Классификация моторных масел по API
| Группа масел | Область применения |
| Категория S – бензиновые двигатели | |
| SA | Двигатели, работающие в лёгких условиях |
| SB | Двигатели, работающие при умеренных нагрузках |
| SC | Двигатели, работающие с повышенными нагрузками (до 1964 г. выпуска) |
| SD | Двигатели, работающие в тяжёлых условиях (до 1968 г.) |
| SE | Двигатели, работающие в тяжёлых условиях (до 1972 г.) |
| SF | Двигатели, работающие в тяжёлых условиях на неэтилированных бензинах |
| SG | Двигатели выпуска с 1989 г. |
| SH | Двигатели выпуска с 1994 г. |
| SJ | Двигатели выпуска с 1996 г. |
| Категория C – дизели | |
| CA | Двигатели, работающие при умеренных нагрузках на малосернистых топливах |
| CB | Двигатели без наддува, работающие при повышенных нагрузках на сернистом топливе |
| CC | Двигатели, в том числе с умеренным наддувом, работающие в тяжёлых условиях |
| CD | Двигатели с высоким наддувом, работающие в тяжёлых условиях на высокосернистом топливе |
| CD-II | То же с учётом требований к двухтактным двигателям |
| CE | Двигатели с высоким наддувом (с 1983 г.), работающие в тяжёлых условиях |
| CF-4 | Двигатели выпуска с 1990 г. |
| CF-2 | Улучшенные характеристики CD-II для двухтактных двигателей |
| CG | Двигатели выпуска с 1994 г. Улучшены характеристики CF-4 и ужесточены требования к токсичности отработавших газов |
Гидравлические трансмиссии по принципу работы различают гидродинамические и гидростатические (гидрообъёмные). Гидродинамические трансмиссии состоят из гидромуфты или гидротрансформатора и гидромеханической коробки передач, а так же системы автоматического регулирования. Гидрообъёмная передача включает насос и гидромотор. Гидравлические трансмиссии отличаются некоторыми особенностями работы: энергия от ведущего вала к ведомому передаётся при помощи жидкости.
Таблица 13
Аналоги классов вязкости моторных масел по классификации
России и SAE
| Россия | SAE |
| 3з 4з 5з 6з 3з/8 4з/6 4з/8 4з/10 5з/10 5з/12 6з/10 6з/12 6з/14 6з/16 | 5W 10W 15W 20W 5W/20 10W/20 10W/20 10W/30 15W/30 15W/30 20W/30 20W/30 20W/40 20W/40 |
Таблица 14
Аналоги классов по области применения моторных масел по классификации
России и API
| Россия | API | Россия | API |
| А Б Б1 Б2 В В1 | SB SC/SA SC CA SD/CB SD | В2 Г Г1 Г2 Д Е | CB SE/CC SE CC CD - |
Требования к качеству масел
Условия работы масел в агрегатах трансмиссии определяются тремя факторами: температурой, скоростью вращения валов и шестерен и удельным давлением в зоне контакта зубьев шестерен.
Рабочая температура в агрегатах трансмиссии изменяется в довольно широких пределах. Она колеблется от температуры окружающего воздуха до температуры, установившейся в процессе работы, при этом последняя может достигать 120...1500 С. Это температура в объеме масла, фактическая же температура в зоне контакта зубьев шестерен может достигать 200...2500 С и более. Температура масла в значительной мере зависит от удельных нагрузок и скорости вращения шестерён, от которой зависит скорость скольжения в зоне контакта. С увеличением нагрузки уменьшается величина смазочной пленки, разделяющей трущиеся поверхности, и в результате повышается вероятность интенсивного износа и заедания.
Скорости скольжения в цилиндрических и конических передачах составляют на входе в зацепления от 1,5...3,0 м/с до 9...12 м/с. Для гипоидных передач характерны значения до 15 м/с и выше, в червячных редукторах – до 20...25 м/с.
В цилиндрических, конических и червячных передачах удельные нагрузки в полюсе зацепления составляют 500...2000 МПа, а в гипоидных передачах они в 2 раза выше.
В гидромеханической трансмиссии нагрузки в 1,5...3 раза ниже, чем в механической. Скорости скольжения контактируемых поверхностей практически не отличаются от скоростей скольжения в механических передачах и равны 1,5...5 м/с, вместе с тем температура значительно выше. Это связано с высокими скоростями потоков масла из-за быстро вращающихся рабочих колёс. Скорости масла достигают 80...100 м/с.
Высокие скорости потоков масла и непрерывный контакт его с воздухом создают условия для пенообразования. Чтобы уменьшить потери на внутреннее трение при высоких скоростях потоков, требуется использование маловязких масел.
Помимо общих требований, связанных с необходимостью обеспечения высоких смазочных, вязкостно-температурных, антиокислительных, противокоррозионных и других свойств, к трансмиссионным маслам предъявляются и специфические требования с учётом конструктивных особенностей передач. Например, масла для гидромеханических коробок передач и ведущих мостов с дифференциалами повышенного трения должны обладать высокими фрикционными свойствами.
Поэтому трансмиссионные масла можно систематизировать следующим образом:
- КП, К. отбора мощности, ТМ с противоизносными, антиокислительны РК и т.д ми и др. функциональными присадками.
- Гипоидные передачи Гипоидное масло.
- Червячная передача ТМ с противоизносной присадкой, не корродирующей бронзу.
- Ведущие мосты с Гипоидное масло с повышенными
дифференциалом фрикционными свойствами.
повышенного nрения
- Гидромеханические передачи Масло для гидромеханических передач.
- Гидростатические передачи Масло для гидростатических передач.
Эксплуатационные свойства
Смазочные свойства. Из-за больших нагрузок, характерных для современных трансмиссий, они работают в режимах либо эластогидродинамической, либо граничной смазки. Граничный режим смазки также имеет место во всех зубчатых передачах при их пуске и остановке независимо от режима смазки при установившемся движении. Он сопровождается повышенным износом поверхностей трения. Основными видами разрушения являются: нормальный износ или истирание, заедание или задир и питтинг.
Снизить износ и заедание можно подбором масла соответствующей вязкости. При этом известно, чем выше вязкость, тем менее вероятна повреждаемость трущихся поверхностей и выше несущая способность масляного слоя.
Однако повышение вязкости масел ухудшает вязкостно-температурные свойства и увеличивает потери на трение. Поэтому возможность улучшения смазывающих свойств масел за счет увеличения его вязкости ограничена. В этом случае вводят высокоэффективные противоизносные и противозадирные присадки.
Противопиттинговые свойства также можно увеличить, варьируя вязкостью масла и вводя противоизносные присадки.
Вязкостно-температурные свойства. От вязкости зависят потери мощности на трение, способность масла удерживаться в узле трения и т.д. ВТС масла определяют при прочих равных условиях уровень смазочного действия.
Температурный режим работы масла в трансмиссии определяется следующими температурами:
- минимальной, в начале работы передачи после длительного перерыва и равной самой низкой температуре окружающего воздуха;
- максимальной, устанавливающейся при экстремальных для данной передачи условиях работы;
- средне-эксплуатационной, характеризующей наиболее вероятное значение температуры во время работы масла за весь период эксплуатации.
Минимальная температура может достигать:
§ -600 С в полярной зоне;
§ -400 С в умеренной зоне;
§ -100 С в жаркой зоне.
Каждой из приведённых температур соответствует своя вязкость.
При высокой вязкости масла потери энергии на внутреннее трение масла преобладают в сумме общих потерь, причём основная доля приходится на потери в главной передаче. Вязкость масла при минимальной температуре не должна превышать величину, при которой невозможно начать движение без предварительного разогрева масла в узлах и агрегатах трансмиссии.
Так, минимальная допустимая вязкость должна обеспечить работу агрегатов без повышенных утечек. Современные уплотнительные устройства позволяют удерживать масло в узлах и агрегатах трансмиссий при вязкости 25...30 мм2/с, а в ряде случаев даже до 10...15 мм2/с.
Вязкость масла при средне-эксплуатационной температуре не должна превышать величину, при которой потери энергии на внутреннее трение заметно снижают КПД трансмиссии.
В общем случае масла с пологой вязкостно-температурной характеристикой обеспечивают надёжную эксплуатацию техники при низких температурах окружающего воздуха.
Антиокислительные, противокоррозионные и защитные свойства. Трансмиссионное масло в процессе работы окисляется. Скорость и глубина окисления зависят от:
§ продолжительности работы;
§ температуры масла;
§ каталитической активности металла;
§ концентрации кислорода;
§ промоторов окисления.
К последним относятся некоторые из присутствующих в масле присадок, в частности противозадирные.
Окисление масла оказывает отрицательное влияние не только на срабатывание присадок. В процессе окисления ухудшаются вязкостно-температурные свойства масел, происходит накопление кислых продуктов, способствующих повышению коррозии. Последняя резко возрастает с повышением температуры, но не бесконечно: при температуре около 1700 С коррозионность масла ослабевает, что видимо связано с увеличением содержания в масле смол. Смолистые вещества отлагаются на металлических поверхностях, образуя лакообразные плёнки, которые препятствуют контакту металла с коррозионно-агрессивной средой.
Снижение коррозионной агрессивности достигается либо за счёт изменения содержания в масле присадок разного функционального назначения, либо за счёт добавления деактиватора или пассиватора металла. Наиболее высокими антикоррозионными свойствами из трансмиссионных масел обладают масла ТСп-15к и ТСз-9гип.
Повышение коррозионной агрессивности масел и особенно «ржавление» различных узлов и агрегатов возможно при обводнении смазочного материала. В зависимости от условий эксплуатации содержание воды в масле колеблется от десятых долей до нескольких процентов, иногда достигая 5...8 %. В воде содержится некоторое количество неорганических солей и коррозионно-агрессивных компонентов, попадающих извне, или образующихся в процессе старения масла. Это создает благоприятные условия для электрохимической коррозии, которая увеличивается при хранении. Для устранения коррозии в период остановки машины в масло вводят защитные присадки. Сочетанием в масле функциональных и защитных присадок получают рабоче-консервационные трансмиссионные масла, которые имеют определенный уровень эксплуатационных свойств и одновременно обладают защитной способностью, особенно проявляющейся в период хранения. К числу таких трансмиссионных масел относится универсальное масло ТМ5-12РК.
Ассортимент трансмиссионных масел. Классификация отечественных трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 «Обозначение нефтепродуктов. Масла трансмиссионные»(ТМ - означает «трансмиссионное масло»):
ТМ1 - для прямозубых, спирально-конических и червячных передач, работающих при контактных напряжениях до 1000 МПа и температуре масла в объёме до 900 С;
ТМ2 - для прямозубых передач, работающих при контактных напряжениях до 2000 МПа и температуре масла в объеме до 1200 С;
ТМ3 - для прямозубых, спирально-конических и червячных передач, работающих при контактных напряжениях более 2000 МПа и температуре масла в объеме свыше 1200 С;
ТМ4 - для гипоидных передач, работающих при высокой скорости скольжения и низком крутящем моменте, низкой скорости скольжения и высоком крутящем моменте и температуре масла в объёме до 1350 С;
ТМ5 - для гипоидных передач, работающих при высокой скорости скольжения и ударных нагрузках, высокой скорости и низком крутящем моменте, низкой скорости и высоком крутящем моменте и температуре масла в объёме выше 1350 С.
Все отечественные трансмиссионные масла минеральные.
Масла группы ТМ1 - без присадок, ТМ2 - с противоизносными присадками, ТМ3 - со слабыми противозадирными присадками, ТМ4 - с сильными противозадирными присадками, ТМ5 - с сильными противозадирными присадками и высокой термоокислительной стабильностью.
Кроме того, трансмиссионные масла делятся на четыре класса (табл. 15) в зависимости от вязкости, эксплуатационных свойств и климатических условий применения. Класс заносится через тире, например, ТМ5-18.
Например: масло, маркируемое ТМЗ-9, означает – трансмиссионное масло для смазывания тяжелонагруженных трансмиссий, работающих при контактных напряжениях более 2000 МПа и температуре масла в объёме выше 1200 С для транспортных средств работающих на севере.
В последние годы используются универсальные масла, предназначенные для работы одновременно в напряжённых гипоидных передачах ведущих мостов легковых и грузовых автомобилей, в коробках передач и в червячных передачах рулевых механизмов, например, ТАД-17И (по современной маркировке соответствует ТМ5-18).
Таблица 15