Прежде, чем приступить к выбору масел для Вашей автоматической КПП, целесообразным будет разобраться, что все-таки подразумевается под названием Automatic Transmission Fluid (ATF).
Сырьем для получения минеральных базовых масел служат масляные дистилляты и деасфальтизаты, а так же фракции дизельных топлив – продукты перегонки нефти.
Выбор базового масла - основы при производстве товарного масла определяется как
требуемыми функциональными показателями масла, так и экономическими показателями его производства и применения. Нефтяные базовые масла являются основными, наиболее массовыми базовыми маслами, но кроме них также широко применяются синтетические и полусинтетические.
Синтетические масла обладают рядом преимуществ перед минеральными маслами (низкая температура застывания, высокий индекс вязкости, малая летучесть, высокая термоокислительная стабильность и др.), что позволяет при добавлении присадок значительно расширить эксплуатационные свойства и довольно широко применять данные масла. Сырьем служит всё та же нефть после перегонки, крекинга, конверсии, и синтеза. Замечен один недостаток - высокая стоимость относительно минеральных масел.
Полусинтетические (точнее, частично синтетические) масла изготавливают на основе смесей высококачественных минеральных базовых компонентов, выработанных из нефти, с синтетическими компонентами. Сохраняют часть свойств синтетических масел, при относительно невысокой стоимости.
Для получения необходимых эксплуатационных свойств в базовые масла вводят различные композиции присадок. В зависимости от области применения масла подразделяются:
- моторные,
- трансмиссионные,
- индустриальные,
- приборные,
- консервационные и т.д.
Из всего внушительного списка масел нас в данный момент интересуют трансмиссионные, в частности, масла, применяемые для автоматических трансмиссий.
Автоматические КПП в одном корпусе имеют все виды передач и механизмов: зубчатые, фрикционные, гидравлические. Трансмиссионные масла данного типа должны обладать универсальными свойствами:
- обеспечивать прочный контакт смыкающихся поверхностей;
- обеспечивать необходимый статический и динамический коэффициенты трения при разных скоростях скольжения;
- обеспечивать смазывание в экстремальных условиях, предотвращать проскальзывание пар трения и подавлять вибрацию;
- снижать износ;
- снижать трение в зубчатых передачах;
- обеспечивать необходимый коэффициент трения для фрикционных механизмов;
- защищать от коррозии;
- отводить тепло от трущихся поверхностей.
Для того, чтобы удовлетворять всем этим весьма противоречивым требованиям, применяют всевозможные присадки, существенно расширяющие свойства базовых масел.
Антиокислительные и противокоррозионные присадки.
Одним из важнейших свойств смазочных масел, характеризующих их при продолжительной работе двигателя, является стабильность против окисления при высоких температурах и нагрузках. Изменение качеств масел в процессе эксплуатации зависит, главным образом, от их химического состава и стойкости к действию кислорода, воздуха и высокой температуры, от действия поверхности металла и продуктов реакции. На скорость окисления масел в коробках существенное влияние оказывают металлы, из которых изготовлены детали механизмов: сталь, медь, свинец, цинк, олово, алюминий, кадмий, серебро, никель, хром и др. Некоторые из этих металлов оказывают явное каталитическое действие на процесс окисления масел, другие действуют слабо. Сильнейшими катализаторами окисления являются железо и медь, а также их соединения. Глубокому окислению способствуют и продукты первичного окисления компонентов масла. Они тоже могут взаимодействовать с металлами, создавая вещества, в свою очередь, ускоряющие процессы окисления. Было, например, установлено, что каталитической активностью обладают соли нафтеновых кислот, особенно нафтенаты свинца и меди.
Процесс окисления смазочных масел предотвращают путем введения в их состав антиокислительных присадок. Эти ингибиторы действуют в двух направлениях - одни разрушают свободные радикалы, тем самым разрывают окислительную цепь, а другие
взаимодействуют с пероксидами, образующимися в процессе окисления.
Антифрикционные, противоизносные и противозадирные присадки.
Для улучшения смазочных свойств масел, уменьшения сил трения, а соответственно износа и задира металлических поверхностей применяют антифрикционные, противоизностные и противозадирные присадки. Снижение коэффициента трения при применении антифрикционных присадок происходит за счет адсорбции присадок на металлической поверхности. Между трущимися поверхностями образуется дополнительный слой, состоящий из присадок. Образовавшаяся пленка сравнительно слабо закреплена на металлической поверхности и при повышении температуры (обычно до 200 ºС) происходит её разрушение, что влечет за собой резкое увеличение коэффициента трения. В качестве присадки могут использоваться растительные, животные жиры, масла, а так же продукты окисления парафиновых углеводородов.
Противозадирные и противоизностные присадки в отличие от антифрикционных не адсорбируют, они химически взаимодействуют с металлической поверхностью, образуя на трущихся поверхностях граничные слои. При больших контактных нагрузках, температуре, присадки разлагаются, химически реагируя с металлами.
Распространение получили полимеры трения в качестве противоизносных присадок. Принцип работы заключается в образовании под действием локальных температур и давлений на металлических поверхностях полимерных пленок. При динамических нагрузках происходит постоянное изнашивание и полимеризация новых слоёв.
Вязкостные присадки
Существенное возрастание вязкости нефтяных масел при охлаждении и ее уменьшение при повышенных температурах затрудняют нормальную работу машин и механизмов. Чтобы предотвратить резкое изменение вязкости с температурой, в масла вводят вязкостные присадки. Вязкостные присадки предназначены для повышения уровня вязкости и индекса вязкости смазочных масел. Они способствуют созданию масел с особенно благоприятными вязкостно-температурными свойствами. В качестве таких присадок применяют, как правило, высокомолекулярные органические вещества. Загущающая способность полимеров зависит от концентрации их в масле и молекулярной массы. Их способность предотвращать резкое изменение вязкости масла
в широком температурном диапазоне связывают со способностью макромолекул полимера изменять свою конфигурацию с температурой: сворачиваться в клубки при высокой температуре и вытягиваться в длинные линейные образования при низкой.
Фрикционные присадки.
Характеристики фрикционных свойств – коэффициенты статического и динамического трения, от которых зависит эффективность работы фрикционных дисков сцепления, являются наиболее важными. Плохие фрикционные свойства масла в моменты переключения скоростей могут привести к проскальзыванию, в то время, как слой смазочный должен обеспечивать контакт дисков с относительно высоким коэффициентом трения. Но такое масло вызывает значительные потери энергии на преодоление трения в других узлах. Другим противоречием при формировании состава масла является наличие противоизносной присадки, во многих случаях понижающей коэффициент трения. Поэтому в некоторых спецификациях на маслах для гидромеханических передач подчеркивается наличие или отсутствие модификаторов трения.
Моющие - диспергирующие присадки к маслам
Моющие - диспергирующие присадки предназначаются для смывания и удержания в масле во взвешенном состоянии продуктов износа деталей АКПП. Это препятствует образованию осадка и обеспечивает с помощью масла доставку продуктов износа к фильтрам, где большая часть их улавливается.
Механизм действия моющих присадок многообразен и зависит от их свойств в объеме масла и на поверхности металла. Действие таких присадок сводится в основном к тому, что они переводят нерастворимые в масле вещества в суспендированное состояние, удерживают мелкодисперсные частицы во взвешенном состоянии, не давая им укрупняться и оседать, а также разрыхляют и смывают отложения с поверхностей деталей. Кроме того, моющие и диспергирующие присадки могут влиять на процессы окисления масел, направляя их в сторону образования соединений, растворимых
в масле.
Противопенные присадки
Образование пены опасно для автоматических трансмиссий не только выбросом масла из корпуса коробки, но и возникновением эффекта сжимаемости жидкости. Рабочие цилиндры в муфтах не могут развить необходимое усилие для уверенного контакта, между фрикционами и промежуточными стальными дисками начинается пробуксовка - сгоревший пакет фрикционов обеспечен. Чтобы исключить пенообразование, применяются присадки, снижающие поверхностное натяжение на границе воздух – масло. Полисилоксановые жидкости на данный момент считаются наиболее эффективными для снижения прочности поверхностных масляных пленок.
Депрессорные присадки
Назначение депрессорных присадок — понижать температуру застывания смазочных масел и обеспечивать их текучесть при низкой температуре. Потеря подвижности масел при низкой температуре связана с кристаллизацией содержащихся в них парафиновых углеводородов. Депарафинизация масел — чрезвычайно дорогостоящий процесс, причем с увеличением глубины депарафинизации затраты прогрессивно возрастают. Поэтому экономически выгодно производить депарафинизацию частично, а дальнейшее снижение температуры застывания масел обеспечивать с помощью депрессорных присадок. Действие присадок данного типа основано на их адсорбции, на мельчайших кристалликах парафина и предотвращении их роста, в результате чего текучесть масла не нарушается.
Присадки для совместимости с эластомерами.
Стойкость эластомерных деталей (сальников, манжет, прокладок и др.) при продолжительном контакте с маслом оценивается в зависимости от состава и типа эластомера. Так как в эластомеры вводят противоокислительные, антифрикционные и другие добавки, при воздействии масла и смазки эластомерные детали могут набухать, терять свою эластичность или твердеть. Интенсивность старения зависит от свойств эластомеров, химического состава масла и температуры. Эластомеры быстро стареют при воздействии на них продуктов окисления масла. Отрицательное влияние на эластомеры, особенно при повышенной температуре, оказывают противозадирные (ЕР) присадки. Сера, входящая в состав таких присадок, вулканизирует резину, которая от этого твердеет и уменьшается по объему. Воздействие масла для гипоидных передач на эластомеры всегда проверяется. В лучшем случае изменение объема эластомеров не должно превышать 6 %, на практике допускается до 15 %.
Как видим из описания, в качестве присадок применяются различные комплексы реагентов, массовый объём которых достигает 15% объёма масла. Крайне не желательно для улучшения свойств добавлять всевозможные присадки, доливать масла других производителей. Что касается замены масла в АКПП: менять его лучше всего полностью, с заменой фильтров, если конструктивно имеется такая возможность. Самостоятельно заниматься изменением их состава, не имея достаточных знаний и возможностей, крайне не рекомендуется, маловероятно, что один дилетант может заменить работу команды специалистов. Идеальный вариант - использовать жидкость, предложенную производителем автомашины, в любом случае, деньги, потраченные на оригинальное масло, значительно меньше затрат на ремонт. В случае, если у вас силен дух экспериментатора, то учитывайте, что производители дают только физические характеристики масел и спецификации.
Пример:
Castrol ATF TQ Dexron III
Типовые характеристики:
Плотность при 20°С, г/см3: 0.860
Вязкость при 40°С, мм2/с: 36.8
Вязкость при 100°С, мм2/с: 8.1
Индекс вязкости: 204
Температура вспышки в закрытом тигле, °С: 162
Температура застывания, °С: -45
Спецификации:
GM Dexron III (F-30520/G-34427)
Ford Mercon M941009
MB 236.1/236.5
MAN 339 (Type F)
ZF TE-ML 02F/03D/04D/11B/14A/17C
Allison C4 (C4-20652194)
Voith G607
Nissan Technical Bulletin MA 97-003
Рассмотрим типовые характеристики. При выборе аналога учитывайте, чтобы характеристики: плотность, вязкость, индекс вязкости соответствовали оригиналу, иначе можете быть неприятно удивлены при эксплуатации автомашины. Показатель - температура вспышки, следуя логике, выбирать как можно выше. Температура застывания – ориентируйтесь по вашему климату, но если выберете с запасом, поверьте, автомашина на вас не обидится.
Спецификации лучше всего принять к сведению, но больше доверия вызывает то, если сам производитель автомашины рекомендует данного производителя масел.
