Трансмиссионные масла используются в большинстве механических коробок передач, раздаточных коробках, промежуточных и ведущих мостах, червячных и реечных передачах рулевого управления автомобиля. В ряде случаев трансмиссионные жидкости применяются наравне с пластичными смазками для обеспечения высокого ресурса работы узлов трения: шарниров рулевых тяг, карданных передач, шаровых опор. При этом к герметичности этих узлов предъявляются повышенные требования.
Как классифицируют трансмиссионные масла?
Многообразие требований к маслам для трансмиссий, различные условия их применения и обилие марок приводят к необходимости обобщения спецификаций производителей и потребителей масел и созданию единой классификационной системы их обозначения.
В настоящее время за рубежом действует несколько классификаций таких жидкостей. Наиболее известные из них – SAE и API.
Чаще всего производители на этикетках указывают обозначение по этим обеим системам. Российские масла чаще всего классифицируют также по ГОСТ.
Классификация по ГОСТ
В России для разделения по классам вязкости и эксплуатационным группам, а также установления стандартных обозначений принят ГОСТ-17479.2-85. По данному стандарту трансмиссионные масла в зависимости от величины вязкости при температуре +100 °С подразделяются на четыре класса: 9, 12, 18, 34, а по уровню эксплуатационных свойств, составу и возможным областям применения – на пять групп: 1, 2, 3, 4, 6, 5. Принцип классификации по областям применения подобен принципам, заложенным в системе API.
В обозначении трансмиссионных масел по ГОСТ присутствуют три группы символов. Вначале указывается буквы "ТМ" (масло трансмиссионное), затем, через дефис, идет числовое указание области применения и состава. Третья группа символов в обозначении - цифры, описывающие вязкостные характеристики при высоких и низких температурах.
Так как по обозначению ГОСТ достаточно трудно с ходу определить температурный диапазон применения трансмиссионных масел, отечественные производители дополнительно указывают их вязкость по SAE.
Как разделяются масла по SAE?
Классификация SAE J306 разделяет трансмиссионные масла по вязкости на "зимние" (70W, 75W, 80W, 85W) и "летние" (80, 85, 90, 140, 250). Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например, 75W-90, 80W-140 и т. д.
Какие масла выделяет API?
Классификация API подразделяет трансмиссионные масла по эксплуатационным свойствам на семь групп: GL-1, GL-2 , GL-3 , GL-4 , GL-5 , GL-6 и МТ-1. В агрегатах трансмиссии легковых автомобилей чаще всего используются масла GL-4 (для цилиндрических, спирально-конических и гипоидных зубчатых передач при умеренных условиях эксплуатации) и GL-5 (для гипоидных передач при жестких условиях эксплуатации).
Таблица. Выбор трансмиссионных масел по API
| Категория по API | Тип | Применение | Соответствие ГОСТ |
|---|---|---|---|
| GL-1 | Минеральное масло без присадок | ТМ1 | |
| GL-2 | Содержит жирные продукты | Червячные передачи, промышленное оборудование | ТМ2 |
| GL-3 | Содержит противозадирные присадки | ТМ3 | |
| GL-4 | Ручные КПП, спирально-конические передачи (КПП и задние мосты грузовых автомобилей) | ТМ4 | |
| GL-5 | Содержит противозадирные, противоизносные и другие присадки | Гипоидные и другие типы передач (ведущие мосты легковых автомобилей) | ТМ5 |
Масла категории GL-6 – это более новые материалы, требования к которым учитывают не только повышенные рабочие свойства, но и современные требования экологических стандартов. Такие масла выдерживают более высокие температуры при экстремальных нагрузках. Они хорошо работают в гипоидных передачах и имеют повышенный ресурс.
В настоящее время существуют еще два дополнительных класса API. Они имеют ограниченную сферу применения, поэтому распространены не так широко.
Масла класса MT-1 – это аналог категории Gl-5, однако эти материалы способны работать в условиях более высоких термических нагрузок.
Категория PG-2 по требованиям также в основном совпадает с GL-5, однако масла этой группы имеют низкую агрессивность по отношению к эластомерным (резиновым) уплотнительным элементам, которые используются в конструкции современной трансмиссии.
Можно ли смешивать трансмиссионные жидкости?
Чтобы разобраться в этом вопросе, надо понимать, что даже масла, имеющие схожие эксплуатационные свойства и выпускаемые одним производителем, могут иметь различный химический состав. Так, например, в общем случае, такие материалы могут быть изготовлены на минеральной или полусинтетической основе. Состав используемых присадок еще более разнообразен. При смешивании масел разных марок эти компоненты могут взаимодействовать между собой и вступать в химические реакции. Продукты этих реакций изменяют, порой кардинально, первоначальные свойства исходных масел.
Чаще всего соединение различных масел приводит к повышенному вспениванию продукта, что значительно ухудшает параметры смазывания и приводит к повышенному нагреву узлов трансмиссии.
Таким образом, от смешивания масел различных групп лучше воздержаться. В исключительных случаях можно доливать масло той же классификационной группы.
На что обращать внимание при выборе масла?
При выборе масла для узлов трансмиссии обычно ориентируются на два критерия: удельные нагрузки, действующие в механизме, и скорости относительного скольжения.
В зависимости от этого подбирают трансмиссионные масла, различающиеся вязкостью и количеством присадок, в первую очередь, противозадирных. Последние, как правило, содержат сернистые соединения, вызывающие в критических режимах химические изменения (модификацию) металла. Поверхностный слой материала не вырывается, образуя задиры, а превращается в тонкую пленку, которая впоследствии становится продуктом износа. Несмотря на то, что металл при этом химически "разъедается", общий износ в тяжелых условиях работы оказывается меньше.
В каждом конкретном случае выбор того или иного сорта трансмиссионного масла должен обусловлен, прежде всего, указаниями заводской инструкции по эксплуатации автомобиля. Использование жидкости более низкой категории по градации API недопустимо, поскольку ведет к выходу агрегата из строя, а более высокой – нецелесообразно, в первую очередь, по экономическим соображениям. Если же специальных указаний нет, то принцип выбора заключается в следующем.
Работу агрегатов грузовых автомобилей со спирально-коническими передачами достаточно надежно обеспечивают масла с уровнем эксплуатационных свойств GL-3. Что касается редукторов с гипоидным зацеплением шестерен, то для них во всех случаях пригодно только масло класса GL-5. В равной мере это относится и к грузовым, и к легковым автомобилям. Масло более низкой группы не сможет предохранить зубья гипоидной пары от задиров.
Потребность легковых автомобилей в общем случае такова: масло класса GL-5 используется для ведущих мостов, класса GL-4& – для механических коробок передач.
Однако выбор трансмиссионного масла определяется не только уровнем его эксплуатационных свойств, но и вязкостью смазочного материала. В зоне умеренных температур лучше ориентироваться на значение вязкости 90.
Если рациональнее использовать "всесезонное" масло, то речь может идти о сортах с индексами 75W-90, 80W-90 и 85W-90. Причем последнее не очень подходит для суровой зимы, так как при сильных морозах становится слишком густым. Масло класса 80W-90 достаточно универсально, a 75W-90 позволяет не испытывать трудностей даже в период самых сильных морозов.
Покупайте только качественные фирменные продукты. Трансмиссионные масла таких известных компаний как Mobil, Esso, Molykote помогают предотвратить износ и перебои в работе систем передачи мощности и их составляющих, максимизируют интервалы между сменами масла.
Чтобы ваша машина ездила не достаточно залить бензин и нажать педаль газа, важно постоянно контролировать исправность всех органов «железного коня». Ведь машина - сложный механизм, в котором только правильное взаимодействие всех винтиков и «шестеренок» образует единое целое, которое и будет работать как часы.
Одной из таких важных составляющих бесперебойной работы автомобильного организма является гипоидная передача, по типу используемых шестерней. Выделяют еще два типа передач: коническая и цилиндрическая. Мы остановимся на гипоидной передаче.
Для начала разберемся с названием. Почему гипоидная? Это сокращенное от гиперболоидная. Дело в том, что зубья у такой передачи криволинейны и движутся по геометрической фигуре — гиперболоиде.
Гипоидную передачу изобрели почти 90 лет назад - в 1926 году. Ее основной задачей было снижение центра масс в легковушках. Позже, выяснив, что у этого типа передачи есть еще масса достоинств, ее стали использовать и на грузовиках, таких как - 133 Г и ЗИЛ - 433100 (вместо двойной передачи).
Чем же гипоидная передача отличается от двух других типов?
Главное. Обратить внимание на два момента: оси валов обязательно нужно сместить в соответствии со специальными математическими расчетами, плюс гипоидную передачу можно применять лишь в узлах, в которых оси зубчаток скрещиваются. Если эти два правила не будут соблюдены, передачу тут же заклинит.
Достоинства гипоидной передачи
В чем же ее достоинства по сравнению с остальными двумя типами передач? Среди основных мастера выделяют ее практически бесшумную работу (из-за того, что одновременно в зацепленном состоянии находятся несколько зубьев) и большую прочность (увеличен средний диаметр шестерни) по сравнению с канонической передачей.
Это достигается благодаря расположению зубчатых колес: не пересекающемуся, а перекрещивающемуся. Кроме того, уменьшена нагрузка, которую испытывает один зубец, благодаря этому работа всех шестеренок более надежна и долговечна.
Автомобили, в которых использована гипоидная передача отличает, ко всему прочему, еще устойчивость и плавность хода. Эти характеристики для автолюбителей играют едва ли не первостепенную роль при выборе «железного коня», и всегда находятся на особом контроле у автомобильных концернов, которые постоянно совершенствуются в направлении улучшения не только «мозга» машины, но и комфортности езды.
Поэтому гипоидную передачу вы чаще всего можете наблюдать в автомобилях представительского класса. Таких как «Инфинити», «Лексус» и др. Больше того, зубья гипоидной передачи характеризуются большей сопротивляемостью усталости, если сравнивать с конической передачей. Но там, где есть плюсы, встречаются и минусы.
Недостатки
Давайте рассмотрим недостатки использования такой передачи в редукторе. К минусам использования гипоидной передачи можно записать, во-первых, ее дороговизну. Причина здесь в том, что изготовить ее не так просто. Однако, гипоидную передачу уже активно внедряют даже в бюджетных авто из Поднебесной, так что насчет дороговизны еще спорный вопрос. Еще из минусов — высокая вероятность заедания шестеренок. Это возможно из-за скольжения вдоль линии контакта.
Причина заедания, конечно, лечится. Водителям рекомендуют использовать только трансмиссионные масла, которые как бы обволакивают шестерни специальной пленкой и не допускают заедания. К заеданию может привести неправильная регулировка и низкое качество «расходников». Интересно, что этот недостаток такого типа передачи превратили в достоинство разработчики полноприводных авто и успешно его используют.
Плюс ко всему гипоидная передача славится тем, что быстро приходит в негодность. Вкупе с относительной дороговизной это может часто становится решающим фактором для изготовителей авто. И гипоидной передаче они предпочитают более дешевые варианты.
И все же, если вам посчастливилось стать обладателем авто с гипоидной передачей, знайте, что приобрели надежную «лошадку», которая при грамотном уходе и периодическом контроле будет трудится вам на радость.
В общем, ровных дорог вам!
Сегодня гипоидная передача имеет широкое применение. Ею укомплектовывают автомобили, трактора, тепловозы, станки лёгкой и тяжёлой промышленности.
Знаете ли вы? Легковой автомобиль был оснащён гипоидной передачей в 1926 году американской компанией «Паккард».
Что такое гипоидная передача ее предназначение в автомобиле
Гипоидная передача представляет собой винтовую зубчатую передачу, работающую при помощи конических шестерней со скрещивающимися осями.
В автомобиле она нужна для смены направления крутящего момента и перемены его величины, что улучшает характеристики главной передачи. С развитием автомобилестроения тип гипоидных передач завоёвывает большую популярность и используется не только в машинах представительского класса, но и бюджетных авто. В любом случае, это машины с ведущим задним приводом, где двигатель и редуктор главной передачи расположены параллельно движению, а крутящий момент на ведущую ось передаётся под прямым углом.
Как работает гипоидная передача редуктора
Разберёмся, как работает гипоидная передача и что это даёт в работе машины. В данной передаче момент силы передаётся от двигателя через сцепление, коробку передач и кардан на ось ведущей шестерни гипоидной передачи. Ось ведущей шестерни установлена параллельно осям первичного вала двигателя и вторичного вала коробки передач. За счёт криволинейной формы зубьев у шестерней этой передачи – предаваемый момент силы имеет большее значение, чем, например, в конической передаче. Это улучшает динамические и механические показатели работы машины.
Важно! В гипоидных передачах для смазки её элементов используют особые жидкости, обладающие высоким качеством и свойствами (противоизносные и противозадирные присадки), дающими возможность длительной бесперебойной эксплуатации.
Плюсы использования в автомобиле гипоидной передачи
Первое достоинство это расположение карданного вала. Он значительно опустился, что уменьшило размер его канала в салоне, равномерно распределило центр тяжести авто и повысило его устойчивость. Второе, плавная передача вращательного момента, что улучшило характеристику движения автомобиля.
Не менее значимый факт меньшая нагрузка и уровень шума. Эти показатели обусловлены тем, что в гипоидном типе зацепления участвует большее число зубьев, в сравнении с той же конической передачей.
Все эти факторы увеличивают долговечность машины, не говоря о комфорте передвижения. Поэтому гипоидный тип передачи – неотъемлемая принадлежность автомобилей высокого класса, таких, как «Инфинити».
Интересно! Решение о выпуске нового класса престижных автомобилей в компании « Nissan » было принято в 1985 году. Авто получило название « Infiniti », в переводе – безграничность, бесконечность.
Гипоидная передача в машине: есть ли недостатки
К недостаткам гипоидной передачи относится возможность заедания вдоль линии контакта, возникающую из-за трения. Чтобы снизить такие вероятности шестерни главной передачи проходят специальную обработку в процессе изготовления.
Кроме трудности в изготовлении, есть усилие при вращении шестерён так, как их зубья изогнуты, это усилие передаётся и на оси. Эти моменты делают гипоидную передачу восприимчивой к износу.
Данная передача требовательна к качеству не только шестерен, но и остальных её элементов. При небрежной регулировке она заклинивает, особенно при смене направления вращения или включении задней передачи.
Внимание! Если вы застряли на просёлочной дороге, например в колее, вытаскивать севшую машину нужно только передним ходом, иначе может случиться поломка зубьев шестерней.
Гипоидная зубчатая (шестеренчатая) передача отличается от обычной, с прямыми или косыми зубьями, тем, что ее зубья криволинейны. Они изогнуты по особой геометрической кривой – гиперболоиде, что видно на рисунке. Отсюда и название: гипоида – сокращенное от .
Основных особенностей у гипоидной передачи две. Во-первых, она может быть применена только в узлах со скрещивающимися осями зубчаток. Пытаться построить гипоидную передачу с параллельными валами смысла нет: ее сразу же заклинит.
Во-вторых, оси валов должны быть дополнительно смещены друг относительно друга, иначе снова заклинивание. Величина смещения должна быть точно согласована с математическими параметрами гипоиды, это так называемое гипоидное смещение.
Преимущества гипоидной передачи
Впервые в автомобилестроении гипоидную главную передачу применили инженеры американской фирмы Packard в 1926 г. Что это дало?
Главная передача передает крутящий момент от карданного вала на дифференциал ведущих колес. Выполняется всегда понижающей, чтобы согласовать обороты двигателя с необходимыми для колес и увеличить при этом крутящий момент на них.
Первое, карданный вал опустился вниз на величину гипоидного смещения. Это позволило уменьшить высоту его туннеля в салоне и одновременно понизить центр тяжести машины, улучшив тем самым ее устойчивость.
Второе, момент гипоидная передача передает более плавно, чем косозубая, не говоря уже о . И, наконец, гипоидная передача меньше шумит и может передавать больший крутящий момент, чем обычная. Как говорят инженеры, она имеет большую нагрузочную способность.
Все это, вместе взятое, увеличивает как комфорт автомобиля, так и его долговечность. Поэтому гипоидная главная передача – непременный атрибут автомобилей достаточно высокого класса, таких, например, как Лексус «Инфинити».
Ее недостатки
Однако у гипоидной передачи есть и существенные недостатки, помимо сложности изготовления и, соответственно, дороговизны. При вращении шестерен возникает, из-за того, что зубья изогнуты, усилие, действующее вдоль оси малой, ведущей шестерни. Вследствие этого гипоидная передача очень чувствительна к износу, качеству изготовления не только шестерен, но и всех ее деталей, особенно подшипников. При ее неточной регулировке она легко заклинивает, особенно при смене направления вращения, при включении заднего хода.
Нет худа без добра: склонность гипоидной передачи к заклиниванию используется в центральных (межосевых) самоблокирующихся дифференциалах типа Торсен. Они применяются в автомобилях с полным автоматическим приводом (4WD).
Зубья гипоидной передачи прилегают друг к другу плотнее, чем у обычной, поэтому она также очень загрязнений в масле. Масло в картер гипоидной передачи нужно заливать только специальное гипоидное, с противоизносными и противозадирными присадками. Причем заливать нужно строго определенное количество.
Применение гипоидной передачи в настоящее время
Однако все недостатки «гипоиды» с лихвой окупаются ее преимуществами, а технологически они вполне преодолимы. С развитием автомобильной промышленности и общей культуры производства «гипоида» перешла и в трансмиссию машин потребительских классов. Ныне ее уже можно видеть и в бюджетных китайских авто.
Автомобиль – технически сложное изделие. Если внимательно присмотреться к его конструкции, то практически везде, так или иначе, происходит изменение значения крутящего момента. Да это и неудивительно, ведь именно он поступает от двигателя к колесам машины. Для его преобразования, как по величине, так и по направлению, используются разнообразные узлы, в некоторых из них применяется гипоидная передача.
Что и как изменяется
Переход момента от одного узла до другого происходит при помощи специальных элементов – валов и зубчатых шестерней. Форма их зубьев, находящихся в зацеплении между собой, может быть разнообразная:
- цилиндрическая;
- коническая;
- гипоидная (сокращение от слова гиперболоидная) и т.д.
Вид последней показан на рисунке:
Число зубьев на различных шестернях может отличаться, и расположены они могут быть по-разному друг относительно друга. Благодаря этому происходит изменение величины передаваемого момента, как по направлению, так и по величине. Устройство, осуществляющее подобное действие, носит название редуктора.
Гипоидная передача редуктора
По сути дела, с помощью редуктора в автомобиле происходят все изменения передаваемого от двигателя к колесам усилия. Та же самая КПП – это редуктор, в котором благодаря соединению различных пар шестеренок, имеющих разное количество зубьев, величина усилия изменяется по-разному. Другим элементом, где происходит изменение момента по направлению и величине, необходимо считать гипоидную главную передачу (ГП).
Просто в порядке напоминания – ГП предназначена для смены направления распространения крутящего момента (с осевого на перпендикулярное) на автомобиле, а также изменения его величины. Она может быть выполнена на шестернях любого типа, но в современных машинах обычно используется гипоидная передача, которая входит в состав редуктора заднего моста .
Почему для него применяется именно такая передача? Это обусловлено присущими ей особенностями, среди которых необходимо отметить:
- меньшие габариты при тех же характеристиках по отношению к другим типам шестеренок, которые могут использоваться в конструкции такого редуктора;
- уменьшенная нагрузка, прикладываемая к одному зубу, что обеспечивает надежную работу шестерен, а также позволяет им передавать большую нагрузку и служить при этом более длительное время;
- меньший уровень шума благодаря тому, что одновременно несколько зубьев находятся в зацеплении;
- возможность понижения центра масс автомобиля из-за того, что ГП выполняется со смещением.
Однако стоит отметить и недостатки, которые возможны у редуктора, в котором используется гипоидная передача. К ним стоит отнести повышенную вероятность заедания, возникающую из-за скольжения вдоль линии контакта. Для уменьшения этого, при изготовлении, гипоидные шестерни проходят специальную обработку. Водителям во избежание подобных неприятностей стоит применять только специальные сорта масла — трансмиссионные .
Использование в ГП гипоидных шестерней, в современном легковом автомобиле, стало общепринятой практикой.
Отказ от шестерней любого другого типа, при построении подобного узла, обусловлен теми преимуществами, которые обеспечивает применение подобных шестерней.