Классификации трансмиссионных масел по API и SAE J 306 C

Эксплуатационные свойства трансмиссионных масел согласно условиям эксплуатации и конструкции агрегатов устанавливает наиболее распространенный в мире стандарт, разработанный American Petroleum Institute (API). Указателем класса API для трансмиссионных масел является аббревиатура GL (Gear Lubricant) с нумерацией от 1 до 6. В современных легковых автомобилях различных типов используются масла GL-4 и GL-5. GL 1 – GL-3 применяются только в трансмиссиях старых автомобилей.

Группа GL-6 в настоящее время не используется, так как считается, что класс GL-5 отвечает наиболее строгим требованиям.
В 1998 г. API, работая в контакте с SAE (Society of Automotive Engineers – Американская Ассоциация Автомобильных Инженеров) и ASTM (American Society for Testing and Materials – Американское общество испытаний материалов), предложил две новые категории оценки качества трансмиссионных масел: PG-1 и PG-2 (PG-1 – для ручных коробок передач тяжелых грузовых автомобилей и автобусов; PG-2 – для ведущих осей грузовых автомобилей и автобусов). Особое внимание уделялось высокотемпературным свойствам этих масел. В технической литературе категорию PG-2 иногда обозначают группой GL-7.

Классификация API предусматривает деление трансмиссионных масел в основном по уровню противозадирных свойств. Чем больше номер группы GL, тем эффективнее присадки, обеспечивающие эти свойства. В них содержатся сернистые соединения, что в критических режимах работы зубчатых пар приводит к химическим изменениям поверхностного слоя металла, который преобразуется в тонкую модифицированную пленку – продукт износа. Несмотря на то, что металл при этом химически разъедается, суммарный ущерб в тяжелых условиях работы оказывается меньше.

Но такая химическая модификация масла позволяет снизить износ стали или чугуна. Цветные же металлы, из которых изготавливают синхронизаторы механических КПП, не всегда уживаются с сернистыми соединениями, поэтому изнашиваются быстрее. Именно поэтому на переднеприводных ВАЗах, пока российскими заводами не было налажено производство соответствующей «трансмиссионки», применялось обычное моторное масло. В этом случае при отличной сохранности синхронизаторов повышался износ шестерен.

Использование в механических КПП масла класса GL-5 может стать причиной затрудненного включения передач, так как принцип работы синхронизаторов основан на использовании такого явления как трение. Чем выше коэффициент трения рабочих поверхностей механизма синхронизации, тем легче включаются передачи. А так как эффективные противоизносные присадки этого масла снижают коэффициент трения, для включения передачи к рычагу КПП необходимо прикладывать большие усилия.

Эти примеры показывают, что классификация API во многом не отражает важных свойств масел, необходимых для эффективной работы агрегатов трансмиссий. В связи с этим автопроизводители выдвигают дополнительные требования к трансмиссионным маслам, используя классификацию API лишь как основу. Свои спецификации имеют такие фирмы-производители автомобилей и агрегатов как Chrysler, Ford, General Motors, Mack, MAN, Mercedes, Volvo.
Подводя итоги, можно сказать, что масло уровня GL-4 предназначено для работы в синхронизированных коробках передач легковых заднеприводных и переднеприводных автомобилей. Масло этого класса обеспечивает надежную защиту КПП и в то же время не агрессивно по отношению к синхронизаторам.

Масло GL-5 рекомендуется для работы в тех агрегатах трансмиссии, где имеются гипоидные зацепления. Одна из наиболее часто допускаемых ошибок – заправка маслом класса GL-4 редукторов заднеприводных автомобилей – ведет к более быстрому износу и, как следствие, быстрому выходу из строя шестерен главной пары. Оптимальным выбором можно считать трансмиссионное масло, получившее спецификацию производителя данного автомобиля. Как правило, ведущие производители масел указывают эти данные на канистре. Следует знать, что некоторые производители выпускают универсальные масла, предназначенные как для коробки передач с синхронизаторами, так и для нагруженных гипоидных передач.

Уровень противоизносных и противозадирных свойств трансмиссионного масла определяется не только составом и концентрацией присадок, но и вязкостью. Масла должны, с одной стороны, сохранять высокую вязкость при рабочих температурах, чтобы не разрушалась масляная пленка и нормально уплотнялись зазоры, с другой – не становиться слишком вязкими при минусовых температурах окружающей среды, чтобы на «холодную» не препятствовать вращению шестерен агрегатов. Слишком высокая вязкость усложняет работу синхронизаторов, ведь лишнее очень вязкое масло при переключении передач необходимо постоянно выдавливать из зазоров между контактирующими рабочими поверхностями. В сильные морозы из-за этого на «холодную» также затрудняется включение передач, а автомобиль может двигаться даже на нейтральной передаче (при включенном сцеплении).

SAE J 306 C классифицирует трансмиссионные масла следующим образом: 70W, 75W, 80W, 85W, 80, 85, 90, 140 и 250 (см. таблицы 3.3. и 3.4). Буква W (winter) означает, как и в маслах моторной группы, что вязкость определена при низких температурах, т.е. масло предназначено для эксплуатации в зимнее время. При указанных в таблице минусовых температурах вязкость масел должна быть в пределах 150000 сП (Санти-пуазов). Кроме того, масло должно соответствовать определенным минимальным требованиям при 1000С. Маркировка вязкости без буквы W – 85, 90 и т.д. говорит о принадлежности к летнему сорту. Для масел других классов SAE предельные характеристики вязкости в Санти-стоксах (сСт) определены при температуре 100⁰С. Довольно широкое признание получили всесезонные трансмиссионные масла, в маркировку которых введены два обозначения – зимнее 75W, 80W и т.д. и летнее 85, 90 – например, 75W-90 или 80W-90. Чтобы исключить нецелесообразную процедуру замены масел каждые полгода, автопроизводители рекомендуют использовать трансмиссионную «всесезонку».

Трансмиссионное масло должно выбираться с учетом максимальных и минимальных температур, при которых планируется эксплуатация автомобиля. Исходя из этих соображений, классификация SAE основана на показателях низкотемпературной и высокотемпературной вязкостей. Как показано в таблице 2, чтобы исключить большие потери энергии на трение, оптимальная «зимняя» вязкость в нашей климатической зоне должна соответствовать классу 80W. «Летнюю» вязкость лучше подбирать в соответствии с требованиями автопроизводителя, которые указаны в руководстве по эксплуатации машины.

Таблица 1. Классификация трансмиссионных масел по уровню эксплуатационных свойств (API)

Таблица 2. Классификация трансмиссионных масел по вязкости (SAE)