Трансмісійні масла

Експлуатаційні властивості та використання трансмісійних масел і масел технічного призначення. Умови роботи трансмісійних масел. Загальні вимоги до них

Трансмісійні масла призначені для роботи у різноманітних агрегатах трансмісій тракторів і автомобілів: коробках змінних передач, рульових механізмах, задніх мостах і т.д.

Найважливішими функціями трансмісійних масел являються:

1) зменшення зносу і задирку шестерень, підшипників та інших тертьових деталей;

2) зниження втрат енергії двигуна, що передається до ходової частини; 3) забезпечення плавного зрушення машини з місця; 4) відвід тепла.

Ефективне функціонування трансмісійних масел можливе при дотриманні наступних експлуатаційних вимог:

пологої в'язкістно-температурної характеристики, тобто мати високий індекс в’язкості; високими протизносними, протизадирними і антифрикційними властивостями; мінімальній взаємодії з гумовотехнічними виробами; стійкості до утворення емульсії з водою; високій фізичній стабільності в умовах тривалого зберігання.

Умови роботи трансмісійних масел значно відрізняються від моторних. Максимальна температура деталей трансмісії, звичайно, не перевищує 100 °С. З цієї точки зору трансмісійні масла працюють у більш м'яких температурних умовах. Інша картина спостерігається при порівнянні тисків на масла для двигунів і трансмісій. Якщо максимальний тиск на масляну плівку в двигунах не перевищує 100 МПа, тиск у зоні контактів зубів шестерень і деталей підшипників каченя складає 1500…2000 МПа, а в гепоїдних передачах 3000…4000 МПа. У цьому відношенні трансмісійні масла знаходяться у надзвичайно жорстких умовах. На спроможність масла виконувати свої функції у важких умовах дуже впливають ряд його експлуатаційних показників.

В'язкістні властивості трансмісійних масел дуже впливають на інтенсивність зношування деталей трансмісії, коефіцієнт її корисної дії, спроможність масла без перешкод надходити у зони тертя, витрат масел внаслідок неминучої течі через ущільнювальні пристрої. Тому, коливання в'язкості трансмісійних масел у температурному діапазоні не повинні виходити за строго визначені межі.

Мінімальна в'язкість автотракторних трансмісійних масел нормується при 100 °С і, в залежності від типу трансмісії, часу року і кліматичної зони встановлюється у межах від 10 мм²/с до 35 мм²/с.

При тиску від 1000 до 4000 МПа, що спостерігається у зонах контакту зубів шестерень, кульок підшипників кочення (з обоймами), не можна розраховувати на одержання режиму рідинного тертя навіть на самих високов'язких маслах. Проте, масла виконують свої функції за рахунок їх високої змащувальної спроможності.

Змащувальною спроможністю масел називають властивість адсорбуватись на твердій поверхні з утворенням на ній тонкої тривкої масляної плівки.

Завдяки змащувальній спроможності масел, вдається уникнути явища сухого тертя у механізмах, що працюють при високих контактних напругах, що забезпечує роботу трансмісії без значного зношування із достатньо високим ККД.

З ростом навантаження і підвищенням швидкості ковзання, температура у зазорі підвищується і, при певних умовах наступає руйнація адсорбованого граничного прошарку. Поряд із граничним тертям з'являється сухе, з усіма наслідками, що випливають із цьогозбільшується сила тертя і, як наслідок, підвищується температура.

Найбільша небезпека сухого виду тертя для високонавантажених вузлів полягає у неминучій появі катастрофічного виду зносу-задиру. Під дією високих питомих навантажень між сильно нагрітими поверхнями створюється молекулярний контакт (зварювання). При переміщенні поверхонь зварювання руйнується, а в інших місцях створюється. Відбувається перенос металу з однієї поверхні на іншу з утворенням бугорків і впадин, тобто збільшується шорсткість поверхні, що ще більше інтенсифікує зношування деталей.

Ефективним засобом боротьби з задирами є утворення на поверхні деталі додаткового прошарку, що складається із сульфідів або хлоридів металу. Ця задача вирішується шляхом введення у масло протизадирних присадок, які містять активну сірку, хлор, фосфор або ті та інші одночасно. Від хімічної взаємодії із металом створюється, і після ушкодження відновляється, найтонша плівка із сульфідів або хлоридів заліза, що ізолює метали друг від друга в зоні зруйнування граничного прошарку.

Механізм дії протизадирної присадки такий. Сульфідні і хлоридні плівки мають у порівнянні з металами більш низькі температури плавлення, тому, у зоні контакту вони легко переходять у розплавлений стан. Внаслідок чого у зазорі між металами знижується коефіцієнт тертя (у порівнянні із сухим), а розтікання розплаву між поверхнями призводить до розширення зони контакту деталей і, отже, до зниження тиску і температури у зазорі. В результаті зменшується коефіцієнт тертя, знижується тиск і цілком усувається небезпека появи задиру. Додаються присадки у трансмісійні масла до 30%.