зольность масла | Характеристики масел

Сульфатная зольность масла – это в общем случае показатель количества противоизносных, противозадирных и других присадок. Изначально зольность чистой масляной базы, в зависимости от природы её происхождения, обычно не превышает 0,005%.

Показатели вязкости масел

ДВС, работающие на природном газе, должны иметь зольность не более 0,03-0,085. Если в ММ добавить какие-либо присадки, изменяющие массовую долю золы, то в результате можно получить моторную или трансмиссионную жидкость.

Что такое зольность и на что она влияет

Зольность это показатель количества несгораемых примесей. В любом двигателе внутреннего сгорания некоторое количество залитого масла уходит «на угар», то есть, испаряется при высокой температуре когда попадает в цилиндры. В результате на их стенках образуются продукты сгорания, или попросту зола, содержащая разные химические элементы. И именно от состава золы и ее количества можно судить о пресловутой зольности масла. Данный показатель влияет на способность образования нагара на деталях двигателя, а также производительность сажевых фильтров (ведь несгораемая сажа забивает соты). Поэтому она не может превышать отметку 2%. Так как зольностей существует две, то и рассматривать мы их будем по очереди.

Зольность базового масла

Начнем с понятия обычной зольности, как более простого. В соответствии с официальным определением, зольность — это показатель количества неорганических примесей, остающихся от сжигания навески масла, который выражается в процентах к массе испытуемого масла. Это понятие обычно применяют для характеристики масел без присадок (в том числе, базовых), а также различных смазывающих жидкостей, которые не используются в двигателе или в автомобильной технике вообще. Как правило, значение общей зольности находится в пределах от 0,002% до 0,4%. Соответственно, чем этот показатель ниже — тем чище испытуемое масло.

На что влияет зольность? Обычная (или базовая) зольность влияет на качество очистки масла, в котором еще нет присадок. А поскольку в настоящее время практически во всех используемых моторных маслах они присутствуют, то и понятием обычной зольности повсеместно не пользуются, а вместо этого в широком смысле применяют понятие сульфатной зольности. Далее переходим к ней.

Сульфатная зольность

%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%81%D0%B8%20%D0%B2%20%D0%BC%D0%B0%D1%81%D0%BB%D0%B5.jpg

Примеси в масле

Итак, сульфатная зольность (другое название уровень или показатель сульфатных шлаков) — это показатель для определения присадок, в состав которых входят органические соединения металлов (в частности, входящих в их состав солей цинка, калия, магния, кальция, бария, натрия и других элементов). При сгорании масла с такими присадками образуется зола. Естественно, что чем больше их будет в масле — тем больше будет золы. Она, в свою очередь, в двигателе смешивается со смолистыми отложениями (особенно это актуально, если двигатель старый и/или в нем давно не меняли моторное масло), в результате чего образовывается абразивный слой на трущихся деталях. При работе они царапают и изнашивают поверхность, тем самым сокращая ресурс двигателя.

Сульфатная зольность также выражается в процентах от навески масла. Однако для ее определения необходимо провести специальную процедуру с сжиганием и прокаливанием испытуемой массы. И процент берется именно от твердого остатка. При этом в работе используется серная кислота, чтобы из массы вычленить сульфаты. Именно отсюда и пошло название сульфатной зольности. Точный алгоритм выполнения измерений по ГОСТу мы рассмотрим ниже.

Зачастую сульфатная зольность обозначается английской аббревиатурой SA — от sulphate и ash — зола.

Влияние сульфатной зольности

Теперь перейдем к вопросу о том, на что влияет сульфатная зольность. Но перед этим нужно уточнить, что ее понятие напрямую связано с понятием щелочного числа моторного масла. Это значение позволяет установить количество нагара в камере сгорания. Обычно масло попадает туда через поршневые кольца, стекая по стенкам цилиндров. Количество упомянутой золы напрямую влияет на функционирование системы зажигания, а также запуска двигателя в холодную пору года.

%D0%A9%D0%A7.jpg

Зависимость щелочного числа от времени

Так, сульфатная зольность прямо пропорциональна начальному значению щелочного числа еще не использованного (или только залитого) масла. При этом необходимо понимать, что щелочное число не является абсолютным показателем нейтрализующей способности смазывающей жидкости, и со временем оно падает. Это происходит из-за наличия в топливе серы и других вредных составляющих. И чем некачественнее топливо (больше в нем серы), тем быстрее падает щелочное число.

Обратите внимание, что сульфатная зольность прямо влияет на температуру вспышки моторного масла, в частности, со временем, по мере того, как имеющиеся в его составе присадки выгорают, значение упомянутой температуры снижается. Это также снижает эксплуатационные качества самого масла, каким бы качественным оно не было.

Использование малозольных масел имеет «две стороны медали». С одной стороны их использование оправдано, так как такие составы предназначены для предотвращения быстрого загрязнения систем выхлопа (в частности, оборудованными катализаторами, сажевыми фильтрами, системами EGR). С другой стороны малозольные масла не обеспечивают (снижают) необходимый уровень защиты деталей двигателя. И тут при выборе масла необходимо выбирать «золотую середину» и руководствоваться рекомендациями завода-изготовителя автомобиля. То есть, смотреть на значение зольности и щелочного числа!

Роль серы в образовании золы

Обратите внимание, что показатель обычной зольности моторных масел не имеет никакого отношения к уровню серы в них. То есть, малозольные масла не обязательно будут малосернистыми, и этот вопрос нужно уточнять отдельно. Стоит добавить, что сульфатная зольность также влияет на загрязнение и работу сажевого фильтра (возможность регенерации). Фосфор же постепенно выводит из строя катализатор дожига угарного газа, а также несгоревших углеводородов.

Что касается серы, то она нарушает работу нейтрализатора оксидов азота. К сожалению, качество топлива в Европе и на постсоветском пространстве сильно отличается не в лучшую для нас пользу. В частности, в нашем топливе есть много серы, которая очень вредна для двигателя тем, что смешиваясь с водой при высоких температурах она образовывает вредные кислоты (в основном, серную), которые разъедают детали двигателя. Поэтому для российского рынка лучше выбирать масла с высоким щелочным числом. А как указывалось выше, в маслах, где высокое щелочное число — там и высокая зольность. При этому нужно понимать, что не существует универсального масла, и его нужно подбирать в соответствии с используемым топливом и особенностями двигателя. В первую очередь нужно отталкиваться от рекомендаций завода-изготовителя машины (в частности, ее двигателя).

Чем обусловлено требование к зольности масла

%D0%97%D0%BE%D0%BB%D0%B0.jpg

Зола при выгорании масла

Низкий уровень зольности современных масел продиктован экологическими требованиями Евро-4, Евро-5 (устаревшие) и Евро-6, которые действуют на территории стран Европы. В соответствии с ними современные масла не должны сильно забивать сажевые фильтры и катализаторы автомобилей, и выделять в окружающую среду минимум вредных веществ. Также они призваны минимизировать сажевые отложения на клапанах и цилиндрах. Однако на самом деле такой подход резко снижает ресурс современных двигателей, но это также выгодно и для автопроизводителей, поскольку прямо ведет к частой замене машины у автовладельцев на территории стран Европы (потребительский спрос).

Что касается отечественных автолюбителей (хотя это больше относится к отечественному топливу), то в большинстве случаев малозольные масла будут пагубно влиять на вкладыши, пальцы, а также способствовать задиру юбок в двигателе. Однако при малой зольности масел количество отложений на поршневых кольцах будет меньше.

Интересно, что уровень сульфатной зольности у американских масел (стандартов) ниже, чем у европейских. Это обуславливается использованием качественного базового масла, относящихся к 3 и/или 4 группе (изготовленных на основе полиальфаолефинов или с использованием технологии гидрокрекинга).

Использование дополнительных присадок, например, для очистки топливной системы, может привести к образованию дополнительного слоя сажи, поэтому к таким составам нужно относиться с осторожностью.

%D0%9A%D0%B0%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80.jpg

Забитые сажей соты катализатора

Пару слов про двигателя новых моделей, у которых блоки цилиндров сделаны из алюминия с дополнительным покрытием (многие современные машины от концерна VAG и некоторые “японцы”). В интернете много пишут о том, что такие моторы боятся серы, и это действительно так. Однако в моторном масле количество этого элемента значительно меньше, чем в топливе. Поэтому в первую очередь нужно порекомендовать пользоваться бензином стандарта Евро-4 и выше, а также пользоваться малосерными маслами. Но, помните что, малосерное — это не всегда малозольное масло! Так что всегда проверяйте показатель зольности в отдельной документации, где описаны типичные характеристики отдельно взятого моторного масла..

Плотность моторного масла при 15 градусах

Плотность не так часто используется при рассмотрении технических параметров масла, но это довольно важный параметр, от которого зависит, насколько хорошо масло будет создавать нужное давление, то есть как быстро и эффективно жидкость будет достигать всех деталей и обеспечивать им надежную смазку. От плотности зависит и качество отведения тепла маслом от деталей и охлаждения двигателя.

По сути от плотности зависит кинематическая вязкость, то есть саму кинематическую вязкость вычисляют, использую значение динамической вязкости и плотности масла. Поскольку температура влияет на плотность, для моторного масла температура измерения данного параметра равняется 15 градусам.

Плотность моторных масел должна быть в пределах 0,8-0,9 кг/м3, но бывают масла и с показателем в пределах 0,7-0,95 кг/м3.

Плотность отработанного масла

В целом плотность масла определяет тип основы и состав присадок. Плотность масла ниже, чем эталонная – то есть плотность дистиллированной воды, так как в смазке в большом количестве присутствуют легкие примеси. С пробегом эти примеси испаряются, а тяжелые наоборот накапливаются, из-за чего плотность отработки масла будет выше, чем у свежего. Измерение плотности – это хороший способ определение подделки. Некоторые подделки – это очищенные отработанные масла, но как бы их не очищали или не дополняли добавками, плотность все равно не вернется к первоначальному значению.

Как измеряется плотность

Плотность моторных масел измеряется по общим правилам физики – соотношение веса к объему, то есть кг/м3. Сама по себе плотность масла не так важна, если только вы не хотите проверить масло на подделку. Важнее сохранение этого параметра, то есть текучести, при изменении температур. Плотность моторных масел измеряется при +15 градусах, в то время как в двигателе температура меняется в широком диапазоне от плюса, до минусы при холодном пуске зимой. По этой причине при рассмотрении технических характеристик при оценке масла большее внимание уделяется динамической и кинематической вязкости, которые по сути являются производными от значения плотности.

Значение плотности для синтетики и минералки

По большому счету плотность масла зависит именно от типа основы. Минеральные масла гораздо гуще, поэтому менее стабильны при повышении температуры, чем синтетика. Для минералки диапазон плотности составляет 875-856 кг/м3. Для синтетики 840-860 кг/м3. Но, как я уже говорил выше, важна не сама плотность, а сохранение текучести при рабочей температуре, то есть кинематическая вязкость.

Зольность масла

Зольность масла – это показатель того, сколько шлаков содержится при сгорании топлива. Если системы самоочищения могут справиться с сажей, то в отношении золы это не работает. Количество органических присадок называется зольностью, и они влияют на механизмы работы автомобиля. В качестве присадок выступают: антикоррозийные, моющие, антиокислительные компоненты. zol2.png

Небольшое предисловие

Популярные статьи о моторных маслах начинаются с рассказов о базах и присадках, классификациях SAE, АСЕА, API, ILSAC, спецификациях (допусках) производителей автомобилей, режимах смазки и прочих фундаментальных вещах.

Интереснейшие темы! Но сегодня мы не будем подробно ими заниматься – лишь упоминать по мере надобности. Во-первых, мы обсуждали их совсем недавно, всего лишь год назад (см. «АБС-авто» № 3, 4, 5/2011). Эти статьи, подготовленные под научной редакцией к.т.н. Виктора Резникова и к.т.н. Александра Первушина, есть на нашем сайте.

Во-вторых, немало основополагающих сведений любезно предоставили наши эксперты. Эту информацию вы найдете в цветных врезках.

Впрочем, некоторые фрагменты из ранее опубликованных материалов мы задействуем – там, где это уместно. Все же логика изложения не последнее дело, ради нее не грех и повториться.

Изготовление малозольных масел

Необходимость изготовления малозольных масел возникла во многом из-за требований экологичности (пресловутые стандарты Евро-х). При изготовлении моторных масел в них есть (в разных количествах, зависит от многого) сера, фосфор и зола (сульфатной она становится потом). Так, к появлению в составе масел упомянутых элементов приводит использование следующих химических соединений:

  • диалкилдитиофосфат цинка (так называется многофункциональная присадка, имеющая антиокислительные, противоизносные и противозадирные свойства);
  • сульфонат кальция — детергент, то есть, моющая присадка.

Исходя из этого, производители нашли несколько решений для уменьшения зольности масел. Так, в настоящее время используют следующие из них:

  • ввод моющих присадок не в масло, а в топливо;
  • использование беззольных высокотемпературных антиоксидантов;
  • применение беззольных диалкилдитиофосфатов;
  • использование малозольных сульфонатов магния (однако в ограниченных количествах, поскольку это вещество способствует образованию отложений в двигателе), а также моющих алкилфенольных присадок;
  • применение в составе масел синтетических компонентов (например, сложных эфиров и стойких к деструкции загущающих присадок, необходимых для обеспечения нужных вязкостно-температурных характеристик и низкой испаряемости, в частности, базовых масел из 4 или 5 групп).

Современные химических технологии позволяют без труда получить масло с любой зольностью. Нужно лишь выбрать состав, оптимально подходящий для конкретного автомобиля.

Проведение лабораторных исследований

Для проведения анализа качественных характеристик масел потребуется два образца: свежий и отработанный продукт. В основе проверки лежит изменение физико-химических характеристик вещества. Алгоритм испытаний напрямую зависит от того, какая жидкость тестируется:

  • синтетика;
  • полусинтетика;
  • минеральная.

Анализ можно проводить исключительно в лабораторных условиях с применением специального оборудования. Во время проведения тестирования учитываются факторы, изменяющие свойства масел в процессе работы. При старении смазки снижается показатель ее вязкости, что увеличивает силу трения, а соответственно, и износ деталей двигателей. Выработка влияет и на экономичность потребления топливного ресурса: чем старше масло, тем больше расход топлива.

Стендовые испытания позволяют дать оценку отработанного и нового образца определенной марки. Оптимальным вариантом считается забор образцов специалистом лаборатории. Сравнительный анализ образцов идентичных продуктов производится при условии, что оба поставляются в лабораторию в нераспечатанной упаковке. Желательно при этом иметь документ или чек, свидетельствующий о месте приобретения товара.

По желанию клиента проводится исследование на наличии сторонних примесей в составе испытуемого вещества. Такие анализы — процедура очень ответственная, ведь их результат не должен вызывать сомнений и быть предельно точным. Результат испытаний покажет:

  • соответствие материала заявленным производителем показателям;
  • термостабильность смазочного материала;
  • влияние продукта на износоустойчивость деталей мотора.

Виды масел

Моторные жидкости разделяются на три вида по параметрам зольности: малозольные, полнозольные и среднезольные.

Полнозольные масла (1-1.1%) оказывают негативное воздействие на фильтры DPF и трехступенчатые катализаторы. В допусках моторных масел обозначение АСEA A3 указывает на возможность применять полнозольные смазки.

В четырехтактных двигателях на газовом топливе с турбонаддувом рекомендуется использовать среднезольные продукты (0.6-0.9%,в допусках указывается ACEA C3 и С2). Обладая оптимальными эксплуатационными свойствами, эти масла позволяют увеличить период замены смазки.

В малозольных жидкостях зольность не превышает 0.5% от общего количества. На сегодняшний день это лучший вариант для автотранспорта с системой нейтрализации выхлопных газов. Допуски обозначают данный продукт: С1, С2, С3, С4.

Сульфатная зольность

Понятия зольность масла и сульфатная зольность следует различать. Первое – это продукт сгорания, а второе – количество металлсодержащих присадок в масле.  Присадки выступают в качестве компонентов, способных улучшить технические характеристики моторного масла. Среди разнообразия можно найти те, которые очищают поверхность двигателя, не дают появляться коррозии или увеличивают срок замены масла. Благодаря исследованиям и поиску идеального состава, сульфатное масло обладает сбалансированными компонентами. Добавляя самостоятельно, автолюбитель может неверно рассчитать содержания. В таком случае, в камере сгорания будет повышенное отложение золы. Выбирая масло с определенным содержанием зольности, нужно рассчитывать технические показатели, консультироваться со специалистами и более опытными автолюбителями.

Зольные масла нередко используют в качестве профилактических мер, а нерегулярно: способствует износу деталей, в следствии абразивного влияния на поверхностях соприкосновения, дегенеративно влиять на свечи зажигания.

Стандартные масла практически не содержат процент зольности. Условиями использования масел являются:

  • Для бензиновых моторов – не более 1,5%;
  • Дизельные системы ограничены в 1,8%;
  • Дизели высокой мощности – до 2%

Отработанные материалы, такие как фосфор, зола и сера, способны негативно повлиять на работу нейтрализаторов и фильтрационных систем. Оптимальным выбором при покупке считаются малозольные масла, рекомендуемые производителем. Также стоит обратить внимание на температуру вспышки и исправность двигателя. Используя даже малозольные масла, могут появляться различные побочные эффекты от сгорания. Все это влияет на скорость зажигания и температуру. При проблемной работе систем автомобиля, рекомендуются малозольные масла с низким содержанием присадок. В таком случае, количество отработанной золы и фосфора будет уменьшаться.

Сульфатная зольность масла для людей. Что нужно знать и как это использовать.

Самое простое и лаконичное объяснение зольности масла выглядит где-то так: «Сульфатная зольность масла — это показатель наличия присадок в масле». Запутал насовсем? Распутываю.

Всем известно, что масла (причем все — и моторные, и трансмиссионные, и любые) состоят из базового масла и пакета присадок, определяющих специфику применения масла. Проще — если в одно и тоже базовое масло добавить разные пакеты присадок, то в одном случае получим (например) моторное масло высшего качества, а в другом — трансмиссионное — попроще.

Каким боком сюда прислонить зольность масла? Вот она-то как раз и показывает, что в масле есть пакет присадок для «наворачивания масла», или тюнинга, если можно так выразиться.

Дело в том, что бесконечно «тюнинговать» масло нельзя. Просто потому, что все эти присадки и добавки при эксплуатации масла вырабатываются, соответственно — выгорают, образуя ту самую золу, которую можно увидеть на поршнях, клапанах и кольцах. И, если за способность все это нейтрализовать отвечает щелочное число масла, то сульфатная зольность масла ограничивает способность масла накапливать зольные соединения.

Весь прикол в том, что большое количество золы рано или поздно начнет изменять температуру вспышки масла, так как сама зола собравшись где-нибудь (как всегда, в самом интересном месте, на свечах, например) будет поджигать горючую смесь раньше положенного, или наоборот, мешать тем-же свечам качественной работе.

Вот поэтому наличие присадок ограничивают, а наличие их в масле и освещает та самая сульфатная зольность масла. При всех остальных равных характеристиках двух масел выигрывает то, в котором сульфатное число больше, т.к. указывает на бОльшую «тюнингованность» масла.

Какая зольность масла лучше для двигателя?

Сульфатная зольность – это неоднозначная характеристика моторного масла. И воспринимать её как только положительную или только отрицательную нельзя.

Повышенное содержание сульфатной золы приведёт к следующим негативным последствиям.

  1. Повышенный выброс твёрдой, несгораемой золы в выпускной коллектор, что негативно скажется на ресурсе сажевого фильтра или катализатора. Сажевый фильтр способен пережечь с образованием окисей углерода, воды и некоторых других компонентов лишь углеродистую сажу. Твёрдая органическая зола нередко оседает на стенках сажевого фильтра и прочно там закрепляется. Полезная площадь работы основания фильтра уменьшается. И однажды он попросту выйдет из строя, если систематически лить в двигатель масло с высоким содержанием золы. Похожая ситуация наблюдается и с катализатором. Однако скорость его засорения будет ниже, чем для сажевого фильтра.
  2. Ускоренное образование нагара на поршнях, кольцах и свечах. Закоксовка колец и поршней напрямую связана с высоким содержанием золы в масле. Низкозольные смазки после выгорания оставляют в несколько раз меньше золы. Образование твёрдых зольных нагаров на свечах приводит к калильному зажиганию (несвоевременному поджиганию топлива в цилиндрах не от искры свечи, а от раскалённой золы).

малозольное моторное масло

  1. Ускоренный износ двигателя. Зола обладает абразивным действием. В обычных условиях это фактически никак не сказывается на ресурсе мотора: она почти полностью вылетает в выхлопную трубу без ущерба для поршневой группы. Однако в ситуациях, когда двигатель берёт масло на угар, и при этом работает система ЕГР – абразивная зола будет циркулировать между камерами сгорания. Медленно, но уверенно снимая металл с цилиндров и поршневых колец.

Подводя итог, можно сказать так: повышенная зольность масла для простых двигателей, без катализаторов и сажевых фильтров, – это скорее хорошо, чем плохо. Но для современных моторов классов ЕВРО-5 и ЕВРО-6, оснащённых сажевыми фильтрами и катализаторами, высокая зольность приведёт к ускоренному износу этих дорогих агрегатов авто. Для экологии тенденция такая: чем ниже зольность, тем меньше загрязняеться окружающая среда.

Нормы, требования к содержанию зол в моторных маслах

Ответственность за стандартизацию масел лежит на ассоциации ACEA. Европейская организация жестко прописывает регламент жидкостей, которым выдается соответствующий сертификат. Отступление от акта является неприемлемым и наказывается вплоть до лишения лицензии производителя.

Американский рынок контролируется стандартами общества американских инженеров API. Также существует категория международных стандартов.

Сульфатная зольность масла – показатель количества присадок

Нормы зольности по ACEA

Так как требования организации являются самыми жесткими, следующая таблица характеризует показания соответствующих стандартов.

Бензиновые агрегаты:

Требования % Стандарт
С1 С2 С3 С4
Фосфор(≤) 0,05 0,09 0,07-0,09 0,09
Сера(≤) 0,2 0,3 0,3 0,2
Сульфатные золы(≤) 0,5 0,8 0,8 0,5
Щелочной показатель(≥) 6 6

Дизельные конструкции:

Требования % Стандарт
Е4 Е6 Е7 Е9
Фосфор (≤) 0,08 0,12
Сера (≤) 0,3 0,4
Сульфатные золы(≤) 2 1 1 2
Щелочной показатель (≥) 12 7 9 7

Международные сертификаты

Отдельной категорией выделяются международные сертификаты качества, применимые к зольности моторных масел.

Основные требования таковы.

Тип силовой установки Предельная зольность %
Бензиновый 1,5
Маломощный дизель 1,8
Высокомощный, форсированный дизель 2,0

В каких случаях необходима лабораторная экспертиза

Экспертное заключение окончательно ставит точку в спорных вопросах. Исследование ГСМ может понадобиться в следующих случаях:

  • произошла поломка двигателя, сервисный центр отказал в гарантийном обслуживании;
  • недобросовестная работа СТО; автовладелец пытается доказать, что в мастерской заливают некачественную моторную жидкость;
  • в случае возврата автомобиля производителю в гарантийный период;
  • нарушение прав потребителя в розничной или оптовой торговой сети (если возникают сомнения в качестве товара).

В любом из подобных случаев лабораторные исследования смогут подтвердить состав продукта документально.

Общее кислотное число (TAN)

Кислота встречается не только в отработке масла, кислотные компоненты в небольшом количестве есть и в свежем масле и это нормально, обусловлено добавлением активных сернистых присадок. Поэтому в технических характеристиках масла и лабораторных анализах указывают общее кислотное число TAN.

Химические кислотные компоненты в новом масле слабо кислотные, они не оказывают негативного влияния на металл двигателя. Чаще всего они колеблются в пределах 1,5-3,0 мгКОН/г. При оценке кислотного числа в масле, опираемся на принцип – чем меньше, тем лучше. И обращаем внимание на количество щелочи. То есть если в масле щелочи 8, а кислоты 2, оно сработается быстрее, чем то, в котором при 2 мгКОН/г кислоты 10 щелочи.

Кислота в свежем масле зависит от пакета присадок, например, противоизносный пакет ZDDP дает довольно много кислоты. То есть чем жирнее пакет, тем больше будет кислотность и это нормально. В отработке кислоты тем больше, чем больше пробег, о чем говорили выше.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...