Масла для двигателей и агрегатов трансмиссии

Автомобильные смазочные масла применяются для уменьшения потерь энергии на трение и для снижения износа трущихся деталей автомобиля. Масло охлаждает и очищает от продуктов износа трущиеся поверхности, а также предохраняет их от коррозии. Потери энергии на преодоление трения составляют до 25% развиваемой мощности автомобильного двигателя.

Величина потерь на трение зависит от характера трения. При отсутствии слоя масла между трущимися деталями их непосредственное соприкосновение носит характер сухого трения. При сухом трении затрачивается энергия на преодоление зацепления неровностей, имеющихся на поверхности деталей, и преодоление сопротивления молекулярных сил притяжения, возникающих в точках контакта, а также схватывания (сваривания) в отдельных точках контакта металлических деталей. При грубо обработанных поверхностях основное усилие затрачивается на преодоление зацепления поверхностей, а при тщательно обработанных – на преодоление молекулярных сил сцепления. Затраты энергии будут тем больше, чем сильнее прижаты трущиеся детали одна к другой и чем больше шероховатость их поверхностей. Кроме того, влияние оказывают природа материала и скорости перемещения деталей. Сухое трение необходимо только для отдельных трущихся деталей таких механизмов, как тормозной, сцепление; в случаях, когда потери на трение должны быть минимальными, желательно, чтобы детали работали в условиях жидкостного трения.

Жидкостное трение имеет место, когда трущиеся поверхности разделены слоем масла. При этом происходит трение не между твёрдыми телами, а между слоями масла (на молекулярном уровне). В данном случае может быть только коррозионный и абразивный износ поверхностей деталей, когда размер механических примесей превышает толщину масляного слоя.

Граничное трение возникает между трущимися деталями, на поверхности которых остаётся лишь тончайший молекулярный слой масляной плёнки толщиной не более микрометра, находящийся под воздействием молекулярных сил металлической поверхности детали. Способность масла образовывать масляную плёнку зависит от наличия в нём поверхностно-активных полярных молекул, которые адсорбируются на поверхности трения. Наличие плёнки определяет величину потерь на трение и износы при граничном трении. Граничное трение часто наблюдается при работе автомобильных деталей (шестерённые передачи и др.), т.к. в некоторые моменты их работы (резкое изменение частоты вращения и направления движения, внезапное увеличение нагрузки и др.) не удаётся обеспечить жидкостное трение.

Полужидкостное (смешанное) трение имеет место тогда, когда в результате частичного выдавливания масла в местах наибольших неровностей происходит контакт трущихся поверхностей, который вызывает в этих местах сухое и граничное трение.

Требования к автомобильным смазочным маслам сводятся к следующему:

а) разделять трущиеся детали надежным масляным слоем для обеспечения жидкостного трения или же в особо трудных условиях создавать на их поверхности прочную масляную пленку для обеспечения граничного трения, предохраняя детали от сухого трения;

б) удерживаться на поверхности не работающих деталей для предохранения их от коррозии;

в) отводить тепло от трущихся деталей;

г) обладать способностью смывать с трущихся поверхностей продукты износа и легко отделятся от них;

д) не изменять длительное время свои свойства в процессе работы и хранения;

е) быть экономным и недефицитным.

Эти общие требования уточняются, когда выбираются смазочные масло для конкретных деталей и механизмов, работающих в определенных условиях. Так, к маслам для двигателей дополнительно предъявляется требование быть устойчивым при высокой температуре, а при сгорании образовывать минимальное количество нагара.

Смазочные масла, используемые в двигателях внутреннего сгорания, называют моторными маслами и предназначены они для смазывания двигателей под давлением и разбрызгиванием.

Моторные масла представляют собой смесь на масляной основе, в которой содержится ряд присадок, улучшающих те или иные свойства масла, в частности, присадки, увеличивающие вязкость, предохраняющие от окисления, уменьшающие износ трущихся поверхностей и т.д. Вид масла зависит от его основы, а также от наличия и характера присадок, придающих маслу необходимые эксплуатационные свойства. Моторное масло – это 80-85% масляной основы (базового масла) и 15-20% присадок. Потребителям предлагают минеральные, синтетические и полусинтетические моторные масла.

Принципиально минеральные моторные масла отличаются от синтетических тем, что основой их служат масляные фракции нефти, очищенные от нежелательных вредных примесей. Они относительно дёшевы и удовлетворительно зарекомендовали себя в процессе эксплуатации.

Основой синтетических моторных масел служат синтезированные путём целенаправленных химических реакций однородные органические соединения (углеводороды, эфиры или полиальфаолефины), обладающие низкой температурой застывания, хорошими пусковыми характеристиками при низких температурах, стойкостью к окислению, хорошей смазочной способностью, лучшими вязкостно-температурными свойствами, меньшей склонностью к образованию отложений на деталях двигателей и хорошей экологичностью. Они обладают лучшими эксплуатационными свойствами и большим сроком службы. Но синтетические масла более дорогостоящие, хуже сочетаются с резинотехническими изделиями, в них труднее растворяются некоторые присадки, а некоторые компоненты синтетических масел нестойки при попадании воды.

Полусинтетические моторные масла (а точнее, частично синтетические) изготавливают на основе высококачественных смесей минеральных базовых компонентов с синтетическими компонентами в пропорции 70-80% минерального и 30-20% синтетического масел. Полусинтетические масла значительно дешевле синтетических, но при этом сохраняют часть их преимуществ перед минеральными. В умеренно жёстких условиях эксплуатации применение полусинтетических масел бывает более целесообразным, т.к. их расход меньше, а срок службы больше, чем минеральных. Они имеют преимущество и при холодном пуске двигателя.

Вязкость моторных масел изменяется в зависимости от их температуры. Чем ниже температура, тем выше вязкость.

Всесезонное масло может использоваться в диапазоне температур от –35˚С (пуск холодного двигателя зимой) до 150-200˚С при работе двигателя летом при полной нагрузке и с соответствующим изменением вязкости масла. В настоящее время летние и зимние масла практически вытеснены всесезонными благодаря их универсальным свойствам, отсутствию необходимости замены масла при наступлении нового сезона.

С 1 февраля 2002 г. в рамках АСЕА (Ассоциация европейских изготовителей автомобилей) введена в действие новая классификация моторных масел, согласно которой все моторные масла делят на три класса: класс А – масла для бензиновых двигателей; класс В – масла для дизелей легковых автомобилей; класс Е – масла для дизелей грузовых автомобилей.

АСЕА допускает введение особого класса моторных масел для двигателей, работающих на природном и сжиженном нефтяном газе. По классификации АСЕА в классах А и В содержится по пять категорий масел, а в классе Е – четыре. Категории масла обозначаются арабскими цифрами, которые ставятся после букв. После цифр, указывающих категорию масла, через дефис может проставляться год введения данной категории масла и номер выпуска с новым методом испытаний. Например: А5, В4, Е2, В3-98 выпуск 2.

Для ВАЗов появились новые марки типа «Стандарт», «Супер».

Трансмиссионные масла – продукт прямой перегонки нефти содержат значительное количество природных поверхностно-активных смолистых веществ. Трансмиссионные масла применяются для смазывания сборочных единиц трансмиссии различных механизмов; коробок передач, гипоидных передач, рулевого управления, трущихся деталей задних мостов, раздаточных коробок, различных редукторов.

Условия, в которых работают трансмиссионные масла, значительно отличаются от условий работы моторных масел. Трансмиссионные масла: а) не соприкасаются с горячими поверхностями камер сгорания двигателя; б) не имеют контакта с продуктами сгорания топлива; в) подвергаются высокому контактному давлению; г) работают в условиях высоких скоростей скольжения сопряжённых поверхностей.

Основными функциями трансмиссионных масел являются следующие: а) уменьшение коэффициента трения; б) снижение износа; в) отвод теплоты от трущихся поверхностей; г) удаление продуктов износа и загрязнения; д) защита от коррозии; е) подавление вибрации и смягчение ударных нагрузок; ж) обеспечение прочного контакта соприкасающихся поверхностей.

Все механизмы трансмиссий в агрегатах, за редким исключением, находятся в масле, которое служит и как смазочный материал, и как гидравлическая среда, и как среда фрикционного сцепления.

Согласно ГОСТ 17479.2-85 обозначение трансмиссионных масел включает в себя буквы ТМ (трансмиссионное масло) и две цифры, из которых первая – группа масла, характеризующая эксплуатационные свойства, а вторая – класс вязкости масла. Например: ТМ-2-9; ТМ-2-18; ТМ-3-9; ТМ-1 (для тракторов и сельскохозяйственных машин)