Принцип работы и устройство гипоидной передачи. Гипоидные передачи, применяемые в трансмиссии автомобилей Что такое гипоидная коробка передач

Гипоидная передача: 1
— ведомая шестерня,
2
— ведущая шестерня

Мост с гипоидной передачей и дифференциалом

3D-модель гипоидной передачи

Задний мост с гипоидной передачей автомобиля ГАЗ-21 «Волга». Низкое расположение карданного вала позволяет уменьшить высоту пола в салоне (или высоту «тоннеля» под карданный вал).

Гипоидная передача

(гиперболоидная) — вид винтовой зубчатой передачи, осуществляемой коническими колёсами (с косыми или криволинейными зубьями) со скрещивающимися осями (обычно 90°). Гипоидная передача имеет смещение по оси между большим и малым зубчатыми колесами. Данный тип передачи характеризуется повышенной нагрузочной способностью, плавностью хода и бесшумностью работы. Передаточное отношение от 1 до 10 (в пределе: до 60).[1]

В отличие от обычных конических передач, начальные конусы которых имеют совпадающие вершины и касаются по общей образующей, вершины начальных конусов гипоидных колес не совпадают, а их оси смещены на величину так называемого гипоидного смещения Е=kEdm2, где kE — коэффициент гипоидного смещения (обычно kE=0,2—0,3), а dm2 — средний начальный диаметр колеса.

Зубья гипоидных колес имеют пропорционально уменьшающуюся высоту от наружного к внутреннему диаметру.

Что это такое?

На этапе производства в состав базовой жидкости на основе нефтепродуктов добавляют большое количество специальных присадок. Они ориентированы на придание повышенных противозадирных свойств. Масла гипоидного типа относят к категории GL5. Они применяются в трансмиссиях многих транспортных средств, включая современные машины, где присутствует гипоидная шестерня. Такие продукты подходят для смазывания карданов, редукторов обычных автомобилей, грузовиков и даже вертолётов. Важно точно понять, что такое это гипоидное масло, и для каких целей оно необходимо. Гипоидными принято называть все смазывающие жидкости, которые предназначены для эксплуатации в условиях повышенных механических нагрузок. То есть смазка создана специально для специфических условий эксплуатации, которые характерны для гипоидной передачи (ГП).

ГП передают крутящий момент с помощью зацепов пары шестерён, которые характеризуются косой или криволинейной формой зубцов. Такие передачи менее шумные во время работы коробки, функционируют длительное время без признаков износа. Но только при условии, что в трансмиссии используется специальное гипоидное масло. Между зубцами в ГП площадь зацепления ограничена, имеет небольшое пятно контакта. Все усилия имеют точечное распределение. Это позволяет значительно повышать удельное давление в конкретных необходимых точках. Это хорошо и плохо, поскольку растёт вероятность появления задиров, которые быстро приведут шестерни в негодность. Чтобы избежать подобной ситуации, применяют специальное противозадирное гипоидное масло. Оно создаёт плотную плёнку в месте контакта, что способствует минимизации коэффициента трения на местах соприкосновения.

Свойства

Гипоидное масло (ГМ) или масло для гипоидных передач обладает составом, в котором на долю серы приходится не больше 3 – 4%. Это считается одновременно положительным и отрицательным моментом. Такое содержание серы предотвращает схватывание между металлическими поверхностями в условиях экстремальных нагрузок на узел. Но также это способствует окислению деталей из металла. Чтобы уравнять процессы, производители используют в составе масел . Одной из таких считается добавка Molyvan L. С ней масло 75W90 или масло 80W90, предназначенное для гипоидных передач, получает повышенные защитные свойства в условиях чрезмерных нагрузок. Из-за этого подобная присадка присутствует практически во всех смазках, включая гипоидные, моторные и трансмиссионные. Концентрация этой добавки в некоторых ситуациях достигает 5%. Ещё одной важной особенностью гипоидного масла является его способность сохранять оптимальную работоспособность при падении температуры до -30 градусов Цельсия.

Важно отметить, что все распределяют по нескольким группам, используя классификацию API. Различают группы от GL1 до GL6. В случае с гипоидными смазочными материалами они могут входить в 3 группы:

Используя гипоидное масло, можно обеспечить надёжность, долговечность и эффективность работы трансмиссии.

Назначение

Некоторое время назад производители приступили к установке гипоидных ведущих мостов на современные машины. Изготовители масел стали создавать подходящие для них смазочные материалы. В сегменте грузового транспорта предпосылкой к появлению ГП стало использование главных червячных передач. Их применяли при создании грузовиков повышенной грузоподъёмности. В 50-х годах 20 века начали изготавливать масла с универсальными характеристиками, которые позволяли заливать их в разные автомобили. Базовыми считались стандарты, разработанные в Великобритании и США. По ним создавали смазки гипоидного типа, которые отличались большим содержанием таких компонентов, как хлор, сера и фосфор.

Немецкие производители смазочных материалов продолжали стендовые испытания. Их целью было получение максимально устойчивого к износу и коррозии масла. Но за последнее время автопроизводители перестали выпускать машины с ведущими гипоидными маслами, для которых была необходима смазка GL6 универсального типа. Потому такая жидкость постепенно теряет свою актуальность. Параллельно появляются новые смазочные материалы. Современное гипоидное масло позволяет работать коробке при высоких скоростях. Дополнительно разработали комплексную присадку ВИР1 с серой и фосфором. Её добавляют в различные виды смазочных масел. С помощью испытаний удалось наглядно подтвердить, что такое масло для гипоидных передач подходит самым наилучшим образом.

Для легковых автомобилей, которые собирают на заводе с использованием гипоидных передач, предусмотрены в основном всесезонные смазочные материалы, ориентированные на умеренный климат. Потому, выбирая масло для гипоидной передачи, следует уделять внимание вопросу показателя SAE. ГМ способны защищать зубчатые гипоидные передачи от износа и появления абразива за счёт того, что по SAE 90 и выше. По основным техническим характеристикам такие составы мало чем отличаются от обычных трансмиссионных масел. Единственным исключением считается вязкость. Наиболее распространённым вариантом для использования в гипоидных коробках считается состав с вязкостью 80W90. Он самый универсальный, подходит для большинства климатических регионов.

В коробках передач наиболее подверженной износу является зубчатая сцепка между червячными, коническими и гипоидными передачами. Зубцы покрываются масляной плёнкой, которая подвержена повышенному давлению, работает в условиях высоких скоростей и температур. Чтобы смазка не потеряла своих изначальных свойств и не начался процесс износа, обязательно применяются высокоэффективные присадки.

Требуемые параметры

Нельзя точно сказать, каким характеристикам должно соответствовать гипоидное масло для коробок переключения передач такого типа. Хорошей считается смазка, которая удовлетворяет рабочим характеристикам конкретного узла, куда заливается масло. Потому критерии при подборе состава должны определяться автопроизводителем в индивидуальном порядке. Ведь все автомобили, в зависимости от марки, модели, года выпуска и прочих параметров, отличаются между собой. Для всех машин характерны свои особенности в конструкции и устройстве механизмов. Потому им необходимы смазки соответствующего класса. То есть конструктивно гипоидная передача на одном автомобиле может существенно отличаться от ГП на другой машине. Здесь ключевыми считаются такие факторы:

Рассмотрим отдельно каждого из производителей и те масла, благодаря которым бренды попали в перечень наиболее популярных гипоидных составов.

Motul

Известный производитель смазочных жидкостей. Для гипоидных передач компания предлагает состав под названием Gear 300. По результатам испытаний и тестов многие ставят его на первое место в рейтингах. Такая смазка для гипоидных передач отличается высокоэффективными защитными свойствами, позволяя защищать КПП от образования задиров. Составу присвоили индекс защиты, равный 60,1 единице. Масло имеет стабильную плёнку, которая оседает по поверхностях трущихся элементов гипоидной коробки передач. Это гарантирует минимальный коэффициент трения между компонентами трансмиссии. Параметр износа составляет 0,75 мм. Единственным весомым недостатком считается достаточно слабый показатель вязкости в условиях низких температур в зимний период.

Castrol

Ещё одна известная фирма, которая специализируется на смазочных материалах. Потому обойти стороной сегмент гипоидных масел Castrol не мог. Для этих коробок применяют состав Syntrans Transaxle. Очень популярный гипоидный смазочный материал, часто встречающийся на вторых строчках разных рейтингов. Характеризуется отличной низкотемпературной текучестью, высокой устойчивостью к появлениям задиров и доступной ценой. Коэффициент износа здесь составляет 59,4. Актуальное и популярное решение, которое потребует демократичных финансовых затрат на получение перечня полезных и важных свойств, обеспечивающих защиту гипоидной передачи.

Mobil

Хорошо известный в России и далеко за её пределами бренд, выпускающий широкую линейку смазочных жидкостей и других продуктов. В случае с гипоидным маслом вас должно заинтересовать масло под названием Mobilube. Оно получило отличные характеристики по вязкости и устойчивости к температурным изменениям. Состав надёжно защищает от термических разрушительных процессов и окисления. Хорошо работает в условиях длительной межсервисной эксплуатации, не теряя своих свойств преждевременно. Смазочная жидкость продаётся по адекватной цене, обладая всеми необходимыми защитными свойствами для гипоидных передач. По API входит в группу GL4/GL5.

Total

Бренд, которым пользуются многие автомобилисты, оставаясь полностью удовлетворёнными соотношением цены и качества. Если ваша машина оснащается ГП, вам следует обратить внимание на смазку Transmission Syn FE. Здесь хороший уровень защиты против образования задиров, который соответствует 58,8 единицам. Это достаточно неплохой показатель, к которому стремятся многие производители. При хорошей цене и богатом наборе положительных качеств автовладельцы заметили один весомый недостаток для жителей холодных регионов. Всё дело в том, что такая смазка обладает достаточно малой текучестью в условиях низких температур воздуха. Плюс уровень защиты от механического износа уступает предыдущим представителям рейтинга.

Liqui Moly

Более дорогой состав, но полностью удовлетворяющий все потребности гипоидных передач. В качестве для таких целей Liqui Moly предлагает Hypoid Getriebeoil. Здесь даже по названию смазки можно сразу определить, для каких задач предназначена эта смазка. Масло характеризуется хорошими рабочими параметрами, имеет отличные показатели текучести. Здесь можно быть уверенными в сохранении работоспособности жидкости, поскольку она сохраняет свою стабильность при условиях температуры до -40 градусов Цельсия. При этом эксплуатационные характеристики не теряются. Заливая такую смазку в ГП, вы сумеете продлить срок службы всего агрегата, защитить его от коррозии и преждевременного износа.

ZIC

Известная корейская марка, которая выпускает огромную линейку смазочных материалов. Нашлось место и для гипоидных передач. В качестве гипоидного масла компания ZIC предлагает смазку под названием G-F Top. Специалисты и опытные автомобилисты рекомендуют использовать её в тех случаях, когда требуется снизить уровень шума работу коробки передач и дополнительно обеспечить надёжную защиту против образования задиров. Испытания наглядно показатели, что состав хорошо переносит повышенный уровень сложности эксплуатации, справляется с экстремальными нагрузками и может работать в широком диапазоне температур, не теряя своих изначальных характеристик.

Нельзя однозначно говорить о превосходстве того или иного смазочного материала. Вопрос выбора гипоидного масла очень индивидуален и зависит от целого ряда параметров и планируемых условий эксплуатации. Главное, что следует запомнить автовладельцам, это необходимость применения специализированных смазочных составов для гипоидных передач. Заливка обычной трансмиссионной жидкости потенциально способна привести к непредсказуемым последствиям. В основном подобные эксперименты заканчиваются печально, поскольку традиционные трансмиссионные масла не рассчитаны на те нагрузки, при которых работают гипоидные коробки.

Перед сменой смазки в коробке переключения передач обязательно загляните в руководство по эксплуатации к вашему автомобилю. Производитель вам даст полезные подсказки и конкретные рекомендации по выбору всех рабочих жидкостей.

Многие автолюбители, по много лет эксплуатирующие транспортное средство, особо не вникают в его устройство, особенности использования и обслуживания. Они даже не слышали, что в нём используется гипоидная передача.

Для того чтобы транспортное средство могло передвигаться по автомобильным дорогам, мало наличия топлива в бензобаке и желания водителя. Необходимо совместить взаимодействие силового агрегата, рулевого управления, других узлов и механизмов. Среди них много таких, в которых используются гипоидные передачи.

Немного об устройстве

Этому виду передачи уже более 90 лет. При её разработке перед конструкторами ставилась задача по снижению центра массы в легковых машинах.

После опробования устройства на автомобилях было выявлено целый ряд достоинств, после чего приняли решение об использовании на грузовых машинах. У многих возникает вопрос о названии этого узла. Слово гипоидная взято от гиперболоидная, именно так следовало бы называть устройство.

Важно! Зубья шестерен изготовлены криволинейными, движение осуществляется по геометрической фигуре, которую называют гиперболоидом.

Оси валов в обязательном порядке необходимо сместить. Для определения величины смещения выполняется расчёт гипоидной передачи. Применять её можно в тех узлах, где оси шестерён скрещиваются. В противном случае может произойти заклинивание узла.

Что такое гипоидная передача?

Гипоидная передача (гиперболоидная, ГП) – это особый вид винтовых зубчатых передач, которые представляют собой конические колеса со скрещивающимися осями. Данный узел изобрели 1926 году. Главным его назначением было снижение центра масс в легковых автомобилях.

Сегодня гипоидные передачи применяются в приборостроении, автомобилях, тракторах, железнодорожных дрезинах, динамо-машинах ж/д вагонов, промышленном оборудовании и т.д.

Гипоидные, по сравнению с другими типами шестерен, имеют меньшие габариты при аналогичных характеристиках. Также в гипоидной передаче нагрузка, действующая на отдельный зуб, меньше. Это обеспечивает длительную и надежную работу шестерен, а также позволяет им передавать большую нагрузку. По сравнению с коническими и цилиндрическими передачами гипоидные менее шумные.

К сожалению, гипоидные передачи не лишены и минусов:

• Повышенная вероятность заедания, которая возникает вследствие скольжения вдоль линии контакта
• Требуют специальных трансмиссионных масел
• Стоят дороже прочих видов передач

Немного о достоинствах и недостатках

Процесс эксплуатации таких узлов показал целый ряд достоинств:

1. Бесшумная работа передачи, вызвана тем, что в зацеплении находится не один, а несколько зубьев.
2. Увеличивается прочность деталей. Это возможно потому, что гипоидные колёса перекрещиваются, а не пересекаются между собой.
3. Значительно уменьшена нагрузка на один зуб, так как в работе одновременно участвует несколько штук.
4. Повышается устойчивость и плавность хода.
5. Повышенная сопротивляемость усталости против конических передач.

Вместе с тем существуют некоторые недостатки в таких конструкциях:

• Высокая стоимость «гипоидки» в сравнении с коническими деталями.
• Нельзя исключить вероятности заедания шестерёнок.
• Неправильная эксплуатация и обслуживание передачи, приводит к ускоренному её износу.
• Трудности при изготовлении зубьев.

Главная гипоидная передача, схема которой была рассмотрена, применяется не только для привода ведущей оси автомобиля или трактора, но и в железнодорожном транспорте на дрезинах и локомотивах. Также она встречается в приводе генераторов пассажирских железнодорожных вагонов.

Её устанавливают в металлорежущие станки, чаще всего в автоматах, которыми производится нарезка зубьев. Гипоидная главная передача в легковом транспорте нашла своё место не только благодаря повышенной прочности и плавности хода, но и возможности расположить низко кузов машины. Это даёт возможность снизить центр тяжести автомобиля.

Что ещё следует знать

Что такое гипоидная передача в автомобиле в общих чертах мы рассказали. Остановимся ещё на некоторых аспектах её правильной эксплуатации. Во время движения транспортного средства с гипоидной главной передачей следует учитывать тот факт, что пятно зацепления зубьев шестерён при движении вперёд или назад различно. При движении вперёд оно будет находиться в средней части зуба, а когда будет включен задний ход, пятно смещается назад к краю зуба. Кроме этого при возрастании нагрузки на шестерни, пятно контакта имеет возможность для смещения.

Это следует учитывать, особенно при движении задним ходом. Это сделано специально, так как транспортное средство в основном движется вперёд. Владельцам автомобилей, особенно внедорожников, у которых два ведущих моста и две главные передачи, следует знать. При поездках в экстремальных дорожных условиях, когда существует опасность застрять в разбитой колее, выдёргивать застрявший автомобиль нужно только передним ходом. В этом случае будет работать увеличенное пятно контакта, что позволит избежать поломки зубьев.

Обычно у всех внедорожников передние мосты изначально слабее задних. Опытные водители рекомендуют владельцам машин с гипоидными передачами следовать нескольким правилам при попадании в тяжёлые условия эксплуатации:

1. По возможности использовать динамические стропы.
2. Не ставить автомобиль под большим углом к вытаскиваемому.
3. Использовать при вытаскивании тросогаситель.

Главная передача служит для увеличения крутящего момента и изменения его направления под прямым углом к продольной оси автомобиля. С этой целью главную передачу выполняют из конических шестерен.

На автомобилях ГАЗ-53-12 и ГАЗ-24 установлена гипоидная одинарная главная передача, состоящая из ведущей — малой конической шестерни, выполненной вместе с валом, и ведомой — большой конической шестерни. Для достижения бесшумной и плавной работы зубья шестерен — спиральные. Вал малой конической шестерни закреплен на двух конических и одной цилиндрическом подшипниках.

Большая коническая шестерня закреплена на коробке дифференциала и вместе с ней установлена на двух конических подшипниках в картере заднего моста.

Гипоидные передачи по сравнению с простыми обладают рядом преимуществ: они имеют ось ведущего колеса, расположенную ниже оси ведомого, что позволяет опустить ниже карданную передачу, понизить пол кузова легкового автомобиля. Вследствие этого снижается центр тяжести и повышается устойчивость автомобиля. Кроме того, гипоидная передача имеет утолщенную форму основания зубьев шестерен, что существенно повышает их нагрузочную способность и износостойкость.

Но это обстоятельство обусловливает применение для смазки шестерен специального масла (гипоидного), рассчитанного для работы в условиях передачи больших усилий, возникающих в контакте между зубьями шестерен.

На поворотах и на неровной дороге при движении по прямой правые и левые колеса проходят неодинаковый путь. Если в этих случаях колеса заставить вращаться с одной скоростью, то одно из ведущих колес (описывающее меньший путь) должно частично проскальзывать относительно дороги. Чтобы качение ведущих колес происходило без проскальзывания, необходимо иметь механизм, допускающий вращение колес с разными скоростями. Такой механизм называется дифференциалом. На автомобилях применяют шестеренчатый дифференциал, который состоит из крестовины, конических шестерен — сателлитов, полуосевых шестерен и коробки. На цилиндрические пальцы крестовины свободно насажаны сателлиты. Крестовина вместе с сателлитами закреплены в коробке дифференциала и вращение вместе с ним.

Сателлиты находятся в постоянном зацеплении с шестернями правой и левой полуосей. Когда автомобиль движется по прямой и ровной дороге, оба ведущих колеса (правое и левое) встречают равное сопротивление качению, при этом ведомая шестерня главной передачи вращает коробку дифференциала с крестовиной и сателлитами. Сателлиты находятся в зацеплении с правой и левой полуосевыми шестернями, своими зубьями приводят их во вращение с одинаковой скоростью, сателлиты в этом случае вокруг своей оси не вращаются. На поворотах, когда внутреннее колесо встречает большее сопротивление, его вращение замедляется, сателлиты начинают вращаться вокруг своих осей, в результате чего второе колесо, описывающее большой путь, начинает вращаться быстрее. Учитывая, что ведущие колеса должны в определенных условиях вращаться с неодинаковой скоростью, крутящий момент от дифференциала к колесам должен передаваться через две отдельные полуоси. Каждая полуось соединена с сателлитами дифференциала при помощи полуосевых шестерен.

Полуосевые шестерни своими шлицованными отверстиями насажаны на полуось. Другой конец полуосей соединен либо фланцем со ступицами колес (ГАЗ-53А и ЗИЛ -130), либо с тормозными барабанами (ГАЗ-24 «Волга»).

Шестеренчатый дифференциал состоит из:

1. Полуосевых шестерен.

2. Сателлитов.

3. Крестовин

4. Ведомой шестерни главной передачи.

5. Коробки дифференциала.

В автомобиле применяется ряд рабочих жидкостей, которые обеспечивают его долгосрочную исправную работу в течение всей эксплуатации. Одной из таких жидкостей является . Оно предназначено для смазки зубчатых соединений, которые находятся ручных КПП, механизмах рулевого управления, ведущих мостах и раздаточных коробках. В статье рассматриваются : классификация по SAE и API, а также размещено видео о разных видах классификации масел.

Зубчатые передачи
В нашей стране для классификации смазочных материалов используется стандарт ГОСТ 17479.2–85. Главными критериями разделения масел является вязкость и эксплуатационные характеристики. По вязкости смазочные вещества делятся на 4 класса: 9, 12, 18, 34. Исходя из области применения и эксплуатационных качеств, трансмиссионные смазки делятся на 5 групп. Смазочные материалы, входящие в первую группу, не содержат присадок. В остальных присутствуют присадки, защищающие от износа. Чем выше группа, тем эффективнее добавки. К пятой группе относятся универсальные смазки для трансмиссий.

На российском рынке появилось большое количество иностранной продукции для автомобилей, поэтому стали применять классификацию согласно международных стандартов.

Существует несколько международных систем квалификации:

[ Скрыть ]

Гипоидная шестерня

Ваз 2110 с хрустом включается задняя передача. Ваз 2112 при включении задней передачи происходит хруст так же и при

Такие гипоидные передачи применять не рекомендуется. Гипоидная шестерня с правым наклоном зуба увеличивается в размерах при смещении ее выше оси колеса и уменьшается при смещении ниже оси.  

На некоторых отечественных грузовых автомобилях ( ГАЗ-53А) и автобусах ( ПАЗ-672) одинарная главная передача имеет шестерни с гипоидным зацеплением. Гипоидная шестерня представляет собой усеченный гиперболоид вращения, на поверхности которого нарезаны зубья. Гипоидная передача отличается тем, что оси ведущей и ведомой шестерен не пересекаются между собой, а проходят на некотором расстоянии одна от другой, при этом угол наклона винтовой линии зубьев ведущей шестерни значительно больше, чем ведомой. Вследствие этого размер ведущей шестерни при том же размере ведомой шестерни ( по сравнению с другими передачами) значительно возрастает. Шестерни гипоидных передач имеют большую толщину и рабочую высоту зубьев, а при работе среднее число зубьев, одновременно находящихся в зацеплении, у них выше. Благодаря этому повышается срок службы гипоидных шестерен, а их работа протекает более плавно и бесшумно.  

Все штанги в точках вращения или снабжены сайлент-блоками, или коническими резиновыми втулками особой конструкции, которые находятся под действием осевого сжимающего усилия. Главная передача имеет гипоидные шестерни.  

Главная передача имеет гипоидные шестерни. Колеса с проволочными спицами закреплены на центральной втулке. Картеры ведущих мостов или полуразгруженные полуоси нужно рассчитывать на динамические нагрузки, возникающие при езде по неровной дороге. Опыты показали, что при наезде автомобиля, имеющего сплошные шины, на препятствие высотой 25 мм при скорости движения 25 км / час создается нагрузка на колесо, которая в 7 раз больше статического давления на грунт.  

Например, Таул упоминает, что в Англии гипоидные шестерни были впервые применены в 1929 г. для легковых автомобилей серийного производства и только с 1934 г. их стали применять и на других моделях. Великобритании, были снабжены гипоидными мостами и только в 41 модели были использованы конические косозубые шестерни.  

Поскольку в гипоидных передачах две металлические поверхности подвергаются действию скольжения и качения, то вопрос об их смазке приобрел еще более серьезное значение, чем в случае применения зубчатых колес с эвольвентным профилем зубьев. На практике скоро убедились в том, что смазывать гипоидные шестерни минеральным маслом без присадки, особенно в тяжелых эксплуатационных условиях, невозможно.  

Эти два вида трения могут иметь место одновременно, например в гипоидных шестернях.  

Положение контактного пятна.

Сборка цилиндрических пар шестерен не вызывает особых трудностей, поскольку эти сопряжения не регулируются. Значительно большей трудоемкости требует сборка главной передачи заднего моста со спирально-коническими или гипоидными шестернями и раскомплектованных конических шестерен.  

Масла специальные ( ГОСТ 4002 — 53 и 4003 — 53) содержат осернен-ные компоненты, вводимые с целью повышения прочности масляной пленки на рабочих поверхностях шестерен. Предназначаются эти масла для применения в автомобилях с сильно нагруженными механизмами трансмиссии. Для главных передач автомобилей с гипоидными шестернями применение каких-либо иных масел, кроме масла, специально выпускаемого для гипоидных передач ( ГОСТ 4003 — 53), не допускается, так как ведет к быстрому износу шестерен.  

Схемы и тяговые характеристики-трансмиссии с механической коробкой передач ( кривые / и 2 — соответственно тяговые усилия на 1 — й и 2 — й передачах.

Схема трансмиссии показана на рис. 36, а. От двигателя крутящий момент передается на сухое дисковое сцепление, которое через поводковый патрон вращает шестерню коробки передач. Передвижной блок шестерен коробки приводит в движение основной вал и позволяет двигаться погрузчику передним или задним ходом. При движении в обоих направлениях вращение передается валу, соединенному с гипоидной шестерней. Кривая тягового усилия в зависимости от скорости движения погрузчика показана на том же рисунке. Она подобна кривой крутящего момента в зависимости от режима работы двигателя. При режимах работы до точки / проскальзывание сцепления не позволяет увеличивать скорость движения.  

SAE

Во всем мире получила широкое распространение маркировка трансмиссионных смазок по индексу вязкости – SAE. Разработанный в Соединенных Штатах, стандарт SAE J306 разделяет смазочные жидкости для трансмиссий, в зависимости от вязкости при эксплуатации автотранспорта в условиях предельных температур: низких и высоких. По этой квалификации можно определить диапазон температур, в котором разрешается применять определенную смазку для механической КПП и ведущих мостов.

Рекомендации по вязкости трансмиссионных масел, которые могут применяться для МКПП и ведущих мостов автомобиля, указываются производителем в мануале пользователя. Основываясь на этих рекомендациях, владелец автомобиля выбирает трансмиссивную жидкость среди ассортимента смазочных жидкостей. Когда выбирается смазка, следует учитывать самую низкую и самую высокую температуру, при которой будет эксплуатироваться авто. Классификация SAE J306 учитывает индекс вязкости при предельных температурах.

Значение низкотемпературного предела вязкости соответствует температуре, при которой достигается динамическая вязкость по Брукфильду 150000 сантипуазов (сП). Для определения показателей проводились реальные испытания с агрегатами различных конструкций. При превышении этих значений подшипники шестерен на вале разрушались. Поэтому важно следовать рекомендациям производителей по низкотемпературному пределу применения.

Значение высокотемпературного предела определяется по показаниям кинематической вязкости смазки при температуре 100 градусов. Этот показатель помогает приблизительно определить, какую нагрузку может выдержать защитная масляная пленка и насколько достаточно ее будет, чтобы защитить механизм коробки передач при значительных нагрузках и при высоких рабочих температурах.

По классификации SAE смазочные материалы делятся на 9 классов по аналогии с моторными маслами:

• 4 зимних, индекс вязкости которых содержит букву W (Winter): 70W, 75W, 80W, 85W;
• 5 летних, у которых отсутствует буквенное обозначение: 80, 85, 90, 140, 250.

Всесезонные масла маркируются с применением обеих маркировок, первая идет зимняя, вторая — летняя, например, SAE 75W-85, SAE 85W-90 и т.п.

Таблица классификации по SAE трансмиссионных смазок по индексу вязкости:

Класс вязкости	Max температура для вязкости 150 000 сП, градусов	Кинематическая вязкость при температуре 100 градусов, мм2/с
		не менее	не более
Зимние
70W	-55	4,1	—
75W	-40	4,1	—
80W	-26	7,0	—
85W	-12	11,0	—
Летние
80	—	7,0	11,0
85	—	11,0	13,5
90	—	13,5	24,0
140	—	24,0	41,0
250	—	41,0	—

Эксплуатация сезонных смазок экономически не выгодна, так как трансмиссионные жидкости имеют большой ресурс. Если использовать сезонные смазки, их приходится менять раньше, чем они выработали свой ресурс. Поэтому более популярны всесезонные.

API

Единой классификации трансмиссионных жидкостей по качеству, эксплуатационным свойствам и применению не существует. Американским институтом API была разработана система классификаций масел для ручных трансмиссий, содержащая комплексную оценку эксплуатационных качеств смазок. Разделение на категории зависит от особенностей конструкции механических трансмиссий и условий эксплуатации.

На сегодняшний день API признана во всем мире. По этой системе классы имеют обозначение API GL с соответствующим индексом от 1 до 5. На данный момент уже существует пять классов и несколько находятся в стадии разработки. Действующий ныне ГОСТ имеет ту же классификацию и отличается только буквой, стоящей перед индексом.

Таблица классификации API смазочных материалов по качеству:

Категория по API	Применяемые присадки	Область применения	Условия эксплуатации
GL-1	Минеральное базовое масло без присадок или с небольшим количеством антиокислительных, противопенных, антикоррозионных присадок и легких депрессорных присадок.	Цилиндрические, спирально-конусные, червячные передачи, механические КПП.	Легкие условия: низкие скорости и небольшие нагрузки.
GL-2	Антифрикционные и противоизносные присадки.	Червячные передачи, индустриальное оборудование.	Условия средней тяжести
GL-3	Высокое содержание противозадирных и 2,7 % противоизносных присадок.	Спирально-конические передачи, ступенчатые коробки передач, рулевые механизмы.	Условия средней тяжести
GL-4	Противоизносные и 4,0 % высококачественных противозадирных присадок.	Ступенчатые, гипоидные передачи в условиях высоких скоростей с малыми крутящими моментами или низких скоростей с большими крутящими моментами, рулевые механизмы.Все виды передач грузовых и легковых автомобилей.	Условия разной тяжести от легких до тяжелых.
GL-5	Значительное количество до 6,5% серофосфорсодержащих противозадирных и других многофункциональных присадок.	Основное назначение — гипоидные передачи, а также ведущие мосты и все виды передач легкового автотранспорта, которые работают при высоких скоростях и ударных нагрузках на зубья шестерен, карданные приводы и ступенчатые коробки передач мотоциклов.	Суровые условия с ударной и знакопеременной нагрузкой.

В таблице отсутствуют категории, находящиеся на стадии проектирования. Для высоконагруженных агрегатов разработан новый тип трансмиссионной смазки API MT-1. Ее применяют для тягачей и автобусов. Для ручных коробок тяжелых грузовиков предлагается категория API PG-1, для ведущих мостов автобусов и грузовых автомобилей — API PG-2. Они являются эквивалентами масла API GL-5, но имеют более высокую термическую стабильность и устойчивы к высокотемпературным отложениям.

Отличительные черты масел GL-4 и GL-5

Первым и наиболее значимым отличием между этими двумя жидкостями является область их использования. Жидкость GL-4 создана для КПП к гипоидными или коническими передачами. Контактные напряжения в них обычно не превышают показателя в 3000 МПа, а рабочая температура масла не поднимается выше 150 градусов.

Что касается GL-5, эта смазочная жидкость предназначена для нормальной работы гипоидных передач с ударными нагрузками. Эти механизмы могут испытывать напряжения более 3000 Мпа. Применяют эту смазку для агрегатов с дифференциалами повышенного трения, так как она гарантирует нормальную защиту металлических элементов под высокими нагрузками и температурными воздействиями.

Среди важных отличительных особенностей масел GL-4 относят минимальное содержание серо-фосфорных присадок. Они обеспечивают создание прочной защитной пленки, которая значительно тверже некоторых мягких сплавов, среди которых медь. Использование жидкости GL-5 в коробках передач, где по рекомендациям производителя должно использоваться масло классом ниже, недопустимо. В противном случае, это вызовет возникновение металлической стружки и приведет к износу механизма.

Видео «Классификация трансмиссионных жидкостей»

В этом видео рассказывается о классификации смазочных материалов для трансмиссий.

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

Особенности гипоидных масел

Особенностью гипоидного механизма является малое пятно контакта шестерен и ограниченная площадь зацепления. Поэтому крутящий момент передаётся через небольшую площадку, испытывающую большие нагрузки и трение. Для таких условий работы могут применяться только гипоидные смазки.

Гипоидное масло способно создавать между трущимися поверхностями зубьев шестерен сплошную плёнку. Для предотвращения её выдавливания состав обладает высокой вязкостью и отличной смачиваемостью металлических механизмов. Такие свойства составу придают специальные адсорбирующие компоненты.

Содержит специальные присадки в количестве до 7%, которые позволяют формировать сплошную механически устойчивую плёнку на трущихся поверхностях. Используется для смазки карданных и редукционных механизмов.