Трансмиссионные масла: классификация, характеристики и применение.

Введение

Смазочные материалы, используемые в транспортных средствах и машинах. Гидравлическая жидкость, используемая в автоматических коробках передач.

Трансмиссионное масло – это смазочный материал, специально разработанный для коробок передач, раздаточных коробок и дифференциалов в автомобилях, грузовиках и другой технике. Оно обладает высокой вязкостью и обычно содержит органосерные соединения. Некоторые современные автоматические трансмиссии (интегрированные коробки передач и дифференциалы) не используют густое масло, а смазываются гидравлической жидкостью с более низкой вязкостью, которая находится под давлением в автоматической коробке передач. Трансмиссионные масла составляют около 20% рынка смазочных материалов. Большинство смазочных материалов для механических коробок передач и дифференциалов содержат присадки для экстремального давления (EP) и противоизносные присадки для работы с скольжением конических гипоидных передач. Типичные присадки включают производные дитиокарбамата и органические соединения, обработанные серой ("сернистые углеводороды"). EP-присадки, содержащие соединения фосфора и серы, коррозионно воздействуют на цветные металлы, такие как медь и/или латунь, используемые в втулках и синхронизаторах, если не предусмотрен соответствующий буфер; класс масел GL-1 не содержит EP-присадок и поэтому ранее использовался в приложениях, содержащих детали из цветных металлов. GL-5 не обязательно совместим со старыми синхронизированными коробками передач, рассчитанными на масло GL-4: GL-5 имеет более низкий коэффициент трения из-за более высокой концентрации EP-присадок по сравнению с GL-4, и, следовательно, синхронизаторы могут не включаться так же эффективно, если в состав масла не входит специализированный модификатор трения; совместимость с синхронизированными коробками передач обычно указывается явно, и такие масла часто известны в торговле как масла TDL (Total Drive Line).

Рейтинги API

Масла для коробок передач классифицируются Американским институтом нефти с использованием классификаций GL. Чем выше классификация GL масла, тем большее давление оно может выдерживать без контакта металла о металл между компонентами трансмиссии. Отдельные дифференциалы обычно испытывают большее давление между металлическими деталями, чем коробки передач, и, следовательно, требуют более высокой классификации GL. Например, большинство современных коробок передач требуют масло GL-4, а отдельные дифференциалы (при наличии) требуют масло GL-5. Хотя масла для коробок передач и моторные масла имеют одинаковую форму, их вязкостные характеристики оцениваются по разным шкалам. Вязкостные характеристики масел для коробок передач стандартизированы в SAE J306. Многоступенчатые масла для коробок передач становятся все более распространенными; хотя масло для коробки передач не достигает температуры моторного масла, оно заметно нагревается при движении автомобиля, главным образом из-за сил трения (с небольшим количеством теплопроводности через колокол от блока двигателя). Полностью синтетические масла для коробок передач также используются во многих транспортных средствах и обладают большей устойчивостью к разрушению при сдвиге, чем минеральные масла. Категория API GL-1 (неактивна) определяет тип эксплуатации, характерный для механических коробок передач, работающих в мягких условиях с низким давлением и минимальной скоростью скольжения, при которых можно удовлетворительно использовать неочищенное масло. Для улучшения характеристик смазочных материалов, предназначенных для этой эксплуатации, могут использоваться ингибиторы окисления и коррозии, пеногасители и депрессоры температуры застывания. Модификаторы трения и противоизносные присадки не должны использоваться. Категория API GL-2 (неактивна) определяет тип эксплуатации, характерный для автомобильных редукторов червячного типа, работающих в условиях нагрузки, температуры и скорости скольжения, при которых смазочные материалы, соответствующие требованиям API GL-1, будут недостаточными. Категория API GL-3 (неактивна) определяет тип эксплуатации, характерный для механических коробок передач и спирально-конических редукторов, работающих в мягких, умеренных или тяжелых условиях скорости и нагрузки. Эти условия эксплуатации требуют смазочного материала с несущей способностью, превышающей требования API GL-1, но ниже требований смазочных материалов, соответствующих API GL-4, с широким диапазоном рабочих температур и разницей температур вблизи вязкости. Категория API GL-4 определяет тип эксплуатации, характерный для спирально-конических и гипоидных передач в автомобильных редукторах, работающих при умеренных скоростях и нагрузках. Эти масла могут использоваться в некоторых приложениях с механическими коробками передач и трансмиссиями. Категория API GL-5 определяет тип эксплуатации, характерный для передач, особенно гипоидных передач в автомобильных редукторах, работающих при высоких и/или низких скоростях и высоких крутящих моментах. Смазочные материалы, соответствующие военной спецификации США MIL-L-2105D (ранее MIL-L-2015C), MIL-PRF-2105E и SAE J2360, отвечают требованиям классификации API GL-5. Категория API GL-6 (неактивна) определяет тип эксплуатации, характерный для передач, спроектированных с очень высоким смещением зубчатого колеса. Такие конструкции обычно требуют защиты от задиров шестерен, превышающей защиту, обеспечиваемую маслами для передач API GL-5. Оригинальное оборудование для испытаний API GL-6 устарело. Категория API MT-1 определяет смазочные материалы, предназначенные для несинхронизированных механических коробок передач, используемых в автобусах и грузовиках. Смазочные материалы, соответствующие требованиям API MT-1, обеспечивают защиту от сочетания термического разрушения, износа компонентов и ухудшения состояния уплотнений, чего не обеспечивают смазочные материалы, соответствующие только требованиям API GL-4 и API GL-5. MIL-PRF-2105E, эта спецификация, выпущенная в 1995 году, объединяет требования к производительности своего предшественника (MIL-L-2105D) и API MT-1. MIL-PRF-2105E сохраняет все существующие химико-физические требования, требования к испытаниям на неподвижной оси, требования к полевым испытаниям и проверку данных Институтом по изучению смазочных материалов, которые требовались в соответствии с MIL-L-2105D. В нем также добавлены строгие требования к испытаниям на совместимость с уплотнительными кольцами и термостойкость в соответствии с API MT-1. MIL-PRF-2105E была переписана как стандарт SAE J2360. Стандарт SAE J2360 является новым глобальным стандартом качества, определяющим уровень производительности, эквивалентный уровню, определенному MIL-PRF-2105E, военной спецификации США для одобрения, которая была недоступна производителям масел во всех частях мира. Он включает в себя все последние требования к испытаниям редукторов и трансмиссий, определенные в API GL-5, API MT-1 и MIL-PRF-2105E, включая необходимость демонстрации подтверждения производительности посредством строгих полевых испытаний.

Gearbox oils are classified by the American Petroleum Institute using GL ratings. The higher an oil's GL rating, the more pressure can be sustained without any metal to metal contact taking place between transmission components. Separate differentials usually have higher pressure between metal parts than gearboxes and therefore need higher GL rating. For example, most modern gearboxes require a GL 4 oil, and separate differentials (where fitted) require a GL 5 oil. While they take the same form, the viscosity grades for gear oils are on a different scale than the viscosity grades for an engine oil. The viscometrics for gear oils are standardized in SAE J306. Multigrade gear oils are becoming more common; while gear oil does not reach the temperatures of motor oil, it does warm up appreciably as the car is driven, due mostly to shear friction (with a small amount of heat conduction through the bellhousing from the engine block). Fully synthetic gear oils are also used in many vehicles, and have a greater resistance to shear breakdown than mineral oils. API Category GL 1 (inactive) designates the type of service characteristic of manual transmissions operating under such mild conditions of low unit pressures and minimum sliding velocities, that untreated oil may be used satisfactorily. Oxidation and rust inhibitors, defoamers and pour depressants may be used to improve the characteristics of lubricants intended for this service. Friction modifiers and extreme pressure additives shall not be used. API Category GL 2 (inactive) designates the type of service characteristic of automotive type worm gear axles operating under such conditions of load, temperature and sliding velocities, that lubricants satisfactory for API GL 1 service will not suffice. API Category GL 3 (inactive) designates the type of service characteristic of manual transmissions and spiral bevel axles operating under mild to moderate to severe conditions of speed and load. These service conditions require a lubricant having load carrying capacities greater than those that will satisfy APL GL 1 service, but below the requirements of lubricants satisfying the API GL 4 service, with wide operation ranges and temperature differences in the vicinity of viscosity. API Category GL 4 designates the type of service characteristic of spiral bevel and hypoid gears in automotive axles operated under moderate speeds and loads. These oils may be used in selected manual transmission and transaxle applications. API Category GL 5 designates the type of service characteristic of gears, particularly hypoids in automotive axles under high speed and/or low speed, high torque conditions. Lubricants qualified under U. S. Military specification MIL L 2105D (formerly MIL L 2015C), MIL PRF 2105E and SAE J2360 satisfy the requirements of the API GL 5 service designation. API Category GL 6 (inactive) designates the type of service characteristic of gears designed with a very high pinion offset. Such designs typically require (gear) score protection in excess of that provided by API GL 5 gear oils. The original API GL 6 test equipment is obsolete. API Category MT 1 designates lubricants intended for non synchronized manual transmissions used in buses and heavy duty trucks. Lubricants meeting API MT 1 provide protection against the combination of thermal degradation, component wear, and oil seal deterioration which is not provided by lubricants meeting only the requirements of API GL 4 and API GL 5. MIL PRF 2105E this specification released in 1995 combines the performance requirements of its predecessor (MIL L 2105D) and API MT 1. MIL PRF 2105E maintains all existing chemical/physical requirements, stationary axle test requirements, field test requirements and data review by the Lubricants Review Institute that were required under MIL L 2105D. It also adds the stringent oil seal compatibility and thermal durability test requirements under API MT 1. MIL PRF 2105E has been re written as SAE Standard J2360. SAE J2360 standard is a new global quality standard that defines a level of performance equivalent to that defined by MIL PRF 2105E, a U. S. military standard for approval that was not available to oil blenders in all parts of the world. It includes all of the most recent axle and transmission testing requirements identified in API GL 5, API MT 1, and MIL PRF 2105E including the need to demonstrate proof of performance through rigorous field testing.