20.11. Трансмиссионные масла

Нефтяные и синтетические трансмиссионные масла предназначены для применения в узлах трения агрегатов трансмиссий автомобилей, тракторов, тепловозов, дорожно-строительных и других машин, а также в различных зубчатых редукторах и червячных передачах промышленного оборудования.

20.11.1. Общие требования и свойства

Трансмиссионные масла эксплуатируются в широком диапазоне температур. Пусковые свойства и длительная работоспособность их должны обеспечиваться в интервале температур от минус 60 °С – температуры холодного пуска в районах Крайнего Севера – до 120–130 °С – рабочей температуры в объеме масла. При этом фактическая температура масла в зоне контакта зубьев шестерен может быть на 150–250 °С выше температуры масла в объеме.

Трансмиссионные масла должны удовлетворять следующим требованиям:

• снижать износ трущихся пар;

• снижать потери энергии на преодоление трения;

• отводить тепло от трущихся поверхностей;

• защищать металлические поверхности от коррозии;

• понижать шум и вибрацию шестерен и смягчать в них ударные нагрузки;

• удалять из зоны трения продукты износа и другие примеси, не быть токсичными.

Смазывающая способность. Главной функцией трансмиссионных масел является снижение трения и износа. Это свойство, называемое смазывающей способностью, обеспечивается в режимах гидродинамического трения вязкостью базового масла (толщиной масляной пленки). При режимах граничного трения, возникающего в трансмиссиях под воздействием высоких температур и давлений, защита от износа возможна за счет активных элементов противоизносных и противозадирных присадок путем их химического взаимодействия с металлом трущейся поверхности. При этом образуются новые продукты, обладающие пластичной структурой и относительно низким коэффициентом трения.

Вязкостно-температурные свойства. Вторая важная функция трансмиссионного масла – снижение потерь энергии на преодоление трения. Она также непосредственно связана с вязкостью масла, но в обратной зависимости: чем меньше вязкость, тем больше к. п. д. трансмиссии. Общие потери энергии в трансмиссии значительны.

Отсюда постоянное стремление конструкторов и эксплуатационников к созданию масла минимальной вязкости, как для двигателя, так и для трансмиссий автомобилей. В связи с этим к маслу при его подборе предъявляют противоречивые требования. Для обеспечения холодного пуска трансмиссии при возможно низких температурах и минимуме потерь энергии на преодоление трения в передачах вязкость масла должна быть минимальной, а для обеспечения высокой несущей способности масляной пленки и для снижения утечек через уплотнения и герметизирующие устройства – максимальной.

По мере совершенствования конструкций коробок передач, ведущих мостов, повышения интенсивности их работы доминирующим режимом работы узлов становится граничное трение, при котором вязкость масла теряет первостепенное значение.

Улучшение конструкции и материалов уплотнений также позволяет использовать маловязкие масла. Снижение вязкости трансмиссионных масел способствует решению проблемы их низкотемпературной текучести. При сочетании хороших низкотемпературных свойств и сравнительно низкой вязкости трансмиссионного масла достигается заметная экономия топлива, особенно в период пуска и разогрева автомобиля.

Лекция 16