Когда автовладельцы говорят о замене масла, обычно они подразумевают моторное масло. Но в автомобиле есть и трансмиссия, работающая под высокой нагрузкой и требующая качественной смазки. Разберёмся, какое трансмиссионное масло заливать в мосты и коробки передач, как оно влияет на ресурс узлов, шумность езды и расход топлива.
Что такое трансмиссия
Латинское слово “transmissio” означает пересылку или передачу чего-либо. В механике трансмиссия — это силовая передача механической энергии, а узлами трансмиссии автомобиля являются все детали, передающие энергию от двигателя к колёсам.
К трансмиссии машины относятся:
- коробка переключения передач (КПП),
- раздаточная коробка (у некоторых полноприводных автомобилей),
- дифференциалы, редукторы,
- сцепление, муфты,
- карданные и приводные валы, ШРУСы.
В разных узлах трансмиссии применяются разные способы передачи энергии: зубчатая передача, цепная, ременная, гидромеханическая, фрикционная и др. Самая распространённая передача — зубчатая, её вариации используются в механических КПП (включая роботизированные), раздаточных коробках, дифференциалах и редукторах. Трансмиссионные масла для этих узлов и их особенности мы и рассмотрим далее.
Гипоидная передача в редукторах
Среди разнообразия зубчатых передач в трансмиссии автомобиля (цилиндрическая, коническая, планетарная и др.) особняком стоит гипоидная передача. Формально она не просто зубчатая, а зубчато-винтовая или гиперболоидная, поскольку зубья шестерен и колёс в ней скользят относительно друг друга при вращении.
Гипоидная передача широко используется в редукторах ведущих осей автомобилей — главных передачах или главных парах. По сравнению с внешне похожей конической передачей у гипоидной смещены оси ведущей шестерни и ведомого зубчатого колеса. Расстояние между их осями называют гипоидным смещением, оно позволяет опустить карданный вал и лучше скомпоновать автомобиль: расположить кузов ниже, уменьшить центральный тоннель на полу и снизить центр тяжести.
Другие важные преимущества гипоидной передачи:
- большая нагрузочная способность за счёт линейного контакта зубьев;
- плавность и бесшумность работы из-за наличия продольного скольжения;
- высокая точность благодаря зацеплению сразу нескольких пар зубьев.
Однако есть и недостатки гипоидной передачи:
- сложность изготовления и высокая стоимость компонентов;
- повышенная нагрузка при реверсивном вращении, риск выкрашивания зубьев от ударных нагрузок (например, при выдёргивании задним ходом застрявшей машины);
- склонность к заеданию и образованию задиров на зубьях, из-за чего требуется особая смазка.
Последний пункт особенно важен. Для чёткой и безотказной работы гипоидной передачи ей необходимо специальное гипоидное масло с большим количеством противоизносных и противозадирных присадок, содержащих серу и фосфор. Такие масла имеют маркировку GL-5 и применяются в нагруженных и/или высокоскоростных гипоидных передачах. Иногда производители дополнительно обозначают гипоидные масла маркировкой HYP или Hypoid.
Некоторые автопроизводители допускают использование в гипоидных редукторах масел категории GL-4, но только для передач с небольшим гипоидным смещением, работающих при малых и средних нагрузках и скоростях. Также существуют масла GL-6 для передач с увеличенным гипоидным смещением, но эта категория устарела и больше не используется.
⚠️ Для гипоидных редукторов большинства автомобилей рекомендуются трансмиссионные масла API GL-5.
Синхронизаторы МКПП и раздатки
У механических КПП и раздаточных коробок требования к смазке отличаются от высокоскоростных гипоидных редукторов. Во многих МКПП и раздатках применяются синхронизаторы с блокирующими кольцами из меди или её сплавов (бронзы, латуни). Принцип их действия основан на силе трения, но антифрикционные присадки масел GL-5 препятствуют нормальной работе синхронизаторов и вызывают их повышенный износ. А большое количество серы и фосфора в составе масел GL-5 губительно для медных сплавов.
Также обилие присадок в гипоидных маслах вызывает в некоторых МКПП питтинг-коррозию — образование мелких острых каверн на повреждённых металлических поверхностях. Поэтому в синхронизированных МКПП и раздаточных коробках обычно используют менее агрессивные масла категории GL-4.
Применение масла категории GL-5 в узлах с синхронизаторами возможно, если его коррозионное воздействие на медь и медные сплавы уменьшено специальными присадками-ингибиторами. По международному стандарту ASTM D130/IP 154 (продублированному и в российском ГОСТе 2917) степень коррозионного воздействия указывается в баллах:
- 1a, 1b — слабая побежалость;
- 2a, 2b, 2c, 2d, 2e — умеренная побежалость;
- 3a, 3b — сильная побежалость;
- 4a, 4b, 4c — коррозия.
Масла со слабым коррозионным воздействием на медные сплавы часто маркируют сдвоенной категорией GL-4/GL-5 (GL-4/5) или GL-4 Plus (GL-4+). По эксплуатационным свойствам они ближе к маслам GL-4, но формально отвечают требованиям обоих стандартов и безопасны как для синхронизаторов МКПП, так и для гипоидных редукторов. Хотя антифрикционные присадки масла, необходимые скоростной гипоидной передаче, всё равно мешают нормальной работе синхронизаторов и ускоряют их механический износ. Но «мультиклассовые» масла — хороший выбор для автомобилей, где синхронизированная МКПП совмещена с гипоидной главной передачей в едином корпусе, и масло должно одновременно отвечать требованиям обоих узлов.
В МКПП и раздатках без синхронизаторов используют масла категории MT-1. Они схожи с маслами GL-5, но имеют повышенную термическую стабильность, надёжно защищают детали от износа и предотвращают повреждение сальников. Однако в узлы с медными, бронзовыми и латунными синхронизаторами масла MT-1 заливать нельзя.
⚠️ Для большинства синхронизированных МКПП и раздаток рекомендуются трансмиссионные масла API GL-4, для несинхронизированных — API MT-1.
Дифференциалы повышенного трения (LSD)
В любом автомобиле классической конструкции (за исключением электромобилей с отдельным мотором на каждое ведущее колесо) есть как минимум один дифференциал — устройство, позволяющее колёсам ведущей оси вращаться с разной скоростью. В полноприводных автомобилях дифференциалов может несколько — межколёсные и межосевые. Дифференциалы обеспечивают плавность движения в поворотах, где колёса автомобиля движутся по разным траекториям и проходят разное расстояние. Межколёсный дифференциал обычно находится в одном корпусе с редуктором (главной передачей) и образует с ним единый узел — ведущий мост.
Чаще всего в автомобилях используются дифференциалы открытого типа — наиболее простой и дешёвой конструкции. Но в спортивных машинах и внедорожниках встречаются самоблокирующиеся дифференциалы, улучшающие разгон и проходимость. Такие дифференциалы называют LSD — дифференциалами ограниченного проскальзывания (Limited-Slip Differential), дифференциалами повышенного внутреннего сопротивления (ДПВС) или повышенного трения.
В обиходе аббревиатурой LSD чаще называют самоблокирующийся дифференциал с конкретной конструкцией блокировки — дисковой. Ей необходимо масло со специальными модификаторами трения, которые обеспечивают нормальную работу блокировки, отсутствие толчков и вибраций дифференциала.
⚠️ Дифференциалам повышенного трения с дисковой блокировкой (LSD) нужны специальные трансмиссионные масла с маркировкой LS, LSD или Limited Slip.
⚠️ В самоблокирующихся дифференциалах с винтовой или червячной блокировкой (Torsen и др.) применяются обычные трансмиссионные масла подходящей категории и вязкости. Заливать в них дорогие масла Limited Slip не нужно.
Узнать тип дифференциала автомобиля можно с помощью подборщика запчастей Гиперавто. Также на корпусе дифференциала с дисковой блокировкой обычно присутствует наклейка Only LSD Oil.
Категории (классы) API
Упомянутые выше категории масел GL-4, GL-5 и др. — классификация Американского института нефти API, которую используют все производители масел и автомобилей. Рекомендованные категории API для всех узлов трансмиссии обязательно указаны в инструкции к автомобилю.
Категории трансмиссионных масел по API
- GL-1 (устарела). Масла для зубчатых передач, работающих при низких нагрузках и скоростях. Не содержат противозадирных присадок и модификаторов трения, поэтому не используются в легковом автотранспорте. Применяются в механических КПП спецтехники.
- GL-2 (устарела). Масла для червячных зубчатых передач, работающих при средних нагрузках. Содержат небольшое количество противоизносных присадок, применяются в трансмиссии сельскохозяйственной техники.
- GL-3 (устарела). Масла для конических зубчатых передач, работающих при средних и умеренно жёстких нагрузках. Содержат до 2,7 % противоизносных присадок, могут использоваться в МКПП и раздаточных коробках автомобилей. Не подходят для гипоидных передач редукторов.
- GL-4. Масла для конических зубчатых передач, работающих при высоких нагрузках. Широко применяются в автомобильных МКПП и раздаточных коробках с синхронизаторами, поскольку безопасны для медных сплавов. Содержат 4 % противозадирных присадок, поэтому могут использоваться и в гипоидных передачах с малым смещением, при средних скоростях и нагрузках.
- GL-5. Гипоидные масла для скоростных зубчатых передач, прежде всего гипоидных, работающих при высоких нагрузках. Содержат до 6,5 % противозадирных присадок, широко применяются в автомобильных редукторах и ведущих мостах. Не используются в МКПП и раздаточных коробках с синхронизаторами из-за негативного влияния на медные сплавы, за исключением отдельных масел нового поколения со слабым коррозионным воздействием.
- GL-4/GL-5 (GL-4/5), GL-4 Plus (GL-4+). В стандарте API данной сдвоенной категории нет, но производители часто используют её. По эксплуатационным качествам эти масла ближе к GL-4, но отвечают и требованиям категории GL-5, а их коррозионное воздействие на синхронизаторы из медных сплавов снижено. Позиционируются как универсальные масла для любых узлов трансмиссии с зубчатой передачей.
- GL-6 (устарела). Масла для гипоидных передач с увеличенным смещением. Содержат большее по сравнению с GL-5 количество противозадирных присадок. Данная категория API устарела и больше не используется, масла GL-6 почти не встречаются в продаже.
- MT-1. Масла для несинхронизированных МКПП и раздаточных коробок, работающих при высоких нагрузках. По сравнению с GL-5 имеют улучшенную термическую стабильность, обеспечивают защиту деталей от износа и предотвращают повреждение сальников. Не подходят для узлов с синхронизаторами.
- PG-1. Масла для МКПП и раздаточных коробок тяжелых грузовиков и автобусов. Отличаются высокотемпературными свойствами, термостабильностью и улучшенной совместимостью с эластомерами.
- PG-2. Масла для редукторов и ведущих мостов тяжёлых грузовиков и автобусов. Отличаются высокотемпературными свойствами, термостабильностью и улучшенной совместимостью с эластомерами. Иногда маркируются как GL-7.
Индекс вязкости трансмиссионных масел
По аналогии с моторными маслами вязкость трансмиссионных масел указывается согласно международному стандарту SAE J306 и зашифрована в индексе. В зависимости от сезонности масла индекс SAE имеет разный формат.
- Летние масла — без буквы W в индексе SAE (80, 90). Для них регламентирована минимальная и максимальная кинематическая вязкость при температуре 100 °C.
- Зимние масла — с буквой W в индексе SAE (75W, 85W). Для них регламентирована минимальная температура, при которой сохраняется динамическая вязкость ≤150 Па·с (предел смазывающей способности).
- Всесезонные масла — со сдвоенным индексом SAE (75W-90, 80W-90), на рынке их большинство. Такие масла отвечают показателям как своего зимнего индекса (с буквой W), так и летнего.
В таблице приведены показатели вязкости и температуры для наиболее распространённых индексов вязкости SAE.
Вязкость масла напрямую влияет на толщину и прочность масляной плёнки, защиту узла под высокой нагрузкой, а также на шумность его работы и расход топлива. Вязкое (густое) масло обеспечит шестерням хорошую защиту под нагрузкой и тихую работу, но увеличит расход топлива, а на морозе почти потеряет текучесть. Масло с низкой вязкостью (жидкое) уменьшит потери энергии в узле и сэкономит топливо, но его масляная плёнка под большой нагрузкой окажется не такой прочной. Поэтому индекс вязкости — это компромисс, который выбирается инженерами исходя их конструктивных особенностей узла и региона эксплуатации. Рекомендованная вязкость трансмиссионных масел всегда указана в инструкции к автомобилю.
Синтетическая основа и современные пакеты присадок позволяют достигать необходимых защитных и смазывающих свойств масел при меньшей вязкости, что отражается и на рекомендациях автопроизводителей. Например, до 2007 года Toyota рекомендовала для задних мостов своих внедорожников масла вязкостью 85W-90, но затем перешла на синтетические масла 75W-85 и рекомендует их даже для некоторых моделей, выпущенных ранее.
Синтетика, полусинтетика и «минералка»
Как и моторные масла, трансмиссионные принято делить на минеральные, полусинтетические и синтетические. Нужно отметить, что «полностью синтетическое» масло — это маркетинговый термин, а не буквальное описание состава или технологии производства.
Минеральные трансмиссионные масла производят на основе минеральной базы — продукта вакуумной перегонки нефти. Дальнейшая обработка водородом (в том числе гидрокрекинг) улучшает окислительную стабильность и низкотемпературные свойства базовых масел — на этой основе делают «полусинтетику» и гидрокрекинговую «синтетику».
Полностью синтетическая основа масел — это полиальфаолефины (ПАО) и сложные эфиры (эстеры). Такая база имеет широкий температурный диапазон, высокую окислительную стабильность, создаёт прочную масляную плёнку. Но у неё есть и недостатки: плохая растворяемость присадок, агрессивность к сальникам и очень высокая стоимость. Поэтому синтетическую базу всегда смешивают с минеральной и гидрокрекинговой.
Минеральное трансмиссионное масло часто залито в трансмиссионные узлы с завода. Оно недорого стоит, но быстро теряет смазывающие и защитные свойства — менять «минералку» нужно регулярно. Интересно, что изношенные зубчатые передачи работают на минеральных маслах лучше и тише. Также минеральные масла менее требовательны к состоянию сальников, поэтому хорошо подходят для старых автомобилей.
Полусинтетическое трансмиссионное масло — это улучшенная «минералка» с более крепкой базой и усиленным пакетом присадок. Такие масла имеют больший ресурс по сравнению с минеральными и являются хорошим выбором в средней ценовой категории.
Синтетическое трансмиссионное масло наиболее качественное, ресурсное и дорогое. Имеет лучшую текучесть, поэтому отлично показывает себя при зимней эксплуатации. Обеспечивает надёжную защиту узлов трансмиссии, уменьшает потери на трение и расход топлива.
Как часто менять трансмиссионное масло
Ресурс трансмиссионного масла зависит от условий эксплуатации автомобиля и типа используемого масла. На рекомендации автопроизводителей в этом вопросе нужно опираться в меньшей степени — некоторые из них вообще заявляют срок службы трансмиссионных масел «на весь период эксплуатации». Если верить в «необслуживаемые» узлы трансмиссии, то период их эксплуатации закончится сразу после окончания гарантии на автомобиль.
Любое масло со временем стареет и окисляется, а его присадки вырабатываются. Сказывается и негерметичность узлов трансмиссии — для выравнивания давления в них обязательно есть сапун (воздушный клапан), через который внутрь попадает уличный воздух с влагой и пылью. Также в масле накапливаются продукты механического износа зубчатой передачи.
Cрок службы трансмиссионных масел:
- синтетического — 60–65 тысяч км,
- полусинтетического — 40–45 тысяч км,
- минерального — 25–30 тысяч км.
Эксплуатация в тяжёлых условиях дополнительно сокращает срок службы масла. Помимо пробега важен и срок эксплуатации — рекомендуется менять трансмиссионное масло каждые 3 года, даже если вы проехали на автомобиле немного.
И не забывайте о необходимости экстренной замены трансмиссионного масла во всех узлах после преодоления глубоких бродов. Даже если сапуны мостов, раздатки и КПП выведены наверх (распространённый тюнинг внедорожников), горячие узлы трансмиссии втягивают холодную воду через сальники из-за разницы температур. Смешиваясь с маслом, вода превращает его в светлую эмульсию, неспособную нормально смазывать узел. Поэтому после форсирования глубоких луж или речек придётся купить трансмиссионное масло для всех узлов и заменить его как можно скорее.
