Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 [ 29 ] 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97

Вязкость масла в этих условиях не имеет такого принципиального значения, как при режиме контактно-гидродинамического смазывания. Однако в очень тонком слое масла малой вязкости может содержаться недостаточное количество противозадирной присадки, вследствие чего возникает опасность непосредственного контакта металлических поверхностей. Поэто.му при создании маловязких трансмиссионных масел их противозадирный потенциал повышают увеличением концентрации серу-фосфорсодержаших присадок в 1,5 раза.

Вязкость и потери энергии на трение. Вязкостно-температурные свойства трансмиссионного масла имеют большое значение для его эксплуатационной характеристики. От вязкости зависят потери мощности на трение, а также способность масла удерживаться в смазываемом узле.

Между вязкостью и потерями мощности в агрегатах трансмиссии автомобиля существует прямая связь. Чем меньше вязкость масла, тем меньше потери энергии па внутреннее трение, тем больше КПД трансмиссии.

Общие потери энергии в трансмиссии значительны. Если 25 % полезной мощности автомобиля поступает от двигателя к трансмиссии, то в общей системе агрегатов трансмиссии вследствие собственных потерь эта мощность, передаваемая колесам, снижается уже до 12 %.

Поэтому для обеспечения снижения расхода топлива понятно стремление разработчиков к созданию масла .минимазьной вязкости. Однако с уменьшением вязкости масла существует опасность увеличения задира, истирания и питтинга. Кроме этого, уменьшение вязкости масла ниже определенного уровня может привести к повышению его расхода из-за несовершенства уплотнений и;1и недостаточной герметичности трансмиссии. В связи с этим к маслу при его разработке предъявляют противоречивые требования. Для обеспече1щя холодного пуска трансмиссии при возможно низких температурах и минимуме потерь на преодоление трения в передачах вязкость масла должна быть минимальной, а дтя обеспечения высокой несущей способп(х:ти масляной пленки и для снижения утечек через уплотнения - максимальной. Однако по мере совершенствования конструкций афсгатов трансмиссий, повышения интенсивности их работы доминирующими режимами работы узлов становятся граничное и смешанное трение, при которых вязкость масла теряет свое прежнее значение, а первостепенное значение приобретает введение в масло эффективных функциональных присадок,

благодаря которым осуществляется защита поверхностей трения от задира и износа. Улучшение материалов уплотнений также позволяет использовать маловязкие масла в агрегатах трансмиссий.

Таким образом, при сочетании xopoinnx низкотемпературных свойств и минимально допустимой вязкости при рабочей температуре трансмиссионного масла достигается заметная экономия топлива особенно в период пуска и разогрева автомобиля.

Возможности снижения расхода топлива при применении энерго-сберегаюишх сортов трансмиссионных масел значительно ниже, чем при при.менении .малопязких моторных масел. Однако в масштабах транспортного парка экономия топлива может быть достаточно велика. Годовая экономия топлива в результате применения трансмиссионных масел пониженной вязкости может составить 2-3 %. В отдельных случаях (при работе транспорта в городских условиях, на коротких дистанциях и при холодном запуске) этот показатель может возрасти до 5-6 %.

Термоокислительная стабильность. Трансмиссионные масла в процессе работы в зубчатых передачах вследствие трения интенсивно разогреваются. Повышенная температура в сочетании с активным действием кислорода юздуха и каталитическим действием металлических поверхностей приводит к усиленному окислению масла, образованию в нем нерастворимых веществ, выпадающих в осадок.

В результате окисления масла изменяются его физико-химические и эксплуатационные свойства: увеличивается вязкость, возрастает коррозионная агрессивность, ухудшаются противозадириые свойства. Скорость и глубина окисления масла зависят от длительности окисления, температуры масла, каталитического действия .металла, концентрации кислорода. Наибольи1ий ускоряющий эффект на окисление масла оказывает его температура. Состав базового масла также оказывает втияние на окисляемость трансмиссионного масла. Так, при уме]1ьше-нии в основе содержания остаточного компонента наблюдается пропорциональное увеличение термоокислительной стабильности масла.

При работе смазочного масла в трансмиссии окисляются все его компоненты, в том числе и содержащиеся в нем присадки. При этом эксплуатационные свойства масла ухудшаются. Особенно опасно уменьшение содержания в масле противозадирной присадки, гro может привести к выходу механизма из строя. Для замедления процесса окисления в трансмиссионные масла вводят антиокислительные присадки.

Антиокислители умсньпгают степень окисления масла, вступая в реакцию со свободными радикалами и гидроперекисями, образуя

I I ТРАНСМПССПОННЫЕ

ГНдРАВПМЧЕСКПЕ МАСЛА

неактивные вещества, растворимые в масле, или разлагая эти материалы, образуя менее реакиионноспособные продукты.

Антикоррозионные свойства. В агрегатах трансмиссии автомобилей используют летали, изготовленные из алюминия, меди и их сп;1авов, свинца, стали, различных сплавов, содержащих олово. Детали из цветных .мeтaJлoв относительно легко подвергаются коррозии в результате их химического взаимодействия с кислыми продуктами, которые образуются в процессе окисления масла. Чем сильнее окисляется масю, те.м интенсивнее оно корродирует металл. Следовательно, коррозионная агрессивность масла зависит от тех же факторов, что и его окисление. Коррозия поверхности металла увеличивается также в присутствии воды.

Для запшты деталей из цветных металлов от воздействия кислых продуктов в трансмиссионное масло вводят ингибиторы коррозии. Эти присадки или тормозят процесс окисления, снижая в масле концентрацию агрессивных элементов, или нейтрализуют образовавшиеся в масле кислые продукты, или образуют на поверхности металла плотную заиштную пленку, которая предотвращает прямой контакт с ним агрессивных продуктов. Такая пленка одновременно пассивирует металл, предупреждая его каталитическое воздействие на окисление масла. Поэтому большинство ингибиторов коррозии являются также дезактиваторами металла.

Защитные свойства. Во время эксплуатации автомобиля смазочное масло может обводняться. Это происходит вследствие поступления воды через зазоры в уплотнениях и вследствие конденсации паров волы из воздуха. Часто в воде содержатся неорганические соли и коррозионно-агрессивные компоненты. Все это создает условия дня появле1шя электрохи.мической коррозии, поскольку вода играет роль проводяшего ток электролита.

Электрохимическую коррозию частично устраняют введением в состав масла заи1итных присадок, называемых противоржавейными. Механизм действия защитных присадок сводится к вытеснению влаги и других электролитов с поверхности .металла и образованию на не.м прочной адсорбционной пленки, предотвращающей контакт металла с агрессивной средой. Таким образом, эта пленка, в отличие от пленки, образованной антикоррозионными присадками, устойчива к действию не только органических кислот, но и воды.

Стойкость к пенообразованию. В процессе работы зубчатых передач смазочное маапо подвергается интенсивному перемешиванию, ватедствие

ТРАНСМИССИОННЫЕ МЛСЛЛ

чего в него попадает воздух и образуется пена. Стойкость масел к вспениванию в значительной степени зависит от углеводородного состава масла, способа и глубины его очистки, природы фyнкциoнaJьныx присадок, давления и температуры.

В нафтеновых маслах растворимость воздуха больше, чем в парафиновых. Растворимость возауха в масле снижается с уменьше1П1ем температуры плавления. При повышении температуры процесс образования пены интенсифицируется, причем тем эффективнее, чем MCHbuie вязкость масла.

Загрязняющие примеси и в некоторых случаях функциональные присадки увеличивают поверхностное натяжение пленки, повышая степень устойчивости пены, в результате чего зубчатые колеса смазываются только масловоздушной смесью, что приводит к отказам зубатых передач через короткий период времер{и.

Основное назначите антипенных присадок - предупреждение образования стабильной пены в работающем агрегате. Антипенные присадки вызывают уменьшение повсрХ1юстиого натяжения пленок, разделяющих мелкие пузырьки воздуха. Вследствие этого пузырьки объединяются в более крупные, легко разрываются, и пена гасится.

Классификация трансмиссионных масел

Многообразие вырабатываемых трансмиссионных масел, предназначенных для разнообразной техники, вызвало необходимость разработки и использования классификаций .масел, которые позволяют правильно реишть вопрос выбора сорта масла ;тдя данной конструкции трансмиссии.

Отечественная классификация трансмиссионных масел отражена в ГОСТ 17479.2-85.

В зависимости от уровня кинематической вязкости при 100 °С трансмиссионные масла разделяют на четыре класса (табл. 4.1).

4.1. Классы трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85

В соответствии с классом вязкости ограничены допустимые пределы кинематической вязкости при 100 °С и отрицательная температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 Па-с. Эта вязкость считается предельной, так как при ней еше обеспечивается надежная работа агрегатов трансмиссий.

В зависимости от эксплуатационных свойств и возможных областей применения масла для трансмиссий автомобилей, тракторов и другой мобильной техники отнесены к пяти группам: ТМ-1 - ТМ-5, указанным в табл. 4.2.

Группу масел устанавливают по результатам оценки их свойств по ГОСТ 9490-75 (табл. 4.3) при разработке новых трансмиссионных масел и постановке их на производство, а также при периодических испытаниях товарных масел 1 раз в 2 года.

По классификации ГОСТ 17479.2-85 масла маркируют по уровню напряженности работы трансмиссии и классу вязкости. Например, в маркировке масла ТМ-5-18 ТМ означает начальные буквы русских слов «трансмиссионное масло», первая цифра - группа масла по эксплуатационным свойствам, вторая цифра - класс вязкости масла.

4.2. Группы трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85

Группа масел по эксплуатацион-ным свойствам

Состав масел

Минеральные масла без присадок

Минеральные масла с противоиэносными присадками Минеральные масла с противо-задирными присадками умеренной эффективности

Минеральные масла с противо-задирными присадками высокой эффективности

Минеральные масла с противо-задирными присадками высокой эффективности и многофункционального действия, а также универсальные масла

Рекомендуемая область применения

Цилиндрические, конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях от 900 до 1600 МПа и температуре масла в объеме до 90С

То же, при контактных напряжениях до 2100 МПа и температуре масла в обьоме до 130 "С Цилиндрические, конические, спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 2500 МПа и температуре масла в объеме до 150 С Цилиндрические, спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 3000 МПа и температуре масла в объеме до 150 °С

Гипоидные передачи, работающие с ударными нагрузками при контактных напряжениях выше 3000 МПа и температуре масла в объеме до 150 "С

ТРАНСМИССИОННЫЕ МАСЛА

4.3. Эксплуатационные группы трансмиссионных масел

До введения ГОСТ 17479.2-85 на классификацию и систему обозначений трансмиссионных масел маркировка масел в нормативно-технической документации была другой. Обозначение трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 и соответствие их ранее принятым маркам преведены в табл. 4.4.

4.4. Соответствие обозначений трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 принятым в нормативно-технической

Для решения вопроса взаимозаменяемости отечественных и зарубежных масел дано примерное соответствие классов вязкости и эксплуатационных фупп трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 классам вязкости по классификации SAE и фуппам по классификации API (табл. 4.5).

Ассортимент трансмиссионных масел

Трансмиссионные масла без присадок в последние годы производят и применяют чрезвычайно редко (для устаревших видов техники), и

13- 1890