Гипоидная коробка. Гипоидное масло

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.

Немногие автомобилисты знают, что такое гипоидное масло и для чего оно вообще предназначено? Этот смазочный материал предназначен преимущественно для трансмиссионных узлов, но также его применяют в механизмах рулевого управления.

При производстве этих смазок компании добавляют в базовый нефтепродукт многие присадки, обеспечивающие хорошие противозадирные свойства. Подобные трансмиссионные жидкости относятся к категории GL-5 и подходят для трансмиссий многих современных транспортных средств, в мостах которых находятся гипоидные шестерни. Этот смазочный продукт активно применяется для смазывания редукторов и карданов, и не только в автомобилях, но даже в вертолетах.

Что собой представляет гипоидное масло?

Гипоидным маслом называется смазка, предназначенная для сверхвысоких механических нагрузок. Соответственно, эта жидкость создана для специфических эксплуатационных условий, присущих гипоидным передачам.

Гипоидные передачи передают крутящий момент за счет зацепления пары шестерен, имеющих криволинейные или косые формы зубьев. Эти передачи обладают меньшей шумностью при работе трансмиссий и могут функционировать долгое время без износа, при условии, что для их смазывания будет применяться подходящая жидкость – гипоидное масло.

Между зубьями гипоидных передач площадь зацепления ограничена маленьким пятном контакта, но все усилие сосредотачивается точечно. Благодаря этому удельное давление в конкретной точке сильно возрастает. Это может приводить к образованию задиров, опасных для шестерен. Во избежание этого требуется хорошее гипоидное масло, сохраняющее надежную пленку в местах контакта. За счет этой пленки детали соприкасаются с минимальным коэффициентом трения.

Свойства гипоидных масел

В смазочных жидкостях, предназначенных для гипоидных передач, должно присутствовать до 3-4 процентов серы. С одной стороны она предупреждает схватывание металлов под воздействием экстремальных нагрузок, а с другой вызывает окисление металлических деталей. Для уравнивания данных процессов требуются уникальные присадки.

Например, особенная добавка под названием MOLYVAN L существенно увеличивает защитные характеристики состава в жестких эксплуатационных условиях. В связи с этим в жидкости для КПП, в том числе гипоидные, а также в моторные масла эту добавку добавляют почти все производители. Концентрация присадки может быть до 5 процентов. Гипоидные трансмиссионные масла, предназначенные для рулевых механизмов и КПП, могут нормально работать при температуре до -30.

Назначение гипоидных масел

Гипоидные ведущие мосты некоторое время назад начали устанавливаться на все современные автомобили, а производители масел начали выпускать подходящие для них смазочные составы. Для грузовых машин толчком к появлению гипоидных передач послужило возникновение червячных главных передач. Их использовали производители грузовиков большой грузоподъемности.

С 50-х годов прошлого века в зарубежных странах начало развиваться направление масле с универсальными свойствами, которые подходили для всех транспортных средств. В качестве основы выступали стандарты США и Англии, по которым производились гипоидные масла с большой концентрацией фосфора, серы и хлора.

Производители смазок из Германии активно проводили стендовые испытания для получения наиболее стойких к износу масел, которые не были подвержены коррозии. В последние годы производители автомобилей все реже устанавливают гипоидные ведущие мосты, требующие универсальной смазки класса GL-6, поэтому эта жидкость теряет спрос.

При этом появляются новые разновидности масел, подходящие для гипоидных передач, работающих на высоких скоростях. Также появилась комплексная присадка с содержанием фосфора и серы ВИР-1 – ее применяют в разных видах масел. Стендовые испытания подтверждают пригодность данной присадки, работающей под высокими нагрузками и с высокими скоростями, в том числе и с гипоидными передачами.

В автомобилях с гипоидными передачами в основном используется всесезонная жидкость, которая создана для умеренных климатических условий. Гипоидные масла предупреждают абразивный износ поверхностей за счет применения составов вязкостью SAE 90 и более. По характеристикам эти жидкости мало отличаются от традиционных трансмиссионных, за исключением вязкости.

В КПП наиболее сильному износу подвержена зубчатая сцепка червячной, конической и гипоидной передач. В узких точках соприкосновения зубьев шестерен возникает довольно высокая температура. Пленка масла, которой покрыты зубья, подвергается также высокому давлению, высоким скоростям и температурам. Для того, чтобы смазочная жидкость не утрачивала свои первоначальные свойства, а поверхности деталей не изнашивались и зубья шестерен не схватывались, в нее добавляются присадки.

В автомобилях промышленного назначения трансмиссии используются для передачи мощности от мотора колесам или другому узлу. Главное отличие – передаваемая мощность. Все агрегаты делятся на гидравлические и механические. Конструктивно МКПП с гипоидной передачей усилий принципиально не отличается от других коробок.

Что нужно знать о гипоидных маслах?

Как уже было сказано, гипоидные передачи используются в главных передачах многих современных транспортных средств. Автомобилистам со стажем хорошо знакомо , о котором у нас была отдельная подробная статья. Эту жидкость раньше использовали владельцы всех отечественных машин, но когда в стране начали активно появляться иномарки, ассортимент жидкостей для трансмиссий начал быстро расти.

Главной характеристикой гипоидных масел для КПП является их вязкость. На сегодняшний день все производители смазок, в том числе отечественные, переключились на классификацию SAE – она используется во всем мире. Данная классификация включает семь классов вязкости, среди которых три летних и четыре зимних.

Зимние масла дополнительно маркируются буквой W:

• SAE70W;
• SAE75W;
• SAE80W;
• SAE85W.

Что касается летних классов, к ним букву не добавляют, а маркируются они следующим образом:

• SAE90;
• SAE140;
• SAE250.

Следует отметить, что сезонные масла редко вырабатывают свой эксплуатационный ресурс за зиму или за лето, поэтому их использование является не самым рациональным. В связи с этим более распространены среди автомобилистов всесезонные гипоидные жидкости, имеющие двойную маркировку типа SAE80W-90.

За исключением класса вязкости, все трансмиссионные жидкости разделяются по характеристикам API – от GL-1 до GL-6. Чем выше этот класс, тем больше присадок в масле, которые поддерживают работу механического узла. Что касается гипоидных масел, они относятся к одному из трех классов GL-4, GL-5 или GL-6.

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.

Каким параметрам должно удовлетворять гипоидное масло?

Однозначно сказать, каким критериям обязано соответствовать гипоидное трансмиссионное масло, нельзя. Хорошая смазочная жидкость – это та, который подходит под рабочие условия конкретного узла или агрегата. Критерии подбора масла определяются автопроизводителем индивидуально, так как все марки и даже модели авто отличаются между собой.

Каждому авто свойственны конструктивные особенности, поэтому для них нужна смазка определенного класса. Гипоидная передача одной машины по конструкции и рабочим условиям может заметно отличаться от аналогичного по назначению узла другого автомобиля. Здесь важны множественные факторы, среди которых:

• крутящий момент;
• смещение оси;
• скорость вращения;
• сила ударной нагрузки и многое другое.

Таким образом, если для определенного узла жидкость GL- 4 будет оптимальной и рекомендованной, то для другой трансмиссии она может вовсе не подойти. Таким образом, при подборе гипоидного масла изучите руководство по эксплуатации автомобиля.

Лучшие гипоидные масла для авто

В технических руководствах ко всем машинам всегда есть нужная информация. Если вы ограничены в финансах, можно купить жидкость не от рекомендованного бренда, а что-нибудь подешевле, но масло должно соответствовать по классу вязкости. На лидирующие позиции рейтинга по результатам многих тестов выходит жидкость Motul Gear 300. Это гипоидное масло обладает высокими защитными свойствами, поэтому предотвращает появление задиров. Индекс защиты составляет 60,1 единицы, а также у масла хороший показатель сваривания. Масляная пленка у этой жидкости очень стабильна, поэтому минимизирует коэффициент трения между элементами. Показатель износа равен 0,75 мм. Среди недостатков этой гипоидной жидкости выделяют лишь слабые вязкостные показатели при отрицательных температурах зимой.

Castrol Syntrans Transaxle – еще одно популярное гипоидное масло, которое заслуженно заняло второе место в рейтинге. Низкотемпературная текучесть, высокая защита от задиров и доступная цена делает этот продукт востребованным среди автомобилистов. Жидкость обладает хорошим коэффициентом износа – 59,4 единицы.

Если вы по тем или иным причинам не признаете масла Кастрол, можете выбрать другой бренд — Mobil Mobilube. Данное масло обладает хорошими вязкостно-температурными показателями, предотвращает окисление и термическую деструкцию, а также нормально работает при продленных интервалах техобслуживания. Данное масло продается под маркировкой API GL4/5.

На четвертой позиции рейтинга стоит жидкость Total Transmission SYN FE. По уровню защиты от задиров жидкость оторвалась от предыдущих продуктов – он равен 58,8 единиц, что считается неплохим показателем. Увы, водители говорят о малой текучести при отрицательных температурах, а также слабой защите от механического износа.

LIQUI MOLY Hypoid-Getriebeoil тоже имеет хорошие рабочие характеристики, в особенности текучесть. Масло даже при температуре до -40 не утрачивает эксплуатационных свойств. Данное гипоидное масло продлевает срок службы агрегатов, защищая детали от коррозии и износа.

Если желаете снизить шумность работы КПП и получить хорошую защиту от задиров, можно купить гипоидную жидкость ZIC G-F TOP. Масло легко переносит даже жесткие эксплуатационные нагрузки и обладает широким температурным диапазоном.

Трансмиссионные масла используются в большинстве механических коробок передач, раздаточных коробках, промежуточных и ведущих мостах, червячных и реечных передачах рулевого управления автомобиля. В ряде случаев трансмиссионные жидкости применяются наравне с пластичными смазками для обеспечения высокого ресурса работы узлов трения: шарниров рулевых тяг, карданных передач, шаровых опор. При этом к герметичности этих узлов предъявляются повышенные требования.

Как классифицируют трансмиссионные масла?

Многообразие требований к маслам для трансмиссий, различные условия их применения и обилие марок приводят к необходимости обобщения спецификаций производителей и потребителей масел и созданию единой классификационной системы их обозначения.

В настоящее время за рубежом действует несколько классификаций таких жидкостей. Наиболее известные из них – SAE и API.

Чаще всего производители на этикетках указывают обозначение по этим обеим системам. Российские масла чаще всего классифицируют также по ГОСТ.

Классификация по ГОСТ

В России для разделения по классам вязкости и эксплуатационным группам, а также установления стандартных обозначений принят ГОСТ-17479.2-85. По данному стандарту трансмиссионные масла в зависимости от величины вязкости при температуре +100 °С подразделяются на четыре класса: 9, 12, 18, 34, а по уровню эксплуатационных свойств, составу и возможным областям применения – на пять групп: 1, 2, 3, 4, 6, 5. Принцип классификации по областям применения подобен принципам, заложенным в системе API.

В обозначении трансмиссионных масел по ГОСТ присутствуют три группы символов. Вначале указывается буквы "ТМ" (масло трансмиссионное), затем, через дефис, идет числовое указание области применения и состава. Третья группа символов в обозначении - цифры, описывающие вязкостные характеристики при высоких и низких температурах.

Так как по обозначению ГОСТ достаточно трудно с ходу определить температурный диапазон применения трансмиссионных масел, отечественные производители дополнительно указывают их вязкость по SAE.

Как разделяются масла по SAE?

Классификация SAE J306 разделяет трансмиссионные масла по вязкости на "зимние" (70W, 75W, 80W, 85W) и "летние" (80, 85, 90, 140, 250). Всесезонные масла имеют двойное обозначение, например, 75W-90, 80W-140 и т. д.

Какие масла выделяет API?

Классификация API подразделяет трансмиссионные масла по эксплуатационным свойствам на семь групп: GL-1, GL-2 , GL-3 , GL-4 , GL-5 , GL-6 и МТ-1. В агрегатах трансмиссии легковых автомобилей чаще всего используются масла GL-4 (для цилиндрических, спирально-конических и гипоидных зубчатых передач при умеренных условиях эксплуатации) и GL-5 (для гипоидных передач при жестких условиях эксплуатации).

Таблица. Выбор трансмиссионных масел по API

Масла категории GL-6 – это более новые материалы, требования к которым учитывают не только повышенные рабочие свойства, но и современные требования экологических стандартов. Такие масла выдерживают более высокие температуры при экстремальных нагрузках. Они хорошо работают в гипоидных передачах и имеют повышенный ресурс.

В настоящее время существуют еще два дополнительных класса API. Они имеют ограниченную сферу применения, поэтому распространены не так широко.

Масла класса MT-1 – это аналог категории Gl-5, однако эти материалы способны работать в условиях более высоких термических нагрузок.

Категория PG-2 по требованиям также в основном совпадает с GL-5, однако масла этой группы имеют низкую агрессивность по отношению к эластомерным (резиновым) уплотнительным элементам, которые используются в конструкции современной трансмиссии.

Можно ли смешивать трансмиссионные жидкости?

Чтобы разобраться в этом вопросе, надо понимать, что даже масла, имеющие схожие эксплуатационные свойства и выпускаемые одним производителем, могут иметь различный химический состав. Так, например, в общем случае, такие материалы могут быть изготовлены на минеральной или полусинтетической основе. Состав используемых присадок еще более разнообразен. При смешивании масел разных марок эти компоненты могут взаимодействовать между собой и вступать в химические реакции. Продукты этих реакций изменяют, порой кардинально, первоначальные свойства исходных масел.

Чаще всего соединение различных масел приводит к повышенному вспениванию продукта, что значительно ухудшает параметры смазывания и приводит к повышенному нагреву узлов трансмиссии.

Таким образом, от смешивания масел различных групп лучше воздержаться. В исключительных случаях можно доливать масло той же классификационной группы.

На что обращать внимание при выборе масла?

При выборе масла для узлов трансмиссии обычно ориентируются на два критерия: удельные нагрузки, действующие в механизме, и скорости относительного скольжения.

В зависимости от этого подбирают трансмиссионные масла, различающиеся вязкостью и количеством присадок, в первую очередь, противозадирных. Последние, как правило, содержат сернистые соединения, вызывающие в критических режимах химические изменения (модификацию) металла. Поверхностный слой материала не вырывается, образуя задиры, а превращается в тонкую пленку, которая впоследствии становится продуктом износа. Несмотря на то, что металл при этом химически "разъедается", общий износ в тяжелых условиях работы оказывается меньше.

В каждом конкретном случае выбор того или иного сорта трансмиссионного масла должен обусловлен, прежде всего, указаниями заводской инструкции по эксплуатации автомобиля. Использование жидкости более низкой категории по градации API недопустимо, поскольку ведет к выходу агрегата из строя, а более высокой – нецелесообразно, в первую очередь, по экономическим соображениям. Если же специальных указаний нет, то принцип выбора заключается в следующем.

Работу агрегатов грузовых автомобилей со спирально-коническими передачами достаточно надежно обеспечивают масла с уровнем эксплуатационных свойств GL-3. Что касается редукторов с гипоидным зацеплением шестерен, то для них во всех случаях пригодно только масло класса GL-5. В равной мере это относится и к грузовым, и к легковым автомобилям. Масло более низкой группы не сможет предохранить зубья гипоидной пары от задиров.

Потребность легковых автомобилей в общем случае такова: масло класса GL-5 используется для ведущих мостов, класса GL-4& – для механических коробок передач.

Однако выбор трансмиссионного масла определяется не только уровнем его эксплуатационных свойств, но и вязкостью смазочного материала. В зоне умеренных температур лучше ориентироваться на значение вязкости 90.

Если рациональнее использовать "всесезонное" масло, то речь может идти о сортах с индексами 75W-90, 80W-90 и 85W-90. Причем последнее не очень подходит для суровой зимы, так как при сильных морозах становится слишком густым. Масло класса 80W-90 достаточно универсально, a 75W-90 позволяет не испытывать трудностей даже в период самых сильных морозов.

Покупайте только качественные фирменные продукты. Трансмиссионные масла таких известных компаний как Mobil, Esso, Molykote помогают предотвратить износ и перебои в работе систем передачи мощности и их составляющих, максимизируют интервалы между сменами масла.

Современный автомобиль представляет собой целый комплекс различных технических и инженерных решений. Благодаря слаженной работе всех агрегатов, устройств и механизмов различных типов удается в конечном итоге получить надежное, экономичное и комфортное транспортное средство.

Как известно, основными узлами автомобиля принято считать и . Фактически, двигатель вырабатывает энергию, тогда как трансмиссия преобразует крутящий момент и передает его на колеса.

При этом важным элементов в устройстве многих авто является гипоидная передача. Далее мы поговорим о том, что такое гипоидные передачи, какие типы подобных передач бывают, как работает такая передача, а также какие плюсы и минусы имеет подобное решение.

Читайте в этой статье

Что такое гипоидная передача в автомобиле и ее особенности

Итак, различные передачи делятся по типу используемых шестерней. Передачи бывают коническими, цилиндрическими, гипоидными и т.д. Давайте рассмотрим гипоидную передачу более подробно.

Гиперболоидная (сокращенно гипоидная) передача представляет собой решение, где зубья передачи криволинейны, а их движение осуществляется по гиперболоиде (геометрическая фигура). Появилась такая передача давно (в 1920-х годах). Главной задачей ее внедрения в устройство авто стало снижение центра масс.

Затем, благодаря ряду очевидных преимуществ, гипоидная передача появилась на грузовых машинах и других типах техники. Гипоидной передачей стали заменять двойную передачу.

Основным отличием гипоидной передачи от других типов передач является то, что оси валов в обязательном порядке нужно сместить в соответствии со строгими математическими расчетами. Еще гипоидную передачу можно использовать только в узлах, где оси зубчаток будут скрещены. Важно понимать, что если проигнорировать первое и второе правило, произойдет заклинивание передачи.

Преимущества и недостатки гипоидной передачи

Итак, гипоидная главная передача или другая передача данного типа имеет целый ряд плюсов по сравнению с другими видами передач. Прежде всего, необходимо отдельно отметить минимальный уровень шума во время ее работы, что означает высокий акустический комфорт.

Это становится возможным благодаря тому, что сразу несколько зубьев одновременно находятся в зацеплении. Параллельно можно выделить высокую прочность по причине увеличенного диаметра шестерни, особенно в сравнении с другими видами передач.

Также следует отметить особое расположение зубчатых колес, которые не пересекаются, а перекрещиваются. Параллельно такое устройство позволяет достичь заметного снижения нагрузки, которая распространяется на один зубец. Результат — высокоточная работа шестерен, повышенная надежность и значительно увеличенный ресурс.

Зубья гипоидной передачи отличаются высокой износостойкостью (особенно если сравнивать с конической передачей), что позволяет механизмам с такой передачей работать долго и безотказно.

В целом, машины, где используется гипоидная передача, получают лучшую устойчивость, а также более высокую плавность хода. Как правило, гипоидные передачи активно используются в устройстве автомобилей премиального класса. Другими словами, если автопроизводитель стремится обеспечить лучшие характеристики, именно гипоидная передача является оптимальным решением.

• Теперь о недостатках гипоидных передач. Казалось бы, с учетом всех преимуществ, минусов быть не должно. Однако на практике все не совсем так. Прежде всего, гипоидная передача является дорогостоящим механизмом, который требует высокой точности при изготовлении.

Вполне очевидно, что ее использование приводит к удорожанию агрегатов и узлов. Конечно, некоторые производители экономят на материалах и технологии производства, стараясь снизить конечную стоимость, однако на практике это часто становится причиной заклинивания и быстрого выхода из строя. При этом все чаще и чаще данный тип передач встречается даже на бюджетных авто.

Еще наиболее часто нарекания возникают в том случае, если такая гипоидная передача использована в редукторе. В этом случае главным минусом можно считать повышенные риски заедания шестерен. Заедания возможно по причине скольжения вдоль линии контакта.

На практике, гипоидная повсеместно используется в устройстве различных короссоверов и внедорожников с полным приводом. При этом качество изготовления далеко не всегда является высоким.

Главная передача в устройстве трансмиссии автомобиля: принцип работы, особенности конструкции. Виды главных передач по типу зубчатого соединения.