4. Трансмиссионные масла

Нефтяные и синтетические трансмиссионные масла предназначены для применения в узлах трения агрегатов трансмиссий автомобилей, тракторов, тепловозов, дорожно-строительных и других машин, а также в различных зубчатых редукторах и червячных передачах промышленного оборудования.

Общие требования и свойства

В агрегатах трансмиссий смазочное масло является неотъемлемым элементом конструкции. Способность смазочного масла выполнять и длительно сохранять функции конструкционного материала определяется его эксплуатационными свойствами. Трансмиссионные масла эксплуатируются в широком диапазоне температур. Пусковые свойства и длительная работоспособность их должны обеспечиваться в интервале температур от минус 60 °С – температуры холодного пуска в районах Крайнего Севера – до 120–130 °С (а в некоторых случаях и до 150 °С) – рабочей температуры в объеме масла. При этом фактическая температура масла в зоне контакта зубьев шестерен может быть на 150–250 °С выше температуры масла в объеме.

Трансмиссионные масла в зависимости от условий работы узла трения (скоростей вращения и удельных нагрузок) характеризуются тремя основными областями смазочного действия: область практически полного отсутствия износа, когда смазывание осуществляется толстым масляным слоем; область износа в результате истирания, которое происходит при возрастании удельных нагрузок в условиях низких скоростей и высоком крутящем моменте; область задира, вызываемого непосредственным контактом металла с металлом, что приводит к резкому повышению температуры, вследствие чего размягчается поверхность металла.

Трансмиссионные масла должны удовлетворять следующим требованиям:

• снижать износ трущихся пар;

• снижать потери энергии на преодоление трения;

• отводить тепло от трущихся поверхностей;

• защищать металлические поверхности от коррозии;

• понижать шум и вибрацию шестерен и смягчать в них ударные нагрузки;

• удалять из зоны трения продукты износа и другие примеси, не быть токсичными.

Смазывающая способность. Главной функцией трансмиссионных масел является снижение трения и износа. Это свойство, называемое смазывающей способностью, обеспечивается в режимах гидродинамического трения вязкостью базового масла (толщиной масляной пленки) или с помощью модификаторов трения. Последние, накапливаясь на металлических поверхностях трущихся пар за счет адсорбции, упрочняют масляную пленку. При режимах граничного трения, возникающего в трансмиссиях под воздействием высоких температур и давлений, защита от износа возможна за счет активных элементов противоизносных и противозадирных присадок путем их химического взаимодействия с металлом трущейся поверхности. При этом образуются новые продукты (сульфиды, фосфаты и оксиды металла), обладающие пластичной структурой и относительно низким коэффициентом трения.

Вязкостно-температурные свойства. Вторая важная функция трансмиссионного масла – снижение потерь энергии на преодоление трения. Она также непосредственно связана с вязкостью масла, но в обратной зависимости: чем меньше вязкость, тем больше к. п. д. трансмиссии. Общие потери энергии в трансмиссии значительны.