Принадлежность масел к той или иной группе устанавливают на основании результатов моторных испытаний на специальных одноцилиндровых или полноразмерных двигателях. Для масел различных групп установлены нормы на оценочные показатели, предусмотренные методами испытаний на двигателях. Сопоставляя результаты моторных испытаний масла с нормами, устанавливают его принадлежность к соответствующей группе по эксплуатационным свойствам.
За рубежом подбор масел в зависимости от типа двигателя и условий его эксплуатации осуществляется также на основании соответствующих классификаций. Градацию масел по вязкости производят по классификации SAE (Общество американских инженеров-автомобилистов), а по условиям и областям применения - согласно классификации API (Американский нефтяной институт).
По классификации SAEJ300e масла разделяют на зимние (обозначаются буквой W), летние и всесезонные. Примерное соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и SAE J300e показано в табл. 18.3.
Таблица 2.3
Соответствие классов вязкости моторных масел по ГОСТ 17479.1-85 и классификация SAE J300e
ГОСТ 17479.1-85 SAE J300e | ГОСТ 17479.1-85 SAE J300e |
Зз 5W 4,з 10W 5з 15W 6.з 20W 6 20 8 20 10 30 12 30 14 40 16 40 | 20 50 З.з/8 5W-20 4,/6 10W-20 4з/8 10W-20 4,3/10 10W-30 5з/10 15W-30 5,з/12 15W-30 5,з/14 15W-40 6.3/10 20W-30 ' 6з/14 20W-40 |
Классификация API подразделяет масла на две категории: S -категория "сервис" и С - коммерческая категория. Масла категории S предназначены для двигателей легких транспортных средств, применяемых в сфере обслуживания, т.е. преимущественно для бензиновых двигателей. Масла категории С предназначены для двигателей автомобилей, осуществляющих коммерческие перевозки, тягачей, строительно-дорожных машин и других, т.е. преимущественно для дизельных двигателей.
В каждой категории масла в зависимости от условий работы подразделяются на классы, также имеющие буквенную маркировку. Поэтому обозначение масел в соответствии с классификацией производится двумя буквами латинского алфавита, указывающими категорию и класс масел, например SE (для карбюраторных двигателей) или CD (для дизелей). Универсальные масла, относящиеся к обеим категориям классификации API, имеют маркировку двух разных категорий, например, SE/CD.
Соответствие уровней эксплуатационных свойств масел по ГОСТ 17479.1-85 и классификации API показано в табл. 18.4.
Таблица 2.4
Ориентировочное соответствие классов моторных масел по группам эксплуатационных свойств по ГОСТ 17479.1-85 и классификации API
ГОСТ 17479.1-85 API | ГОСТ 17479.1-85 API |
ASBБ SC/CAБ, SCБ2 СА В SD/CBВ, SD | Вз СВ Г SE/CCГ, SE, SFГг СС Д CDЕ |
Синтетические моторные масла. .Одним из путей удовлетворения все возрастающих требований к качеству моторных масел является разработка и применение синтетических моторных масел. Синтетические масла представляют собой индивидуальные соединения или смеси нескольких соединений близкой химической структуры (поли-ос-олефины и др.).
Синтетические масла имеют высокий индекс вязкости (150...170). Температура потери подвижности синтетических масел ниже (до —65 С), чем у минеральных. Следовательно, пуск двигателей при отрицательных температурах при применении синтетических масел легче, чем на минеральных, и возможен при более низких температурах воздуха.
Вязкость синтетических масел при температурах 250...300 °С, выше (до 2...3 раз), чем у равновязких им при 100 °С минеральных. Они имеют лучшую термическую стабильность, низкую испаряемость и малую склонность к образованию высокотемпературных отложений. Поэтому синтетические масла могут с успехом применяться в высокофорсированных теплонапряженных двигателях,
Синтетические масла, как правило, превосходят минеральные по антиокислительным свойствам, диспергирующей и механической стабильности, обладают равными или лучшими противоизносными и противозадирными свойствами. В связи с этим синтетические масла имеют срок службы более 20 тыс. км пробега а'втомобиля, а отдельные образцы служат 80... 100 тыс. км без смены.
Расход синтетических масел на угар на З0...40% ниже, чем минеральных. За счет лучших вязкостно-температурных характеристик во всем интервале встречающихся в практике температур расход топлива при использовании синтетических масел снижается на 4...5%.
Стоимость синтетических масел в 2...3 раза выше, чем минеральных. Однако высокие эксплуатационные свойства, большой срок службы в двигателях до замены, низкий расход на угар и вследствие этого меньший общий расход масла делают применение их целесообразным.
2.2. Трансмиссионные масла
К трансмиссионным относятся масла, применяемые для смазки зубчатых передач агрегатов трансмиссии, а также в гидротрансмиссиях.
В современных автомобилях применяют зубчатые передачи различных типов. Особенно широко распространены винтовые (гипоидные) передачи. Их преимущество перед передачами с прямыми зубьями состоит в большей прочности зубьев шестерен при равных габаритах, плавной и бесшумной работе. Но к маслам для винтовых шестерен предъявляют более высокие требования, чем к маслам для шестерен с прямыми зубьями, поскольку скорости скольжения в таких передачах больше.
В агрегатах трансмиссии трансмиссионные масла выполняют следующие ф>ункции:
•снижают износ деталей;
•уменьшают потери энергии на трение;
•увеличивают теплоотвод от трущихся поверхностей;
•снижают вибрацию и шум шестерен, а также защищают их от ударных нагрузок;
•защищают детали механизмов от коррозии;
•масла для гидромеханических передач, кроме того, выполняют функцию рабочего тела в гидротурбине, передающей мощность. Важнейшие свойства ТМ:
•вязкостно-температурные;
•противоизносные, противозадирные, противопиттинговые;
•термическая и термоокислительная стабильность;
•стойкость к образованию эмульсий с водой;
•минимальное воздействие на резино-технические изделия, лаки, краски и пластмассы;
•химическая и физическая стабильность при хранении и транспортировании.
В зависимости от конструктивных особенностей и назначения шестеренчатых передач к маслам могут предъявляться специфические требования. Так, масла для ведущих мостов с фрикционной блокировкой дифференциала должны обладать хорошими фрикционными свойствами,
масла для трансмиссии автомобилей с периодической эксплуатацией -хорошими защитными свойствами и т.д.
Условия, в которых работает масло, определяются следующими факторами: температурным режимом, частотой вращения шестерен (скорость относительного скольжения трущихся поверхностей зубьев), удельным давлением в зоне контакта.
Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссии меняется в широких пределах - от температуры окружающего воздуха в начале работы до 120...130 ^С и даже 150 С в процессе работы.
В температурном режиме работы зубчатых передач различают три наиболее характерные температуры: минимальную - в момент начала работы передачи, равную наиболее низкой температуре окружающего воздуха; максимальную - соответствующую экстремальным условиям работы; среднеэксплуатационную - наиболее вероятную во время эксплуатации.
Минимальная температура масла в агрегатах трансмиссии автомобилей в холодной климатической зоне может достигать —60 С. Максимальная и среднеэксплуатационная температуры масла зависят от температуры воздуха, условий эксплуатации, вязкости масла и от других факторов. Среднеэксплуатационная температура в агрегатах трансмиссии автомобилей обычно составляет 60...90 °С. Фактическая температура масла в зоне контакта зубьев шестерен на 150...200 "С выше температуры масла в объеме. Заметное влияние на температуру оказывает скорость скольжения на поверхности зубьев в зоне их контакта. Скорости скольжения в цилиндрических и конических передачах составляют на входе в зацепление 1.5...3 м/с; в некоторых агрегатах они достигают 9...12 м/с; для гипоидных передач скорости скольжения составляют 15 м/с и более.
В цилиндрических и конических передачах удельные нагрузки в полюсе зацепления составляют обычно 0,5...1,5 ГПа, достигая в некоторых случаях 2 ГПа. В гипоидных передачах они в два раза выше. Под действием таких нагрузок условия для гидродинамической смазки ухудшаются.
Трансмиссионные масла представляют собой сложную коллоидную систему, включающую две группы компонентов: первая - основа масла, вторая - функциональные присадки для улучшения эксплуатационных свойств масел.
К числу перспективных следует отнести синтетические масла, которые характеризуются очень пологой вязкостно-температурной кривой.
Классификация и ассортимент. В агрегатах трансмиссии автомобилей применяется широкий ассортимент масел. Согласно ГОСТ 17479.2-85 "Масла моторные, трансмиссионные и жидкости гидравлические. Система обозначений" масла классифицированы по
классам и группам в зависимости от них вязкости и эксплуатационных свойств (табл. 18.5 и 18.6).
Таблица 2.1 Классы вязкости трансмиссионных масел
Класс вязкости | Кинематическая вязкость при lOO^'C.MM^c | Максимальная температура, при которой t| < 150Па-с, °С |
9 7,0 ...10,9 -45 | ||
12 11,0... 13,9 -35 | ||
18 14,0 ...24,9 -18 | ||
34 25,0 ...41,0 | ||
С учетом деления на классы и группы трансмиссионные масла имеют условные обозначения. Например, обозначение ТМ5-12 расшифровывается следующим образом: «ТМ» - трансмиссионное масло, цифра «5» - группа по эксплуатационным свойствам, цифра «12» - класс вязкости.