shadow
На службе трансмиссии

На службе трансмиссии

Статьи по трансмиссионным маслам | 32

Все, что применяется для смазки в коробках передач, мостах, в раздаточных коробках и других агрегатах, связанных с передачей энергии от двигателя к колесам автомобиля, именуется трансмиссионными маслами. Особняком стоят масла для автоматических коробок передач. Из-за существенного отличия в возложенных на них функциях смазочные материалы для «механики» и «автоматики» рассмотрим отдельно.

Считается, что трансмиссионные масла работают в менее жестких условиях, чем моторные. Это в свою очередь формирует ошибочное мнение о том, что требования, выдвигаемые к ним, являются низкими. На самом деле, если моторному маслу «достается» в двигателе от высоких температурных режимов, то в механизмах трансмиссии смазке не легче. Сами условия работы этих узлов подразумевают присутствие тяжелонагруженных зубчатых соединений. В зоне контактов зубьев конических пар давление может достигать 2000 МПа, а в гипоидных и того больше – до 4000 МПа. Для сравнения, в двигателе давление масла составляет от 0,2 до 1,5 МПа. Кстати, и температура в трансмиссии «шалит» от 150-200 С, при этом бывают и кратковременные перегревы до 300 С и выше. А скорость скольжения зубьев друг относительно друга на входе в зацепление изменяется в диапазоне 1,5-12 м/с в конических и цилиндрических передачах, 20-25 м/с – в червячных, а в гипоидных она может превышать 15 м/с.

В этих сложных условиях трансмиссионные масла должны снижать трение между элементами трансмиссии, создавать на их поверхности прочную масляную пленку, выдерживающую значительные нагрузки без разрушения, а также предотвращать фиксацию отложений на деталях, удалять продукты износа с трущихся поверхностей. Масло должно быть стойким к окислению, не должно пениться и вызывать коррозии, а также обладать необходимой совместимостью с резиновыми уплотнениями и иметь хорошие защитные свойства при контакте с водой. Как и моторные, трансмиссионные масла при высоких температурах должны обладать достаточной вязкостью для обеспечения жидкостного трения, но в тоже время при снижении температуры увеличение их вязкости должно быть минимальным.

Таких характеристик добиваются при помощи введения присадок. Последние, как правило, содержат соединения на основе серы, образующие в процессе работы на поверхности металла модифицированные слои. Такие поверхностные слои не вырываются, вызывая задиры, а образуют тонкую пленку, которая впоследствии становится продуктом износа, но в режиме нормального изнашивания. За счет предотвращения задира поверхностей общий износ в тяжелых условиях работы оказывается меньше.

Есть в этих рассуждениях маленькая оговорка: химическая модификация позволяет снизить износ у стали или чугуна. Цветные металлы, из которых изготавливают синхронизаторы, плохо «уживаются» с сернистыми соединениями и в их присутствии изнашиваются, как правило, быстрее.

Как уже говорилось выше, условия эксплуатации масла в разных типах механизмов могут различаться, что подразумевает применение разных рецептур. Поэтому всемирно известная классификация по API разделяет трансмиссионные смазки на несколько классов (таблица 1).

Экономия на качестве трансмиссионных масел в итоге бывает печальной: повышенный износ, задиры, точечное выкрашивание рабочих поверхностей (питтинг) и т.д.

Зарядим автомат?

Теперь перейдем к особому типу трансмиссионных масел – смазке для автоматической коробки передач. Вообще-то их правильнее называть трансмиссионными жидкостями, именно так расшифровывается и переводится аббревиатура ATF – Automatic Transmission Fluid. Ведь помимо «классического» предназначения смазки – уменьшения трения, данная жидкость берет на себя передачу крутящего момента от двигателя в коробку передач. Происходит это в так называемом гидротрансформаторе. Рассматривать принципиальную схему АКПП мы не будем, скажем лишь, что масла для автоматических коробок передач должны отвечать гораздо более высоким требованиям по вязкости, антифрикционным, противоизносным и антиокислительным свойствам, чем применяемые в других агрегатах.

В составлении требований к трансмиссионным жидкостям «руководят парадом» американцы. Ведь именно в США впервые была впервые запущена в массовое производство автомобильная АКПП. Исторически сложилось так, что законодателями в области стандартов на жидкости для автоматических трансмиссий являются корпорации General Motors и Ford.

В 1947 году GM выбрасывает на рынок гидромеханическую передачу «Дайнафлоу» в АКПП на модели «Бюик 70 Родмастер», а в 1950 году первое устройство автоматического переключения передач (именно они и стали прототипами современных АКПП). Старейшая ATF была выпущена в 1949 году, а в 1967 году, при пересмотре спецификаций, впервые прозвучало известное ныне название Dexron.

Что интересно, до 1991 года при производстве присадок к Dexron при; менялось спермацетовое масло, добытое из половых желез в жировой подушке на лбу семейства китообразных. Из;за яростных нападок в свой адрес со стороны «зеленых» (т.е. защитников животных и окружающей среды), которые добились запрета охоты на китов, General Motors выпускает новую спецификацию ATF Dexron-2E без этого компонента.

Вернемся опять в середину прошлого века. Что оставалось делать соотечественникам GM, американским компаниям Ford и Chraysler? Смотреть на кричащие рекламные плакаты от GM: «Автомобиль без педали сцепления! Автомобиль, который сам переключает передачи! Автомобиль, превращающий мощь мотора в плавное движение!». Или постоянно покупать, как поступили все европейские автопроизводители, у GM сертификаты на использование этих ноу-хау?

В 1952 году изобретатель Говард Симпсон изобрел трехступенчатую АКПП, базирующуюся на ныне известной «зубчатой передаче Симпсона» и предложил ее концерну Ford Motor Co, на котором он проработал около 20 лет. Но по иронии судьбы у компании уже была своя разработка АКПП Ford-O-matic со специальной жидкостью Mercon. Акцент делался на максимально высокой скорости переключения передач, поэтому данная ATF отличались от «джиэмовских» рядом фрикционных характеристик. А третий брат «большой американской тройки» Chrysler в 1955 году не прогадал, купив лицензию у Симпсона на производство, модернизацию и установку его изобретения на свои автомобили. Чуть позже была разработана и специальная жидкость к нему – Mopar (7176, ATF Plus и т.д.). Целью было реализовать плавное и менее шумное переключение передач. И в 1964 году концерны General Motors и Ford вынуждены были признать свое поражение, и также перейти на использование изобретения Симпсона (как показал опыт Chrysler, симпсоновский вариант АКПП существенно превосходил их разработки, будучи конструктивно более простым, эффективным, менее шумным и т.д.). В связи с этим, с середины восьмидесятых годов все модели «легковых автоматов» стали очень похожи, и стало возможно применять и взаимозаменять ATF Mercon/Mopar жидкостью Dexron соответствующего допуска.

Что касается современных спецификаций, то с разработкой новой модели трансмиссионной системы HydraMatic потребовалась более эффективная трансмиссионная жидкость нового поколения, и в апреле 2005 года компания General Motors выпустила жидкость Dexron-VI ATF. Она разработана с учетом специфических требований для шестиступенчатой автоматической трансмиссии, и заменяет спецификацию Dexron; III (H). 31 декабря 2006 года выдача лицензии на трансмиссионную жидкость Dexron-III (H) прекращена, так как рекомендовано применение новой жидкости для всех легковых автомобилей и легких грузовиков. Смазка Dexron-VI разрабатывались корпорацией General Motors совместно с компанией Afton Chemical Corporation (ранее известной как Ethyl), которая является производителем пакетов присадок для производства трансмиссионной жидкости.

Справедливости ради нужно отметить, что ряд автомобильных компаний вне США тоже выдвигает специфические требования к трансмиссионным жидкостям. Например, Honda, отличающаяся своими сложными и специфичными технологиями, стала привязана к своим фирменным продуктам (и в обычную АКПП, вариатор, гидроусилитель, задний редуктор DPS – только «своя» специальная жидкость). Немало на наших дорогах и Nissan, оснащенных вариаторными коробками, в которые тоже требуется фирменное масло NS-1 CVT Fluid. Появилась и жидкость Nissan Type-J, которая идет в автоматы X-Trail. Появление подобных продуктов вызвано специфическими технологиями, которые внедряют японские концерны, это раз. И вторая вероятная причина – «подкормить» себя и своих «домашних» производителей за счет продажи оригинальных ATF.

По международным нормам ATF требует полной замены через каждые 50.000 км (или 40.000 миль) пробега автомобиля (с обязательной заменой фильтра) и дальнейшим промежуточным обновлением через каждые 15.000 км (или 12.000 миль) пробега, путем слива из поддона АКПП (таким образом можно удалить из АКПП 35!40% трансмиссионной жидкости). Или хотя бы раз в год проводить замену жидкости. Однако немало людей, эксплуатирующих автомобили с АКПП, полагают, для того чтобы поменять рабочую жидкость в «автомате», достаточно открутить сливную пробку на АКПП, слить жидкость, закрутить пробку и залить свежий Dexron до необходимой отметки на щупе. А ведь такое «техобслуживание» заменяет лишь треть ATF. Более того, владельцы некоторых заднеприводных (или 4WD на базе заднего привода) автомобилей фирмы Nissan, Mazda, Ford и некоторых других марок сливной пробки на поддоне могут вообще не обнаружить (на СТО замена масла в таком случае производится со снятием поддона). Более того, автовладелец, приобретая подержанный автомобиль с АКПП, не знает, когда была произведена на нем последняя замена ATF, каков тип залитой жидкости и каково техническое состояние самой АКПП (работоспособность ее узлов, агрегатов и электронной части). А несвоевременная замена ATF может привести АКПП к поломке – а это и дорогостоящие запчасти, и недешевый ремонт. Поэтому лучше порекомендовать автовладельцу свежеприобретенного подержанного автомобиля произвести обязательную диагностику работоспособности АКПП, замену ATF и фильтра.

Таблица. 1. Классификация трансмиссионных масел по API
КлассОбласть применения
GL-1Минеральные масла без присадок или с антиокислительными и противопенными присадками без противозадирных компонентов для применения, среди прочего, в коробках передач с ручным управлением с низкими удельными давлениями и скоростями скольжения. Цилиндрические, червячные и спиральноконические зубчатые передачи, работающие при низких скоростях и нагрузках.
GL-2Червячные передачи, работающие в условиях GL-1 при низких скоростях и нагрузках, но с более высокими требованиями к антифрикционным свойствам. Могут содержать антифрикционный компонент.
GL-3Трансмиссионные масла с высоким содержанием присадок с уровнем эксплуатационных свойств MIL;L;2105. Эти масла применяются предпочтительно в ступенчатых коробках передач и рулевых механизмах, в главных передачах и гипоидных передачах с малым смещением в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для перевозки грузов, пассажиров и для нетранспортных работ. Спирально-конические передачи, работающие в умеренно жестких условиях. Обычные трансмиссии со спирально-коническими шестернями, работающие в умеренно жестких условиях по скоростям и нагрузкам. Обладают лучшими противоизносными свойствами, чем GL-2.
GL-4Трансмиссионные масла с высоким содержанием присадок с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105. Эти масла применяются предпочтительно в ступенчатых коробках передач и рулевых механизмах, в главных передачах и гипоидных передачах с малым смещением в автомобилях и безрельсовых транспортных средствах для перевозки грузов и пассажиров и для нетранспортных работ. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей при малых крутящих моментах и малых скоростей при больших крутящих моментах. Обязательно наличие высокоэффективных противозадирных присадок.
GL-5Масла для гипоидных передач с уровнем эксплуатационных свойств MIL-L-2105 C/D. Эти масла предпочтительно применяются в передачах с гипоидными коническими зубатыми колесами и коническими колесами с круговыми зубьями для главной передачи в автомобилях и в карданных приводах мотоциклов и ступенчатых коробках передач мотоциклов. Специально для гипоидных передач с высоким смешением оси. Для самых тяжелых условий эксплуатации с ударной и знакопеременной нагрузкой. Гипоидные передачи, работающие в условиях высоких скоростей при малых крутящих моментах и ударных нагрузках на зубья шестерен. Должны иметь большое количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки.
GL-6Гипоидные передачи с увеличенным смещением, работающие в условиях высоких скоростей, больших крутящих моментов и ударных нагрузок. Имеют большее количество серофосфорсодержащей противозадирной присадки, чем масла GL-5.
MT-1Масла для высоконагруженных агрегатов. Предназначены для несинхронизированных механических коробок передач мощных коммерческих автомобилей (тягачей и автобусов). Эквивалентны маслам API GL-5, но обладают повышенной термической стабильностью.
PG-2Масла для передач ведущих мостов мощных коммерческих автомобилей (тягачей и автобусов) и мобильной техники. Эквивалентны маслам API GL-5, но обладают повышенной термической стабильностью и улучшенной совместимостью с эластомерами.

Дмитрий Кривицкий, технический специалист Shell Lubricants в Украине:

— В автоматических коробках можно использовать только специальное масло ATF (Automatic Transmission Fluid). Попытки залить в них что-то другое заканчивается одинаково – поломкой. ATF можно легко отличить от других масел: как правило, оно красноватого цвета (хотя может быть и желтого, но красный цвет позволяет легче определить утечки) и почти не имеет запаха. Основное отличие ATF от всех других смазок заключается в их специфических фрикционных свойствах.

Базовые масла ATF могут быть синтетическими, реже – полусинтетическими и минеральными. Правда, существует одна закономерность: Dexron IIE и Dexron VI есть только синтетические, Dexron III может быть и минеральным, и синтетическим, остальные масла из серии – только минеральные; Mercon V – только синтетическое, Mercon – и минеральное, и синтетическое. Отмечу: цвет ATF не имеет никакого отношения к его спецификации!

При необходимости можно смешивать ATF разных производителей, которые отвечают одинаковым спецификациям, однако делать это нужно с осторожностью. Поэтому лично я рекомендую использовать масла одной марки.

Срок замены ATF чаще всего установлен на уровне 40-60 тыс. км, хотя сейчас большое распространение получили жидкости filled-for-life, рассчитанные на весь срок службы автомобиля. Тем не менее, в среднем срок службы автомобиля рассчитан на 250-300 тыс. км пробега. В СНГ такого транспорта очень много, а условия эксплуатации у нас не совсем мягкие, поэтому масло все равно нужно менять.

Наиболее популярными стандартами являются Dexron от General Motors и Mercon от Ford. Помимо этих двух распространенных спецификаций, существуют различные «фирменные» стандарты. Это обусловлено тем, что в настоящий момент очень много предприятий производят АКПП. Большинство таких спецификаций аналогичны Dexron/Mercon. Это касается и японских спецификаций: их львиная доля базируется на спецификациях Dexron! Таким образом, навязывание «фирменных» масел потребителю – всего лишь инструмент для получения дополнительной прибыли, используемый компаниями!автопроизводителями.

Подготовил Виктор Кондратенко, autoExpert №9’2008

За помощь в подготовке матери!
ала автор благодарит Марину Луки!
нюк (Научно!консультационный
центр «Дисма», www.disma.com.ua)