К маслам, работающим в автоматических коробках передач, предъявляются гораздо более высокие требования к вязкостным, антифрикционным, противоизносным и противоокислительным свойствам, чем к смазочным средствам, применяемым в других агрегатах. Поскольку автоматические коробки включают в себя несколько совершенно разнородных, с точки зрения скоростных и нагрузочных характеристик, узлов – гидротрансформатор , шестеренчатую коробку передач , сложную систему гидравлической автоматики и управления , в связи с этим спектр функций масла в автоматической трансмиссии очень широк:
- смазка трущихся узлов,
- передача крутящих моментов,
- передача давления в гидравлической части системы автоматики,
- охлаждение узлов трения и рассеивание избыточного тепла, возникающего при передаче крутящих моментов,
- антикоррозионная защита разнородных конструкционных материалов автоматической трансмиссии,
- быстрое выделение воздуха,
- стойкость к образованию эмульсии с водой,
- стойкость к образованию отложений.
Динамические нагрузки в автоматической передаче, как правило, ниже, чем в обычных коробках передач из-за отсутствия жесткой связи трансмиссии и двигателя. Зато температурный режим – гораздо более жесткий - средняя рабочая температура масла в картере автоматической коробки передач составляет +80 ¸ 95 ° С , в жаркую же погоду, особенно в городском цикле движения она может подниматься до +150 ° С . Конструкция автоматической коробки такова, что если с двигателя снимается мощность большая, чем нужно для преодоления сопротивлению движению (в зависимости от состояния и уклона дорожного полотна, коэффициента сцепления колес с покрытием и т.п.), то этот избыток расходуется на преодоление внутреннего вязкостного трения в масле, что приводит к образованию дополнительного тепла – в результате масло нагревается еще больше. Высокие скорости движения масла в гидротрансформаторе и высокая температура вызывают интенсивную аэрацию, приводящую к вспениванию и насыщению конденсационной водой и кислородом, что может вызвать следующие негативные эффекты:
- окисление самого масла,
- интенсивная коррозия металлов (помимо прямого окисления металлов активным кислородом, и электрохимическая коррозия образующихся пар разнородных металлов),
- снижение эффективности работы гидравлической автоматики, снижение КПД при передаче крутящих моментов в гидротрансформаторе,
Немаловажным фактором является применение в парах трения автоматической передачи разнородных металлов (сталь-сталь, сталь-металлокерамика, сталь-бронза, в том числе использование покрытий из драгоценных металлов), с точки зрения их совместимости с примененными в масле противоизносными и противозадирными присадками. Также необходимо учитывать тот факт, что для обеспечения высокого КПД гидротрансформатора нам необходимо использовать маловязкое масло 4 ¸ 9 сСт (при +100 ° С ), что и является основным отличием от обычных высоковязких трансмиссионных масел с кинематической вязкостью 13,5 ¸ 24,0 сСт (при +100 ° С ).
Базовое масло – высокочищенное минеральное масло, частично синтетическое или полностью синтетическое масло, с очень высоким индексом вязкости 140 ¸ 200, и с естественной высокой низкотемпературной текучестью.
Присадки – антиокислительные, антикоррозионные, противозадирные, противоизносные, загущающие, возможно введение красящего пигмента, который в отдельных вариантах исполнения жидкости играет роль индикатора работоспособности продукта, с точки зрения эксплуатационных свойств (хотя, как правило, цвет жидкости не характеризует принадлежность ее к определенному классу).
В связи с тем, что к трансмиссионно – гидравлическим жидкостям для автоматических коробок передач выдвигаются специфические требования компаниями-производителями, то на сегодняшний день существует ряд основных общеупотребимых и частных допусков-спецификаций требований. Это спецификации, выдвигаемые компаниями:
· General Motors Co, · Allison Division of GMC, · Ford, · BMW, · Borg Warner, · Chrysler, · Abex-Denison Piston & Vane Pumps, · Caterpillar, · Daimler-Benz, · Vickers Mobile Hydraulics, · John Deere, · MAN, · Massey Fergusson, |
· Magna, · Medimat, · Mitsubishi, · Sperry Vickers Denison Sundstrande, · Renk-Doromat, · Opel, · Toyota, · Nissan, · Honda, · Hyundai, · Voith, · VW, · ZF TE ML. |
Крупнейшая в мире компания по производству автоматических коробок передач – General Motors Co («Дженерал Моторс Корпорейшн) уже давно разрабатывает и выдвигает отдельные спецификации для жидкостей, предназначенных для автоматических коробок передач ATF ( A utomatic T ransmition F luid ). Особенностью является требование снижения коэффициента трения жидкости по мере снижения скорости скольжения в гидропередаче ( разности в частотах вращения напорного и турбинного колеса в гидротрансформаторе).
- ATF тип «А», суффикс «А» или Dexron I .
Ранняя класификация компании GM , разработанная в послевоенный период совместно с американским военным бронетанковым исследовательским центром Armour Research , жидкостям для ATF , с успехом выполнившим данные требования, присваивались квалификационные номера AQ ( Armour Qualification No ). Буква “А” происходит от названия этой квалификационной системы.
- Dexron B ( General Motors 6032 M ) – действующие на сегодняшний день спецификации GM , данные допуска начинаются с буквы “ B ”,
- Dexron II ( General Motors 6137 M ) или, что то же самое - Dexron II D ( General Motors D -22818 ) – более ужесточенный ряд требований к жидкостям, как правило на минеральной основе, для автоматических передач, в целях защиты окружающей среды, запрещающий использование спермацетового масла в качестве присадки.
- Dexron IIE ( General Motors E -25367 ) спецификация на жидкости, в ряде случаев, на синтетической основе, для автоматических коробок передач GM , выпущенных после 1 января 1993 года. Характерны более высокие противоизносные свойства, продолженные сроки службы.
- Dexron III новейшая спецификация на жидкости для АКП на синтетической (реже – минеральной) основе, более высокая термическая и окислительная стабильность, улучшенные фрикционные характеристики.
Компания Ford выдвигает свои, отличающиеся от требований General Motors требования к жидкостям для АКП (коэффициент трения должен увеличиваться по мере снижения скорости скольжения в гидропередаче).
Жидкости типа F ориентированы на автоматические передачи выпуска до 1981 года. Требование компании Ford Mercon выдвигается к маслам, обслуживающим автоматические передачи, выпускаемые после 1981 года. Для новейших АКП компания Ford выдвигает требование Ford New Mercon .