Основные свойства трансмиссионных масел и их влияние на работу агрегатов и механизмов машин

Исходя из требований к трансмиссионным маслам, наибольшее значение имеют следующие их свойства:

- вязко-температурные свойства;

- смазывающие свойства;

- стабильность против окисления;

- коррозионная агрессивность.

Одним из важнейших показателей, характеризующих эксплуатационные свойства трансмиссионных масел, является вязкость. От вязкости масла зависит потеря энергии на трение в агрегатах трансмиссии.

Опыт эксплуатации показывает, что при температуре минус 10⁰С динамическая вязкость масла ТМ-3-18 (ТАП-15В) достигает 30 Па×с, при этом, например, КПД заднего и среднего мостов автомобиля ЗИЛ-131 снижается до 50%, а расход топлива увеличивается в 2 раза. При движении автомобиля температура масел в агрегатах трансмиссии возрастает по сравнению с температурой окружающего воздуха, но в зимний период остается низкой (рисунок 5.1).

1 – в коробке передач; 2 – в ведущем мосту

Рисунок 5.1 – Изменение температуры масла в агрегатах трансмиссии

Интенсивность изменения температуры в агрегатах трансмиссии зависит от режима движения автомобиля и температуры окружающего воздуха. При частых остановках температура резко снижается, особенно в зимний период. Температура масла в коробке передач значительно выше, чем в ведущем мосту ввиду прогрева от двигателя, а также вследствие более интенсивного охлаждения ведущего моста при движении автомобиля.

По данным об относительном увеличении потери энергии в агрегатах трансмиссии автомобилей в зависимости от температуры при использовании различных масел и экономии топлива, которая может быть получена в процессе эксплуатации автомобилей за счет применения масел с улучшенными низкотемпературными свойствами, наилучшие показатели имеют ТМ-3-18К (ТСп-15К), ТМ-5-12_З (РК).

Работа шестерен агрегатов трансмиссии происходит в основном в условиях граничного трения, при которых повышается износ зубьев шестерен, интенсивность изнашивания во многом зависит от смазывающих свойств применяемых масел. Смазывающие свойства – способность масла адсорбироваться на рабочей поверхности с образованием граничного слоя – определяются совокупностью противоизносных, противозадирных и противопиттинговых показателей масла.

Смазывающие свойства оценивают на специальной установке по обобщенному показателю индекса задира «ИЗ». Чем выше «ИЗ», тем лучше смазывающие свойства масла.

Наиболее высокие требования по противозадирным свойствам предъявляются к маслам для гипоидных передач, в которых удельное давление в зоне контакта зубьев достигает 4000 МПа.

Значение «ИЗ» для гипоидных масел составляет 60 ед., у масел для спирально-конических передач этот показатель должен быть не менее 50 ед. Для масел, используемых в коробках передач, противозадирные свойства имеют второстепенное значение.

Противопиттинговые свойства – склонность масел предотвращать усталостное выкрашивание рабочих поверхностей зубьев шестерен под влиянием циклических нагрузок – при оценке физико-химических показателей масел не нормируются, но для различных масел неодинаковы. Время наступления питтинга зубьев шестерен сокращается при повышении рабочих температур масла и снижении его вязкости. Наилучшими противопиттинговыми свойствами в условиях повышенных температур обладают масла ТМ-3-18К (ТСп-15К), ТМ-5-12_З(РК), ТМ-5-18 (ТАД-17И).

В процессе работы в агрегатах трансмиссии в результате взаимодействия масла с кислородом воздуха при повышенной температуре в присутствии каталитических активных металлов происходит изменение физико-химических и эксплуатационных свойств масла – увеличиваются вязкость и кислотное число, в масле накапливаются продукты окисления.

Повышение вязкости сопровождается ухудшением вязкостно-температурных свойств. Увеличение кислотного числа может вызвать коррозию подшипников и других деталей агрегатов трансмиссии.

Антиокислительные свойства масла оцениваются термоокислительной стабильностью на приборах, имитирующих условия работы масел при повышенных температурах. Наилучшие показатели имеют масла ТМ-3-18К (ТСп-15К), ТМ-4-18 (ТСп-14ГИП), ТМ-5-12_З(РК), ТМ-5-18 (ТАД-17И).

В результате накопления органических кислот, а также попадания в масло паров воды из атмосферы может возникнуть коррозия металлических деталей агрегатов трансмиссии.

Коррозионная агрессивность масла характеризуется изменением кислотного числа содержания водорастворимых кислот и щелочей. Проверку масел на коррозионную агрессивность осуществляют методом пробы на стальную и медную пластинку при температуре выше плюс 100⁰С. Наименьшую коррозионную агрессивность имеют масла ТМ-3-18К (ТСп-15К), ТМ-5-12_З (РК).