В'язкістні властивості трансмісійних масел дуже впливають на інтенсивність зношування деталей трансмісії, коефіцієнт її корисної дії, спроможність масла без перешкод надходити у зони тертя, витрат масел внаслідок неминучої течі через ущільнювальні пристрої. Тому, коливання в'язкості трансмісійних масел у температурному діапазоні не повинні виходити за строго визначені межі.
Мінімальна в'язкість автотракторних трансмісійних масел нормується при 100 °С і, в залежності від типу трансмісії, часу року і кліматичної зони встановлюється у межах від 10 мм2/с до 35 мм2/с.
При тиску від 1000 до 4000 МПа, що спостерігається у зонах контакту зубів шестерень, кульок підшипників кочення (з обоймами), не можна розраховувати на одержання режиму рідинного тертя навіть на самих високов'язких маслах. Проте, масла виконують свої функції за рахунок їх високої змащувальної спроможності.
Змащувальною спроможністю масел називають властивість адсорбуватись на твердій поверхні з утворенням на ній тонкої тривкої масляної плівки.
Завдяки змащувальній спроможності масел, вдається уникнути явища сухого тертя у механізмах, що працюють при високих контактних напругах, що забезпечує роботу трансмісії без значного зношування із достатньо високим ККД.
З ростом навантаження і підвищенням швидкості ковзання, температура у зазорі підвищується і, при певних умовах наступає руйнація адсорбованого граничного прошарку. Поряд із граничним тертям з'являється сухе, з усіма наслідками, що випливають із цього-збільшується сила тертя і, як наслідок, підвищується температура.
Найбільша небезпека сухого виду тертя для високонавантажених вузлів полягає у неминучій появі катастрофічного виду зносу-задиру. Під дією високих питомих навантажень між сильно нагрітими поверхнями створюється молекулярний контакт (зварювання). При переміщенні поверхонь зварювання руйнується, а в інших місцях створюється. Відбувається перенос металу з однієї поверхні на іншу з утворенням бугорків і впадин, тобто збільшується шорсткість поверхні, що ще більше інтенсифікує зношування деталей.
Ефективним засобом боротьби з задирами є утворення на поверхні деталі додаткового прошарку, що складається із сульфідів або хлоридів металу. Ця задача вирішується шляхом введення у масло протизадирних присадок, які містять активну сірку, хлор, фосфор або ті та інші одночасно. Від хімічної взаємодії із металом створюється, і після ушкодження відновляється, найтонша плівка із сульфідів або хлоридів заліза, що ізолює метали друг від друга в зоні зруйнування граничного прошарку.
Механізм дії протизадирної присадки такий. Сульфідні і хлоридні плівки мають у порівнянні з металами більш низькі температури плавлення, тому, у зоні контакту вони легко переходять у розплавлений стан. Внаслідок чого у зазорі між металами знижується коефіцієнт тертя (у порівнянні із сухим), а розтікання розплаву між поверхнями призводить до розширення зони контакту деталей і, отже, до зниження тиску і температури у зазорі. В результаті зменшується коефіцієнт тертя, знижується тиск і цілком усувається небезпека появи задиру. Додаються присадки у трансмісійні масла до 30%.
Сучасна класифікація трансмісійних масел, їх позначення та асортимент
Класифікації трансмісійних масел по ГОСТ 17479. 2–85
У залежності від значення кінематичної в’язкості при 100 °С (визначає умови застосування) трансмісійні масла підрозділяються на 4 класи (табл. 10).
| Класв’язкості | Кінематична в’язкість при температурі 100 °С, мм2/с | Гранична температура °С, при якій динамічна в’язкість не перевищує 150 Па·с |
| 9 | 6,00 – 10,99 | -35 |
| 12 | 11,00 – 13,99 | -26 |
| 18 | 14,00 – 24,99 | -18 |
| 34 | 25,00 – 41,00 | - |
Відповідно до ГОСТ 17479. 2–85 трансмісійні масла за експлуатаційними властивостями підрозділяють на п'ять груп (табл. 11).
Таблиця 11. Класифікація трансмісійних масел по експлуатаційних групах
| Групамасел | Склад масла | Рекомендована область застосування(контактні напруги і температура масла) |
| ТМ 1 | Мінеральні масла без присадок | Циліндричні, конічні і черв'ячні передачі, що працюють при контактних напругах від 900 до 1600 МПа і температурі близько 90 °С. |
| ТМ 2 | Мінеральні масла з протизносними присадками | Те ж, при контактних напругах до 2100 МПа і температурі масла близько 130 °С |
| ТМ 3 | Мінеральні масла з протизадирними присадками помірної ефективності | Циліндричні, конічні, спірально-конічні і гепоїдні передачі, що працюють при контактних напругах до 2500 МПа і температурі масла близько 150 °С. |
| ТМ 4 | Мінеральні масла з протизадирними присадками високої ефективності | Циліндричні, спірально-конічні і гепоїдні передачі, що працюють при контактних напругах до 3000 МПа і температурі масла близько 150 °С. |
| ТМ 5 | Мінеральні масла з протизадирними присад-ками високої ефективності і багатофункціональної дії, а також універсальні масла | Гепоїдні передачі, що працюють з ударними навантаженнями при контактних напругах вище 3000 МПа і температурі масла близько 150 °С. |
Позначення мінеральних трансмісійних масел, які застосовуються для змащення агрегатів трансмісій автомобілів, тракторів, тепловозів, сільськогосподарських, дорожних, будівельних машин і судової техніки встановлені ГОСТ 17479.2–85. Позначення складається з груп знаків, перша з який позначається буквами – ТМ (трансмісійне масло); друга група знаків позначається цифрами і характеризує приналежність до групи масел за експлуатаційними властивостями; третя – позначається цифрами і характеризує клас кінематичної в’язкості.
Приклад позначення трансмісійних масел по ГОСТ 17479. 2–85:
ТМ-5–9з,
де ТМ – трансмісійне масло;
5 – масло з протизадирними присадками високої ефективності і багатофункціональної дії;
9 – клас в’язкості;
з – масло містить загусну присадку.
На цей час, коли багато виробників випускають продукцію під фірмовими назвами, позначення трансмісійних масел по ГОСТ варто розглядати тільки з погляду їх приналежності до певної класифікаційної групи.
Відповідно до SAE J306 трансмісійні масла підрозділяються на 7 класів в’язкості: чотири зимових (70W-85W) і три літніх (90 – 250) (табл. 12).
| Клас в’язкості | Гранична температура °С, при якій динамічна в’язкість не перевищує 150 Па×с, | В’язкість кінематичнапри 100 оС, мм2/с | |
| мінімум | максимум | ||
| 70w | – 55 | 4,1 | - |
| 75w | – 40 | 4,1 | - |
| 80w | – 26 | 7,0 | - |
| 85w | – 12 | 11,0 | - |
| 90 | - | 13,5 | ³ 24,0 |
| 140 | - | 24,0 | ³ 41,0 |
| 250 | - | 41,0 | - |
Для всесезонних моторних масел прийняте подвійне номерне позначення (наприклад, 75W-90, 85W-140 і т.п.), причому перша цифра позначає відповідність зимовому класу в’язкості за низькотемпературними властивостями, а друга – відповідність літньому класу за високотемпературними.
Відповідність класів в’язкості по ГОСТ і SAE наведена у табл. 13.
Таблиця 13. Приблизна відповідність класифікацій в’язкості трансмісійних масел по ГОСТ 17479. 2 і SAE J306
| Клас по ГОСТ 17479.2 | - | 9 | 9 | 12 | 18 | 34 | - |
| Клас по SAE J306 | 70W | 75W | 80W | 85W | 90 | 140 | 250 |
По класифікації АРІ в залежності від рівня експлуатаційних властивостей трансмісійні масла поділяють на дев'ять класів (табл. 14). Клас GL-6 на цей час не використовується, оскільки класифікаційні вимоги до нього застаріли, а устаткування для їхньої оцінки не випускається. Введені у 1998 р. класи PG-1 і PG-2 у Європі широкого поширення поки не отримали.
| Клас | Область застосування |
| GL-1 | Циліндричні, черв'ячні і спірально-конічні зубові передачі в умовах низьких швидкостей і навантажень. Мінеральні масла без присадок або з протиокисними, протизносними і протиспінювальними присадками без протизадирних компонентів |
| GL-2 | Черв'ячні передачі, які працюють в умовах GL-1, але з більш високими вимогами до антифрикційних властивостей. Можуть містити антифрикційний компонент |
| GL-3 | Звичайні трансмісії зі спірально-конічними шестернями, що працюють у помірно жорстких умовах по швидкостях і навантаженнях. Покращенні протизносні і протизадирні властивості, ніж у GL-2 |
| GL-4 | Автомобільні трансмісії з гепоїдною передачею, які працюють в умовах великих швидкостей при малих обертаючих моментах чи малих швидкостях при високих обертаючих моментах. Обов'язкова наявність високоефективних протизадирних присадок |
| GL-5 | Автомобільні гепоїдні передачі, що працюють в умовах великих швидкостей і малих обертаючих моментів, при дії ударних навантажень на зуби шестерень – при високих швидкостях ковзання. Повинні містити велику кількість сірко-фосфорної протизадирної присадки |
| GL-6* | Автомобільні гепоїдні передачі з підвищеним вертикальним зсувом осей шестерень, тобто працюючі при підвищених швидкостях, ударних навантаженнях і високих обертаючих моментах. Містять велику кількість сірко фосфорної протизадирної присадки, ніж масла GL-5 |
| MT-1 | Перевершує клас GL-5 за термічною і високотемпературною стабільністю, а також по сумісності з матеріалами ущільнень і миючими властивостями |
| PG-1 | Для ручних коробок передач важких вантажних автомобілів і автобусів |
| PG-2 | Для головних передач вантажних автомобілів і автобусів |
| * клас GL-6 тимчасово не використовується | |
Асортимент товарних трансмісійних масел