2. Общие требования к пластичным смазкам для узлов автомобилей

Специфичность работы автомобильных узлов предопределяет различные требования к применяемым в них пластичным смазкам. Удовлетворение этих требований достигается как с помощью специализированных смазок, максимально отвечающих специфическим условиям работы данного узла, так и с помощью многоцелевых, способных обеспечить работу большинства автомобильных узлов. Эти две тенденции в разработке и применении пластичных смазок для автомобильной техники существовали на всех этапах ее развития. С совершенствованием конструкции автомобильных узлов и ужесточением требований к пластичным смазкам, с разработкой теории смазки и с развитием нефтеперерабатывающей промышленности оба вида смазок — универсальные и специализированные также совершенствовались.

На раннем этапе развития автомобильной техники универсальность и взаимозаменяемость смазок обусловливались несовершенством негерметизированных узлов трения, так как уровень качества смазок практически не оказывал влияния ни на периодичность обслуживания, ни на износ узлов. Это объясняется тем, что смазка любого качества загрязнялась и удалялась из узла раньше, чем она успевала проявить свои свойства. Такое положение тормозило развитие высококачественных смазок. Тем не менее и тогда для некоторых узлов, например для рессор, использовались специализированные смазки.

Примером универсальной смазки, которая разработана много лет назад, а используется и сегодня, может служить солидол. Его сорта различаются только консистенцией, причем более мягкие сорта рекомендовались для узлов, смазываемых через пресс-масленки, а более густые — для подшипников.

В настоящее время под универсальной или многоцелевой автомобильной пластичной смазкой понимается антифрикционная пластичная смазка такого состава, структуры и свойств, которые удовлетворяют требованиям узлов шасси, подшипников ступиц и других автомобильных узлов.

Принципиально возможно разработать пластичную смазку, работоспособную в широком интервале температур в большинстве узлов автомобиля без смены и пополнения ее в процессе длительной эксплуатации. Однако экономическая целесообразность применения такой смазки во всех узлах автомобилей при их массовой эксплуатации в обычных условиях лимитируется стоимостью и дефицитностью компонентов, которые обеспечивают такую универсальность.

Многоцелевая смазка должна отвечать многим и зачастую противоречивым требованиям, предъявляемым различными узлами. В идеале такая смазка, заменяя ряд специализированных и универсальных смазок более низкого качества, должна обладать всеми лучшими свойствами заменяемых смазок или превосходить их, т. е. быть оптимальной для всех узлов, в которых применялись эти смазки. На практике достичь этого довольно трудно. Ради универсальности иногда приходится жертвовать некоторыми второстепенными свойствами смазок.

Очевидно также, что специализированная смазка, разработанная для конкретного узла, предъявляющего специфические требования, способна наиболее полно удовлетворить их. Использование высококачественных специализированных смазок оправдано в полной мере только в герметизированных узлах, в которые смазка закладывается при их изготовлении и не сменяется и не пополняется в процессе эксплуатации узла. Именно в таких узлах смазка ведет себя как равноправный конструктивный элемент, а уровень ее качества может и должен обеспечивать ее работоспособность на протяжении всего срока эксплуатации узла.

Многоцелевые и специализированные смазки должны не конкурировать, а дополнять друг друга. Конструкторы машин при создании узла должны рассматривать смазку как его конструктивный элемент и подбирать смазку оптимального состава с таким расчетом, чтобы все узлы автомобиля, требующие пополнения смазкой в процессе эксплуатации, смазывались одним, максимально двумя сортами смазки. Такой подход упрощает обслуживание и снижает затраты на него, а также на перевозку и хранение смазок. Кроме того, такой подход позволяет сократить потери и снизить возможность нерационального использования смазок и их смешения. Число сортов специализированных смазок, которые закладываются в герметизированные узлы при их изготовлении на весь ресурс, не влияет на затраты при эксплуатации и обычно обусловлено особенностями производства, в частности, поставками комплектующих узлов смежниками.

Рассматривая требования, предъявляемые к качеству пластичных смазок, необходимо иметь в виду, что большую часть этих требований диктуют климатические условия, в которых должны работать автомобили. Например, смазки для Севера и Крайнего Севера должны обладать всеми свойствами смазок для умеренного климата, но одновременно обеспечивать работоспособность техники, как при отрицательных, так и при повышенных температурах. Последнее требование связано с мобильностью автомобиля, который в процессе эксплуатации может перемещаться из одной климатической зоны в другую. Применение автомобиля в гористой местности, например на Кавказе, также сопряжено с постоянным его перемещением из одной климатической зоны в другую.

Разнообразие условий работы смазок в автомобильных узлах определяется как непостоянным режимом трения при движении автомобиля в зависимости от профиля полотна дороги и скоростного режима, так и весьма существенными различиями в размерах и типах применяемых на автомобилях узлов трения. Ниже рассмотрены общие требования к смазкам, предъявляемые основными узлами трения автомобилей.

Подшипники качения, работающие при повышенных температурах (ступицы колес, муфты выключения сцепления, водяного насоса и др.). Смазки для этих узлов должны обладать высокой термостойкостью и малой испаряемостью, хорошо удерживаться в подшипниках и подпитывать зону трения, обладать высокой механической и химической стабильностью, быть устойчивыми к вымыванию водой, предотвращать питтинг рабочих поверхностей. Кроме того, желательно, чтобы смазки для этих узлов обладали достаточными консервационными, противоизносными и противозадирными свойствами. Несмотря на близость условий эксплуатации, эти узлы все же предъявляют и ряд специфических требований. Так, смазка для подшипника муфты выключения сцепления должна обладать улучшенными смазочными свойствами, но может быть менее стойкой к вымыванию водой по сравнению со смазками для ступиц колес, которые, в свою очередь, должны предотвращать коррозию посадочных мест подшипников.

Шаровые шарниры. Для негерметизированных узлов, как указывалось ранее, качество смазки не играет существенной роли из-за утечек и загрязнения. Смазка для герметизированных конструкций должна обладать высокой механической и химической стабильностью, а также противозадирными и противоизносными свойствами. Требования к другим свойствам менее жесткие.

Тормозные механизмы. Для обеспечения надежной работы этих узлов смазки для них должны обладать малой консистенцией высокой работоспособностью в интервале температур от —40...—60 °С до +150°С, высокой химической и механической стабильностью, хорошими противоизносными, противозадирными и защитными свойствами, а также водостойкостью.

Игольчатые подшипники карданных шарниров. Смазка для этих узлов должна обладать улучшенными смазочными свойствами в условиях повышенной вибрации и циклических нагрузок. Смазка не должна смываться водой с рабочих поверхностей, должна обеспечивать удовлетворительный режим смазывания в присутствии абразивных загрязнений и защиту от коррозии в присутствии влаги. Особо жесткие требования предъявляются к предотвращению образования питтинга и фреттинг-коррозии на рабочих поверхностях. Кроме того, смазка должна обладать хорошими низкотемпературными и антиокислительными свойствами.

Конструктивные особенности карданных шарниров равных угловых скоростей разного типа обусловливают различия в условиях работы и поступления смазок в зону трения, в связи с чем, в этих узлах используются смазки различной консистенции. Смазки для всех типов шарниров должны обладать высокими или очень высокими противозадирными и противоизносными свойствами, они должны быть водостойкими с достаточно высокими защитными свойствами. К остальным свойствам требования менее жесткие. Рессоры являются открытым узлом, работающим в условиях сильного загрязнения абразивом и водой, поэтому другие свойства, кроме противозадирных и водостойкости, практически не оказывают существенного влияния на работу данного узла и должны несколько превышать минимально допустимый уровень.

Узлы кузова и кабины смазываются пластичными смазками общего назначения, так как не предъявляют жестких требований к большинству свойств смазок. Для этих узлов желательны мягкие смазки с улучшенными морозостойкостью и защитными свойствами.

В закрытых подшипниках смазки работают в условиях, защищенных от вредного влияния загрязнений. Кроме того, смазка удерживается в узле защитными шайбами. В этих условиях целесообразно применять качественные смазки, обладающие высокой термостойкостью и химической стабильностью, хорошо противостоящие питтингу. Требования к остальным свойствам менее жесткие. Консистенция смазок выбирается в зависимости от условий работы и типоразмера конкретного подшипника.

Важнейшие параметры работы и требования к пластичным смазкам для автомобильных узлов приведены в табл. 2.

Таблица 2