مشخصات روغن هیدرولیک مناسب گیربکس اتوماتیک چیست؟

با مشخصات روغن هیدرولیک گیربکس اتوماتیک بیشتر آشنا شوید

چهار وظیفه ی اصلی روغن در این سیستم:

۱-قدرت موتور را از طریق مبدل گشتاور(کلاچ روغنی)   انتقال میدهد.

۲-گرمای جعبه دنده و مبدل گشتاور را به خنک کن منتقل کند.

۳-فشار هیدرولیکی را از طریق سیستم هیدرولیکی انتقال دهد.

۴-مانند روغن موتور تمام قسمتها را روعغنکاری کند.

کنترل سطح روغن و کیفیت ان : 

پایین بودن سطح روغن :

باعث ترکیب هوا در روغن، در اثر مکش پمپ می شود. وجود هوا در روغن باعث پوکی میشود و باعث ایجاد قابلیت تراکم میشود. در نتیجه درگیری ها با تاخیر انجام خواهد شد. همچنین پمپ نمیتواند به خوبی مبدل و سیستم هیدرولیک را تغذیه کند و در نتیجه گرمای زیاد باعث فرسوده شدن قطعات خواهد شد.

 

اثرات بالا بودن سطح روغن : 

باعث میشود دنده های جعبه دنده تولید کف و ایجاد حباب مینماید و مانند حالت پایین بودن سطح روغن ، باعث لغزش و گرمای بیش از حد میگردد.کف کردن توام با گرمای زیاد باعث میشود که روغن سریعتر اکسید شود و ایجاد لعاب کند و در نتیجه سوپاپها چسبناک می گردند.

کنترل کیفیت روغن :

علائم روغن تیره و سیاه : 

وقتی روغن دارای رنگ تیره و سیاه باشد و نیز با بوی سیم پیچ سوخته همراه باشد در این صورت روغن جعبه دنده بیش از اندازه گرم شده و صفحات کلاچ یا باند سوخته است. اگر رنگ روغن تیره باشد ولی بوی سوختگی ندهد تغییر رنگ ان ممکن است از ضد یخ اتیلن گلیکول باشد.

شیری رنگ شدن روغن :

رنگ شیری روغن بدین معنی است که در روغن اب وجود دارد که در اینصورت اب به روغن جعبه دنده راه پیدا کرده است که باعث تورم کنترل کننده ها و نرمی سطوح اصطکاکی میگردد.

لعاب دار شدن روغن : 

در این حالت روغن دارای رنگ قهوه ای روشن متمایل به تیره را دارا میباشدو روغن شفافیت و رنگ قرمز خود را از دست میدهد و لعابی روی ان تشکیل می شود که از روی گیج روغن مشخص است (مانند نفت روی اب) لعاب باعث چسبندگی سوپاپها و مسدود کردن مجاری ها میشود که باعث افت فشار خواهد شد.

راهنمای عملی روانکاری در: جعبه دنده های اتوماتیک و تراکتور 

در میان روغن های در دسترس, روغن های جعبه دنده های اتوماتیک (ATF), به علت این که باید شرایط بسیار خاصی را ایجاد کنند, از پیچیده ترین روغن ها به حساب می آیند.

   مهم ترین ویژگی های این روغن ها عبارتند از: انتقال حرارت, جلوگیری از سایش, روغن کاری, مقاوم در برابر کف کردن و کیفیت خوب انتقال قدرت.

   به علاوه, این ترکیبات باید با مواد مختلفی که در جعبه دنده وجود دارند, از قبیل سیل ها و دیسک های اصطکاک, سازگار بوده و در درجه حرارت بسیار بالا و پایین و برای هزاران کیلومتر کارکرد, دارای شرایط بسیار خوبی باشند.

   سازندگان اصلی جعبه دنده های اتوماتیک, نیازهای روغن کاری را به شرح زیر برای جعبه دنده های خود توصیه کرده اند.

   – شرکت جنرال موتورز مشخصات Dexron III یا Dexron IV را پیشنهاد کرده است.

   – شرکت فورد موتور, مایعاتی که مشخصات Mercon را داشته باشند, از سال۱۹۸۷ تا به حال پیشنهاد کرده است. (تمام جعبه دنده های انتقال که قبل از سال۱۹۸۱ ساخته شده اند, نیاز به روغن از نوع F دارند.) مخلوط کردن این روغن ها با یکدیگر (در مواردی که مشخص نشده است), باعث کاهش کیفیت جابه جایی دنده ها خواهد شد. ( Mercon V برای جعبه دنده های مدل سال۱۹۹۶ مورد نیاز است).

   –

جعبه دنده های آلیسون- روغنی که دارای مشخصات Allison C-4 باشد برای جعبه دنده هایی که دارای شرایط کاری سخت هستند, پیشنهاد شده است. (سطح مرغوبیت جدید Allison C-5 برای مدل های۱۹۹۶ مورد نیاز است.)

   – کاترپیلار- روغن هایی که مشخصات TO-4 را دارا باشند, برای تمام سیستم های انتقال, ترمز با دیسک های تر و دیفرانسیل توصیه شده است.

   – کرایسلر- کرایسلر پیش از این مشخصات Dexron را مورد استفاده قرار می داد ولی از سال۱۹۹۶ به بعد مشخصات MS 7176 را پیشنهاد کرده است.

   در سال های اخیر روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 , با مخالفت هایی روبرو شده است, به ویژه در مواردی که اپراتورها مجبور به عدم استفاده از روغن های موتور در این سیستم ها شده اند.

   به هر حال از زمانی که کاترپیلار, استفاده از روغن موتور در این سیستم ها را تایید کرد و با توجه به مواردی که در حال حاضر در سیستم های جدید به کار رفته اند, باعث در نظر گرفتن مواردی در رابطه با تطابق با مواد افزودنی موجود در روغن موتور شده است.

  

اولین مساله ای که توسط شرکت کاترپیلار (و دیگر سازندگانی که از این نوع سیستم های انتقال استفاده می کنند) در نظر گرفته شده این است که در طراحی سیستم های جدید انتقال, نیاز به درجه بالاتری از اصطکاک, به منظور دستیابی به بیشترین اثر دیسک های کلاچ و دیگر سیستم های ترمزی است. در نتیجه در روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 شاید از مواد افزودنی بهبوده دهنده خواص اصطکاک استفاده شده باشد. بنابراین بعضی از روغن های موتور برای این سیستم ها مناسب نیستند. چون ممکن است در فرمولاسیون آنها از ماده افزودنی بهبود دهنده خواص اصطکاک استفاده شده باشد. این مواد افزودنی می توانند به طور جدی روی عملکرد دیسک کلاچ اثر منفی بگذارند.

   دومین مورد, عدم تطابق بین مواد افزودنی پاک کننده به ویژه (موادی که در فرمولاسیون روغن موتور بکار برده شده اند) با مواد اصطکاکی دیسک کلاچ و الاستومرها (از قبیل کاسه نمدهای روغن), است.

 

  خیلی از روغن های موتور که امروز مورد استفاده قرار می گیرند دارای ترکیبات آلی نیتروژن دار در مجموعه مواد افزودنی پاک کننده- متفرق کننده هستند. این ترکیبات نیتروژن دار دارای اثر منفی روی سیل های روغن سیستم انتقال بوده و باعث می شوند که این سیل ها چروکیده و یا بیش از حد باد کنند. در هر دو حالت نشتی روغن در سیستم انتقال رخ خواهد داد.

   یک مشکل بسیار جدی که ترکیبات نیتروژن دار آلی ایجاد می کنند, این است که این مواد, باعث ترد کردن مواد اصطکاکی سیستم انتقال شده و نتیجه این کار, شکست و از دست رفتن این مواد اصطکاکی از روی دیسک است. به عنوان یک نتیجه, روغن های موتور نمی توانند برای مدت زیادی در سیستم های طراحی شده جدید, مورد استفاده قرار گیرند. چون به احتمال بسیار زیاد, در این روغن ها ترکیبات آلی نیتروژن دار, وجود دارد.

   وجود ترکیبات آلی نتیروژن دار و مواد افزودنی بهبود دهنده خواص اصطکاکی, باعث کوتاه شدن غیرعادی طول عمر سیستم های انتقال جدید می شود.

  

برای سیستم های انتقال جدید, باید از مواد افزودنی با شیمی جدید و روغن هایی با فرمولاسیون های خاص استفاده کرد.

   در حالی که مشخصات مختلفی توسط سازندگان ماشین آلات برای روغن های دنده اتوماتیک تعریف شده است, درصد بسیار زیادی از این روغن ها ممکن است در سیستم های دیگر, از قبیل سیستم های انتقال قدرت در ماشین آلات راه سازی و دستگاه های مورد استفاده در معدن کاری, کمپرسورهای دورانی از نوع مارپیچ و سیستم های فرمان مورد استفاده قرار گیرند.

   روغن های مورد استفاده در تراکتور این روغن ها برای روانکاری سیستم های انتقال, ترمز های تر (Wet Breaks), کلاچ های تر (Wet Clutches) و سیستم های اتوماتیک مورد استفاده قرار می گیرند. به طور معمول روغن مورد نیاز همه قسمت ها از یک مخزن تامین می شود. خواص منحصر به فرد این مایعات, باعث شده است که از این روغن ها در سیستم های انتقال دهنده صنعتی و بعضی از سیستم های هیدرولیک با فشار زیاد نیز استفاده شود.

   به خاطر این خاصیت ها به این روغن ها, روغن های انتقال عمومی تراکتور می گویند. هنگام استفاده از این روغن ها, در سیستم های جدید انتقال, با توجه به مواد اصطکاکی بکار برده شده در آنها, سیل ها و دیگر مواد سازنده این سیستم ها, باید توجه زیادی شود که روغن با این مواد سازگاری داشته باشد.

   هنگام استفاده از یک روغن با مشخصات کاترپیلار TO-4 , عاقلانه است که هم با سازنده روغن و هم با سازنده دستگاه مشورت شود.

   روغن های A.T.F به منزله روغن های انتقال اتوماتیک از پیچیده ترین روانکارهایی هستند که در صنعت تولید می شوند . تعداد مواد افزودنی این روغن ها، گاه به پانزده نوع ماده مختلف می رسد .

   روغن های A.T.F به طور کلی دوازده عملکرد متفاوت بشرح زیر دارند: عامل انتقال قدرت موتور از طریق مبدل گشتاور، سیال در هیدرولیک ها، کنترل کننده دما از طریق انتقال حرارت، روانکاری یاتاقان ها و دنده ها، روانکاری کلیه سطوح اصطکاک، کنترل کننده تورم آب بندها، کنترل کننده اصطکاک در صفحه کلاچ ها در دمای متغیر از منهای ۴۰ در جه تا ۱۷۵ درجه سانتی گراد، محافظت از سطوح فلزات در برابر خوردگی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و کف کردن ها و دارا بودن نقطه اشتعال بالا و فرّار بودن کم .

   عمده ترین ویژگی های روغن های A.T.F عبارتند از : پایداری در برابر اکسیداسیون، پاک کنندگی و معلق کنندگی، پایداری در برابر خوردگی، مقاومت در برابر سایش، سازگاری با آب بندها، داشتن خواص اصطکاکی، برخوردار بودن از تغییرات اندک ویسکوزیته نسبت به دما و بالاخره مقاومت در برابر ایجاد کف .

   به دلیل درجه حرارت بالا، اکسیداسیون روغن های A.T.F باعث موارد زیر می شود : ایجاد رسوبات و مواد لجن شکل بر روی صفحه های کلاچ و قطعات گیربکس، افزایش خوردگی آلیاژهای مس در یاتاقان ها و برش ها، سفت شدن قطعه های پلیمری و سائیدگی سطوح صفحات کلاچ .

   پاک کنندگی و معلق کنندگی از دیگر خصوصیات روغن های A.T.F است . این ویژگی باعث می شود که کلیه آلودگی ها و ناخالصی ها در گیربکس، به صورت معلق در آید و علاوه بر جلوگیری از رسوب، باعث تمیز نگهداشتن سیستم هیدرولیک شود .

  

   پایداری در برابر خوردگی و سائیدگی

   روغن های A.T.F در برابر خوردگی پایدار هستند . به طوری که می دانیم در ساختن گیربکس های اتوماتیک از مواد گوناگونی مانند فولاد، چدن، آلومینیوم، مس، برنج، برنز، نقره و قلع استفاده می شود . بنابراین روغن مورد استفاده در گیربکس ها باید در برابر خوردگی برای مجموعه فلزهای یاد شده، سطح حفاظتی بالایی داشته باشد که روغن های A.T.F از این خصوصیت برخوردارند .

   از خصوصیت های دیگر روغن های A.T.F مقاومت در برابر سائیدگی است . گیربکس های اتوماتیک دارای مکانسیم های متنوعی هستند . این مکانیسم ها شامل مبدل های گشتاور، دنده های خورشیدی، سیستم های هیدرولیک، صفحات کلاچ و قطعه های مختلف فلزی مانند انواع یاتاقانهاست.

   روغن های A.T.F قابلیت های لازم را برای محافظت در برابر سائیدگی سیستم های یاد شده دارند . این روغن ها هم چنین با آب بندها سازگاری داشته و عملکرد آن نسبت به ترکیبات الاستومری متفاوتست .

   ترکیبات الاستومری مختلفی که در سیستم های انتقال اتوماتیک برای جلوگیری از نشتی های داخلی و خارجی استفاده می شود، عبارتند از :

 

  نیتریل ها، پلی اکریل ها و سیلیکون ها که A.T.F ها با این ترکیبات سازگاری دارند .

   در زمینه خواص اصطکاکی روغن های A.T.F به چند نکته می توان اشاره کرد . صفحات کلاچ ها و باندهای مورد استفاده در گیربکس ها، به طور عموم از ترکیباتی هستند که دارای حداکثر مقاومت سایش و ضریب اصطکاکی بهینه می باشند . جنس صفحات از ترکیبات مرکب مواد فایبر سلولزی است . هم چنین برای تسهیل عمل خنک کاری بوسیله روغن، این صفحات متخلخل هستند . ضریب اصطکاک این صفحات به طور عموم بالاست بنابراین خواص اصطکاکی روغن های A.T.F نقش قابل توجهی در کارکرد گیربکس های اتوماتیک ایفا می کند .

   حداقل ویسکوزیته

   حداقل ویسکوزیته برای دمای بالا و حداکثر ویسکوزیته مجاز برای کارکرد در دمای پایین از ضرورت های استاندارد برای روغن های گیربکس اتوماتیک است . روغن های A.T.F با توجه به محدوده وسیع دمای مورد استفاده یعنی، منهای ۴۰ تا ۱۷۵ درجه سانتی گراد دارای ویسکوزیته مناسب هستند .

   این روغن ها هم چنین در برابر ایجاد کف از مقاومت لازم برخوردار می باشند . به طور کلی، گردش زیاد روغن، تلاطم شدید در مبدل گشتاور و مجرا های تنگ عبور روغن، باعث تشدید تشکیل کف در سیستم ها می شود . از آنجا که کف بیش از اندازه، فشار هیدرولیکی را کاهش می دهد . ساختار روغن های A.T.F به گونه ای است که در برابر ایجاد کف مقاومت لازم را دارا می باشد .

   یک جعبه دنده اتوماتیک از پنج قسمت اصلی شامل، مبدل گشتاور، کلاچ، باند، دنده های خورشیدی و سیستم هیدرولیک تشکیل شده است . عملکرد روغن های A.T.F بر روی هر یک از قسمت های جعبه دنده اتوماتیک بشرح زیر می باشد .

   در مبدل گشتاور، A.T.F در برابر اکسیداسیون مقاومت عالی دارد . خاصیت ضد خورندگی و سازگاری آنها با آب بندها بسیار خوب بوده، نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را داشته و از خاصیت ضد کف خوب برخوردارند .

   در کلاچ و باند، خواص اصطکاک مناسب داشته و در برابر اکسیداسیون پایدارند . هم چنین نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را از خود نشان می دهند و ضد سائیدگی هستند .

   در دنده های خورشیدی، فشار بالا یا EP را به خوبی تحمل کرده، خاصیت ضد سائیدگی و ضد خورندگی دارند . و بالاخره روغن های A.T.F در سیستم هیدرولیک جعبه دنده اتوماتیک نسبت به دما حداقل تغییرات ویسکوزیته را دارند، خواص ضد خوردگی، ضد کف و ضد سائیدگی آنها خوب بوده و با آب بندها سازگاری متناسب دارند .

   سیر تکاملی روغن های A.T.F

   عمده ترین عملکرد هر مایع هیدرولیکی، انتقال سریع نیرو است که در پنج وظیفه اصلی خلاصه می شود . این وظایف عبارتند از : انتقال قدرت موتور از طریق مبدل گشتاور، انتقال فشار هیدرولیکی از طریق سیستم کنترل هیدرولیک، انتقال و خارج کردن حرارت تولید شده، روانکاری سطوح بلبرینگ ها، شفت ها، چرخ دنده ها و سطوح اصطکاکی کلاچ ها و باندها و کنترل تورم آب بندها .

   روغن های A.T.F وظایف یاد شده را به خوبی انجام می دهند و سیر تکاملی آنها طی یک دوره تقریباً ۲۵ ساله قابل توجه بوده است .

   در سال ۱۹۴۶ میلادی، برای موتوری با قدرت ۱۵۰ HP ، ظرفیت روغن ۱۳/۵ لیتر بوده که در سال ۱۹۷۰ برای موتوری به قدرت ۳۷۵ HP ، ظرفیت روغن به ۱۱/۵ لیتر رسیده است .

   اولین روغن های انتقال اتوماتیک توسط شرکت جنرال موتور در سال ۱۹۴۹ با نام Type A به بازار عرضه شد . در سال ۱۹۵۹ تغییراتی بر روی Type A صورت گرفت و تولیدات جدید با نام Type A Suffix A در اختیار مصرف کنندگان قرار گرفت .

   در سال ۱۹۶۷ سیال DEXRON تولید شد که خاصیت پایداری آن در درجه حرارت های بالا بهبود یافت . در درجه حرارت پایین، سیال بودن خود را حفظ می کرد و در حین کار خواص اصطکاکی لازم را داشت .

   با عرضه سیال DEXRON II در سال ۱۹۷۵ ، فورمولاسیون DEXRON اصلاح شد . این سیال چند منظوره برای انتقال دهنده های ماشین های سواری، روانکاری موتورهای دوار، جایگزین سیال C-2 در آلیون دیترویت دیزل شد .

   DEXRON II در مقایسه با سیال DEXRON از گرانروی کمتری در درجه حرارت های پایین برخوردار بوده و پایداری آن در برابر اکسیداسیون بیشتر از DEXRON است .

   در سال ۱۹۶۰ ، کارخانه فورد برای گیربکس های اتوماتیک تولیدی خود بنام M-2C33-D روغن Type F را تولید کرد . هشت سال بعد، جدیدترین تغییرات بر روی این نوع روغن توسط فورد انجام شد و روغن Type F (M-2C33-F) ارایه گردید . آخرین دستاورد فورد در سال ۱۹۷۹ با ارتقاء سطح کیفی Type F با مشخصه M2-C33-G تولید شد . این محصول جدید تا سال ۱۹۸۲ به طور وسیعی در خودروهای اروپایی فورد، گیربکس های اتوماتیک شرکت بورگ، وارنر و ژاپن مورد استفاده قرار گرفت .

   در اواخر دهه ۷۰ و اوایل دهه ۸۰ شرکت فورد، سیال M-2C185A را که ضریب استاتیکی پایینی داشت با نام MERCON تولید کرد و این روغن به شکل تکامل یافته جدید در سال ۱۹۹۳ با مشخصه MERCON V روانه بازار شد.

   سیال اخیر، تحت برش های شدید و در مقابل اکسیداسیون، پایداری بیشتری دارد و در دمای پایین تر کارکرد بهتری از خود نشان می دهد .

   مقایسه سیالات فورد با جنرال موتور، نشان می دهد؛ سیالات جنرال موتور، ضریب اصطکاک استاتیکی پایینی دارند، در حالی که سیالات فورد از ضریب اصطکاک استاتیکی بالایی برخوردار هستند .

   این دو سیال قابل تعویض با یکدیگر نبوده و یکی بهتر از دیگری نیست . تفاوت اساسی آنها در خاصیت اصطکاکی صفحات کلاچ می باشد .

   برای تعویض دنده ای نرم، افزایش طول عمر صفحات کلاچ و باندها، خاصیت اصطکاکی مناسب سیال، اندازه و شکل صفحات کلاچ و شیب یا ضریب اصطکاک منحنی های اصطکاکی موثر می باشند .

   در اینجا به نکات قابل توجهی در مورد سیال انتقال اتوماتیک می توان اشاره کرد . ۵۰ درصد عامل افزایش دما در سیال انتقال اتوماتیک مربوط به حرارت ایجاد شده در صفحات کلاچ و باندها بوده و بقیه در مبدل گشتاور می باشد . گشتاور یا ضریب اصطکاک صفحات کلاچ معمولاً با افزایش دمای سیال کاهش می یابد .

   گشتاور دینامیکی نهایی قبل از اینکه کلاچها قفل کنند در مورد سیال فورد ۵۰ درصد بیشتر از سیال جنرال موتور است .

   گشتاور مورد نیاز در حالت خلاصی صفحات کلاچ در سیال فورد صد درصد بیشتر از سیال جنرال موتور است و این گشتاور در سیال DEXRON در دمای ۴۰ درجه سانتی گراد تقریباً همان مقداری است که سیال M2-C33 فورد در دمای۱۵۰ درجه سانتی گراد دارد (دمای عملکرد طبیعی گیربکس ۹۵ تا ۱۳۰ درجه سانتی گراد است) .

   ریختن سیالی با تیپ DEXRON در گیربکسی که برای سیال نوع M2-C33 فورد طراحی شده به این معنی است که اصطکاک موجود در صفحات کلاچ و باندها بطور دایمی در شرایط دمایی بالا و سخت عملیاتی قرار داشته است .

   بخش گیربکس اتوماتیک آلیسون شرکت جنرال موتور نیز سیالی با مشخصه ALLISON C-4 برای گیربکس های تحت شرایط عملیاتی سخت در وسایل نقلیه سنگین و اتوبوس های شهری ارائه کرده است . هم چنین CATTERPILLAR TO-4 سیالی است که شرکت کاترپیلار برای گیربکس هایی که خاصیت اصطکاکی در آن شدید بوده و به محافظت عالی در برابر خوردگی نیاز باشد پیشنهاد نموده است .

   در این میان شرکت های اروپایی تولید کننده گیربکس نیز سیالاتی را ارائه داده اند . فویت توربو VOITH TURBO که تولید کننده گیربکس های DIWA و MIDIMAT است سیال G 607 را با پایه تمام معدنی یا نیمه سنتزی و سیال G1363 را با پایه تمام سنتزی معرفی می کند .

   این سیالات دارای مشخصه DEXRON II D.DEXRON و یا DEXRON III هستند .

   هم چنین از مشخصات پایه ای استاندارد روغن ها می توان از عواملی نظیر پایداری برشی، محافظت در برابر خط برداشتن صفحات کلاچ و سازگاری با آب بندها نام برد .

  

شرکت ZF ، یکی دیگر از سازندگان اروپایی گیربکس اتوماتیک وسایل نقلیه سنگین و اتوبوس ها است .

   سیالات مورد تایید این شرکت باید مشخصه DEXRON II D.DEXRON و DEXRON III را داشته باشند .

   برای اخذ تاییدیه از این شرکت، تست های استاندارد ویسکوزیته، پایداری برشی و محافظت صفحات کلاچ در برابر خط افتادن نیز انجام می شود .

   شرکت دایملرکرایسلر، سومین شرکت اروپایی است که فهرستی از روانکارهای مورد تایید خود را تهیه و بصورت ۲۳۶.X معرفی کرده است .

   ۲۳۶ یعنی این سیال A.T.F بوده و X مربوط به سری خاصی از ادتیوهاست که توسط شرکت های سازنده ادتیو جهت افزودن به A.T.F بکار گرفته شده است .

   A.T.F های موجود در این لیست لزوماً مشخصه DEXRON II , D.DEXRON یا DXRON III شرکت جنرال موتور و همچنین خواص استانداردی نظیر ویسکوزیته مناسب، خاصیت ضد کف، سازگاری با آب بندها، پایداری برشی و محافظت صفحات کلاچ در برابر خط افتادن را دارا هستند .