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