Трансмиссионные масла и ATF

Классификация по SAE J306 для трансмиссионных масел

По классификации SAE масла для трансмиссий разделяются на классы 70W, 75W, 80W, 85W, 80, 85, 90, 140 и 250. Буква W означает, что масла предназначены для эксплуатации в зимнее время или всесезонно. Вязкость масла при низких температурах и при 100°С установлена стандартом SAE J 306. При указанных в таблице минусовых температурах вязкость масел не должна превышать 150 000 сантипуазов (сП). Для масел других классов SAE предельные характеристики вязкости определены при температуре 100°С.

Класс
вязкости
SAE		 Максимальная температура
при вязкости 150 000 cP, °C		 Кинематическая вязкость (cSt),
при 100 °C, и малой скорости сдвига
MIN MAX
70W -55 4,1
75W -40 4,1
80W -26 7,0
85W -12 11,0
80 7,0
85 11,0 >11,0
85 11,0 >13,5
90 13,5 >24,0
140 24,0 >41,0

Классификация по API

Классификация масел для трансмиссий и ведущих мостов зависит от условий эксплуатации и конструкции трансмиссии. Указателем класса API для трансмиссионных масел является GL (Gear Lubricant) с нумерацией от 1 до 5. На практике для автомобилей различных типов рекомендуются масла классов GL-1, GL-4 и GL-5.

Категории свойств API

API-
Классы		 MIL-
Спецификации		 Область
применения
GL1 Незначительно нагруженные МКПП
GL2 Индустриальные редукторы
GL3 Нормально нагруженные МКПП
GL4 MIL-L-2105 Высоко нагруженные МКПП слабо нагруженные гипоидные передачи
GL5 MIL-L-2105 B
MIL-L-2105 C
MIL-L-2105 D		 Высоко нагруженные гипоидные передачи; МКПП, если производитель допускает
MT-1 MIL-PRF-2105 E Несинхронизированные МКПП американских грузовиков

Общие сведения о трансмиссионных маслах

Трансмиссионные масла в механических трансмиссиях должны обеспечивать: легкость переключения передач, снижение износа, уменьшение коэффициента трения, отвод тепла от трущихся поверхностей, защиту от коррозии, подавление вибрации и удаление продуктов износа и загрязнений.

Трансмиссионные масла работают в более легких условиях, чем моторные, тем не менее, и они испытывают высокие нагрузки. Давление в зонах контакта в цилиндрических, конических, червячных передачах может составлять от 500 до 2 000 МПа, у гипоидных передач — до 4 000 МПа. Рабочая температура масла в агрегатах трансмиссий изменяется в зависимости от температуры окружающего воздуха и может достигать 200°С, а в точках контакта зубьев часто возникает кратковременный местный перегрев до 300°С и выше. В результате возникает повышенный износ, задиры и питтинг (точечное выкрашивание зубьев шестерен). Поэтому основное требование к трансмиссионному маслу - это предотвращение повреждения и снижение износа рабочих поверхностей зубчатых и червячных колес. Для этого в пакет присадок к трансмиссионному маслу в обязательном порядке вводят серу как компонент, снижающий трение.

Другое требование к трансмиссионному маслу - это обеспечение передачи мощности с минимальными потерями, что зависит от коэффициента трения материала зубьев и вязкости масла. В остальном требования к трансмиссионному маслу примерно те же, что и к моторному: широкий температурный интервал.

Треансмиссионные масла в механических трансмиссиях должны обеспечивать: легкость переключения передач, снижение износа, уменьшение коэффициента трения, отвод тепла от трущихся поверхностей, защиту от коррозии, подавление вибрации и удаление продуктов износа и загрязнений.




ЖИДКОСТИ ДЛЯ АКПП, ГУР И ДРУГИХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

История возникновения

Масла для автоматических трансмис- сий, в отличие от обычных трансмис- сионных масел, должны выполнять роль рабочей жидкости в гидроси- стеме управления, а также смазывать и отводить тепло от фрикционных элементов. Эти масла часто назы- вают жидкостями для автоматиче- ских трансмиссий (ATF - Automatic Transmission Fluid). Масла для автома- тической коробки передач использу- ются, в первую очередь, для передачи крутящего момента.

Старейшая спецификация General Motors была выпущена в 1949 году и называлась «Жидкость для автома- тической трансмиссии, тип А». В 1957 году эта спецификация была пере- смотрена и получила дополнительно приложение «А». Проверенные и раз- решенные к применению масла имели обозначение ATF-Type A, AQ Nr. (AQ - Armour Qualification - независимый исследовательский центр, Nr - номер разрешения). Хотя эта специфика- ция в компании General Motors с 1967 года не действует, масла этого типа применяются и сегодня (например, в компании Mercedes-Benz это предпи- санные эксплуатационные материалы для механических коробок передач и других случаев применения согласно листу 236.2). Общее обозначение таких масел: ATF TASA (TASA - тип А, суф- фикс А). В 1967 году компания General Motors перешла на тип В, маркируе- мый как «Dexron». Масла, одобренные General Motors, имеют пятизначный номер (например, B-11499).

В 1973 году компания General Motors заменила спецификацию Dexron B на Dexron II; буква в номере масла была заменена на «D» (например, D-22144). В настоящее время при производстве этих масел для автоматических ко- робок передач отказались от исполь- зования в качестве противоизносной присадки спермацетового масла, получаемого из туш животных - его использование запрещено законом о защите животных. На сегодняшний день в General Motors действительна спецификация Dexron III с разными буквенными индексами и Dexron VI (принципиально новая низковязкая ATF), разработанная для самых совре- менных АКПП мощных автомобилей с учетом требований сокращения расхо- да топлива.

До 1959 года у компании Ford не было собственной ATF-спецификации, и применялась спецификация ATF Type A Suffix A фирмы General Motors. Начиная с 1959 года, в компании Ford действует спецификация M2C33- A/B. Требования этой спецификации время от времени пересматриваются. С 1961 года была введена в действие спецификация M2C33-C/D, а с 1967 года - M2C33-F и, наконец, с 1972 года - M2C33-G. Основное различие меж- ду спецификациями компаний Ford и General Motors заключается в разных фрикционных характеристиках мас- ла. В то время как компания General Motors исходит из требований макси- мальной плавности переключения, Ford ставит на первое место скорость переключения.

С внедрением в 1978 году автомати- ческой коробки передач C-6 вышла новая спецификация M2C138-CJ. Требования к фрикционным характе- ристикам масла в этой спецификации приблизились к требованиям компа- нии General Motors. С 1980 года Ford дал разрешение на долив в транс- миссию масла Dexron II D. В 1981 году компания Ford выпустила коробку пе- редач C-5. Масло согласно специфика- ции M2C138-CJ для этой коробки было не пригодно, и тогда была выпущена новая спецификация - M2C166-H.

В настоящее время, в связи с много- численными различиями в конструк- ции автоматических коробок пере- дач разных компаний, появляются специализированные продукты, так или иначе адаптированные к техниче- ским нововведениям. Такие продукты обозначаются уже не так, как универ- сальный Dexron, а как спецпродукт с соответствующим допуском или фирменным наименованием, напри- мер: Mitsubishi Diamante SP II, Honda ATF Z1, Nissan J и многие другие. Для европейских производителей АКПП базовыми требованиями к трансмис- сионным жидкостям и поныне оста- ются требования стандарта Dexron II. Например, МВ.

С появлением систем электронного управления коробкой передач воз- никли дополнительные требования к жидкости: электронный блок управ- ления коробкой Mercedes Benz из соображений компактности и удобства размещается непосредственно внутри АКПП и находится в постоянном кон- такте с ATF. Кроме того, АКПП, в связи с трудоемкостью ремонта и тонкостя- ми в обслуживании, стали фактически неремонтопригодными, и теперь они часто даже не имеют отверстий для контроля уровня рабочей жидкости - жидкость стала заливаться на весь срок службы АКПП. Особо современ- ные модели АКПП МВ с электронным управлением помимо всего прочего учитывают еще и изменения вязко- сти ATF в зависимости от ее срока службы. Так появились требования по совместимости используемой ATF с материалами, используемыми в производстве электронных блоков управления, и особые требования по долговечности ATF, выраженные в MB Blatt 236.10, 236.12 и новейшие 236.14 и 236.15.




1 АКПП

Масла для автоматических коробок передач (ATF), наряду с тормозными жидкостями и жидкостями для гидро- усилителей руля, являются весьма специфическими продуктами. Дви- гатель автомобиля можно завести и без моторного масла, при этом он еще даже некоторое время проработает. Если же из автоматической коробки передач (АКПП) удалить рабочую жидкость, то она моментально утратит свою работоспособность и станет ни к чему не пригодным набором сложных механизмов. К маслам для ATF предъ- являются более высокие требования по вязкости, антифрикционным, ан- тиокислительным, противоизносным и противопенным свойствам, нежели чем к смазочным материалам для других агрегатов. Поскольку автома- тические коробки передач включают в себя несколько совершенно разных узлов - гидротрансформатор, пла- нетарные механизмы, фрикционы, сложную систему управления - спектр функций масла очень велик: оно смазывает, охлаждает, защищает от коррозии и износа, передает крутя- щий момент и обеспечивает фрикци- онное сцепление. Средняя темпера- тура масла в картере автоматической коробки передач составляет 80-90°С, а в жаркую погоду при городском цикле движения может подниматься до 150 °С.

Все основные служебные свойства ATF в принципе похожи. Различаются они лишь по вязкостным характе- ристикам и коэффициенту трения. Именно эти свойства влияют на применимость ATF в АКПП различных конструкций.

2 Вариаторные коробки передач (CVT)

Принцип изменения передаточного отношения при помощи ременного ва- риатора разработан достаточно давно. Использовался он преимущественно на маломощной технике, такой как, например, скутеры и снегоходы. «Первой ласточкой» в современном европейском автопроме стала фирма Audi, выпустившая вариатор, способ- ный передавать крутящий момент в 250 н/м. Ремень этого вариатора представлял собой многозвенную пластинчатую металлическую цепь. Основная проблема такой конструкции заключалась в том, чтобы передать большую мощность через очень малую поверхность трения, причем заставить все это работать долго и надежно - так же, как и гидравлическую систему управления. Для этого потребовалась специальная жидкость, которую не совсем правильно называть ATF, это жидкость для CVT-трансмиссий.

Японские компании, занимавшиеся разработкой вариаторов, пошли двумя путями: создание ременного вариато- ра, аналогичного европейскому CVT, и тороидального вариатора, который был вообще без ремня и для европей- ских конструкторов представлялся со- вершеннейшею экзотикой. Последний вариант вариатора ныне используется исключительно на внутри японских моделях авто.

На сегодняшний день применяются три основных типа вариаторных коробок передач:

К началу 2009 года ассортимент жидкостей ATF Liqui Moly значительно изменился и стал охватывать большее количество моделей автомобилей. Появились и долгожданные спецпродукты.

3 Роботизированные коробки передач

Роботизированная коробка передач первого поколения была полуавто- матической. В ней прослеживались черты как механической, так и авто- матической коробок передач. Как и в механической коробке, переключение скоростей осуществлялось водителем. Однако вместо трех педалей, одна из которых обычно выжимается при переключении скоростей в автомо- биле с «механикой», в автомобиле с роботизированной коробкой передач было всего две педали. А роль третьей педали выполняла целая система сенсоров, передатчиков и актуаторов, которые при помощи бортового ком- пьютера выполняли переключение. Именно компьютер синхронизировал работу деталей коробки, причем некоторые электронные системы были способны научиться распознавать стиль вождения водителя и подстраи- ваться под его действия.

Роботизированная коробка передач была разработана европейскими автомобильными компаниями для упрощения управления автомобилем, особенно в сложных условиях город- ской езды в режиме «Stop & Go», т.е. с частыми остановками и стартами. При этом в автомобилях массового произ- водства стандартной комплектации ручка переключения передач находи- лась там же, где и ручка механической коробки. Но вместо перемещения ручки при переключении передач по Ж-образным прорезям, движение ручки осуществлялось только вперед или назад.

Роботизированная коробка передач работает следующим образом. При пе- ремещении рычага переключения ди- апазона передач и нажатии на педаль газа, сенсоры передают информацию в блок управления коробкой, который в свою очередь передает сигнал в коробку передач. Сенсоры коробки передач сообщают в блок управления коробкой (БУ) информацию об измене- нии скорости и необходимости соот- ветствующего переключения передач. БУ синхронизирует информацию, полученную от сенсоров, выбирает оптимальную скорость и время пе- реключения скоростей, обеспечивая слаженную работу механизмов короб- ки передач.

При этом принимается в расчет ско- рость вращения двигателя, работа кондиционера и показатели прибо- ров управления. Центральный БУ управляет гидромеханическим бло- ком, который смыкает или размыкает сцепление. Этот процесс происходит синхронно с действием водителя, перемещающего ручку коробки скоро- стей. Гидромеханический блок состоит из севромотора, который связан с линейным актуатором. Он использует тормозную жидкость из тормозной системы для запуска гидравлического цилиндра, обеспечивающего движе- ние актуатора.

Преимущество системы определяется тем, что электроника реагирует быстрее человека и более точно, поэ- тому сцепление может работать без непосредственного участия водителя. Для парковки автомобиля, обратного движения или нейтрального положе- ния трансмиссии водитель должен предварительно выжать обе педали одновременно, после этого можно выбрать один из трех вариантов.

Сцепление нужно для того, чтобы машина пришла в движение. Для бы- строго переключения скорости на бо- лее высокую необходимо убрать ногу с педали газа, чтобы двигатель сбавил обороты для скорости, подходящей для переключения на следующую ско- рость. Однако для этого необходимо, чтобы рычаг переключения диапазона передач стоял в нужном положении.

Основной недостаток такого типа ко- робок заключается в сильном износе сцепления при движении на «черепашьих» скоростях в городских проб- ках, низкая скорость переключения передач и «задумчивость» коробки.

Масла для роботизированных коробок такого типа - это обычные масла для механической трансмиссии.

Недопустимо «играть» вязкостью масла для «роботов», поскольку возможны нарушения в работе БУ или полная электронная блокировка коробки передач.

4 Преселективная коробка передач

Представляет собой второе поколение роботизированных коробок передач.

Наиболее известный представитель этого вида - DSG (производства Borg- Warner - DSG-6 (мокрые сцепления) и LUK - DSG-7 (сухие сцепления)). Также известны коробки других про- изводителей (например, Getrag) под другими названиями PDK, SST, DCG, PSG, S-tronic. Особенностью данной коробки перемены передач является то, что имеется два отдельных вала для четных и нечетных передач, каждый из которых управляется своим сцеплением. Это позволяет предвари- тельно переключить зубчатые колеса очередной передачи, после чего почти мгновенно переключить сцепления, при этом разрыва крутящего момента не происходит. Данный вид автомати- ческих коробок передач в настоящее время является наиболее совершен- ным с точки зрения экономичности и скорости переключения.

Плюсы и минусы кпп с двойным сцеплением
В принципе, КПП с двойным сцеплени- ем аналогична стандартной механиче- ской: имеет входной и промежуточный валы для размещения шестерен, сце- пление и синхронизаторы. Единствен- ное отличие - это отсутствие педали сцепления, поскольку функцию педали выполняют компьютеры, соленоиды и гидравлика.
Итак:

+ Скорость переключения передач вверх занимает около 8 мс, что обеспечивает автомобилю динамичное ускорение

+ Возможность выбора: водитель может либо самостоятельно осуществлять переключение передач, либо переходить на автоматический режим Повышает эффективность ис- пользования топлива до 10%

+ Большой расчетный ресурс ко- робки - порядка 250 000 км

— Значительное увеличение сто- имости автомобиля. На автомобилях, например, концерна Volkswagen стоимость возрастает примерно на 1 500 евро

— Не ремонтопригодность из-за сложности конструкции. Поэ- тому при серьезных поломках требуется полная замена узла

Условия работы масла в преселек- тивных коробках передач аналогичны работе масла в двигателе мотоцикла с «мокрым» сцеплением. Масло вы- полняет сразу три основные функции: снижение трения и износа в области шестерен, стабилизацию трения в механизме сцепления и теплоотвод от нагретых деталей.

На легковых автомобилях роботизированные коробки передач имеют свое название у каждого из производителей: Quickshift (Renault), 2-tronic (Peugeot), Allshift, Twin Clutch SST, Sporttronic (Mitsubishi), Easytronic (Opel), Durashift EST (Ford), Dualogic (Fiat), MultiMode, SMT (Toyota), i-Shift (Honda), Sensinic или ACS (Saab), SensoDrive или EGS, или BMP (Citroen), Speedgear (Fiat), Selespeed (Alfa Romeo, Fiat), Duo Select (Maserati), Automatic Stickshift, DSG (Volkswagen), Sequentronic (Mercedes-Benz), SMG/ SSG (BMW), S-Tronic (Audi), DCT (Bugatti), PDK (Porsche).

Первым мотоциклом с роботизирован- ной КПП в 2007 году стала Yamaha FJR 1300. Чуть позднее Honda выпустила свой аналог с преселективной короб- кой передач.




МАСЛА ДЛЯ АКПП




ЖИДКОСТИ ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальные гидравлические жидко- сти, предназначенные для основных и вспомогательных гидросистем автомо- билей, таких как гидроусилитель руля (ГУР), система поддержания клиренса (дорожного просвета), амортизаторов, механизма складывания тента, система подъема кабины грузовика и т.п. систем. В 2017 году эти жидкости должны рас- фасовываться в специальные литровые канистры прямоугольного сечения, как и ранее, с вытяжной горловиной.

назад далее