7.2. Смазочные материалы

паз

Смазочные материалы делятся на моторные масла, трансмиссионные масла и пластичные смазки.

Моторные масла по способу производства подразделяются на минеральные, синтетические и полусинтетические.

Минеральные масла изготавливаются из нефти.

Синтетические масла представляют собой определенные соединения или смеси нескольких соединений близкой химической структуры (например, поли-α-олефины и др.). Синтетические масла имеют высокийиндекс вязкости (150… 170). Температура потери подвижности синтетических масел ниже, чем у минеральных (до — 65 °С.) Вязкость синтетических масел при высоких температурах (выше 100 °С) примерно втрое выше, чем у минеральных, имеющих одинаковую вязкость с синтетическими при 100 °С. Синтетические масла обладают лучшими в сравнении с минеральными противоизносными и противозадирными свойствами. Такие масла можно заменять после 20 000 км пробега. Вместе с тем, синтетические масла в 2…3 раза дороже минеральных. Кроме того, они предъявляют повышенные требования к уплотнениям в системе смазки.

Полусинтетические масла представляют собой смесь минеральных и синтетических масел.

Масло должно покрывать трущиеся поверхности масляной пленкой, не разрывающейся при максимальных для данного типа двигателя температурных, нагрузочных и скоростных режимах работы. Это свойство масла называется маслянистостью. Оно обеспечивается наличием полярно-активных молекул. Масло должно обладать определенной вязкостью при реальных температурах, характерных для данного двигателя. Вязкость не позволяет маслу быстро вытекать из зазоров между трущимися поверхностями и в то же время не позволяет создавать чрезмерное сопротивление в масляных каналах и зазорах. Обычно оценивается кинематическая вязкость масла, измеряемая в сантистоксах (мм2/с), обозначаемых сСт. Величина кинематической вязкости входит в маркировку отечественных и зарубежных масел. От вязкости масла зависят
легкость пуска двигателя при низких температурах и смазывающие свойства при высоких температурах. Кроме того, масло должно обладать моющими и другими эксплуатационными свойствами.

При маркировке масла в соответствии с отечественными стандартами первой буквой маркировки указывается область применения (А — бензиновые двигатели, М — дизельные). За буквой обозначения области применения следует число, указывающее вязкость масла при температуре 100 °С. В отечественной маркировке число указывает вязкость в сантистоксах, в зарубежной — это число условное, соответствующее определенному уровню вязкости (классификация SAE). В маркировке отечественных зимних масел к обозначению вязкости добавляется индекс «з», что означает загущенное.

В маркировке зарубежных всесезонных масел добавляется индекс W (от слова winter — зима).

Масла, приспособленные для эксплуатации в смешанных условиях, в России маркируются двойным обозначением через дробь (косая черта). В числителе указывается число, соответствующее вязкости зимнего масла, а число в знаменателе — вязкости летнего.
В международной классификации универсальные масла также маркируются двумя числами, возможно разделенными дефисом.

ГОСТ разделяет масла на классы вязкости. Сравнение вязкости масел разных классов по ГОСТ и по классификации SAE представлено в табл. 7.1.

Таблица 7.1. КЛАССЫ ВЯЗКОСТИ МОТОРНЫХ МАСЕЛ ПО ГОСТ 17479.1—85 и SAE

Класс вязкости по ГОСТ Вязкость при температуре -18 °С, сСт (мм2/с), Вязкость при температуре100 °С, сСт (мм2/с), Класс вязкости по SAE
не менее не более не менее не более
33 1250 2600 3,8   5W
43 1300 2600 4,1   10W
53 2600 6000 5,6   20W
63 6000 10400 5,6   20W
6     5,6 7.0 20
8     7,0 9,5 20
10     9,5 11,5 30
12     11,5 13,0 30/40
14     13,0 15,0 40
16     15,0 18,0 40/50
20     18,0 23,0 50/60
33/8 1250 2600 7,0 9,5 5W-20
43/6 1300 2600 5,6 7,0 10W-20
43/8 1300 2600 7,0 9,5 10W-20
43/10 1300 2600 9,5 11,5 10W-30
53/10 2600 6000 9,5 11,5 20W-30
53/12 2600 6000 11,5 13,0 20W-30;
20W-40
53/14 2600 6000 13,0 15,0 20W-40
63/10 6000 10400 9,5 11,5 20W-30
63/14 6000 10400 13,0 15,0 20W-40
63/16 6000 10400 15,0 18,0 20W-40;
20W-50

В зарубежной классификации (по стандарту Американского института нефти — API) существуют две категории масел — «S» и «С». К категории «S» относятся масла, применяемые в бензиновых двигателях, а к категории « С » — в дизелях. Кроме того, в маркировке предусматривается второй индекс — буквой латинского алфавита. Этот индекс обозначает уровень эксплуатационных свойств — чем дальше от начала латинского алфавита находится вторая буква маркировки, тем выше эксплуатационные качества данного масла. Для маркировки универсальных масел, при-годных для использования в карбюраторных и дизельных двигателях, применяют двойную маркировку, разделенную косой чертой.

По назначению двигателей и условий их эксплуатации различают двенадцать групп моторных масел:

  По ГОСТ По API
Нефорсированные бензиновые двигатели А SB
Нефорсированные и двухтактные бензиновые и дизели Б SC/CA
Малофорсированные бензиновые двигатели Б1 SC
Малофорсированные дизельные двигатели Б2 CA
Среднефорсированные бензиновые двигатели и дизели В SD/CB
Среднефорсированные бензиновые двигатели В1 SD
Среднефорсированные дизели В2 CB
Высокофорсированные бензиновые двигатели и дизели без наддува Г SE/CC
Высокофорсированные бензиновые двигатели Г1 SE
Высокофорсированные дизели без наддува Г2 CC
Высокофорсированные дизели при использовании топлива с содержанием серы до 1 % Д CD
Высокофорсированные судовые дизели при использовании топлива с содержанием серы до 3 % Е  

На особо малых и малых автобусах ГАЗ устанавливается бензиновый двигатель 3M3-4063. Инструкцией завода рекомендуется для данного двигателя использовать масло SG/CD (классификация по API) с вязкостными свойствами 5W-30 или 5W-40 (по SAE). Это масло категории S (для бензиновых двигателей), категория класса масла — G, масло может применяться и в дизельных двигателях (маркировка С после дроби), при этом масло попадает в категорию D. Масло всесезонное ( наличие второй цифры после дефиса в маркировке по SAE), уровень вязкости при 100 °С порядка 15 сСт (40 в маркировке SAE). На малых автобусах ЗИЛ-3250, снабженных дизельным двигателем Д-245.12С, завод-изготовитель рекомендует применять масло М-10Г2  летом, зимой — М-8Г2. Это дизельное масло, приспособленное для высокофорсированных дизелей с вязкостью при 100 °С равной 10 сСт у летнего масла и 8 сСт — у зимнего, рекомендуется также всесезонное масло М-43/8Г2. Зимой его вязкостные свойства аналогичны свойствам масла М-8, а летом — маслу М-4; масло загущено присадкой.

На больших городских автобусах, оснащенных двигателем КамАЗ завод-изготовитель рекомендует применять для смазки двигателей масло М-10 Г2 летом, а зимой М-8Г2.

Нормы расхода моторного масла. Следует выделить два вида нормирования расхода масла — ежедневный эксплуатационный расход, вызванный естественным выгоранием масла, при нормальной работе двигателя и расход, вызванный регулярной полной сменой масла, предусмотренной картой технического обслуживания.

Ежедневный эксплуатационный расход масла, вызванный выгоранием, при нормальной работе двигателя на всех современных двигателях лежит в пределах 0,1 % от эксплуатационного расхода топлива. Таким образом, для особо малых и малых автобусов ГАЗ он не должен превышать 0,0014 л /100 км пробега или 11 г /100 км. Для большого городского автобуса ЛиАЗ-5256 это составят 33 г /100 км.

Смена масла производится на особо малых и малых автобусах ГАЗ при проведении ТО-1, (количество сменяемого масла — 6 л), на малых автобусах ЗИЛ-3250 масло заменяется на каждом втором ТО-1, количество сменяемого масла — 13,3 л, на больших автобусах ЛиАЗ — при проведении каждого второго ТО-1, количество сменяемого масла — 23 л.

Трансмиссионные масла применяются в качестве смазочных материалов в узлах и агрегатах трансмиссий и рулевых управлений без усилителей. Как и моторные масла, трансмиссионные могут быть по способу изготовления минеральными, синтетическими и полусинтетическими.

Трансмиссионные масла классифицируются по классам (в зависимости от вязкости) и группам (в зависимости от эксплуатационных свойств).

В соответствии с ГОСТ существуют четыре класса вязкости. На современных автобусах в узлах и агрегатах трансмиссии наибольшее применение получили масла класса вязкости 12 и 18. Масла класса вязкости 12 имеют вязкость при температуре 100 °С от 11 до 13,99 сСт. По соответствующей классификации SAE — к этому классу относятся масла класса от 85 W до 90 W. Класс 18 означает вязкость при той же температуре от 14 до 24,99 сСт, что соответствует классам SAE от 95 до 140.

В зависимости от смазывающих свойств масла делятся на 5 групп, что отражено в табл. 7.2.

Таблица 7.2. ТРАНСМИССИОННЫЕ МАСЛА И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Группа масел Наличие присадок Область применения
ТМ-1 (GL-1 по классификации API) Без присадок Прямозубые, конические, спирально-конические, и червячные передачи при малых контактных напряжениях
ТМ-2 (GL-2) Противоизносные присадки Прямозубые, спиральноконические и червячные передачи при средних контактных напряжениях
ТМ-3 (GL-3) Противозадирные присадки умеренной эффективности Те же передачи, но при высоких контактных напряжениях
ТМ-4 (GL-4) Противозадирные присадки высокой эффективности Те же передачи, что и для ТМ-3, и дополнительно гипоидные передачи с высокими скоростями и малым моментом или с низкими скоростями и высокими моментами
ТМ-5 (GL-5) Противозадирные и противоизносные высокоэффективные
присадки, а также многофункциональные композиции присадок
Те же передачи, что и для ТМ-3, и гипоидные передачи, работающие
при высоких скоростях, ударных нагрузках и большом крутящем моменте

На особо малых и малых автобусах ГАЗ в коробках передач применяется масло ТМ-5-18 (GL-5), объем 1,2 л. То же масло применяется и в главной передаче, в этом случае его объем 3 л. На малых автобусах ЗИЛ-3250 в коробке передач применяется всесезонное масло ТМ-3-18 (GL-3) в объеме 5 л, а в главной передаче — ТМ-5-18 (GL-5), объем — 3,3 л. На особо больших автобусах ЛиАЗ в механической коробке передач КамАЗ-14 применяется масло ТМ-3-18 (GL-3), объем — 8,5 л. В главной передаче этих автобусов применяют масло ТМ-3-18 (GL-3), объем — 10,5 л.

Максимальная температура в узлах трансмиссий автобусов не превышает 130 °С, в связи с чем угар масла в технически исправных агрегатах отсутствует. В узлах и агрегатах трансмиссии особо малых и малых авто-бусов ГАЗ при проведении ТО-2 предусматривается проверка уровня и при необходимости доливка, замена масла производится на каждом третьем ТО-2.

На малых автобусах ЗИЛ проверка уровня проводится при ТО-2, а смена масла — на каждом шестом ТО-2.

На больших автобусах ЛиАЗ проверка уровня масла проводится при ТО-1, а смена масла — при СТО (один раз в год, осенью).

В рулевых механизмах автобусов при отсутствии гидроусилителя руля используется масло ТМ-5-18.

В системе гидроусилителя рулевого управления используется специальное масло. В России для таких механизмов выпускается масло марки «Р» (МГ-22-В). При эксплуатации автобусов в условиях тропического климата рекомендуется специальное масло марки «А». Это же масло рекомендуется для использования в гидромеханических передачах больших городских автобусов ЛиАЗ-5256.

На особо малых и малых автобусах ГАЗ в систему рулевого управления с гидроусилителем заливается 2 л масла. Проверка уровня масла проводится при каждом ТО-2, а смена — при каждом третьем ТО-2.

В систему рулевого управления автобуса ЗИЛ-3250 заливается 3,2 л масла, проверка уровня проводится на каждом ТО-1, а смена масла — через 200 ООО км пробега, при совмещении с очередным ТО-2.

В систему рулевого управления автобусов ЛиАЗ заливается 8,5 л масла, проверка уровня проводится при проведении ТО-1, а смена — при СТО (один раз в год, осенью).

На больших городских автобусах ЛиАЗ-5256 при установке автоматической гидромеханической коробки передач фирмы «Voith» рекомендуется масло G 607 К и G 1363 К. Его объем в этом случае — 23…26 л. Проверка уровня масла проводится при ТО-1, а смена — при СТО (один раз в год, осенью).

Пластичные смазки. Пластичная смазка сочетает в себе свойства твердого тела и жидкости. Смазка удерживается в негерметичном узле трения, предохраняя трущиеся поверхности от контакта и изнашивания.

Роль загустителя, определяющего вязкость, прочность и некоторые другие свойства смазки, обычно играет соль жирной кислоты мягкого металла. По массе загуститель составляет 5…30 %. Название металла обычно переносят на саму смазку — натриевая, кальциевая, литиевая, бариевая, магниевая, цинковая, свинцовая, алюминиевая и др.

Пластичные смазки в первую очередь характеризуются консистенцией. Консистенцию смазки определяют т. н. числом пенетрации при температуре 25 °С. В емкость со смазкой погружается металлический конус, стандартный по весу, форме и размерам. Чем больше глубина погружения конуса под действием собственного веса (1 Н) в течение 0,5 с, тем мягче смазка и тем больше число пенетрации. В соответствии с классификацией API в зависимости от величины пенетрации смазки разделяют на 10 классов:

Пенетрация при температуре 25 °С Индекс класса консистенции (класс NLGI)
445…475 000
400…430 00
355…385 0
310…340 1
265…295 2
220…250 3
175…205 4
130… 160 5
85…115 6
Ниже 75 7

Кроме пенетрации, пластичные смазки классифицируются также по температуре каплепадения. Температура каплепадения — это температура, при которой из небольшого объема смазки, нагреваемой в стандартных условиях, отделяется и падает первая капля. Установлено, что смазку можно применять, если узел нагревается на 10…20 °С ниже тем-
пературы каплепадения.

В настоящее время наибольшее распространение получили литиевые смазки. Они водостойки, выдерживают широкий диапазон температур и имеют высокую механическую стабильность. Из литиевых смазок в первую очередь следует отметить «Литол-24». Ее можно использовать как единую смазку для всех основных узлов трения. Она применяется как в герметизированных, так и в негерметизированных узлах: в шарнирах рулевого управления и подвесок, ступицах передних колес, карданных шарнирах и т. п.