Категории NLGI по выбору и применению пластичных смазок в автомобильных узлах

В Европе американская система обозначения автомобильных смазок, основанная на назначении, пользуется редко, а аналогичной европейской системы нет.

В США автомобильные смазки выделяют официально и описывают в нормативных документах. Смазки, поступающие в торговую сеть, называют сервисными смазками (Servise Greases), отличая их от смазок, которыми заполняются узлы трения на заводах при выпуске автомобилей.

В стандарте ASTM D 4950-89, созданном совместно ASTM, NLGI и SAE, приводится деление автомобильных смазок на две основные эксплуатационные группы:
• сервисные смазки для ходовой части (Chassis Service Greases), обозначаемые по системе NLGI буквой "L";
• сервисные смазки для подшипников колёс (Wheel Bearing Service Greases), обозначаемые по системе NLGI буквой "G".

Эти группы смазок разделяются на категории качества автомобильных смазок в зависимости от гарантируемых показателей качества и обозначаются соответствующим знаком NLGI.

Определение водостойкости пластичных смазок для узлов трения ходовой части автомобиля
Смазки, применяемые в ступицах колес, шарнирах рулевого управления, карданных шарнирах, часто из-за недостаточной герметичности этих узлов подвергаются непосредственному воздействию воды. Это происходит в дождливую погоду и при преодолении вброд водных преград. Таким образом, автомобильные смазки должны удовлетворять требованию высокой водостойкости как одному из самых важных. Вымывание смазки из узла фактически приведет его в негодность. Необходимо отметить, что применительно к пластичным смазкам водостойкость включает в себя несколько свойств: растворимость в воде, способность поглощать влагу из окружающей атмосферы (гигроскопичность), проницаемость смазочного слоя для паров влаги, устойчивость смазки к действию капельной и струйной воды. Очевидно, что водостойкость непосредственно связана с антикоррозионными свойствами и является одним из показателей защитных свойств пластичных смазок.

Пластичные водостойкие смазки для рассматриваемых узлов трения проходят испытания согласно ASTM D 1264. В соответствии с этим методом стандартный шариковый подшипник качения заполняется проходящей испытание пластичной смазкой массой 4 г. Закрепленный в корпусе подшипник вращается с частотой 600 об/мин. Через сопло диаметром 1 мм в корпус с подшипником направляют струю воды температурой 79°С со скоростью 5 мл/с. Испытание длится 60 минут, по прошествии которых путем взвешивания определяют количество вымытой смазки с представлением результатов в процентах. Достаточно сильное влияние на смываемость оказывает температура воды. В этом тесте реализуются предельно жесткие условия, не характерные для нормальной работы узла. Однако это позволяет получать достоверные данные в результате относительно быстрого по времени испытания. Для возможности оценки этих данных напомним, что для автомобильных смазок наивысшей категории качества NLGI GC-LB этот показатель должен быть не более 15%.

Основные характеристики, влияющие на выбор пластичной смазки
Базовое масло и загуститель. По этим двум компонентам можно определить возможные характеристики смазки. Фактически же свойства смазки определяются ее химико-физическими и/или механико-динамическими свойствами на практике.

Вязкость базового масла. Жидкие базовые масла с вязкостью менее 46 сСт применяются исключительно при высоких скоростях, низких нагрузках и небольшой шероховатости поверхности. Густые базовые масла с вязкостью более 220 сСт применяются преимущественно при низких скоростях, высоких нагрузках и/или средней шероховатости.

Цвет. Цвет не является важной характеристикой. Как правильно, он зависит от сырьевого материала и присадок. Графитовые и молибдендисульфидные смазки имеют черный цвет.

Точка каплепадения. Температура каплепадения – это температура падения первой капли смазки, нагреваемой в специальном измерительном приборе. Практически характеризует температуру плавления загустителя, разрушения структуры смазки и ее вытекания из смазываемых узлов (определяет верхний температурный предел работоспособности не для всех смазок). Обычно максимальная допустимая температура использования смазки ниже точки каплепадения приблизительно на 50°С.

Пример: Температура каплепадения KIXX Golden Pearl EP2 класса NLGI 2 составляет +223°С, а предельная максимальная температура для кратковременного воздействия тепла +175°С. Температура каплепадения KIXX GS LIPLEX 2 класса NLGI 2 – уже +265°С, а предельная максимальная температура для кратковременного воздействия тепла +220°С. Соответственно, и в первом и во втором случае разница температур составляет около 50°С (48 и 45).

Эксплуатационный диапазон температур. В границах указанного диапазона смазка сохраняет свои свойства. Диапазон определяется по результатам испытаний, измерения и на основе опыта.

Пример: Диапазон рабочих температур KIXX Golden Pearl EP2 при продолжительной эксплуатации - от -30°С до +130°С. А более совершенной KIXX GS LIPLEX 2 - от -30°С до +165°С. Эти параметры можно сверить с соответствующими диапазонами в таблицах 3.5. и 3.6. и удостовериться в их полном соответствии.

Крутящий момент при пониженной температуре. Указывает на пригодность смазки для работы в условиях низких температур.

Фактор скорости. Фактор скорости показывает разрешенный диапазон скорости для смазки в подшипниках качения (n × dm = скорость, умноженная на среднее значение диаметра подшипника). Это важный параметр, относящийся к выбору смазки для использования в подшипниках. Для смазок на основе обычного минерального масла фактор скорости составляет около 0,5 х 106 мм/мин; для высокоскоростных смазок на основе синтетического масла в обычном состоянии составляет 1,3 х 106 мм/мин.

Рабочая пенетрация. При измерении пенетрации определяется консистенция и состояние смазки.

Консистенция. Распределение пластичной смазок по классам консистенции NLGI является упрощенной характеристикой рабочей пенетрации.

Классификация пластичных смазок NLGI по консистенции приведена в таблице 3.15.

Износ на 4-шариковой машине трения. Измеряется диаметр пятна износа. Чем он меньше, тем лучше противоизносные свойства смазки.
Нагрузка сваривания на 4-шариковой машине. Определяется предельная нагрузка, которую может выдержать смазка. Чем больше это значение, тем лучше.

Выдерживаемая нагрузка на машине Тимкена. Показатель устойчивости смазочного вещества к давлению. Это максимальная нагрузка, при которой еще не происходит разрыва смазочной пленки, и, таким образом, не происходит сваривания испытываемых образцов (выражается в ньютонах [Н]).

Водостойкость. Поведение смазки при контакте с водой.

Защита от коррозии. Антикоррозионные свойства металла, смазанного испытуемой смазкой.
Испаряемость. Оценивается количество масла, испарившегося из смазки за определенный промежуток времени при ее нагреве до максимальной температуры применения.

Номинальный срок службы. Основные показатели для срока службы смазки и интервал между добавлениями смазки. Например, показатель L50 номинального срока службы смазочного материала – это время, за которое хотя бы 50% подшипников выдерживают необходимый срок службы.

Совместимость с эластомерами и пластиками. Информация, содержащаяся в технической документации к смазочному материалу, может служить лишь для приблизительной ориентировки, в каждом конкретном случае необходимо проведение тестов.

Совместимость с пищевыми продуктами.

Применение в автомобильных узлах. Категории NLGI по применению пластичных смазок в автомобильных узлах (см. таблица 3.23) позволяет относительно просто определить назначение той или иной смазки, что становится особенно важным, если трудно найти рекомендованный автопроизводителем смазочный материал. Для обозначения категорий смазок, NLGI использует знак – символ NLGI, который присваивается лишь смазкам наивысшей категории: GC, LB и GC-LB. Смазки других категорий этим знаком не обозначаются, только на этикетке или в описании обычно указываются символы категории NLGI GA, NLGI GB, NLGI LA. 

Смазки категории NLGI LA используются для смазывания элементов ходовой части и шарнирных соединений легковых автомобилей и других транспортных средств с легким режимом работы.

Требования к качеству: смазки должны удовлетворительно смазывать элементы ходовой части и шарнирные соединения при частой замене смазки (в легковых автомобилях через каждые 3200 км или чаще). Смазки должны быть стойкими к окислению и изменению консистенции, а также охранять шарниры и другие элементы ходовой части от коррозии и износа в условиях малой нагрузки. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но так же могут быть использованы смазки и других степеней NLGI.

Смазки категории NLGI LB используются для смазывания элементов ходовой части и шарнирных соединений легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих в условиях как легкого, так и тяжелого режима. Тяжелым называется такой режим, когда большой интервал замены смазки, большие нагрузки, вибрации, воздействие воды или других загрязнений. Это смазки высшего качества для ходовой части.

Требования к качеству: смазки должны удовлетворительно смазывать элементы ходовой части и шарнирные соединения при температуре от -40°C до +120°С при продленном интервале замены смазки (в легковых автомобилях более 3200 км). Смазки должны быть стойкими к окислению и изменению консистенции, а также охранять элементы ходовой части и шарниры от коррозии и износа, даже под воздействием грязи и больших нагрузок. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но также могут быть использованы смазки и других степеней NLGI.

Смазки категории NLGI GA используются для смазывания подшипников колес легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих как в легком режиме при частой замене смазки в обычных условиях эксплуатации.

Требования к качеству: смазки должны удовлетворительно смазывать подшипники при ограниченной температуре от -20°C до +70°С. Дополнительных требований нет.

Смазки категории NLGI GB используются для смазывания подшипников колес легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих как в легком, так и в умеренном режиме. Умеренный режим - это обычные условия эксплуатации, которые бывают у большинства машин.
Требования к качеству: смазки должны удовлетворительно смазывать в широком интервале температур от -40°C, до +120°C и даже до +160°С. Смазки должны быть стойкими к окислению, испарению, изменению консистенции, хорошо защищать подшипники от коррозии и износа. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но также могут быть использованы и смазки других степеней NLGI - NLGI 1 и NLGI 3.

Смазки категории NLGI GC используются для смазывания подшипников колес легковых автомобилей, грузовиков и других транспортных средств, работающих как в легком, так и в тяжелом режиме. Тяжелый режим встречается в машинах, подшипники которых нагреваются до высокой температуры. Это транспортные средства с дисковыми тормозами, которые работают в "стоп-старт" режиме (автобусы, такси, городские полицейские автомобили и т.д.) или в режиме тяжелого торможения (буксировка, тяжелая езда в горах и т.д.). В настоящее время это смазки высшего качества для подшипников колес.
Требования к качеству: смазки должны удовлетворительно смазывать в широком интервале температур от -40°C, до +160°C и даже до +200°С. Смазки должны быть стойкими к окислению, испарению, изменению консистенции, хорошо защищать подшипники от коррозии и износа. Обычно рекомендуются смазки консистенции NLGI 2, но также могут быть использованы и смазки NLGI - NLGI 1 и NLGI 3.