§ 2. Влияние смазочных материалов на техническое состояние агрегатов автомобилей

Узлы и агрегаты современных автомобилей следует смазывать только теми смазочными материалами, которые рекомендуются автомобильными заводами. Применение других моторных и трансмиссионных масел, а также консистентных смазок может привести не только к сокращению срока службы, но и к выходу из строя агрегатов автомобилей. Например, опыт эксплуатации автомобилей ЗИЛ - 130 показывает, что при правильном применении масел и топлив межремонтный пробег двигателя составляет 180 - 200 тыс. км, если же применять низкосортные масла и топлива, необходимость в ремонте двигателя наступает через 18 - 20 тыс. км пробега.

Масла, применяемые для карбюраторных двигателей. Моторные масла работают при высоких температурах и в активной (окислительной) среде. Они должны надежно удерживаться на стенках цилиндров, не сдуваться газами, не выгорать, не коксоваться и не смываться топливом, защищая детали от коррозионного износа.

Рис. 2. Кривые износа гильз цилиндров двигателя ЗИЛ-130 при работе на различных маслах: 1 - износ при работе на масле с присадкой ВНИИ НП-360; 2 - износ при работе на масле с присадками СБ - 3 и ДФ - 11; масле SAE - 20 W - 30

Промышленность вырабатывает из бакинской нефти масла с присадками по ГОСТ 1862 - 63. Стандартом предусмотрен выпуск следующих марок масел: зимнего АСп - 6 (М6Б); летних - АСп - 10 (М10Б) и АКп - 10 (М10Б) и всесезонных АКЗп - 6 (М6Б) и АКЗп - 10 (М10Б); причем, масло АКЗп - 6 предназначено для использования в северных районах, а АКЗп - 10 - в средней полосе. Эти масла рекомендуются для применения в однорядных карбюраторн ых автомобильных двигателях. Для двухрядных двигателей с V-образным расположением цилиндров, а также для однорядных, работающих в тяжелых условиях, применяются автомобильные масла по ГОСТ 10541 - 63^*. Согласно стандарту выпускаются следующие сорта масел: АС - 6 (М6Б), АС - 8 (М8Б) и АС - 10 (М10Б). Масло АС - 8 рекомендуется автозаводами как единое всесезонное для двухрядных карбюраторных двигателей: ЗИЛ - 130, ЗИЛ - 375, ЗИЛ - 131, ЗМЗ - 66 и ЗМЗ - 53А. Проведенные на автозаводе им. Лихачева 600 - часовые сравнительные испытания опытных масел с присадками: ВНИИ НП - 360, СБ - 3 и ДФ - 11 и импортного масла SAE - 20 W - 30 фирмы "Эссо" показали (рис. 2), что наилучшими защитными качествами обладает масло с присадкой ВНИИ НП - 360.

^* (Здесь и далее ГОСТы, обозначенные знаком (*), действуют с изменением. )

Следует иметь в виду, что совершенно непригодно для применения в двигателях весьма распространенное масло индустриальное 50 (машинное СУ).

Масла, применяемые для автомобильных дизельных двигателей. По ГОСТ 8581 - 63^* введены технические условия на высококачественные автотракторные дизельные зимние масла ДС-8 (М8Б и М8В) и летнее ДС - 11 (М11Б), с различными присадками, что оказывает влияние на их отдельные качества (зольность, моющие свойства и пр.).

^* (Здесь и далее ГОСТы, обозначенные знаком (*), действуют с изменением. )

Дизельные масла ДС - 8 и ДС - 11 предназначены для дизелей ЯМЗ - 236 и ЯМЗ - 238, а также для ЯАЗ - 204 и ЯАЗ - 206.

Дизельные масла Дп - 8, Д - 11 и Дп - 11 по ГОСТ 5304 - 54, вырабатываемые из бакинской нефти, могут применяться для автомобильных двигателей при работе только на малосернистом дизельном топливе, содержащем не более 0,2% серы.

Трансмиссионные масла применяются для смазки шестерен и подшипников в механизмах трансмиссии, рулевых механизмов и игольчатых подшипников в карданных шарнирах.

Зубчатые колеса в механизмах силовой передачи автомобилей являются весьма нагруженными. Нормальные контактные напряжения на зубьях шестерен составляют (19,6133 - 24,5166) o 108 н/м²(20 - 25 тыс. кГ/см²), в главных передачах с коническими шестернями достигают 31,3813 o 108 н/м²(32 тыс. кГ/см²) и в гипоидных передачах - 39,2266 o 108 н/м²(40 тыс. кГ/см²).

Основными видами повреждения шестерен в силовых передачах автомобилей являются усталостное выкрашивание, повышенный износ истиранием, заедание и задиры зубьев. В связи с этим трансмиссионное масло должно обладать хорошей смазывающей способностью и противозадирными качествами.

Смазывающей способностью или маслянистостью масла называется свойство его создавать на трущихся поверхностях прочный молекулярный слой, препятствующий их контакту.

Задиры зубьев шестерен возникают в результате разрушения адсорбированного слоя смазки в месте контакта между зубьями, что приводит к значительному местному повышению температуры, контактному свариванию металла и его последующему разрушению. Последовательные схватывания на большой площади контакта приводят к заеданиям трущихся пар и задирам поверхностей зубьев шестерен.

С целью улучшения противозадирных свойств, повышения маслянистости и прочности пленки трансмиссионных масел в них добавляют специальные противозадирные присадки, содержащие серу, хлор и фосфор.

Трансмиссионное масло должно обладать достаточной липкостью и обеспечивать покрытие всего зуба тонким слоем, так как в начале вращения шестерен, до подачи к ним масла, смазка осуществляется только тем маслом, которое удерживается на поверхностях зубьев.

Трансмиссионные автотракторные масла - нигролы (ГОСТ 542 - 50) получают из гудрона (остатки от перегонки мазута), содержащего значительное количество асфальто-смолистых веществ. Эти масла обладают низкими противозадирными и вязкостно-температурными свойствами.

При понижении температуры от 100 до 0°С вязкость зимнего трансмиссионного масла увеличивается в 1700 раз, а летнего - в 3775 раз, что приводит к значительным потерям мощности в механизмах силовой передачи, повышению износов и расхода топлива. При добавлении в зимнее масло 18% дизельного топлива вязкость масла с понижением температуры увеличивается только в 283 раза. При дальнейшем увеличении содержания дизельного топлива в масле, вследствие снижения маслянистости масла, возрастает износ зубьев шестерен. Это масло применяется только в качестве заменителя для агрегатов силовой передачи автомобилей старой конструкции. При этом смена масла производится через 6000 - 9000 км пробега. Основным маслом для агрегатов силовой передачи автомобилей является масло трансмиссионное Т - 14Б или ТАп - 15В. Эти масла имеют хорошие вязкостно-температурные свойства и устойчивы в работе, срок их смены наступает через 33 000 - 56 000 км пробега автомобиля.

Хорошими вязкостно-температурными свойствами обладают автомобильные трансмиссионные масла с присадкой (ГОСТ 8412 - 57). К этим маслам относятся ТАп - 15 всесезонное, применяемое в центральных районах страны, где температура воздуха зимой не ниже 30°С, и ТАп - 10 всесезонное арктическое, их сменяют через 10 000 - 18 000 км пробега.

Замена масла для гипоидных передач другими не допускается, так как при этом шестерни могут выйти из строя через 1 - 2 часа работы. Срок смены масла составляет 11000 - 17 000 км пробега автомобиля.

Консистентные смазки применяются для смазывания подшипников качения и скольжения, шарнирных и шлицевых соединений, расположенных в таких узлах трения, где жидкое масло плохо удерживается, и когда необходимо предохранить детали этих узлов от попадания пыли, грязи и влаги из внешней среды.

Консистентные смазки обладают хорошей смазывающей способностью, антикоррозионными и уплотнительными свойствами. Но эти смазки плохо отводят тепло, выделяющееся в узлах трения. Плотная набивка смазки при смазывании роликовых и шариковых подшипников приводит к излишним потерям на трение, ухудшению качества смазочного материала вследствие его интенсивного перемешивания и вытекания в процессе работы. Следует иметь в виду, что в подшипниках качения смазочные материалы не снижают потери на трение, а наоборот увеличивают сопротивление вращению, Однако эксплуатация сухих подшипников без смазки невозможна, так как смазочные материалы защищают их от усталостного (осповидного) изнашивания и коррозионного разрушения. В связи с этим смазывающий слой консистентной смазки на подшипнике должен быть небольшим и надежно покрывать все трущиеся поверхности.

При длительном хранении агрегатов и деталей в качестве защитных антикоррозионных покрытий, предохраняющих обработанные и неокрашенные металлические поверхности, применяют специальные сорта консистентных смазок. Эти смазки надежно удерживаются на вертикальных и наклонных плоскостях деталей и по защитным свойствам значительно лучше, чем жидкие масла.

Консистентные смазки характеризуются следующими основными свойствами: однородностью структуры (отсутствием комков мыла или выделившегося масла), коллоидной стабильностью (способностью смазки сопротивляться выдавливанию из нее жидкостного масла), температурой каплепадения, числом пенетрации, пределом прочности, вязкостью, антикоррозионными свойствами, наличием механических примесей и содержанием воды.

По своему назначению консистентные смазки подразделяются на антифрикционные, защитные (антикоррозионные) и уплотнительные. По температурной стойкости смазки подразделяются на среднеплавкие и тугоплавкие.

Антифрикционными среднеплавкими кальциевыми смазками общего назначения, применяемыми для смазки узлов трения на автомобилях, являются синтетические солидолы двух марок (ГОСТ 4366 - 64): пресс-солидол С и универсальный средне-плавкий солидол С (УСс-автомобильный) и жировые солидолы (ГОСТ 1033 - 51^*) УС - 1 и УС - 2. Все эти смазки относятся к водоупорным и широко применяются в узлах трения, работающих в контакте с водой. При температурах выше 60-100° С механические свойства загустителя смазок ухудшаются, из них испаряется вода и происходит распад структуры смазки, причем после охлаждения качество смазки не восстанавливается,

Солидолы обычно применяются для смазывания шлицевых сопряжений карданных валов, шарниров рулевых тяг, валов привода педалей сцепления и тормоза, шкворней поворотных кулаков, пальцев рессор, вала привода разжимного кулака тормоза колеса, стебля буксирного крюка и других слабозащищенных от влаги деталей. Периодичность смазки составляет 5000 - 9000 км пробега; шлицы карданных валов на новых автомобилях ЗИЛ - 130, ГАЗ - 66, ГАЗ - 53А смазываются через 15 000 - 27 000 км пробега.

В целах улучшения низкотемпературных свойств солидолов допускается разбавление их дизельным топливом (до 15 - 20%). Разжижение солидолов моторными и трансмиссионными маслами недопустимо, так как при этом низкотемпературные свойства смазки ухудшаются.

Для смазки грубых механизмов (листов рессор, червячных пар механизма регулировки колесных тормозов) применяется графитная смазка (универсальная среднеплавкая синтетическая активированная УСс-А).

В нагруженных узлах трения, где использование кальциевых смазок затруднено, применяют тугоплавкие смазки, которые сохраняют свои механические свойства при нагреве до 100° и выше. К таким смазкам относятся жировая кальциево-натриевая смазка 1 - 13 (ГОСТ 1631 - 61), синтетические смазки 1 - 13с (ВТУ НП5 - 58) и ЯНЗ - 2 (ГОСТ 9432 - 60), натриевая карданная смазка AM (ГОСТ 5730 - 51) и низкотемпературная литиевая смазка ЦИАТИМ - 201 (ГОСТ 6267 - 59^*).

Смазку 1 - 13 (универсальная, тугоплавкая, водостойкая - УТВ) и синтетические кальциево-натриевые смазки 1 - 13с и ЯНЗ- 2 применяют для подшипников ступиц колес, промежуточной опоры карданного вала, переднего подшипника первичного вала коробки передач, подшипников водяного насоса, втулок вала распределителя, подшипника муфты выключения сцепления. Обычно эти смазки меняют через 1000 - 1800 км пробега или 5000 - 9000 км пробега. В подшипниках ступиц колес смазку меняют через 10 000 - 18 000 км пробега. Применение солидолов взамен этих смазок крайне нежелательно, в случае же их использования сроки замены смазки необходимо значительно сократить.

Испытания показали, что приводимые в отдельных случаях рекомендации о замене солидолов и тем более смазок 1-13с и ЯНЗ-2 нигролами несостоятельны. Нигролы совершенно не обладают уплотняющими свойствами и не защищают узлы от проникновения влаги и грязи, они плохо удерживаются в узлах трения, вытекают и загрязняют поверхность деталей, а также замасливают колодки тормозов.

Карданная смазка AM (автомобильная, для переднего ведущего моста) отличается липкостью и улучшенными противоизносными свойствами, предназначена для смазывания карданных шарниров передних ведущих мостов. Эта смазка чувствительна к влаге и легко вымывается, поэтому ее нельзя применять для смазывания узлов, в которые попадает вода. Обычно смазка меняется через 11 000 - 17 000 км пробега. При отсутствии этой Смазки можно использовать смесь, состоящую из 70% солидола УС - 2 и 30% трансмиссионного масла ТАп - 15.

Литиевая смазка ЦИАТИМ - 201 (универсальная, тугоплавкая, влагостойкая, морозоустойчивая, активированная - УТВМА) отличается высокой температурной стойкостью, применяется в узлах трения при температурах до 120 - 150° и не теряет своей работоспособности при охлаждении до минус 50 - 60°С. В связи с тем, что литиевое мыло почти нерастворимо в воде, она надежно обеспечивает смазывание узлов трения, работающих при повышенной влажности и при непосредственном контакте с водой.

Смазка ЦИАТИМ - 201 применяется для шариковых подшипников генератора и распределителя. Меняют ее через 35 000 - 40 000 км пробега автомобиля. Эта смазка является высококачественным заменителем смазок 1 - 13с и ЯНЗ - 2.

Заводы выпускают новые шариковые выжимные подшипники для механизмов сцепления, малые шариковые подшипники первичного вала коробки передач и подшипники генераторов. Эти подшипники имеют "вечную" смазку, ее не нужно менять в течение всего периода эксплуатации. Такие подшипники применяют на автомобилях ЗИЛ - 130, ЗИЛ - 131 и в генераторах переменного тока.