Характеристики трансмиссионных масел

Содержание:

• Что такое вязкость трансмиссионного масла
• Основные функции смазки для КПП
• Требования к трансмиссионным маслам
• Различия в классификации трансмиссионных масел: Классификация по SAE
• Классификация по API
• Классификация по ГОСТ 17479.2-2015

Коробка передач (КПП) является одним из главных узлов автомобиля. От того, насколько корректной будет ее работа, зависит не только качество движения машины, но и безопасность самого водителя. Поэтому так важно использовать для трансмиссии специальные смазки, характеристики которых соответствуют времени года и типу коробки передач.

Классификация трансмиссионного масла по вязкости

Трансмиссионное масло, смазывая детали КПП, покрывает их защитной маслянистой пленкой, тем самым уберегая от температурных и механических нагрузок.

С учетом таких особенностей состав масла должен обладать достаточным уровнем вязкости, не допуская разрушения этой маслянистой пленки.

Также трансмиссионное масло должно обладать достаточной плотностью, не зависящей от температурных перепадов. Именно плотность и вязкость определяет качество масла и называется индексом вязкости.

Существуют отдельные виды трансмиссионных масел. На степень вязкости трансмиссионного масла влияют присадки и разного рода добавки, входящие в его состав. Виды масел по составу:

• минеральное трансмиссионное масло (масло делают из нефтепродуктов);
• синтетическое трансмиссионное масло (масло делают с помощью синтеза, состав которого прекрасно взаимодействует с любыми присадками и добавками);
• трансмиссионное масло полусинтетика (масло получают за счет смешивания минеральной и синтетической основы с последующим использованием добавок).

Международная классификация вязкости SAE:

• SAE 70W (трансмиссионное масло для северных стран с рабочей температурой от -55°C);
• SAE 75W(зимнее трансмиссионное масло с рабочей температурой от -40°C);
• SAE 80W(зимнее трансмиссионное масло с рабочей температурой от -26°C);
• SAE 85W (зимнее трансмиссионное масло с рабочей температурой от -12°C);
• SAE 90 (летнее трансмиссионное масло);
• SAE 140, SAE 250 (летнее трансмиссионное масло для специального применения);
• SAE 75W-90, SAE 75W-140, SAE 80W-90 (всесезонное трансмиссионное масло);
• SAE 85W-140 (всесезонное/летнее трансмиссионное масло).

Что такое вязкость трансмиссионного масла

К основным факторам, которые определяют выбор смазки для КПП, относится вязкость. Под этим понятием в широком смысле слова подразумевается свойство жидкой среды противодействовать смещению ее слоев друг относительно друга. Для жидких сред различают два вида вязкости:

• динамическую (η). Она зависит от вещества и сильно уменьшается при повышении температуры. Динамическая вязкость характеризует подвижность жидкости и определяется с помощью специальных приборов – вискозиметров;
• кинематическую (ν). Рассчитывается как отношение динамической вязкости (η) жидкого вещества к его плотности (ρ), характеризует способность жидкой среды сопротивляться перемещению под воздействием сил тяжести.

Эта характеристика является основным параметром классификации трансмиссионных масел. Существует несколько стандартов разделения моторных смазок на группы, поэтому необходимо знать особенности каждой системы классификации

Основы трансмиссионного масла

У минеральной и синтетической основ есть свои преимущества и недостатки.

Минеральная основа способна обеспечить лучшее смазывание деталей. Кроме того, минеральная основа лучше образовывает основательную смазывающую пленку в условиях высокого давления.

Способности синтетических компонентов в образовании пленки сильно уступают минеральным. Также считается, что присадки гораздо эффективней ведут себя в минеральной основе: они лучше растворяются. Для трансмиссий, где очень важным является предотвращение сильного трения деталей, минеральное масло подходит лучше. Так как антифрикционная присадка (уменьшающая трение) лучше всего раскрывается в минеральной основе.

Самые лучшие характеристики — у полностью синтетического масла

Синтетическая основа хороша тем, что наиболее высокого индекса вязкости можно добиться, используя только синтетические составляющие. Поэтому синтетические масла можно применять в более широком температурном диапазоне. Синтетические масла меньше подвержены «старению» (в данном случае — окислению), поэтому срок их службы гораздо дольше в сравнении с минеральными. Синтетические трансмиссионные жидкости рекомендуют использовать в тех трансмиссиях, где есть сильные нагрузки и высокие обороты, минеральные в этом случае справляются не достаточно.

Полусинтетическая основа отличается тем, что синтетические компоненты улучшают свойства минеральных. Но при этом стоить такое трансмиссионное масло будет гораздо дешевле синтетического.

Требования к трансмиссионным маслам

Основным нормативным документом, регламентирующим вязкость, термоокислительную стабильность и другие физико-химические показатели смазок для КПП, является ГОСТ 23652-79. Главные требования к трансмиссионным маслам включают в себя:

• сохранение рабочих свойств при контакте с водой и при различной температуре;
• отсутствие вспенивания при работе, в том числе при наличии микрочастиц износа;
• стабильность характеристик при длительном простое (хранении) автомобиля;
• отсутствие составляющих, которые выделяют токсические вещества при нагревании;
• нейтральность к материалам уплотнителей – резине, парониту и т. п.

Для получения трансмиссионных масел, удовлетворяющих всем перечисленным требованиям, к базовой масляной основе добавляется большое количество модифицирующих присадок: антипенных, противозадирных и т. д. Чтобы подобрать продукт, оптимально подходящий под Ваши задачи, следует хорошо разбираться в ассортименте и маркировке смазок для КПП.

Правила замены трансмиссионного масла

• Автомобиль должен быть зафиксирован по нормам безопасности на эстакаде или смотровой яме;
• двигатель необходимо заглушить, машине дать остыть;
• открутить маслозаливную и маслосливную пробки;
• масло сливается в заранее подготовленную емкость. Желательно слить жидкость полностью или максимально возможно, так как это может влиять на срок действия новой жидкости;
• вкрутить маслосливную пробку, приподнять машину и залить новое масло;
• проверить автомобиль на наличие течи, завернуть маслозаливную пробку. Автомобиль готов к дальнейшей работе.

Для гарантии правильности выполнения всех этапов замены рекомендуется проводить операцию с помощью специалистов автосервиса.

Классификация по SAE

Спецификацию разработала американская Ассоциация автомобильных инженеров (Society of Automotive Engineers), поэтому система получила такое название. Сначала система использовалась только в США, потом получила распространение и в других странах. В классификации SAE учитываются свойства вязкости и текучести, то есть свойства трансмиссионного масла течь и прилипать к поверхности двигателя. По этой спецификации все моторные смазки делятся на 11 подкатегорий, которые, в свою очередь, объединены в две большие группы:

• зимнюю (0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W);
• летнюю (20, 30, 40, 50, 60).

Всесезонные масла имеют сдвоенное обозначение, например 10W40. В этой аббревиатуре первая цифра указывает вязкость при низкой температуре, вторая – при высокой. К наиболее востребованным относятся трансмиссионные масла 75W80 (-40…+35 °С) и 80W90 (-26…+35 °С).

Классификации трансмиссионных масел

Существую разные классификации масел для трансмиссии. По сезонности выделяют 2 вида:

• летние — это с маркировкой 80, 85, 90, 140, 250;
• зимние — это 70W, 75W, 80W, 85W.

Классификация трансмиссионных масел по квалификациям:

1. ГОСТ. Россия.
2. SAE. Характеристика по вязкости.
3. API. Эксплуатационные качества.
4. ZF. Европейская система квалификации.
5. General Motors. Внутренние спецификации.
6. Ford. Внутренние спецификации.
7. США. Военные спецификации.

Все эти стандарты международные, кроме стандарта ГОСТ. В России существует ГОСТ 17479.2–85 по смазочным материалам. Основные параметры разделения масел — это вязкость и эксплуатационные свойства.

По вязкости, вещества для смазки подразделяют на 4 класса:

• 9;
• 12;
• 18;
• 34.

По области использования и по эксплуатационным характеристикам выделяют 5 групп:

• 1. Масла первой группы не содержат в составе присадок.
• 2. Добавлены присадки для защиты от истирания и износа.
• 3. —//—
• 4.—//—
• 5. Чем выше группа, тем лучшего качества присадки. Универсальная трансмиссионная смазка.

Известен ли вам ресурс выжимного подшипника сцепелния? Он составляет 150 000 км пробега при аккуратной эксплуатации. Если ездить с рывками, бросая педаль сцепления, то срок службы составит до 50000 км пробега. Принцип работы выжимного подшипника прост.

Классификация SAE (САЕ):

Индекс САЕ создан в США. Очень распространенная классификация. Индекс SAE J306 разделяет масла для трансмиссии, в зависимости от вязкости при пограничных температурах (то есть при минимальной температуре какая вязкость и, при максимальной — какая). Благодаря этой маркировке, видно какой диапазон температур допустим для конкретного вида масла. Масла с таким обозначением применяют в механических коробка передач и в ведущих мостах.

Водитель должен выбирать масло для трансмиссии на основе рекомендаций, которые указывают производители в своих мануалах. При выборе надо смотреть на пределы температур, особенно на низкотемпературную вязкость.

Классификация SAE на классы, их 9:

1. 4 зимних (Winter): 70W, 75W, 80W, 85W;
2. 4 летних: 80, 85, 90, 140, 250.
3. всесезонные обозначаются маркировками в комбинации летние и зимние, например, SAE 70W-80, 75w90, SAE 85W-90 и т.д. У всесезонных масел цифры перед буквой W обозначает минимальную температуру, а цифра после буквы W — индекс вязкости. Чем меньше первая цифра, тем большие морозы оно может выдерживать сохраняя свою текучесть.

Ниже, в таблице представлены индексы классификации по международной системе SAE:

Целесообразнее использовать универсальные масла. Чтобы не было конкретное назначение для зимы или для лета, потому что в трансмиссии масло меняется редко, не как масло двигателя. Отсюда делаем вывод, что всесезонные экономичнее, не надо менять через каждые 6 месяцев.

Знаете ли, вентилятор охлаждения с каким приводом лучше и надежнее: вискомуфта или электровентилятор?

Система классификации по API

Полностью, по всем качествам и свойствам классификации масел нет. Каждая система выделяет свои основные параметры, по которым разделяет масла. Система АПИ очень популярна, имеет мировую известность.

В этой таблице представлены классификации трансмиссионных масел по АПИ по качеству:

Для коробок огромных машин (тягачи и автобусы) создан новое обозначение масел API MT-1.

Для механических КПП грузовиков назначаются масла API PG-1, для ведущих мостов автобусов и грузовиков — API PG-2. Их аналог АПИ PG-5, но с еще более высокими термическими характеристиками.

Классификация по API

Данная система позволяет определять и выбирать моторные масла на основе требуемых условий обслуживания и рабочих характеристик. Система сервисной классификации API в качестве главных параметров рассматривает структуру механизма, условия работы и индекс вязкости. Как дополнительный фактор рассматриваются защитные присадки. Документ от API, принятый в 1976 году, предусматривает разделение на несколько групп GL (Gear finoilcant) в соответствии с эксплуатационными свойствами смазки.

• GL-1
  . Предназначаются для легких условий эксплуатации. Присадки отсутствуют или же их очень мало. Преимущественно это противоокислительные, антипенные и легкие депрессорные вещества. Применяются в механизмах с червячными, спирально-конусными и цилиндрическими передачами, а также в механических КПП без синхронизатора.
• GL-2
  . Используются в механизмах, работающих при средних скоростях и нагрузках. Смазки данной группы имеют противоизносные добавки, обычно применяются в коробках передач и червячных механизмов тракторов и другой сельскохозяйственной техники.
• GL-3
  . Предназначены для спирально-конических передач, работающих при умеренно жестких условиях. Количество противоизносных присадок может достигать 2,7 %. Как правило, применяются для КПП грузового транспорта. Группа cмазок GL-3 не может использоваться для гипоидных передач.
• GL-4
  . Рассчитаны на работу в различных условиях: легких, средних, жестких. В состав таких смазок входит до 4 % противозадирных добавок. GL-4 могут применяться для гипоидных/ступенчатых передач всех типов автомобилей. Эти масла являются основными для синхронизированных КПП.
• GL-5
  . Предназначаются для всех видов передач, работающих в самых тяжелых условиях: при высоких скоростях и различной нагрузке. Количество присадок в смазке может достигать 10 %. Для использования в синхронизированной коробке передач трансмиссионное масло должно иметь подтверждение производителя.

Кроме вышеперечисленных пяти групп были разработаны дополнительные два класса смазок, предложенных в 1998 году. Это:

• PG-1, эквивалентные GL-5, но имеющие лучшую термическую стабильность;
• PG-2, предназначенные для ведущих мостов автобусов и грузового транспорта.

Отечественные аналоги

Все трансмиссионные масла разделены институтом API (США) на пять категорий:

1. GL-1 — применяется в червячных механизмах, минеральное масло, не содержит дополнительных присадок. Отечественный аналог — ТМ-1.
2. GL-2 — в составе имеются жирные вещества. Используется в механических коробках передач, в ведущих мостах легковых и грузовых машин. Российский аналог имеет обозначение ТМ-2.
3. GL-3 — в составе имеются присадки, не позволяющие задираться металлу. Аналог ТМ-3.
4. GL-4 (ТМ-4) и GL-5 (ТМ-5) — в составе противоизносные и противозадирные присадки, а также добавки, увеличивающие ресурс смазочного материала. Применяется в спирально-конических передачах и механических коробках.

В каждом классе различная вязкость трансмиссионного масла. Что означают цифры, необходимо прочитать на упаковке. Обычно мелким шрифтом указываются сферы применения. Для использования в коробках передач отечественных автомобилей лучше всего подходят ТМ-4 и ТМ-5 (или аналоги по классификации API — GL-4 и GL-5).

Классификация по ГОСТ

Отечественная классификация трансмиссионных масел, предусмотренная ГОСТ 17479.2-85, похожа на несколько видоизменённую версию от API.

В ней есть 5 основных классов: от ТМ-1 до ТМ-5 (практически полные аналоги линейки API от GL-1 до GL-5). Но в отечественном стандарте уточняются ещё и максимально допустимые контактные нагрузки, а также эксплуатационные температуры:

• ТМ-1 – от 900 до 1600 МПа, температура до 90 °C.
• ТМ-2 – до 2100 МПа, температура до 130 °C.
• ТМ-3 – до 2500 МПа, температура до 150 °C.
• ТМ-4 – до 3000 МПа, температура до 150 °C.
• ТМ-5 – выше 3000 МПа, температура до 150 °C.

Касательно типов передач допуски те же, что и в американском стандарте. Например, для масел ТМ-5 существуют аналогичные требования касательно применения в синхронизированных МКПП. Их можно лить только при соответствующем допуске автопроизводителя.

В классификацию трансмиссионных масел по ГОСТ заложена вязкость. Этот параметр указывается через дефис после основного обозначения. Например, для масла ТМ-5-9 кинематическая вязкость находится в пределах от 6 до 11 сСт. Подробнее значения вязкости по ГОСТ расписаны в стандарте.

Также ГОСТ предусматривает дополнения к обозначению, которые носят ситуативный характер. Например, буква «з», написанная в виде подстрочного индекса рядом с обозначением вязкости, обозначает, что в масле применены загущающие присадки.

Почему так важно обращать внимание на класс вязкости трансмиссионного масла

Чтобы все механизмы трансмиссии беспроблемно работали, нужна определенная вязкость трансмиссионного масла. На величину данного параметра влияют температурные условия, при которых используется автотранспорт. Чем больше вязкость, тем прочнее масляная пленка, которая важна при эксплуатации в жаркое время. Однако в то же время происходит увеличение энергозатрат на процесс внутреннего трения. Низкий уровень вязкости дает обратную картину. Пониженная вязкость трансмиссионного масла при минусовых температурах способствует высоким пусковым характеристикам автомобиля. Вот почему существует большой ассортимент данных средств в продаже.

Температурно–вязкостные характеристики определяет специальный индекс (обозначается ИВ), на который стоит обратить особое внимание. Данный показатель должен быть достаточно высоким. Повышенный индекс вязкости имеет трансмиссионное масло следующих брендов: Total, Elf, Shell, «Лукойл», Castrol, Mobil, G-Energy, ZIC, «Газпромнефть», Liqui Moly, Idemitsu, General Motors, Nissan, Mitsubishi.

Чтобы повысить индекс вязкости смазочного состава, в него включаются специальные загущающие присадки (полимеры и сополимеры). В результате получаются смазочные смеси, имеющие хорошие низкотемпературные характеристики.

Трансмиссионные смазывающие жидкости обладают разной основой и подразделяются на группы:

• Минеральные, получаемые путем переработки нефти. Такая продукция недорого стоит, но по своим температурно-вязкостным свойствам имеет ограничения.
• Синтетические, изготавливаемые посредством химического синтеза. Имеют отличные температурно-вязкостные свойства, благодаря чему их часто используют при сложных условиях эксплуатации транспорта.
• Полусинтетические, сочетающие характеристики минеральных и синтетических типов. Их индекс вязкости выше, чем у минеральных.

Вязкость может быть двух видов:

• Динамическая, или абсолютная, вязкость трансмиссионного масла, характеризующая степень сопротивляемости жидкости сдвигу. Ее используют, чтобы определить низкотемпературные параметры смазки. Измеряется величина в паскаль-секундах (Па×с) или пуазах (П, Р). Чтобы ее измерить, применяются вискозиметры.
• Кинематическая вязкость трансмиссионного масла, определяющая высокотемпературную текучесть смазки. Это отношение величины динамической вязкости к значению плотности жидкости. Измеряется в стоксах (Ст) или квадратных миллиметрах на секунду (мм²/с) с помощью капиллярного вискозиметра.

На процесс бесперебойной смазки механизмов и участков соединения друг с другом деталей оказывает влияние оптимальная вязкость. Например, по скорости скольжения и нагрузке на зубья (характеристикам трансмиссии) определяется необходимый вид вязкости. Если вязкость увеличивается, смазывающие характеристики трансмиссионной смазки становятся хуже.

Если продукт имеет оптимальные показатели вязкости, то при низких температурных режимах автомобиль будет без проблем трогаться с места. Кроме того, гидравлическое сопротивление уменьшится, КПД трансмиссии повысится, снизится расход топлива. При неподходящих показателях вязкости детали КПП и сцепления могут выйти из строя.

Зимние масла

Параметр динамической вязкости с учетом расчетной минусовой температуры не выше 150 000 мПа×с. То есть зимние смазывающие жидкости способны даже в сильный мороз поддерживать нормальный уровень и не допустить механического повреждения трансмиссии в случае холодного старта.

Маркируются зимние трансмиссионные масла так: SAE 70W. Цифра указывает на характеристики масла по вязкости и температуре. Буква W (англ. winter – зима) означает, что смазку можно эксплуатировать в период холодов.

Летние масла

Группа товаров, которые используются в летний период, обозначается SAE 80. Маркировка показывает соотношение цифрового показателя с самым маленьким и максимальным значением кинематической вязкости смазочного материала при температуре не больше 100 оС. Вследствие очень высокой температуры текучесть увеличивается, что приводит к ухудшению смазывающих свойств. Ведь толщина защищающей металл от трения пленки получается очень маленькой.