Компания «Супротек» suprotec.ru/ начала производство новой серии продуктов — пластичных смазок со свойствами восстановления узлов трения. Триботехнический концентрат и триботехническая смазка «Универсал-М» предназначены для восстановления и увеличения ресурса шарниров равных угловых скоростей (ШРУСов) и ступичных подшипников, но могут применяться и в других узлах, в которых используется пластичная смазка.
Продукты содержат ультрамелкодисперсный активный минерал, создающий условия, при которых на поверхностях трения смазываемого узла формируется металлический защитный слой особой структуры. Принцип действия аналогичен действию триботехнических составов от «Супротек». Ступичные подшипники и особенно ШРУСы являются узлами, работающими в режиме высоких нагрузок. Действие минерала активируется давлением и высокой температурой, возникающей в точках соприкосновения поверхностей трения.
В результате применения смазок в процессе эксплуатации восстанавливается износ деталей, что нормализует работу узла: исчезают гул, щелчки, вибрация. Оба продукта были опробованы на легковых автомобилях, грузовиках и квадроциклах и показали высокую эффективность. В некоторых случаях при обработке особо изношенных узлов толщина сформированного металлического защитного слоя на поверхностях трения достигала 0,15 мм.
Пластичные, или как их еще называют – консистентные, смазки являются обязательной составляющей ряда автомобильных узлов: шарниров равных угловых скоростей (далее ШРУС), ступичных и опорных подшипников, карданных крестовин. Первоочередные задачи пластичных смазок – снижение коэффициента трения и, соответственно сокращение износа деталей, предотвращение коррозии стальных поверхностей, отвод тепла. Выполняя эти функции смазки, в конечном итоге, обеспечивают надежность и долговечность узла.
Однако, даже при наличии качественной смазки детали трения в шарнирах и подшипниках подвержены постепенному износу. В основном это приводит к «выработке» пазов, в которых движутся стальные шарики. Из-за этого в относительных движениях деталей появляется «люфт», что приводит к появлению ударных нагрузок и значительно ускоряет дальнейший износ.
Используя значительный опыт применения триботехнологии для снижения износа в агрегатах с жидкими смазками (масло в двигателях и трансмиссии) компания «Супротек» разработала особый класс пластичных смазок, который помимо защитных свойств, обладает и свойствами восстанавливающими, то есть способны вернуть изношенным деталям первоначальную форму.
Принцип работы восстанавливающих пластичных смазок «Супротек» тот же, что и у триботехнических составов. Смазка содержит частицы активного минерала, которые изменяет процессы, протекающие при трении. В точках соприкосновения стальных поверхностей возникает зона высокого локального давления, а температура смазки может достигать сотен градусов. Это происходит лишь в маленьких областях и на протяжении тысячных долей секунды. Однако, в таких «горячих точках» происходят сложные процессы – термические процессы расширение и сжатие участков поверхности, механические взаимодействия и деформация и прочее.
Если частица минерала оказывается в такой точке она оказывает влияние на протекающие процессы. Это влияние определяется особым химическим составом минерала, особенностями кристаллического строения, механическими характеристиками. Под этим влиянием поверхность детали получает возможность захватить микрочастицу металла, которые в изобилии содержатся в смазочном материале, являясь частицами износа. В процессе работы узла такие события происходят постепенно по всей поверхности трения детали, образуется новый поверхностный металлический слой. Особенно активно они протекают именно там, где износ повышен и возникают дополнительные нагрузки. Именно на таких участках восстановление происходит быстрее.
Характерно, что именно в узлах, использующих пластичные смазки, восстановление деталей происходит эффективнее, чем в зонах трения двигателей и трансмиссии. Добавление активного минерала в пластичную смазку способно восстановить значительные выработки поверхностей, вплоть до миллиметра толщиной. Это определяется особенностями трения качения и значительно более высокими нагрузками при контакте поверхностей. Таким образом, пластичная восстанавливающая смазка «Супротек» способна остановить износ шарнира или подшипника и постепенно восстановить их почти до изначальной геометрии.
Так, например, много раз удавалось привести в норму ШРУС, когда он уже начинал «щелкать» при повороте колеса. Щелчки в ШРУСЕ говорят о том, что произошла выработка направляющих канавок в обойме и образовался своего рода «порожек» от нормальной части канавки к углублению. При прямом положении колеса шарики шарнира находятся только в углублении и не производят лишнего шума. При повороте колеса шарики начинают двигаться вдоль канавки при каждом обороте и, соответственно, при каждом обороте ударяют в «порожек». Это и вызывает характерное щелкание. Применение воссатнавливающих консистентных смазок позволяет постепенно «зарастить» углубление, «порожек» исчезает, уходят щелчки и угроза выхода ШРУС из строя.
Однако, у данной технологии есть и пределы. Она не способна восстановить критический износ деталей (износ выше определенной величины) или исправить детали с механическими повреждениями, например, трещинами. Определить степень износа детали без ее демонтажа бывает очень сложно. Именно поэтому восстанавливающие смазки рекомендуется использовать уже в новых узлах. Они способствуют возникновению защитного слоя на еще не изношенной поверхности и тем самым снижают трение и сильно замедляют износ.
Одна из особенностей защитного слоя состоит в том, что он имеет микропоры, которые по размерам значительно меньше стандартной микрошероховатости поверхности, но расположены ближе. Смазка «цепляется» за них за счет сил поверхностного натяжения лучше, что создает значительно более эффективную и прочную смазочную пленку.
Это позволяет снизить трение на всем протяжении срока службы узла, что увеличивает свободный ход автомобиля, а значит сокращает расход топлива.
В личной переписке меня часто спрашивают, какую смазку закладывать в шарниры равных угловых скоростей (ШРУС) приводов автомобилей. Казалось бы, в чем проблема, если написано на банке "Смазка для ШРУС" — бери и пользуйся на здоровье. Однако, как и в любом другом вопросе, здесь есть свои нюансы, о которых я расскажу в этой записи.
Внимание: присутствует много букв и скучных картинок.
Часто, в комплекте с новым шарниром или пыльником, уже прилагается тюбик или пакетик со смазкой. Но не торопитесь не глядя использовать эту смазку. Бывает, что производитель запчасти не учитывает, что для разных шарниров смазки существенно отличаются, и в комплекте может быть не та смазка.
Дело в том, что в автомобиле могут использоваться ШРУС разных типов, для которых требуются смазки с определенными свойствами. Об этом и пойдет речь ниже.
1. Немного теории
Для передачи вращательного движения от агрегатов трансмиссии (КПП или редукторов) к колесам, часто применяются шарниры равных угловых скоростей (ШРУСы). Эти шарниры обеспечивают постоянную скорость вращения приводных валов (полуосей), вне зависимости от угла поворота колес и перемещений подвески и агрегатов трансмиссии.
Такой тип привода состоит из двух шарниров, внутреннего и внешнего, которые закреплены на полуоси. Внутренний ШРУС вставляется в агрегат трансмиссии, а наружный закреплен в ступице колеса (рис. 2).
2. ШРУС шарикового типа
Шарниры шарикового типа передают вращение с помощью шариков, скользящих по направляющим канавкам, выполненным в корпусе шарнира (рис. 3, 4):
Работа шарикового шарнира показана на видео:
Конструкция шарикового шарнира "живьем":
Шариковые ШРУСы способны передавать большой крутящий момент, обладают большим углом поворота и минимальным люфтам между элементами. Поэтому, шарниры данного типа в большинстве случаев применяются в качестве наружных шарниров приводов колес. Однако, такая конструкция шарнира не допускает осевых перемещений, поэтому они не способны компенсировать осевые перемещения подвески и агрегатов трансмиссии. Для компенсации осевых перемещений применяются шарниры другой конструкции.
3. ШРУС типа трипод
Одним из самых распространенных ШРУС, позволяющих компенсировать осевых перемещения, являются шарниры-триподы. В корпусе такого шарнира располагается трехлучевая вилка с роликами на игольчатых подшипниках (трехшиповик, трипод). Благодаря такой конструкции, трипод допускает как угловые перемещения, так и осевые, при которых ролики перемещаются по направляющим канавкам корпуса при поворотах или осевых колебаниях (рис. 5, 6):
Работа и конструкция шарнира типа "трипод" показана на видео:
Благодаря особенностям конструкции, триподы часто применяются в качестве внутренних ШРУС приводов колес, так как они позволяют компенсировать колебания подвески и агрегатов трансмиссии, а требуемые углы работы шарнира меньше, чем со стороны колес.
Прошу прощения за занудство, небольшое примечание. Довольно часто слышу, когда триподы называют "трипоиды". Это не совсем правильно, так как в оригинале существует только английское слово tripod, но многие его коверкают. Правильнее говорить "трипод".
4. Шариковые ШРУС с осевым перемещением
Помимо триподов, в качестве внутренних ШРУС могут применяться и шариковые шарниры с определенной конфигурацией канавок, позволяющей осевые перемещения (фото 7). Например, в качестве внутреннего ШРУС переднеприводных автомобилей ВАЗ семейства 2108-2110 применялись как триподы, так и шариковые шарниры.
Подробнее о разновидностях шарниров равных угловых скоростей можно почитать в Википедии: ru.wikipedia.org/wiki/%D0…E%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%B9
5. Важность выбора правильной смазки для ШРУС
Так как ШРУСы применяются в приводах колес, то они передают большой крутящий момент и испытывают большие нагрузки, как механические, так и температурные. Для обеспечения надежной работы, шарнир заполняется смазочным материалом и герметично закрывается резиновым или пластиковым пыльником.
При этом, первую попавшуюся смазку в ШРУС закладывать нельзя, так как от используемой смазки сильно зависит работоспособность и ресурс шарнира. В связи с высокими нагрузками, смазки для ШРУС должны быть противозадирными и высокотемпературными. Более того, шарниры разного типа (шариковые или триподы) требуют разных смазок. В шариковых ШРУС, шарики скользят по направляющим корпуса, и от смазки требуются высокие противозадирные свойства, а в триподах работают ролики с игольчатыми подшипниками, для которых также нужны смазки с определенными свойствами (в частности, игольчатым подшипникам противопоказаны смазки с твердыми частицами). Неправильная смазка может быстро прикончить шарнир:
Из сказанного выше становится понятно, что в ШРУС требуется использовать специализированные смазки, причем, для шарниров разного типа — разные смазки.
К сожалению, на практике иногда приходится видеть примеры, когда при ремонте в шарниры по незнанию закладывают неподходящие смазки — графитную, литол и т.д.
Вторая самая распространенная ошибка — использование в триподах смазок, предназначенных только для шариковых шарниров:
Специализированные смазки для ШРУС, за редким исключением, обычно обозначаются в явном виде, по надписям на упаковке "Для ШРУС", "CV Joints" или "Constant Velocity Joints". Кроме того, необходимо отличать смазки для шариковых ШРУС и триподов, о чем пойдет речь ниже.
6. Смазки для шариковых ШРУС
Для шариковых ШРУС применяются смазки консистенции NLGI 2 дополнительными противозадирными присадками в виде твердых частиц дисульфида молибдена MoS2. Такие смазки предотвращают сваривание и ускоренный износ при ударных нагрузках и перемещении шариков в металлических направляющих корпуса шарнира.
Идентифицировать смазки смазки с дисульфидом молибдена можно довольно просто — по цвету. Такие смазки, как правило, обладают характерным темно-серым или черным цветом, иногда с темно-синим отливом:
На упаковке таких смазок обычно указывается "С дисульфидом молибдена", "MoS2", "Molybdenum Disulfide", "Moly", "Для шариковых ШРУС" и другие обозначения, указывающие на предназначение смазки. Также, для шариковых шарниров предназначена распространенная отечественная смазка ШРУС-4 (также ШРУС-4М). Примеры см. на фото 12-15 (только для иллюстрации, это не рекомендации):
7. Смазки для ШРУС типа трипод
Так как в конструкции триподов применяются игольчатые подшипники, для смазки таких шарниров применяются специализированные мягкие смазки консистенции NLGI 1 или NLGI 1.5 без твердых добавок.
Внимание: Смазки с твердыми частицами дисульфида молибдена, типа ШРУС-4 и аналогичные, в триподах применять нельзя.
Как правило, на упаковке смазок для триподов, их применимость указана в явном виде, фразами типа "Tripod Joints", "Для игольчатых подшипников", "Triple Roller Joints", "Для триподов" и т.д. Кроме того, так как наиболее часто триподы применяются во внутренних ШРУС, на упаковке со смазкой может быть явно указано "Inboard", "Inner" и т.д.
Примеры смазок для триподов см. на фото 16-20:
8. Смазки, требующие дальнейшего уточнения
Есть две смазки, с которыми я лично до конца не определился насчет их применимости в ШРУС.
1) Смазка RedLine CV-2 с красным молибденом. В описании смазки указано, что она может применяться в ШРУС, при этом в составе используется красный (как пишут на форумах, "органический") молибден (Red Moly). В шарнирах какого типа применять эту смазку, мне пока не очень понятно. В высокоскоростных шариковых подшипниках она служит хорошо, я проверил на себе. Возможно, ее можно применять и в триподах.
Уточнение из комментариев: Возможно, в состав этой смазки входит хлорид молибдена — MoCl3 красного цвета.
2) Смазка Ravenol Arctic Tripoid Grease mit MoS2. Смущают две вещи — указано "Tripoid" (не Tripod, а именно Tripoid), плюс в составе смазки указан дисульфид молибдена MoS2. Я бы воздержался от использования ее в триподах до точного выяснения применимости.
ВЫВОДЫ:
1. В ШРУСах используются специализированные смазки, предназначенные именно для шарниров равных угловых скоростей. Обычно, они обозначаются явно, словами "ШРУС" или "CV", хотя бывают и исключения.
2. В связи с высокими нагрузками, смазки для ШРУС должны быть противозадирными и высокотемпературными.
3. В ШРУСах разного типа должны применяться разные смазки, для шариковых шарниров свои, для триподов — свои.
4. Смазки для шариковых ШРУС имеют в своем составе дополнительные противозадирные присадки в виде твердых частиц дисульфида молибдена Mo2S. Консистенция таких смазок обычно NLGI 2.
5. Смазки для триподов должны обеспечивать смазку игольчатых подшипников, поэтому они более мягкие (консистенция NLGI 1 или NLGI 1.5) и не должны содержать в своем составе твердых частиц, таких как MoS2.
6. Наружные ШРУСы чаще всего встречаются шарикового типа, а внутренние — типа трипод, но бывают и исключения. Поэтому, выбирая смазку для ШРУСов, необходимо точно знать, шарниры какого типа применены в данном конкретном случае.
Надеюсь, информация была для вас полезной.
Всем хорошего дня, до связи!
Все фото и видео взяты из сети, для иллюстрации.
