сальниках и различных соединениях.

В гидротрансмисси масло служит рабочей средой, передающей крутящий момент от двигателя на ведущие системы машин.

Условия работы трансмиссионных масел существенно отличаются от тех, в которых применяются моторные масла. Различные зубчатые передачи подвергаются высоким нагрузкам до 150–200 Мпа, а в гипоидных передачах до 400 Мпа. Но зато скорости скольжения не более 2,5–3 м/c, рабочие температуры около 80°С.

Увеличение мощности двигателей и более тяжелые режимы эксплуатации машин приводят к росту температуры в узлах трансмисси 125–140°С, а в местах контакта зубчатых зацеплений в результате кратковременного местного нагрева температура может быть 250°С и выше. В этих случаях наблюдается не только окисление но и термическое разрушение углеводородов масла.

Специфические и тяжелые условия работы трансмиссионных масел определяют предъявляемые к ним требования:

1) масла должны иметь высокие смазывающие свойства (образовывать прочные плёнки на зубчатых зацеплениях);

2) обладать хорошими противоизносными и противозадирными свойствами;

3) при рабочих температурах вязкость должна быть оптимальной и возможно меньше меняться с понижением температуры (это обеспечивает более легкий пуск и быстрый выход машины на нормальный режим работы);

4) температура застывания масла должна быть, возможно, более низкой;

5) масло должно обладать высокой стабильностью;

6) масла не должны содержать абразивных механических примесей, воды, коррозионно-активных соединений.

Из всех приведенных требований наибольшее значение имеют высокие смазывающие свойства. Их улучшение достигается введением специальных противоизносных и противозадирных присадок. В соответствии с существующей классификацией в зависимости от условий применения трансмиссионные масла подразделяются на 5 групп обозначаемые 1, 2, 3, 4, 5.

Каждая группа включает несколько марок масел отличающихся между собой классами вязкости (таблица 4.1).

Таблица 4.1.– Группы трансмиссионных масел

Группа	Назначение	Условия работы	Состав масла (наличие присадок)	Класс вязкости
	Прямозубые, спирально-ко-нические и червячные передачи	До 160МПа, до 90°С	Без противозадирных присадок	18, 34
	То же	До 210МПа, до 130°С	С противозадирными присадками	9, 12, 18, 34
	То же	До 250МПа, до 150°С	Со слабыми противозадирными присадками	9, 12, 18, 34
	То же и гипоидные передачи	До 300МПа, до 150°С	С сильными противозадирными присадками	9, 12, 18, 34
	Гипоидные передачи, работающие при высокой скорости и ударных нагрузках	До 300МПа и выше, до 150°С	С сильными противозадирными присадками и с повышающими термоокислительную стабильность, и многофункциональные присадки	9, 12, 18, 34

 

Замену трансмиссионных масел производят, как правило, два раза в год при сезонных обслуживаниях.

Следует помнить, что замена одного смазочного масла на другое выполняется по вязкости, степени очистки, температуре замерзания.

Обозначение трансмиссионных масел включает буквы ТМ (трансмиссионное масло) и две цифры. Первая цифра характеризует принадлежность масла к группе по эксплуатационным свойствам, а вторая указывает на класс кинематической вязкости.