Гипоидное масло. Критерии выбора. Чем отличается гипоидное масло и где его применяют Масло для гипоидных передач легковых автомобилей wv
Автомобиль – технически сложное изделие. Если внимательно присмотреться к его конструкции, то практически везде, так или иначе, происходит изменение значения крутящего момента. Да это и неудивительно, ведь именно он поступает от двигателя к колесам машины. Для его преобразования, как по величине, так и по направлению, используются разнообразные узлы, в некоторых из них применяется гипоидная передача.
Что и как изменяется
Переход момента от одного узла до другого происходит при помощи специальных элементов – валов и зубчатых шестерней. Форма их зубьев, находящихся в зацеплении между собой, может быть разнообразная:
- цилиндрическая;
- коническая;
- гипоидная (сокращение от слова гиперболоидная) и т.д.
Вид последней показан на рисунке:
Число зубьев на различных шестернях может отличаться, и расположены они могут быть по-разному друг относительно друга. Благодаря этому происходит изменение величины передаваемого момента, как по направлению, так и по величине. Устройство, осуществляющее подобное действие, носит название редуктора.
Гипоидная передача редуктора
По сути дела, с помощью редуктора в автомобиле происходят все изменения передаваемого от двигателя к колесам усилия. Та же самая КПП – это редуктор, в котором благодаря соединению различных пар шестеренок, имеющих разное количество зубьев, величина усилия изменяется по-разному. Другим элементом, где происходит изменение момента по направлению и величине, необходимо считать гипоидную главную передачу (ГП).
Просто в порядке напоминания – ГП предназначена для смены направления распространения крутящего момента (с осевого на перпендикулярное) на автомобиле, а также изменения его величины. Она может быть выполнена на шестернях любого типа, но в современных машинах обычно используется гипоидная передача, которая входит в состав редуктора заднего моста .
Почему для него применяется именно такая передача? Это обусловлено присущими ей особенностями, среди которых необходимо отметить:
- меньшие габариты при тех же характеристиках по отношению к другим типам шестеренок, которые могут использоваться в конструкции такого редуктора;
- уменьшенная нагрузка, прикладываемая к одному зубу, что обеспечивает надежную работу шестерен, а также позволяет им передавать большую нагрузку и служить при этом более длительное время;
- меньший уровень шума благодаря тому, что одновременно несколько зубьев находятся в зацеплении;
- возможность понижения центра масс автомобиля из-за того, что ГП выполняется со смещением.
Однако стоит отметить и недостатки, которые возможны у редуктора, в котором используется гипоидная передача. К ним стоит отнести повышенную вероятность заедания, возникающую из-за скольжения вдоль линии контакта. Для уменьшения этого, при изготовлении, гипоидные шестерни проходят специальную обработку. Водителям во избежание подобных неприятностей стоит применять только специальные сорта масла — трансмиссионные .
Использование в ГП гипоидных шестерней, в современном легковом автомобиле, стало общепринятой практикой.
Отказ от шестерней любого другого типа, при построении подобного узла, обусловлен теми преимуществами, которые обеспечивает применение подобных шестерней.
Гипоидное масло. Условия применения.
Гипоидной называют передачу крутящего момента с помощью зацепления двух шестерен, которые имеют косую или криволинейную форму зуба. Такие передачи успешно решают проблему повышенного шума трансмиссий и могут работать в течение длительного срока эксплуатации при условии, что для смазки рабочих поверхностей зубьев применяется специальное масло для гипоидных передач.
Площадь зацепления между зубьями шестерен гипоидной передачи ограничивается минимальным пятном контакта. Но в то же время все усилие сосредоточено в одной точке, что приводит к значительному увеличению в этом месте удельного давления.В результате могут появляться задиры, создающие опасность разрушения шестерен. Чтобы этого не случилось, применяют масла, позволяющие сохранять в месте контакта зубьев прочную пленку, благодаря которой шестерни контактируют между собой с минимальным трением.
Обзор масел для гипоидных КПП
Гипоидные передачи применяются сегодня в главных передачах и КПП большинства современных автомобилей. Многие автолюбители знают масло ТАД-17, широко применяемое для трансмиссий отечественных автомобилей. Но с появлением на просторах постсоветских государств иномарок ассортимент трансмиссионных смазочных жидкостей начал расширяться.
Основной характеристикой масел является вязкость. В настоящее время отечественные производители перешли на классификацию SAE, которой пользуются в мире повсеместно. Она предусматривает семь классов вязкости: 4 зимних и 3 летних. Зимние классы обозначают дополнительно буквой W (SAE70W, SAE75W, SAE80W, SAE85W). К летним классам буква не добавляется (SAE90, SAE140, SAE250). Однако в большинстве случаев сезонные масла не успевают вырабатывать свой ресурс, и применение их является нерентабельным. Поэтому более широкое распространение получили всесезонные материалы, в обозначении которых присутствует двойная маркировка, например SAE80W-90.
Кроме класса вязкости масла делятся по эксплуатационным характеристикам API на 6 классов: GL-1, GL-2, GL-3, GL-4, GL-5, GL-6. Чем выше класс по API, тем больше масло содержит присадок, способствующих работе гипоидных передач. Для гипоидных передач легковых автомобилей могут применяться только смазочные жидкости класса GL-4, GL-5, GL-6.
Каким критериям должно соответствовать хорошее масло?
Однозначно ответить на этот вопрос невозможно. Хорошее масло то, которое соответствует условиям работы того или иного узла. Критерии выбора определяет производитель. В мире множество марок автомобилей. Еще больше их модификаций. Каждая имеет свои конструктивные особенности и требует применения смазочного материала определенного класса. Гипоидная передача одного автомобиля по своей конструкции и условиям работы может существенно отличаться от аналогичной по назначению рабочей пары другого авто. Здесь имеют значение многие факторы, например, крутящий момент, скорость вращения, смещение оси, величина ударной нагрузки и т.д. И если для одной передачи масло GL- 4 будет оптимальным вариантом, то для другой может оказаться абсолютно непригодным. Поэтому для обеспечения безотказной работы автомобиля нужно неукоснительно выполнять инструкции производителя.
Очень многих автолюбителей интересует вопрос: что такое гипоидное масло, в чем его отличие от обыкновенного трансмиссионного? Если рассмотреть гипоидный состав, можно обнаружить смесь отработанного и некондиционного масла, которое подходит редукторам рулевого управления, а также некоторым трансмиссионным узлам.
Для улучшения качества таких смазочных материалов проводят небольшую модификацию. В состав добавляются специальные присадки, благодаря которым гипоидная смазка получает отличные противозадирные характеристики.
Эти трансмиссионные жидкости относятся к категории GL-5. Их можно использовать в трансмиссии автомобилей, оборудованных ведущими мостами с гипоидными шестернями. Такие смазывающие смеси нашли широкое применение в редукторах вертолетов и карданах автомобилей.
Характеристики
Чтобы гипоидные механизмы работали нормально, они должны смазываться компонентом, в состав которого входит примерно 4% серы. Она защищает металлы от схватывания, однако при этом приводит к быстрому окислению. Для нейтрализации такого процесса добавляют уникальные присадки.
MOLYVAN L улучшает защитные свойства смазки, когда детали испытывают повышенные в контактные нагрузки. Такое свойство присадки дало возможность использовать ее в КПП, оснащенных гипоидными шестернями, как защиту от повышенного износа. В жидкостях для трансмиссии концентрация этой добавки иногда превышает 5%. Смазка не замерзает при температуре минус 30.
Время не стоит на месте. Сегодня появилось много новых модификаций масел для работы в высокоскоростных гипоидных механизмах. Присадка ВИР-1 содержит одновременно фосфор и серу. Это позволяет добавлять ее в самые разные виды трансмиссионных масел. Проведенные испытания показали, что она улучшает качество смазочных смесей, предназначенных для улучшения работы гиперболоидной зубчатой передачи.
Все автомобили, имеющие коробки с гипоидной передачей, обычно пользуются всесезонной смазкой, которая показывает отличные результаты в умеренном климате. Гипоидные автомасла способствуют уменьшению износа поверхности детали. В принципе, их свойства мало чем отличаются от характеристик обычных трансмиссионных, единственное отличие – вязкостной коэффициент.
Какие масла можно использовать в гипоидных передачах
В современных авто обязательно устанавливаются КП с гиперболоидными передачами. Практически все автовладельцы знакомы со смазкой ТАД-17. Она постоянно заливается в трансмиссии отечественных автомашин. После появления в России иностранных автомобилей список жидкостей для трансмиссий стал быстро увеличиваться.
Главной характеристикой таких автомасел стала их вязкость. Сегодня отечественные производители расходных материалов начали пользоваться классификацией SAE, применяемой в современном мире. В нее входит несколько групп вязкости:
- Летние – 3.
- Зимние – 4.
Чтобы отличить зимние масла от летних, в их название добавляется буква W, например:
- SAE70W,
- SAE75W,
- SAE80W.
В составах для летнего периода эта буква отсутствует: SAE90, SAE140, SAE250. Сезонные варианты рассчитаны на длительное использование, но по окончанию определенного периода их приходится менять, хотя ресурс полностью не исчерпан. Поэтому их применение считается нерентабельным. Сегодня более популярными стали всесезонные, обозначение которых имеет двойную маркировку – SAE80W-90.
Согласно стандарту API, трансмиссионные масла подразделяются на классы в зависимости от своих эксплуатационных качеств (GL 1-6). От величины цифры зависит количество содержащихся в них присадок, которые улучшают работу КП.
Для легковых автомобилей, оснащенных гиперболоидной винтовой передачей, применяются трансмиссионные масла GL-4/5/6.
Что представляет собой масло гипоидное? Этот вопрос вызывает интерес потребителей. Смешивание некондиционных и отработанных масел при небольшой модификации вполне может быть использовано в механизмах рулевого управления и некоторых типах трансмиссионных узлов.
При эксплуатации автомобиля очень важно какое масло используется для его коробки передач.
Под небольшой модификацией имеется в виду добавление в нефтепродукт некоторого количества присадок, которые придают продукту высокие противозадирные характеристики. Трансмиссионные масла подобной категории относят к типу GL-5 и вполне пригодны к эксплуатации в трансмиссионных агрегатах автомобилей, где в ведущих мостах применяют гипоидные шестерни. Подобный продукт широко используют даже для смазки карданов и редукторов вертолетов.
Характеристики гипоидного масла
Благодаря присадкам происходит смягчение процесса переключения передач.
Гипоидное масло имеет определенные характеристики.
В маслах для гипоидных механизмов должно находиться порядка 3-4 % серы, что, с одной стороны, предотвращает схватывание металлов при значительных нагрузках, а с другой, способствует быстрому окислению этого же металла. Чтобы как-то уравнять эти процессы, широко используют присадки.
Так, специальная добавка MOLYVAN L значительно повышает защитные свойства смеси в условиях сильных контактных нагрузок. Поэтому в смазках для коробок передач (включая гипоидные) и моторных смазках она применяется в качестве противоизносной присадки. Ее концентрация в трансмиссионной смазке может достигать 5%. Подобная категория нефтепродуктов для коробок передач и рулевого управления вполне работоспособна при температуре до -30º.
Значительным стимулом для развития масел, используемых в трансмиссионных механизмах, стало все большее распространение гипоидных ведущих мостов современных легковых автомобилей. Для грузового транспорта таким толчком послужило распространение червячных главных передач, которые стали популярны в грузовых автомобилях большой грузоподъемности и в междугородных автобусах. Обе новинки требуют использования специального вида масла именно для таких механизмов.
С середины прошлого века за границей начали развивать направление универсальных смазок, способных работать в любом автотранспорте. За основу были приняты стандарты Англии и США для гипоидных масел с повышенным содержанием хлора, фосфора и серы. Немецкие производители смазок основной акцент сделали на стендовых испытаниях продукта с целью получения максимально износостойких смазок, не способствующих коррозии. В последнее время автомобилестроители все реже используют ведущие гипоидные мосты, которым необходима универсальная смазка типа GL-6. Не имея спроса, этот тип постепенно уходит с рынка.
Созданы новые модификации масел для высокоскоростных гипоидных передач разных типов. Создана комплексная серо- и фосфорсодержащая присадка ВИР-1 специально для использования в трансмиссионных маслах разных типов. Стендовые испытания показали пригодность этой присадки для смазок, работающих в условиях повышенных нагрузок и скоростей, в том числе и в гипоидных передачах.
Транспортные средства, имеющие гипоидные передачи, в основном используют всесезонную смазку, разработанную для условий умеренного климата. Масла гипоидные предотвращают абразивный износ поверхностей благодаря использованию смазки с классом вязкости не менее SAE 90. По своим характеристикам гипоидные смазки не слишком отличаются от обыкновенных трансмиссионных, исключение составляет только их вязкость.
Условия эксплуатации гипоидного масла достаточно сильно отличаются от условий работы масел в двигателе.
В коробке передач основному износу подвергается зубчатая сцепка конической, червячной и гипоидной передач. На узком участке контакта зубьев шестеренок развивается довольно значительная температура. Масляная пленка, покрывающая зубья шестеренок, одновременно подвергается воздействию крайне высокого давления, больших скоростей и температур. Для работы в подобных условиях масло обязано максимально сохранять поверхность деталей от износа и не допускать схватывания поверхностей зубьев шестерен. Подобная «холодная сварка» может привести к катастрофическим последствиям.
В промышленном автотранспорте трансмиссия служит для передачи мощности от двигателя к колесам или другому двигателю. Отличие только в передаваемой мощности. Агрегаты подразделяются на:
- механические;
- гидравлические.
Конструкция механической коробки передач вполне традиционная и мало чем отличается от привычных механизмов. В машинах повышенной проходимости предусмотрено несколько ведущих мостов, использующих различные агрегаты для отбора мощности. Для всех этих узлов предназначено гипоидное масло.
Вернуться к оглавлению
Классификация масла по условиям применения
Трансмиссионное масло также разделяется по условиям применения на:
- летнее;
- зимнее.
В России принято разделять гипоидные смазки по вязкости и эксплуатационным свойствам.
По вязкостным характеристикам различают 4 группы, а по условиям эксплуатации – целых 5 категорий.
В гипоидных передачах для работы с ударными нагрузками при очень высоком давлении и температуре подходит только трансмиссионное масло 5 категории ТМ-5.
Согласно спецификации, это должно быть минеральное масло с достаточным количеством противозадирных присадок, способное выполнять многофункциональные действия универсального характера.
Подобная смазка используется исключительно в самых трудных эксплуатационных условиях, а ее окончательный состав зависит от конкретной конструкции трансмиссии.
Сегодня гипоидная передача имеет широкое применение. Ею укомплектовывают автомобили, трактора, тепловозы, станки лёгкой и тяжёлой промышленности.
Знаете ли вы? Легковой автомобиль был оснащён гипоидной передачей в 1926 году американской компанией «Паккард».
Что такое гипоидная передача ее предназначение в автомобиле
Гипоидная передача представляет собой винтовую зубчатую передачу, работающую при помощи конических шестерней со скрещивающимися осями.
В автомобиле она нужна для смены направления крутящего момента и перемены его величины, что улучшает характеристики главной передачи. С развитием автомобилестроения тип гипоидных передач завоёвывает большую популярность и используется не только в машинах представительского класса, но и бюджетных авто. В любом случае, это машины с ведущим задним приводом, где двигатель и редуктор главной передачи расположены параллельно движению, а крутящий момент на ведущую ось передаётся под прямым углом.
Как работает гипоидная передача редуктора
Разберёмся, как работает гипоидная передача и что это даёт в работе машины. В данной передаче момент силы передаётся от двигателя через сцепление, коробку передач и кардан на ось ведущей шестерни гипоидной передачи. Ось ведущей шестерни установлена параллельно осям первичного вала двигателя и вторичного вала коробки передач. За счёт криволинейной формы зубьев у шестерней этой передачи – предаваемый момент силы имеет большее значение, чем, например, в конической передаче. Это улучшает динамические и механические показатели работы машины.
Важно! В гипоидных передачах для смазки её элементов используют особые жидкости, обладающие высоким качеством и свойствами (противоизносные и противозадирные присадки), дающими возможность длительной бесперебойной эксплуатации.
Плюсы использования в автомобиле гипоидной передачи
Первое достоинство это расположение карданного вала. Он значительно опустился, что уменьшило размер его канала в салоне, равномерно распределило центр тяжести авто и повысило его устойчивость. Второе, плавная передача вращательного момента, что улучшило характеристику движения автомобиля.
Не менее значимый факт меньшая нагрузка и уровень шума. Эти показатели обусловлены тем, что в гипоидном типе зацепления участвует большее число зубьев, в сравнении с той же конической передачей.
Все эти факторы увеличивают долговечность машины, не говоря о комфорте передвижения. Поэтому гипоидный тип передачи – неотъемлемая принадлежность автомобилей высокого класса, таких, как «Инфинити».
Интересно! Решение о выпуске нового класса престижных автомобилей в компании « Nissan » было принято в 1985 году. Авто получило название « Infiniti », в переводе – безграничность, бесконечность.
Гипоидная передача в машине: есть ли недостатки
К недостаткам гипоидной передачи относится возможность заедания вдоль линии контакта, возникающую из-за трения. Чтобы снизить такие вероятности шестерни главной передачи проходят специальную обработку в процессе изготовления.
Кроме трудности в изготовлении, есть усилие при вращении шестерён так, как их зубья изогнуты, это усилие передаётся и на оси. Эти моменты делают гипоидную передачу восприимчивой к износу.
Данная передача требовательна к качеству не только шестерен, но и остальных её элементов. При небрежной регулировке она заклинивает, особенно при смене направления вращения или включении задней передачи.
Внимание! Если вы застряли на просёлочной дороге, например в колее, вытаскивать севшую машину нужно только передним ходом, иначе может случиться поломка зубьев шестерней.
