Фосфор в масле на что влияет

Фосфор в масле на что влияет

Мы продолжаем цикл статей посвященных тому чтобы разобраться в разнице между гоночными и уличными маслами.

В первой части мы рассказали о Воздействии гонок на масло, о смазыващей сопосности

В этой статье речь пойдет о выборе вязкости

В данной части мы остановимся на присадках

Различные комплексные присадки

Поставщики масла используют комплекс присадок, которые они считают необходимым для удовлетворения потребностей в конкретных условиях. Для обеспечения единообразия Американский Институт Нефти (API) работая в рамках торговой группы совместно с крупными автопроизводителями, Международным комитетом стандартизации и сертификации смазочных материалов (ILSAC) рекомендуют хоть немного придерживаться стандартов и химических ограничений. Масла, лицензированные API и ILSAC, подходят для применения в любых двигателях как легковых, так и грузовых автомобилей. Однако эти масла не могут обеспечить достаточную защиту для модифицированных двигателей, особенно во время его запуска и обкатки.

В противоизносных присадках применяются цинк, фосфор, сера и другие элементы. Наиболее распространенными являются соединения семейства, называемого ZDDP, или ZDP, которая расшифровывается как диалкилдитиофосфаты цинка. В автомобильном сленге часто неправильно называют просто «цинк». Моторные масла Redline которые мы привозим, могут похвастаться одним из самых высоких содеражанием данны присадок

Сам по себе химический элемент цинк не приносит никакой пользы моторному маслу. Содержащиеся дополнительные химические соединения являются элементами фосфатного ряда, которые под действием температуры и высокого давления, защищают множество скользящих поверхностей от износа.

Согласованные противоизносные присадки

Все моторные масла содержат противоизносные присадки, хоть и в меньшем количестве чем в предыдущем поколении, из-за опасений снижения срока службы оборудования. Ограничения в химическом составе, установленные API, изначально были ориентированы только на фосфор – который может быть вредным для каталитического нейтрализатора – и в настоящее время составляет 800 ppm (частей на миллион). Фосфор, как правило, применяется только в противоизносных присадках, поэтому ограничение на содержание фосфора относится к ограничению всей присадки. Кроме фосфора установлены ограничения с «зольным» химическим компонентам, которые определяются путем взвешивания остаточного количества масла после его сгорания. Различные добавки, содержащиеся в моторном масле, в том числе противоизносные присадки, способствуют общей зольности.

Уменьшение противоизносных присадок связано с постоянным улучшением в химической технологии присадок и разработками масел во всех направлениях. Хотя в современных двигателях уменьшено количество трущихся деталей, что снижает потребность в противоизносных деталях, произведенные новые двигатели обладают гораздо большей мощностью и продолжительным сроком службы свыше 200 тыс. миль. Двигателям 1970-х и начала 1980-х годов, в эпоху «высокого содержания цинка» с трудом удовалость отработать 100 тыс. миль, прежде чем требовалось их восстановление. Не смотря на общее снижение противоизносных присадок с каждым новым требованием API к маслу, необходимые требования к защите от износа, корозии и очищающим свойствам увеличились.

ZDDP представляет собой полярные молекулы, защитные свойства которых активируются при нагревании и нагрузке. Различные семейства ZDDP классифицируют по их сгоранию или скорости активации и по процентному содержанию ZDDP по отношению к очищающим, антикорозийным и другим компонентам.

Некоторые производители масел предлагают API-лицензированные масла для уличных двигателей. Смотрите на этикетке знак сертификации API при покупке масел.

Производители масел решают проблемы противизносных характеристик каждый по своему. Для увеличения противоизносных свойств гоночные и уличные моторные масла производятся с повышенным содержанием ZDDP и резким уменьшеним количетсва очищающих компонентов. Это связано с прогнозируемой частотой замены маслянного фильтра и масла, характерных для уличных двигателей с нечастым использованием.

ZDDP и моющие компоненты

Однако Royal Purple ссылается на работы SAE показывающие что некоторые семейства ZDDP и моющие компоненты работают лучше если используются совместно.

В то время, как различные компании предлагают широкий ассортимент высококачественных смазочных материалов, разработанных в соответсвии с их индивидуальными особенностями, при выборе масла для конкретных целей следует учитывать следующие критерии: частота вращения двигателя, нагрузки на двигатель, рабочая температура, строение двигателя (плоский толкатель, клапан высокого давления и т.д.), рабочие зазоры и эксплуатационные особенности.

Высокая скорость поршня в гоночных двигателях так же имеет значение при выборе производителя масла. Стенки цилиндра и поршня смазываются разбрызгиванием масла при работе распределительного вала. Но поскольку скорость поршня составляет 5 тыс. футов/мин. (примерно 25,4 м/с), гидродинамическая маслянная пленка между юбкой поршня и стенкой цилиндра начнет террять свою эффективность, что приведет к износу поршня. Очень маленький маслянный туман в картере не успевает прикрепляться к стенке цилиндра. Эта проблема усугубляется в вдигателях с «сухим» картером, в которых масло из поддона удаляется очень быстро. Кроме того некоторые модификации двигателей имеют изолированную камеру, которая исключает попадание масла на коленчатый вал. Все эти гоночные модификации уменьшают количество масла попадающего на стенки цилиндров.

Источник

Малозольные масла. Практика применения

7 сентября 2020, Олег ШАКИРОВ

Моторные масла с низким содержанием серы, фосфора и сульфатной зольности появились достаточно давно. Международная классификация Ассоциации европейских производителей автомобилей ACEA выделяет для них специальный класс. Сегодня мы разберемся, на что влияет сульфатная зольность, сера и фосфор в моторных маслах и почему малозольные масла становятся все более востребованными. Разобраться в данном вопросе нам помогут специалисты компании Liqui Moly, ведущего немецкого производителя моторных масел и автохимии.

Сульфатная зольность характеризует масло по количеству металлосодержащих присадок, которые влияют на объем шлаков, образующихся при сгорании топлива. Для установления этого показателя масло в лабораторных условиях нагревают до температуры около 775 °C, получившийся остаток обрабатывают серной кислотой — до тех пор, пока зола не перестанет уменьшаться.

Эта зола содержит соединения фосфора, серы, цинка и других металлов. Высокая зольность может привести к отложениям в двигателе и в выхлопной системе. Но при этом данные химические элементы содержатся в присадках, которые защищают двигатель от износа, моют его, не дают маслу пениться, появляться коррозии, увеличивают срок службы масла и т. д.

Единицей измерения принято считать процентное соотношение несжимаемой золы и изначальной массы масла. Чем выше содержание присадок, тем больше уровень зольности, при этом избыток или низкое содержание металлических компонентов негативно сказывается на работе двигателя. Большое количество отложений может спровоцировать повышение температуры в двигателе либо привести к прогару выпускных клапанов или поршней из-за раннего воспламенения топлива. Фосфор, сульфатная зола и сера способны негативно повлиять на работу систем нейтрализации выхлопных газов.

Малозольные моторные масла при работе в современных двигателях со сложными системами нейтрализации выхлопных газов способствуют уменьшению уровня токсичных веществ почти на 80 %. А это значит, что в скором времени все или почти все владельцы новых автомобилей и производители масел перейдут на малозольные моторные масла, ведь катализаторы для бензиновых двигателей принципиально изменились с 90-х годов.

Так, в современных автомобилях системы нейтрализации отработанных газов могут самоочищаться, сжигая сажу, но справиться с золой, содержащей в себе большое количество твердых несгораемых частиц, не так уж и просто. От этого страдают и ячейки сажевых фильтров, забиваясь отложениями. Существует мнение, что по вине несгораемых частиц в масле образуются царапины на стенках цилиндров. Об этом и о современных малозольных маслах мы поговорили с техническим специалистом Liqui Moly, Алексеем Исаченковым.

— На что влияет сульфатная зольность?

— Существует оксидная зольность и сульфатная зольность. Оксидная зольность относится к компрессорным маслам. Параметр сульфатной зольности для моторного масла косвенно показывает содержание металлосодержащих присадок. Масла разделяются на категории Full SAPS, Low SAPS, Mid SAPS. SAPS (Sulphated Ash, Phosphorus and Sulphur) — это показатель масла по трем параметрам: сульфатная зола, фосфор и сера. Если мы откроем параметры ACEA или свежие API, то в них есть показатель нормирования сульфатной зольности и прописано содержание фосфора и серы.

— Какое масло можно считать малозольным?

— Это зависит от конкретного класса. Например, в классе ACEA С3 допускается не более 0,8 %. Масла называют малозольными, подразумевая, что они относятся к какой-то категории: либо Mid SAPS, либо Low SAPS. Малозольное масло — это не научный и не технический термин.

— Какое масло у Liqui Moly относится к малозольному?

— В первую очередь это серия масел Top Tec, но также масло Low SAPS, Mid SAPS присутствует в сериях Special Tec и Synthoil.

— Малозольные масла появились из-за экологических требований и применения в автомобилях сложных нейтрализаторов и сажевых фильтров?

— Если говорить про масла Low SAPS, то они действительно появились из-за требований к совместимости с системами нейтрализации выхлопных газов. Впервые в истории ограничения в масле коснулись содержания фосфора из-за окислительных нейтрализаторов с платиной. Появились такие катализаторы вследствие введения норм Евро 3. Атомы фосфора при взаимодействии с платиной дают невосстановимые вещества, от чего окислительные катализаторы быстро выходят из строя.

Для современного бензинового двигателя с многокаскадной системой очистки выхлопа необходимо строго малозольное масло. При работе современных дизельных двигателей, где установлен сажевый фильтр, в атмосферу поступает меньшее количество окислов азота. Это связано в первую очередь с тем, что в таких двигателях искусственно снижается температура в камере сгорания и ограничиваются параметры распыла топлива. Побочным продуктом такой работы является образование сажи в выхлопе.

В современных грузовых автомобилях установлены сажевые фильтры и системы нейтрализации отработанных газов, где используются жидкости AdBlue (более известны как «мочевина»), в результате почти нет проблем по закислению масла, а окислы азота восстанавливаются в выхлопе. Достигается оптимальный режим в камере сгорания, при этом конструкция двигателя нацелена на максимально низкий расход топлива и на достижение максимального КПД без роста выбросов в атмосферу.

В таких двигателях малозольные масла очень долго работают. Есть примеры, где интервал замены масла на грузовых автомобилях составляет 100 тыс. км, но при условии, что режим движения исключительно междугородный. Первой на такой интервал выходила Scania, у которой щелочность масла была выше 16, сульфатная зольность была 1,6 и выше. Это требование производителя, поскольку они устанавливают регламент по замене масла. В свою очередь, в бензиновых двигателях образование окислов азота из-за высокой температуры неизбежно, уже в некоторых странах на бензиновые двигатели стали устанавливать сажевые фильтры.

Отдельно я выделю азиатские автомобильные бренды, где в трехкомпонентных нейтрализаторах для восстановления окислов азота применяется родий (металл платиновой группы), который тоже не любит фосфор. Поэтому в нормах ILSAC фосфор нормируется еще строже, зато не ограничена сульфатная зольность.

В случае выхода из строя многоступенчатых систем нейтрализации выхлопа, стоимость замены сопоставима со стоимостью двигателя. В нашей стране очень редко меняют такие системы, обычно сажевый фильтр и нейтрализатор варварски удаляют из автомобиля. Такое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к побочным последствиям: помимо увеличения выбросов в атмосферу в таких автомобилях увеличивается расход топлива и они склонны к накоплению топлива в моторном масле.

— Почему большинство людей рекомендуют использовать обычные полнозольные масла?

— Моющие свойства маслу обеспечивают щелочные присадки. Почти всегда это различные соединения металлов. Исключением являются щелочные присадки на основе органики, но их применяют достаточно редко из-за высокой стоимости и малой стойкости. Самые массовые моющие присадки — это химические соединения кальция, противоизносные присадки содержат цинк, противозадирные присадки содержат фосфор.

Полнозольное масло лучше моет, лучше защищает от износа, но, правда, само дает больше отложений при попадании в камеру сгорания. Поэтому всегда нормы сульфатной зольности должны быть грамотно подобраны. Для старых автомобилей необходимо масло с высокой щелочностью, а малозольное масло в таких двигателях будет иметь не очень большой срок службы.

Стоит также учитывать регионы, где эксплуатируют автомобиль. В странах, где продают бензин не выше класса Евро 3, стоит сократить интервалы замены масла. Если при такой эксплуатации менять масло раз в 15 тыс. км, то за первую половину пробега кислоты «съедят» щелочные присадки, после чего будет закисляться база, что приведет к образованию шлама в двигателе.

Но бывают исключения. Когда, к примеру, малозольное масло необходимо заливать даже в двигатели старой конструкции, а именно в ситуации, когда в качестве топлива используется газ. В двигателях, переведенных на работу с бензина на газ, меняется характер горения в цилиндрах. Полнозольные масла могут давать очень большое количество отложений в зоне поршневых колец, ведь топливо изначально газообразное и до момента сгорания оно может реагировать по-другому с различными присадками. Поэтому во избежание износа шатунно-поршневой группы лучше использовать любое масло Liqui Moly из серии Top Tec. Можно также использовать масло Optimal 5w-30, которое не является полностью малозольным, но благодаря использованию современного пакета присадок не дает отложений в газовых двигателях. В таких маслах мы на канистре, прямо на этикетке указываем яркую аббревиатуру SNG (компримированный (сжатый) природный газ (метан)) и LPG (сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан)).

— Как малозольные масла влияют на работу современных двигателей?

— Необходимо обязательно выделить проблемы LSPI (Low Speed Pre-ignition), когда речь идет о нежелательном раннем зажигании. Эти проблемы касаются малообъемных двигателей, оснащенных турбокомпрессорами и прямым впрыском топлива. В подобных двигателях опасно заливать масло с большим содержанием кальция. Так, General Motors в своих моделях требует применять dexos 1 Generation 2, и на основе этого допуска вышел стандарт API SN plus. Поэтому правильно подобранное масло помогает предотвратить LSPI. Там, где малозольные масла рекомендуют автопроизводители, без них не обойтись.

— В двигателях с алюминиевыми блоками с никасиловым и алюсиловым покрытием необходимо применять исключительно малозольное масло?

— Изначально эти покрытия применялись в мотоциклетных двигателях, а мотоциклетные масла не отличаются малозольностью. В современных автомобилях лучше не играть с выбором масла. Например, «Мерседес» в легковой линейке AMG и Brabus требует строгого применения масла с допуском 229,5, а это полнозольное масло со щелочью около 10. В таких двигателях процесс горения настроен именно так, чтобы обеспечивать максимальную отдачу мощности, но при этом автомобили должны укладываться в экологические нормы.

Чаще всего мы сталкиваемся с ситуацией, когда потребитель заливает масло, неправильно подобранное к автомобилю или к условиям эксплуатации. Если в автомобиль не внесены изменения в конструкцию, то мы рекомендуем заливать исключительно тот класс масла, который установил автопроизводитель, но, учитывая некоторые регионы эксплуатации в России, иногда мы рекомендуем сократить сроки замены масла по следующим причинам:

2) в случаях продолжительной работы двигателя на холостом ходу. Это касается зимней эксплуатации. Например, 20 минут такой эксплуатации эквивалентно 100–150 км пробега для автомобильного масла и шатунно-поршневой группы, и к концу межсервисного пробега при такой эксплуатации масло уже не обеспечит должную защиту. Многие автопроизводители даже указывают необходимость сокращать сроки замены масла в 2 раза при длительных прогревах двигателя.

Источник

Пять мифов о моторном масле

Фактически ситуация обратная. Если автомобиль больше стоит, чем ездит, моторное масло деградирует едва ли не быстрее, чем при активной эксплуатации машины.

Дело в том, что к маслу в силовом агрегате обеспечен постоянный доступ кислорода через вентиляцию картера.

В итоге лубрикант окисляется и, следовательно, теряет свои свойства. Кислород, как известно, может вызвать образование ржавчины на некоторых металлах в течение нескольких дней.

Как следствие в моторе образуются осадок и отложения, повышается вязкость смазочного материала, растет также и расход топлива. Более того, если машина поставлена на «прикол» на солнцепеке, процесс окисления начинает идти с удвоенной силой. Именно поэтому большинство производителей рекомендует менять моторное масло раз в год независимо от пробега.

На самом деле смешивать разные моторные масла допустимо, но при этом необходимо ориентироваться на допуски. Они должны совпадать у смешиваемых продуктов. Согласно требованиям API и ACEA, ILSAC и спецификациям конкретного производителя лубриканты в рамках одного класса достаточно близки по составу и свойствам, а значит, могут смешиваться с минимальными негативными последствиями.

Если масло в процессе эксплуатации автомобиля становится темным, то это значит, что оно работает. Ведь в процессе эксплуатации в него попадают нагар, сажа и продукты износа трущихся деталей двигателя. При этом благодаря моющим присадкам эти загрязнители удерживаются во взвешенном состоянии и не оседает на деталях двигателя.

Эффективность масла от смены его цвета также не ухудшается. Соответственно, ориентируйтесь не на внешний вид, а на рекомендации по замене смазки, установленные автопроизводителем. Если автомобиль эксплуатируется в сложных условиях (в пробках, на запыленных дорогах, под нагрузкой (с перегрузом), сократите рекомендованный интервал замены как минимум на треть.

Тем не менее, есть любители «погонять» лубрикант на треть, а то и вдвое дольше и больше регламентированного интервала замены. В этом случае последствия могут быть весьма пагубными.

При значительном «перепробеге» смазка начинает стремительно менять смазывающие, моющие и защищающие свойства, что сулит ухудшению ее прокачки по системе, гораздо более интенсивный износ трущихся поверхностей и в перспективе замаячит капитальный ремонт силового агрегата.

В итоге масло быстрее деградирует и перестает нормально обслуживать двигатель. Правда и то, что в ряде случаев дефицит смазки может привести к масляному голоданию силового агрегата, о чем просигнализирует морганием индикатор низкого давления масла на приборке.

Также двигатель начинает работать шумнее, могут проявиться стуки и другие посторонние звуки, возрастет рабочая температура мотора. Ведь, как известно, моторное масло действует в том числе и как охладитель силового агрегата. Тепло же быстро истощает загуститель смазки, вызывая испарение и окисление базового масла.

Источник

Зольность масла

Калькулятор расчёта периодичности замены масла по расходу топлива

Как рассчитать периодичность замены масла по фактическому расходу топлива

Зольность масла характеризуется двумя понятиями: зольность базового масла и сульфатная зольность. Если вкратце, обычная зольность указывает на то, насколько хорошо была очищена базовая основа, на которой будет в дальнейшем изготавливаться конечное моторное масло (то есть, наличие в ней различных солей и несгораемых, в том числе металлических, примесей). Что касается сульфатной зольности, то она характеризует уже готовое моторное масло, в составе которого есть определенное количество присадок, и она указывает как раз их количество и состав (в частности, на вхождение в него солей натрия, калия, фосфора, серы и других элементов).

Если сульфатная зольность будет высокой, то это приведет к образованию на стенках двигателя абразивного слоя, и, соответственно, быстрому износу мотора, то есть, снижению его ресурса. Низкий уровень обычной зольности обеспечивает предохранение системы доочистки выхлопных газов от загрязнений. Вообще, показатели зольности — понятие достаточно сложные, но интересные, поэтому попытаемся разложить все «по полочкам».

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

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.

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.

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

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).

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..

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:

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

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

Нормы уровня зольности

Следующий важный вопрос заключается в определении норм зольности. Сразу стоит оговориться, что они будут зависеть не только от типа двигателя (для бензиновых, дизельных моторов, а также двигателей с газобаллонным оборудованием (ГБО) эти показатели будут отличаться), но и от действующих экологических норм (Евро-4, Евро-5 и Евро-6). В большинстве базовых масел (то есть, до введения в их состав специальных присадок) значение зольности незначительное, и составляет приблизительно 0,005%. А после добавления присадок, то есть, изготовления уже готового моторного масла это значение может достигать грачных 2% которые позволяет ГОСТ.

Нормы зольности моторных масел четко прописаны в стандартах европейской ассоциации автопроизводителей АСЕА, и отклонения от них недопустимы, поэтому все современные (лицензированные) производители моторных масел всегда руководствуются этими документами. Приведем данные в виде таблицы для распространенного ныне экологического стандарта Евро-5, объединяющего значения химических добавок и отдельных действующих стандартов.

Как можно видеть из приведенной таблицы, по американскому стандарту API о зольности судить сложно, и связано это с тем, что в Новом Свете к зольности относятся не так щепетильно. В частности, у них просто указываются, какие в канистрах масла — полно-, среднезольные (MidSAPS). Как таковых малозольных у них нет. Поэтому при выборе того или иного масла нужно ориентироваться в первую очередь на маркировку по АСЕА.

Например, исходя из приведенной информации в соответствии со стандартом Евро-5, который действует и актуален в 2018 году на территории Российской Федерации, то для современного легкового автомобиля на бензине допускается заливать масло С3 по АСЕА (обычно SN по API) — содержание сульфатной золы составляет не более 0,8% (среднезольное). Если говорить о дизелях, работающих в тяжелых условиях, то например, стандарт АСЕА Е4 не допускает превышение 2% содержания сульфатной золы в топливе.

Требования к зольности для машин с ГБО

Что касается машин с газобалонным оборудованием, то для них лучше использовать именно малозольные масла. Это обусловлено химическим составом бензина и газа (неважно, метана, пропана или бутана). В бензине больше твердых частиц и вредных элементов, и чтобы не портить всю систему, и нужно использовать специальные малозольные масла. Производители смазок специально предлагают потребителям так называемые “газовые” масла, предназначенные для соответствующих двигателей.

Однако их существенным недостатком является высокая стоимость, и чтобы сэкономить, можно просто посмотреть характеристики и допуски обычных “бензиновых” масел, и выбрать подходящий малозольный состав. И помните, что менять такие масла нужно по указанному регламенту, несмотря на то, что прозрачность отработки будет значительно выше, чем у традиционных масел!

Метод определения зольности

А как же определяется зольность моторного масла и как понять с какой зольностью масло в канистре? Для потребителя проще всего определить зольность моторного масла просто по обозначениям непосредственно на этикетке емкости. На них уровень зольности, как правило, указывается по стандарту ACEA (европейский стандарт автопроизводителей). В соответствии с ним все реализуемые ныне масла делятся на:

Обратите внимание, что в некоторых случаях масла, имеющие по стандарту АСЕА обозначения от С1 до С5, объединяют в одну группу под названием “малозольные”. В частности, такую информацию можно найти в Википедии. Однако это не совсем корректно, поскольку такой подход просто указывает, что все эти смазывающие жидкости совместимы с каталитическими нейтрализаторами, и не более того! На самом же деле правильная градация масел по зольности приведена выше.

Стандарты определения зольности

Тестирование разных образцов масла

Существует российский межгосударственный стандарт ГОСТ 12417-94 «Нефтепродукты. Метод определения сульфатной золы», в соответствии с которым любой желающий может измерить сульфатную зольность проверяемого масла, благо для этого не нужно сложное оборудование и реагенты. Существуют также другие, в том числе международные, стандарты определения зольности, в частности, ИСО 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.

В первую очередь необходимо указать, что ГОСТ 12417-94 определяет сульфатную зольность как остаток после карбонизации образца, обработанный серной кислотой и прокаленный до постоянной массы. Суть метода проверки достаточно прост. На первом его этапе берут определенную массу испытуемого масла и сжигают ее до углистого остатка. Далее необходимо выждать, чтобы получившийся остаток остыл, и обработать его концентрированной серной кислотой. Далее прокалить при температуре +775 градусов по Цельсию (допускается отклонение на 25 градусов в одну и другую сторону) до полного окисления углерода. Получившейся в результате золе дают некоторое время, чтобы она остыла. После этого обрабатывают разбавленной (в равных объемах с водой) серной кислотой и прокаливают при той же температуре до момента, когда ее значение массы не станет постоянным.

Под воздействием серной кислоты получившаяся зола будет сульфатной, откуда, собственно, и пошло ее определение. Далее сравнивают массу получившейся золы и изначальную массу испытуемого масла (массу золы делят на массу сожженного масла). Соотношение масс выражается в процентах (то есть, получившееся частное умножают на 100). Это и будет искомое значение сульфатной зольности.

Что касается обычной (базовой) зольности, то для нее также существует государственный стандарт ГОСТ 1461-75 под названием “Нефть и нефтепродукты. Метод определения зольности”, в соответствии с которым и проверяют испытуемое масло на наличие в нем различных вредных примесей. В связи с тем, что он предполагает сложные процедуры, а тем более для разных веществ, то в данном материале не будем приводить его суть. При желании этот ГОСТ можно легко найти в интернете.

Существует еще один российский ГОСТ 12337-84 «Масла моторные для дизельных двигателей» (последняя редакция от 21.05.2018). В нем четко прописываются значения различных параметров для моторных масел, в том числе для отечественных, используемых в дизельных двигателях различной мощности. В нем указываются допустимые значения различных химических компонентов, в том числе и количества допустимых сажевых отложений.

Источник