Полная информация об ATF

Отличие ATF от других масел

Для полного понимания этого вопроса необходимо зайти издалека. Рассмотрим, какие вообще масла применяются в автомобилях, чем они принципиально отличаются. Не вдаваясь в подробности, это моторные масла, трансмиссионные (редукторные) масла, масла для гидроусилителей, АтФ и тормозная жидкость. Схожесть всех перечисленных масел, во-первых, в том, что основой их являются углеводороды, полученные путем переработки ископаемого углеводородного сырья, что соответственно даёт некоторую схожесть в свойствах. Все они имеют смазывающий, увеличивающий скольжение между трущимися поверхностями и гидроробный (отталкивающий вниз) эффект, а также способность отводить тепло. Немного похожи по виду: маслянистые на ощупь со схожими в первом приближении, на этом схожесть в свойствах и заканчивается.

Это порой порождает непоправимые ошибки, когда, например, в АКПП льют моторное масло, а в гидроусилитель – тормозную жидкость. Естественно, за этими действиями немедленно следует поломка агрегата. Так чем же всё-таки глобально отличается ATF (Automatic Transmission Fluid – жидкость для автоматических коробок передач) от всех остальных субстанций, заливаемых в устройства автомобиля.

Свойства ATF

Дело в том, что ATF – самая сложная по составу жидкость в автомобиле, от которой требуется целый ряд свойств, порой противоречащих друг другу.

1. Смазывающий эффект: снижение трения и износа в подшипниках, втулках, зубчатых зацеплениях, поршнях, электромагнитных клапанах.
2. Увеличение (модифицирование) сил трения в фрикционных группах: снижение проскальзывания (сдвига) между фрикционами пакетов сцепления, тормозными лентами, блокировкой гидротрансформатора.
3. Отвод тепла: быстрый вывод тепла из зоны трения за счет теплопроводности и жидкотекучести.
4. Пеноподавление: отсутствие вспенивания в зонах соприкосновения с воздухом.
5. Стабильность: отсутствие окисления при нагреве до высокой температуры и при соприкосновении с кислородом воздуха максимально длительный срок.
6. Антикоррозийность: предотвращение образования коррозии на внутренних частях АКПП.
7. Гидрофобность: способность выталкивать влагу с обслуживаемых поверхностей.
8. Жидкотекучесть и гидравлические свойства: способность сохранять стабильную текучесть и гидравлические свойства (степень сжатия) в широком диапазоне температур от -50 С до +200 С.

Так что же всё-таки заливать в АКПП и чем осуществлять долив ATF, если нужной марки ATF нет под рукой или вообще неизвестно, что в АКПП залито?

Для упрощения ответа сначала сделаем несколько утверждений.

1. Любой тип ATF – минералка, полусинтетика или чистая синтетика смешиваются между собой без каких-либо отрицательных последствий. Более современные ATF имеют лучшие характеристики и свойства.
2. Добавка более современного типа ATF в менее современную улучшает её свойства.
3. Чем менее современная ATF, тем хуже её свойства и поэтому её надо чаще менять, но даже на самой дремучей ATF типа DEXTRON II будет работать самая современная АКПП типа ZF6HPZ6 без всяких проблем. Проверено на практике!
4. Ни один производитель не раскрывает полную информацию о составе и свойствах производимой ими ATF , ограничиваясь общими рекомендациями рекламного характера. Исключение составляют специальные высоко модифицированные масла, в которые их производители вообще неизвестно что намешали и  обещают фантастический эффект. Такие жидкости, если есть желание их использовать, лучше заливать ни с чем не смешивая, поскольку эффект непредсказуем.
5. Указания производителей по использованию ATF в их изделиях в большей степени продиктованы целью увеличения прибыли и технически не всегда обоснованы.
6. Желательно (но не обязательно) использовать ATF с постоянными фрикционными свойствами для АКПП с жесткими включениями блокировки гидротрансформатора, и ATF с переменными функциональными свойствами для АКПП с блокировкой ГК имеющей режим управляемого проскальзывания, остальное не принципиально.
7. Все железки, шестеренки, подшипники, фрикционы, уплотнения и т.д. в АКПП состоят из одинаковых по свойствам материалов независимо от производителя АКПП, нюансы не очень значительны, значит и различные ATF не могут иметь принципиально различные свойства.

Суммируя всё вышесказанное, делаем следующий вывод: если Вы заправляете или меняете ATF в АКПП целиком, желательно использовать более современную и видимо более дорогую ATF, учитывая лишь её фрикционные свойства (переменные или постоянные) для Вашей АКПП. Если бюджет ограничен, то можно залить любую ATF, подходящую по цене – на работе АКПП это заметно не скажется, но подмену ATF придется проводить чаще. Рекомендации производителей можно вообще не учитывать. При заливке ATF в уже имеющуюся жидкость, если нет той же марки  необходимо использовать жидкость классом не ниже основной, т.е. DEXTRON III в . DEXTRON II доливать можно, а наоборот нежелательно, поскольку если в изначальной АКПП снизить свойства ATF, она может начать работать хуже, если же Вы вообще не знаете, что залито и боитесь навредить, доливайте самую дорогую современную ATF типа DIV-DVI, опять же в соответствии с фрикционными свойствами.

Состав ATF

По причине необходимости получения столь большого количества разнонаправленных свойств состав ATF крайне сложен и детально не разглашается Производителями. В открытой информации существуют лишь общие данные о химическом и молекулярном составе основных добавок, именно эти добавки (присадки) в конечном итоге формируют набор свойств, которыми должна обладать ATF, подробные формулы веществ и их взаимодействия засекречены.

Химический состав ATF состоит из двух основных частей – это базовая основа и пакет присадок. Базовая основа – это непосредственно несущая жидкость, составляющая основной объем. По своему типу база делится на три основных группы: минеральная, полусинтетическая и синтетическая. Так же применяется смесь минеральной и синтетической основы, которая продается как синтетическая. К минеральным основам относятся парафиновые (paraffinics) и нафтеновые масла, их группа в системах классификации XHVIYAPI ATIEL (the tehnical association of the european lubricans american petrolen Institute). К полусинтетическим или условно синтетическим относятся гидратированные (hidroisomerised)  минеральные базовые масла, которые считаются усовершенствованными, но относительно к первой группе, их классификация VHVI, одно из фирменных названий Yubase. Но истинно синтетической базовой группой являются полиальфаолефиновые HVHVI (PAD) масла. Технология их получения крайне сложна и дорога на данный момент, и в большинстве случаев имеющиеся в продаже синтетические ATF состоят частично из синтетической основы с добавкой минерального  или условно синтетического основного компонента, о чем на упаковке вас никогда не уведомят.

Присадки GATF

Второй частью химического состава ATF является пакет присадок. Их химический состав также засекречен производителями, и в открытом доступе существует информация об общем химическом составе и процентном содержании ионов различных веществ: фосфор – Р+, цинк – Zn+, бор – Во, барий – Ва, сера – S, Азот, Магний, и т.д.

На самом же деле эти ионы входят в состав сложных полиэфиров, которые в смеси создают дополнительные химические соединения, усиливая те или иные свойства добавок.

Именно поэтому речь всегда идет о пакете присадок, обладающем определенными характеристиками.

Рассмотрим ионовый состав пакета присадок наиболее распространенных ATF стандарта DEXTRON III/MERCON. Общий объем присадок в DIII по отношению к базовому маслу составляет 17%, из них в составе ионизаторов:

• Фосфор – 0,3% AW в составе 2-этил-гексил-фосфорной кислоты, повышает противоизносные свойства  в составе добавки ZDDP .
• Цинк – 0,23% в составе ZDDP цинк-диэтил-дитиофосфат – антиоксидантные свойства, противоизнос.
• Азот – 0,9%  AW добавка (Anti-Wear)
• Бор – 0,16%  AW добавка, усиливает моющие свойства, усиливая ZDDP.
• Кальций – 0,05%, в составе феноляты кальция – моющий эффект, плюс дисперчатор в составе базовой добавки TBN, антикоррозийный эффект.
• Магний – 0,05% моющие свойства в составе базовой добавки, снижение кислотности, антикоррозийный эффект.
• Сера – 0,55%  AW добавка, плюс в составе модификаторы трения (FM), противоизносные свойства  в составе EP .
• Барий – различные %, контроль partic late.
• Силоксан – 0,005% активный пеноподавитель.

Нижеперечисленные ионы входят в состав присадок, имеющих сложные формулы, детали которых засекречены, некоторые их названия  и общая химическая формула:

• ZDP – фосфат цинка, антикоррозийный эффект
• ZDDP – – дитио-фосфат, антиоксидант, противокоррозийный.
• TCP – трикрезил фосфат, повышение термостойкости.
• HP – хлорпарафин, стойкость к повышенной температуре .
• MOG – монопласт глицерина
• Стеариновая кислота
• PTFE –  тефлон (в ATF почти не применяется)
• SO – сульфатированная ЕР (присадка Extrime Pressure) стабилизирует свойства при избыточном давлении.
• ZCO – цинк карооксилат, ингибитор коррозии.
• NA – группа алкилированных бензолов.
• POE –  эфиры.
• TMP – сложные lineoleic эфирполинолы
• PE
• MODTP
• TBN
• KF

В общей сложности таких добавок разработано около сотни,  и в один пакет присадок может входить до 20 сложных веществ, которые в соединении дают перекрестный эффект, создающих у ATF заданные характеристики.

История создания ATF

Эксперименты по созданию автоматических трансмиссий начались в массовом порядке в 20х годах 20 века, но в те времена никто серьезно не задумывался об изменении свойств, применяемых в них гидравлических жидкостей. Первый большой прорыв произошел в 1949 году, когда компания General  Motors представила первую в мире серийную разработку ATF, получившую индекс Type A. Основу его составляло нефтяное минеральное масло, а в качестве единственной присадки использовался спермацетовый жир кита кашалота.  Спермацетовый жир выделялся из несчастного животного специальной железой и накапливался в двух мешках, располагавшихся в углублениях между костями в верхней части черепа. Эти мешки служили киту в качестве резонаторов испускаемых им ультразвуковых сигналов.  После убийства и разделки кита спермацетовый жир вымораживался  из содержимого спермацетовых мешков гидратировался, в результате получалось вещество под названием Цетин, химическая формула которого С15Н31СООС16Н33, которая и применялась как основная составляющая первой ATF.

Качество ATF Type A получилось настолько высоким, что смесь практически не требовала никаких доработок, исходя из того, что на тот момент трансмиссии были низкооборотистые, и рабочая температура  не превышала 70-90 С. Со временем мощности и крутящие моменты увеличивались, и исходный Type A перестал удовлетворять требованиям, поскольку окислялся при более высоких температурах и вспенивался, не выдерживая высоких оборотов.

Следующей в разработке ATF была созданная в 1957 году жидкость Type A Suffix A с улучшенными характеристиками. В ней впервые стали в минимальных количествах (около 6,2%) применяться присадки, содержащие вещества на основе фосфора, цинка и серы, которые позволили улучшить антиоксидантные и другие свойства ATF.

После этого в течение десяти лет ничего нового не было, и лишь в 1967 году GM сделала следующий шаг, создав ATF с индексом B. С этого момента была введена классификация под названием DEXTRON, и жидкость называлась DEXTRON В. Её принципиальное отличие было в том, что в её состав было введено значительное количество (около 9%) веществ на основе бария, цинка, фосфора, серы, кальция и бора, которые можно назвать пакетом присадок.

Ничем не ограниченная химическая добыча китов поставила их на грань вымирания, и в 1972 году правительство США было вынуждено принять закон “О сохранении исчезающих видов животных и птиц”, полностью запрещающий охоту на китов. У производителей ATF начались черные дни. В течение нескольких лет не удавалось найти замену спермацетовому жиру. При использовании оставшихся в распоряжении производителей жидкостей количество отказов автоматических трансмиссий увеличилось в США в 8 раз, и дело запахло катастрофой. Лишь к середине 70х компания International Lubricants в сотрудничестве с известным химиком-органиком Филиппом разработала жидкий синтетический восковой эфир под названием LIQUID WAXESTER, запатентованный под торговой маркой LXE® , что позволило в среднем на 50% улучшить необходимые свойства ATF. Полученные жидкости даже стали превосходить по ряду характеристик ATF на базе спермацета. На базе этой технологии в 1975 году GM был создан DEXTRON II индекс С с содержанием присадок 10,5%. Но вскоре выяснилось, что ATF получилась довольно агрессивной и стала вызывать коррозию металлических поверхностей, поэтому через год был создан DEXTRON II индекс D, в состав которого были введены дополнительные присадки-подавители коррозии. Следующий шаг в 1990 году – DEXTRON II индекс Е, в его составе появились стабилизаторы вязкости при низких температурах и стабилизаторы при высоких температурах. Венцом всех творений стал в 1995 году DEXTRON III, в составе которого были учтены все современные требования и введен сложный пакет присадок. На данный момент GM создал DEXTRON IV, DEXTRON V и DEXTRON VI. Параллельно с GM собственные разработчики вели целый ряд фирм, таких как Ford, создавших целый ряд собственных ATF, объединенных классификацией MERCON, Тойота классификация Tyret (DTT).

Это привело к изрядной путанице в классификации масел и понимании их совместимости между собой и с конструкцией АКПП. Поэтому со временем было принято решение привязать все эти  стандарты к классификации GM -DEXTRON. Поэтому на большинстве упаковок ATF любых фирм сзади в аннотации можно увидеть надпись: “Аналог DEXTRON III” или “DIV” и т.д.

В чём разница свойств ATF различных производителей. Определение совместимости с конструкцией АКПП.

Хотелось бы сразу отметить, что бы ни говорили достойные специалисты, принципиальной разницы в свойствах наиболее современных ATF нет. Если же вдаваться в подробности, то за критерии отличия берутся два основных фактора:

1. Взаимодействие ATF с различными типами фрикционных материалов.
2. Различные характеристики коэффициентов трения при сцеплении фрикционов фрикционных свойств (изменяемый  и постоянный коэффициент трения).

По первому пункту: В мире существует около десятка производителей фрикционных материалов, таких как Borg Warren, Alomatic, Alto и другие, каждая из которых разрабатывает свои оригинальные составы. Основой обычно является специально обработанное целлюлозное волокно (фрикционный картон), в которое в качестве связующего вещества добавляются различные синтетические смолы, а для упрочнения и улучшения фрикционных свойств вводятся в различных пропорциях сажа, асбест, различные типы керамики, бронзовая крошка, волокнистые композиты типа * и углепластика. Соответственно считается, что производитель АКПП подбирает тип ATF под используемый фрикционный материал, подбирая оптимальное значение коэффициента сдвига между фрикционами при полном контакте, чтобы максимально снизить выделения тепла в пакетах фрикционов. Однако, независимо от разницы в составах фрикционов все разработчики используют  одну цепь, поэтому и качественные фрикционы родных фирм не сильно разнятся по свойствам, поэтому сходно реагируют на разный тип ATF.

По второму пункту: Параметры зацепления фрикционных элементов АКПП определяются коэффициентом трения. Трение соответственно присутствует двух типов:

• трение скольжения, возникающее при соприкосновении фрикционных элементов до момента их полного зацепления;
• трение покоя, когда фрикционы приходят в состояние полного зацепления и становятся неподвижны относительно друг друга.

Кроме фрикционов в тормозных и приводных элементах АКПП есть еще фрикцион блокировки гидротрансформатора, который при переходе из   гидродинамического (за счет сжатия жидкостей между противоположно расположенными лопастями) режима передачи основного крутящего момента в жесткий (когда блокировка полностью прижимается к корпусу и Г/ТР работает как обычное сцепление на механике) получает тот же набор эффектов трения. Однако, в Г/Т современных АКПП 6-ти и более ступеней появился промежуточный режим, называемый управляемым проскальзыванием блокировки (FLU – Flex Lock Up) для более плавного и комфортного переключения, когда регулятор давления с большой частотой включения подает и отключает управляющее блокировкой давление, удерживая ее на грани проскальзывания. Соответственно, все виды ATF делятся на два класса: с постоянными фрикционными свойствами (Type F, Type G) и изменяемыми фрикционными свойствами (DEXTRON, MERCON, MOPAR).

ATF с неизменяемыми фрикционными свойствами имеет достаточно линейную картину: по мере прижатия фрикциона (уменьшения скорости проскальзывания) коэффициент трения растет, и в момент зацепления фрикционов достигает максимума. Это дает эффект четкого отрабатывания передач с выделением минимального соответствия.

Соответственно присутствует эффект ощущения переключений. При использовании ATF  с изменяемыми фрикционными свойствами на начальном этапе прижатия фрикциона коэффициент трения-скольжения имеет максимальное значение, но по мере их сжатия оно несколько снижается, достигая опять же максимума при полном контакте, но при этом значении коэффициент эктатрения покоя намного ниже. Это дает эффект более плавного и комфортного включения передач, но количество выделяемого тепла при этом возрастает.

Возможные последствия:  Если залить ATF с изменяемыми свойствами в АКПП с жестким  включением г/т, это может вызвать нежелательный эффект пробуксовки блокировки. В случае с неизношенной АКПП гидродинамическая передача поддержит крутящий момент до полного зацепления и ничего неприятного происходить не будет. В изношенной или поврежденной АКПП с  подгоревшей блокировкой и фрикционами, избыточное скольжение может усугубить положение и вызвать фатальное разрушение. Если же в АКПП с управляемым проскальзыванием блокировки залить ATF с неизменяемыми фрикционными свойствами, это может вызвать более жесткое включение передач, но трагических последствий не принесет.  Из этого можно сделать вывод, чтов нее можно долить ATF с измененными фрикционными свойствами, и она станет работать мягче, а если есть ощущение, что АКПП подбуксовывает чуть больше, чем надо, можно залить ATF с неизменяемыми фрикционными свойствами и она будет работать  чётче.

В заключение могу добавить, что значительно более серьезными факторами, чем фрикционные свойства масел, оказывающими влияние на работу АКПП, является температурный режим, степень износа поверхностей фрикционов  и  других устройств и управляющих компонентов, морозы. Перед этими факторами различия в свойствах ATF становятся незначительными. Есть смысл их учитывать только при наличии идеальных условий эксплуатации нового автомобиля.

Последняя разработка на рынке ATF

Несколько лет назад технологи нефтехимической компании AMALIE MOTOR OIL разработали универсальную синтетическую ATF, не имеющую аналогов в мире, обладающую фантастическими свойствами, которая одинаково удовлетворяет требованиям АКПП всех типов. Жидкость получила название “Amalie Universal  Synthetic Automatic Transmission Fluid”, которая произвела настоящую революцию на рынке США, получив сертификацию всех ведущих производителей автомобилей и АКПП. Новый тип полностью синтетической базы и сверхсовременный пакет многофункциональных присадок обеспечивают непревзойденную защиту и стабильные рабочие характеристики при использовании в любых типах автоматических и роботизированных трансмиссий, гидроусилителях и других гидравлических системах, независимо от производителя. Она с успехом заменяет всю линейку DEXTRON, MERCON, трансмиссионные жидкости Chryster, Toyota, Caterpilar и других производителей. Жидкость рекомендуется к использованию в высоконагруженных АКПП таких производителей, как BMV, Audi, Land Rover, Mercedes, Mitsubishi, Toyota и любых других автомобилей американского, европейского и азиатского рынка. Два года назад эта ATF появилась и на российском рынке. Для тех владельцев автомобилей, которые располагают средствами и не жалеют их на содержание своих железных коней, эта продукция является реальным решением.