И снова о трансмиссионных маслах
Трансмиссионные масла применяются в коробках передач самых разных транспортных средств, включая легковые и грузовые автомобили, автобусы, спецтехнику, тепловозы, а также в промышленности (для червячных передач и зубчатых редукторов).
Трансмиссионные масла изготавливают из базовых минеральных или полусинтетических масел, легированных функциональными присадками.
Трансмиссионные масла выполняют очень важную функцию по защите внутренних деталей коробки передач. Основные требования к трансмиссионным маслам складываются после анализа рабочего материала, назначения масла и эксплуатационных условий трансмиссии.
Нагрузки на трансмиссию всегда велики, поэтому масло должно выдерживать высокоскоростной режим скольжения, большое давление и значительные перепады температур (от -60 до +150 °С). Именно поэтому трансмиссионное масло должно соответствовать строгим требованиям.
Главными задачами трансмиссионных масел являются:
- Защита трущихся поверхностей от изнашивания, заедания, питтинга
- Минимизация потерь энергии на трение
- Теплоотвод от пар трения
- Уменьшение шума и вибрации зубчатых колес, снижение ударной нагрузки
- Безотходность и нетоксичность
Для долгой и безотказной работы трансмиссиимасло должно обладать:
- Хорошими антизадирными, антиизносными и антипиттинговыми свойствами
- Высокой противоокислительной стабильностью
- Высокими вязкостно-температурными характеристиками
- Защитными качествами при соприкосновении с водой
- Совместимостью с резиновыми элементами трансмиссии
- Низким пенообразованием
- Стабильностью в течение срока хранения
Чтобы трансмиссионное масло обладало всеми необходимыми свойствами, в базовое масло вводятся специальные присадки – антизадирные, антиизносные, антикоррозионные и др.
За время существования трансмиссионных масел их ассортимент постоянно расширялся. Это вызвало потребность в разработке классификаций масел, позволяющих правильно подобрать продукт для конкретной трансмиссии. Российская классификация трансмиссионных масел представлена в ГОСТ 17479.2-85.
Исходя из уровня кинематической вязкости при +100 °С трансмиссионные масла можно разделить на 4 класса.
Таблица 1. Классы трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85
| Класс вязкости | Кинематическая вязкость при +100 °С, мм2/с | Температура, при которой динамическая вязкость не превышает 150 Па·c, °С, не выше |
|---|---|---|
| 9 | 6,00-10,99 | -35 |
| 12 | 11,00-13,99 | -26 |
| 18 | 14,00-24,99 | -18 |
| 34 | 25,00-41,00 | -10 |
В зависимости от класса вязкости определен лимит кинематической вязкости при +100 °С и "минусовая" температура, при которой динамическая вязкость составляет не более 150 Па·с. Это – предел вязкости, при котором трансмиссия еще сохраняет свою работоспособность.
Исходя из рабочих свойств и потенциальных сфер использования трансмиссионные масла для автомобилей и спецтехники разделены на 5 групп: от ТМ-1 до ТМ-5.
Категорию масел определяют при их изготовлении и проведении плановых тестов по их качественным показателям согласно ГОСТ 9490-75.
Согласно классификации ГОСТ 17479.2-85 на масла ставится отметка уровня напряженности работы коробки передач и класса вязкости. Например, маркировка "ТМ-5-18" указывает на вид продукта (трансмиссионное масло, или ТМ), группу масла по рабочим качествам (5) и класс вязкости масла (18).
Таблица 2. Группы трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85
| Группа масел по эксплуатационным свойствам | Состав масел | Рекомендуемая область применения |
|---|---|---|
| 1 | Минеральные масла без присадок | Цилиндрические, конические и червячные передачи, работающие при контактных напряжениях от 900 до 1600 МПа и температуре масла в объеме до +90 °С |
| 2 | Минеральные масла с противоизносными присадками | То же, при контактных напряжениях до 2100 МПа и температуре масла в объеме до +130 °С |
| 3 | Минеральные масла с противозадирными присадками умеренной эффективности | Цилиндрические, конические,спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 2500 МПа и температуре масла в объеме до +150 °С |
| 4 | Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности | Цилиндрические, спирально-конические и гипоидные передачи, работающие при контактных напряжениях до 3000 МПа и температуре масла в объеме до +150 °С |
| 5 | Минеральные масла с противозадирными присадками высокой эффективности и многофункционального действия, а также универсальные масла | Гипоидные передачи, работающие с ударными нагрузками при контактных напряжениях выше 3000 МПа и температуре масла в объеме до +150 °С |
Прежде чем был введен ГОСТ 17479.2-85 классификация трансмиссионных масел, а также их маркировка была иной. Чтобы узнать, как обозначались трансмиссионные масла по ГОСТ 17479.2-85 и провести их аналогию с продуктами-предшественниками, можно обратиться к данным нижеследующей таблицы.
Таблица 3. Соответствие обозначений трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85 принятым в нормативно-технической документации
| Обозначение масла по ГОСТ 17479.2-85 | Принятое обозначение масла | Нормативно-техническая документация |
|---|---|---|
| ТМ-1-18 | ТС-14,5 | ТУ 38.101110-81 |
| ТМ-1-18 | АК-15 | ТУ 38.001280-76 |
| ТМ-2-9 | ТСп-10ЭФО | ТУ 38.101701-77 |
| ТМ-2-18 | ТЭп-15 | ГОСТ 23652-79 |
| ТМ-2-34 | ТС | ТУ 38.1011332-90 |
| ТМ-3-9 | ТСзп-8 | ТУ 38.1011280-89 |
| ТМ-3-9 | ТСп-10 | ТУ 38.401809-90 |
| ТМ-3-18 | ТСп-15К, ТАп-15В | ГОСТ 23652-79 |
| ТМ-5-9 | ТСз-9гип | ТУ 38.1011238-89 |
| ТМ-5-18 | ТСп-14гип, ТАД-17и | ГОСТ 23652-79 |
| ТМ-5-34 | ТСгип | ОСТ 38.01260-82 |
| ТМ-5-12з(рк) | ТМ5-12рк | ТУ 38.101844-80 |
Как взаимозаменяются российские и импортные масла?
Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо обратить внимание на соответствие классов вязкости трансмиссионных масел.
Чистые трансмиссионные масла вырабатывают достаточно редко и применяют для уже устаревшей техники. Например, некоторые НПЗ производят вязкий остаток от перегонки нефти – нафтеновое основание.
Продается данный продукт под прежним названием Нигрол. Нигролы бывают как зимними, так и летними, они различаются вязкостью, температурой вспышки и температурой застывания.
Что происходит с рынком трансмиссионных масел сегодня?
Наблюдается уменьшение числа сортов, постепенное "отмирание" старых масел, например, АК-15, ТС-14,5, в значительно меньшем объеме вырабатываются некогда известные масла ТАп -15В, ТЭп-15. Это неудивительно, так как старые образцы техники постепенно заменяются новыми, более требовательными к ГСМ, в ход вводятся новые транспортные машины, сельскохозяйственная техника.
В тоже время на рынке сильны позиции импортных трансмиссионных масел, которые жестко конкурируют с маслами российского производства.
Таблица 4. Соответствие* классов вязкости и групп трансмиссионных масел по ГОСТ 17479.2-85, классификациям SAE J306С и АРI
| Класс вязкости по ГОСТ 17479.2-85 | Класс вязкости по SAE J306С | Группа по ГОСТ 17479.2-85 | Группа по АРI |
|---|---|---|---|
| 9 | 75W | ТМ-1 | GL-1 |
| 12 | 80W/85W | ТМ-2 | GL-2 |
| 18 | 90 | ТМ-3 | GL-3 |
| 34 | 140 | ТМ-4 | GL-4 |
| - | - | ТМ-5 | GL-5 |
* Приблизительное соответствие. Для полного соответствия необходимо проведение целого комплекса испытаний по определенным методикам.
Моторно-трансмиссионное масло МТ-8п содержит в составе набор антиизносных, противокоррозионных, противоокислительных присадок, а также добавку, предотвращающую пенообразование, и депрессатор температуры застывания.
Это трансмиссионное масло находит свое применение в планетарных передачах гусеничных машин, а также в гидроуправлении некоторых машин.
Таблица 5. Характеристики трансмиссионных масел класса вязкости 9
| Показатели | ТСзп-8 | ТСз-9гип | ТСп-10 | МТ-8п |
|---|---|---|---|---|
| Кинематическая вязкость, мм2/с, при +100 °С, не менее | 7,5-8,5 | 9,0 | 10,0 | 8,0-9,0 |
| Динамическая вязкость, Па·с, при -45 °С (-35 °С), не более | - | 150 | (300) | - |
| Индекс вязкости, не менее | 140 | 140 | 90 | 90 |
| Температура вспышки в открытом тигле, °С, не ниже | 164 | 160 | 128 | 180 |
| Температура застывания, °С, не выше | -50 | -50 | -40 | -30 |
| Массовая доля механических примесей, %, не более | 0,025 | 0,05 | 0,02 | 0,015 |
| Массовая доля воды | Следы | |||
| Массовая доля серы (хлора), %, не менее | 0,7 | (2,8) | 1,6 | - |
| Массовая доля фосфора, %, не менее | 0,08 | - | - | - |
| Кислотное число, мг КОН/г, не более | - | 1,0 | - | 0,01 |
| Испытание на коррозию пластинок из стали и меди | Выдерживает | |||
| индекс задира, Н, не менее | 392 | 490 | 470 | 343 |
| показатель износа при 20°С, 1 ч, и нагрузке 392 Н, мм, не более | 0,50 | 0,90 | - | - |
| Нагрузка сваривания, Н, не менее | 2764 | 3283 | 3479 | - |
| критическая нагрузка, Н, не менее | 823 | 1235 | - | - |
Примечания
- Для масла ТСп-10 нормируются: термоокислительная стабильность на приборе ДК-НАМИ при +140 °С в течение 20 ч; изменение кинематической вязкости при +100 °С – не более 27 %, массовая доля осадка в петролейном эфире – не более 0,7 %
- Для масла МТ-8п нормируются: коррозия свинца С1 или С2 m 5,0 г/м2; цвет (разбавление 15:85) m8,0 ед. ЦНТ; термоокислительная стабильность не менее 60 мин; моющие свойства по ПЗВ – не более 1,0 балла; коксуемость масла без присадок – не более 0,30 %; зольность масла с присадками – 0,4-0,75 % и без присадок – не более 0,005 %; щелочность – не менее 2,0 мг КОН/г
Масло ТСзп-8 характеризуется малой вязкостью и низкой температурой застывания. В его состав входит вязкостная присадка, а также присадки против задиров, для снижения износа и пенообразования. Это масло предназначено для смазки трансмиссий с планетарными редукторами и ряда гидросистем ТС.
Масло ТСз-9гип – результат смешивания нефтяных масел с высокой и малой вязкостью, с добавлением вязкостной присадки, устойчивой к деструкции. В состав масла входят также антизадирная, антиокислительная, антикоррозионная, депрессорная и антипенная присадки. Рабочий температурный режим этого масла довольно широк – от -50 °С до +120 °С.
Масло ТСп-10 изготавливают из малосернистой нефти, при этом применяют остаточный деасфальтированный компонент с большой вязкостью, а также дистиллятный компонент с низкой вязкостью и малым температурным уровнем застывания.
Помимо антизадирной присадки, в состав масла входит депрессорная добавка. География применения этого масла – северные районы (круглогодично) и средняя климатическая зона (в зимнее время). Масло ТСп-10 используется для смазки прямозубых, спирально-конических и червячных передач, эксплуатирующихся при напряжении до 1500-2000 МПа с температурой масла до +100...+110 °С.
Судя по объему производства и потребления, очень распространены трансмиссионные масла класса вязкости 18 (вязкие). Как правило, это остаточные минеральные масла + набор присадок. Сфера их использования включает в себя автомобили (как грузовые, так и легковые), спецтехнику (тракторы, ремонтные, строительные машины) и ряд тяжелых редукторов, применяющихся на индустриальном производстве.
Масло ТЭп-15 производят на основе ароматизированных остаточных веществ и дистиллятных масел. Рабочие свойства масла усовершенствованы благодаря добавлению антиизносной и депрессорной присадки. Его используют в качестве всесезонного трансмиссионного масла для спецтехники (тракторов, с/х машин) в зонах с умеренными температурами. Трансмиссионное масло работает в температурном диапазоне -20...+100 °С.
Масло ТСп-15К предназначено для трансмиссии и главной передачи (2-ступенчатого редуктора с цилиндрическими и спирально-коническими зубчатыми колесами) грузовиков КамАЗ и некоторых других грузовиков. Является остаточным маслом с добавлением набора присадок, повышающих антизадирные, антиизносные, низкотемпературные и антипенные качества продукта. Его рабочий интервал температур составляет -20...+130 °С.
Масло ТАп-15В – результат смешивания вязкого ароматизированного вещества с дистиллятным маслом и набором присадок, повышающих антизадирные и низкотемпературные качества масла.
Используется в коробках передач грузовиков, а также для смазки прямозубых, спирально-конических и червячных передач, где контактные напряжения доходят до 2000 МПа, а температура масла – до +130 °С. Используется, в основном, в средней климатической полосе при температурах до -25 °С.
Масло ТСп-14гип содержит набор антизадирных, моющих и противопенных присадок. Разработано для смазки гипоидных передач грузовиков и спецтехники. Используется как всесезонное масло для территорий с умеренным климатом. Рабочий интервал температур – -25...+130 °С.
Масло ТАД-17и – универсальное масло на минеральной основе. Включает в свой состав серо-фосфорные, депрессорные, противопенные присадки. Пригодно для работы в температурном режиме от -25 °С до +130...+140°С. Разработано для смазки различных передач, в частности, гипоидных и КП а/м.
Таблица 6. Характеристики трансмиссионных масел класса вязкости 18
| Показатели | ТЭп-15 | ТСп-15К | ТАп-15В | ТСп-14гип | ТАД-17и |
|---|---|---|---|---|---|
| Кинематическая вязкость при температуре +50 °С, мм2/с | - | - | - | - | 110-120 |
| Кинематическая вязкость при температуре +100 °С, мм2/с | 15,0+1 | 15,0+1 | 15,0+1 | ≥14,0 | ≥17,5 |
| Динамическая вязкость при -15 (-20) °С, Па·с, не более | 200 | 75 | 180 | (75) | - |
| Индекс вязкости, не менее | - | 90 | - | 85 | 100 |
| Температура вспышки в открытом тигле, °С, не менее | +185 | +185 | +185 | +215 | +200 |
| Температура застывания, °С, не выше | -18 | -25 | -20 | -25 | -25 |
| Массовая доля механических примесей, %, не более | 0,03 | 0,01 | 0,03 | 0,01 | Отсутствие |
| Массовая доля воды | Следы | Отсутствие | Следы | ||
| Массовая доля фосфора, %, не менее | 0,06 | - | - | - | 0,1 |
| Массовая доля серы, % | m3,0 | - | - | - | 1,9-2,3 |
| Массовая доля водорастворимых кислот и щелочей | Отсутствие | - | Отсутствие | - | - |
| Испытание на коррозию пластинок из стали и меди при +100 °С в течение 3 ч | Выдерживает | ||||
| Испытание на коррозию пластинок из меди при +120 °С в течение 3 ч, баллы, не более | - | 2с | - | - | 2с |
| Зольность, % | l0,3 | - | - | - | m0,3 |
| Кислотное число, мг КОН/г, не более | - | - | - | - | 2,0 |
| Изменение кинематической вязкости при +100 °С, %, не более | 25,0 | 7,0 | - | - | - |
| Осадок в петролейном эфире, %, не более | 0,7 | 0,05 | - | - | - |
| Склонность к пенообразованию при температуре +24 °С, см3, не более | - | 300 | - | 500 | 100 |
| Склонность к пенообразованию при температуре +94 °С, см3, не более | - | 50 | - | 450 | 50 |
| Склонность к пенообразованию при температуре +24 °С после испытания при +94 °С, см3, не более | - | 300 | - | 550 | 100 |
| Индекс задира, Н, не менее | - | 539 | 490 | 588 | 568 |
| Нагрузка сваривания, Н, не менее | - | 3479 | 3283 | 3920 | 3687 |
| Показатель износа при осевой нагрузке 392 Н, (20+5) °С, 1 ч, мм, не более | 0,55 | 0,50 | - | - | 0,40 |
| Цвет, ед. ЦНТ, не более | - | - | - | 6,0 | 5,0 |
| Плотность при +20 °С, кг/м3, не более | 950 | 910 | 930 | 910 | 907 |
Примечание
Нормы для масла ТАД-17и: термоокислительная стабильность на шестеренной машине при +155 °С в течение 50 ч; изменение кинематической вязкости при +50 °С – не более 100 %; осадки в петролейном эфире и бензине – не более 3 % и 2 % соответственно; изменение объема акрилатной резины марки 2801 и нитрильной марки 57-5025 в пределах +10...-2 % и +8 % соответственно; коксуемость m1,0 %.