Сульфатная зольность масла. На что влияет этот параметр?
Большинство автомобилистов ориентируется в базовых маркировках моторных масел, таких как вязкость по SAE, класс по API или ACEA. Однако по поводу такого показателя, как сульфатная зольность, помимо часто встречающихся правильных предположений, встречается и несколько ошибочных мнений. О том, что такое зольность масла и на что влияет этот показатель, расскажем ниже.
Понятие сульфатной зольности и градация масел по этому параметру
Сульфатная зольность – это содержание в процентах от общей массы смазочного материала различных твёрдых органических и неорганических соединений, образующихся после сжигания масла. Именно этот параметр учитывается сегодня чаще всего, хотя существуют и другие разновидности зольности, рассматриваемые при исследовании смазок.
Сульфат – это по определению соль серной кислоты, химическое соединение, имеющее в своём составе анион –SO4. Эта часть названия пошла от метода подсчёта золы в моторном масле.
Исследуемую на зольность смазку в лабораторных условиях сжигают при высоких температурах (около 775 °C) до образования твёрдой однородной массы, а затем обрабатывают серной кислотой. Полученное многокомпонентное вещество снова прокаливают до тех пор, пока его масса не перестанет уменьшаться. Этот остаток и будет той золой, которая является несжигаемой и будет оседать в двигателе или системе выпуска. Её массу соотносят с изначальной массой опытного образца и подсчитывают процентное соотношение, которое и является единицей измерения сульфатной зольности.
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%. То есть на один литр масла приходится всего 1 мг золы.
После обогащения присадками, содержащими кальций, цинк, фосфор, магний, молибден и другие химические элементы, сульфатная зольность масла значительно возрастает. Повышается его способность при термическом разложении создавать твёрдые, несгораемые частицы золы.
Сегодня классификация по ACEA предусматривает три категории смазочных материалов по показателю зольности:
- Full Saps (полнозольные смазки) – содержание сульфатной золы 1-1,1% от общей массы масла.
- Mid Saps (среднезольные масла) – для продуктов с этой формулировкой процент золы находится на уровне от 0,6 до 0,9%.
- Low Saps (малозольные смазочные материалы) – золы меньше 0,5%.
Существует международная договорённость, согласно которой содержание золы в современных маслах не должно превышать 2%.
На что влияет сульфатная зольность?
Высокая сульфатная зольность говорит о богатом пакете присадок. Как минимум, в маслах с высокой зольностью большое содержание моющих (кальциевых), противоизносных и противозадирных присадок (цинково-фосфорных). Это означает, что более обогащённое присадками масло при прочих равных (одинаковой базе, сходных условиях эксплуатации, равных интервалах замены) будет надёжнее защищать мотор при высоких нагрузках на него.
Сульфатная зольность напрямую определяет количество образовывающихся в двигателе несгораемых, твёрдых частиц золы. Не путать с сажевыми отложениями. Сажа, в отличие от золы, способна выгорать при высоких температурах. Зола – нет.
Зольность в большей мере влияет на защитные и моюще-диспергирующие свойства моторного масла. Эта характеристика косвенно связана с другим важным оценочным критерием моторных масел: щелочным числом.
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.
- 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.
- 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).
- 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.
Качественное масло — характеристики. Зольность
Зольность базового масла определяет то, как хорошо была очищена от примесей базовая основа. Например, зольность ПАО-базы изначально равна нулю, т.к. такая основа синтезируется в реакторе, не содержит посторонних примесей, и её просто не нужно очищать.
Сульфатную зольность определяет наличие и состав присадок, добавленных в базовое масло.
От сульфатной зольности напрямую зависит моющие свойства моторного масла. Чем выше зольность, чем выше щелочное число, которое мы рассматривали в предыдущей статье. Тем больше в масле добавлено присадок, в т.ч. моющих и противоизносных.
Какие бывают виды моторного масла в зависимости от зольности?
Моторные масла делятся на:
Малозольные — Low SAPS*;
Среднезольные — Mid SAPS;
Полнозольные — Full SAPS.
*SAPS — аббревиатура от слов «сульфатная зола», «фосфор», «сера».
Максимально чёткие рамки зольности масла можно найти у Европейской ассоциации автопроизводителей — ACEA.
- Масла Full SAPS по стандарту АСЕА обозначаются как A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5.
- Mid SAPS по АСЕА имеют обозначение C2, C3.
- Low SAPS по АСЕА имеют обозначение С1, С4, C5, C6.
В полнозольных маслах всегда выше щелочное число. В них обычно увеличено количество кальция, а значит лучше моющие свойства. В них больше противоизносных присадок, поэтому такие масла обычно работают дольше и стабильнее.
Какое масло выбрать для моего автомобиля? Только полнозольное?
Но есть одно большое НО — такие масла не соответствуют современным требованиям к экологии.
Для того, чтобы соответствовать этим требованиям, автопроизводители оснащают свои автомобили системами сокращения выбросов — сажевые фильтры, каталитичекие нейтрализаторы и т.п. При наличии таких систем зольность и содержание фосфора в масле должно быть как можно ниже. иначе дорогостоящие системы выходят из строя.
Поэтому в руководстве по эксплуатации чаще встречается рекомендация использовать среднезольные масла даже в тех автомобилях, где двигатель конструктивно приспособлен к польнозольным маслам.
Поэтому если в вашем автомобиле не установлен катализатор или фильтр DPF, смело используйте полнозольные масла, они будут лучшим выбором.
При наличии систем нейтрализации выбросов, выбирайте масла, рекомендованные производителем — среднезольные ли малозольные. Лучше выбирать масла с пониженным содержанием фосфора. Для всех моторных масел из нашего каталога мы прикрепили результаты лабораторных испытаний, чтобы вы могли самостоятельно разобраться в составе и выбрать лучшее.
Не добавляйте сторонние присадки в моторное масло для того, чтобы улучшить его свойства! Таким образом, вы негативно влияете на сбалансированный состав, сделанный специально под подходящий для вас допуск.
Статьи
Виды зольности масла и ее влияние на работу двигателя
Понятие зольности используется для характеристики содержания в веществе несгораемых примесей. Небольшое количество моторного масла в работающем двигателе неизбежно выгорает. Некоторая часть жидкости при этом испаряется, а продукты сгорания оседают на стенках цилиндров. Это и есть зола. Зольность зависит от ее количества и химического состава. Чем выше этот показатель, тем больше нагара оседает на стенках цилиндров и тем быстрее засоряются фильтры. Выделяют 2 вида зольности: обычную и сульфатную.
Обычная зольность — это процентное содержание неорганических примесей, образующихся в ходе сгорания моторного масла. Вычисляется это значение к массе смазочного материала. Об обычной зольности принято говорить применительно к базовым маслам или маслам без присадок, а также к различным смазочным средствам, предназначенным для применения не в автомобилях. Данный показатель находится в пределах 0,002 — 0,4%. Более низкое значение указывает на более высокую чистоту масла
Очевидно, что значение обычной зольности служит характеристикой степени очистки базового масла. Но на практике такой параметр большого значения не имеет, ведь в автомобиль заливается масло, содержащее комплекс присадок. Для таких смазочных материалов больше подходит понятие сульфатной зольности.
Сульфатная зольность (альтернативное название — уровень сульфатных шлаков) — это показатель для характеристики масел с присадками, содержащими органические соединения металлов. Речь идет о солях натрия, бария, кальция, калия и др. Когда в процессе работы такие масла выгорают, образуется большое количество золы. К ней добавляются смолистые отложения. Их особенно много в двигателях с очень продолжительным периодом работы, а также в моторах, где масло в последний раз меняли очень давно. Такие соединения имеют свойство откладываться на поверхности деталей. Эти отложения обладают высокими абразивными свойствами, что крайне пагубно отражается на продолжительности службы деталей.
Сульфатная зольность тоже выражается в процентах от массы масла. Но определяется она по особой процедуре, в ходе которой смазочный материал сжигают и прокаливают. В итоге получают твердый остаток, от которого и вычисляются проценты. Для этого используется серная кислота, чтобы выделить из общей массы сульфаты металлов. Эта особенность всей процедуры и дала название рассматриваемому виду зольности.
Стандарты, действующие на территории ЕС, начиная с Евро-4, вводят достаточно строгие ограничения по зольности моторных масел. Это продиктовано необходимостью снизить выброс в окружающую среду загрязняющих веществ, засорение сажевых фильтров и отложение сажи на поверхности деталей. Но выполнение таких требований заметно снижает ресурс работы двигателей внутреннего сгорания, что несомненно на руку автопроизводителям. Это позволяет им поддерживать продажи своей продукции на достаточно высоком уровне.
Российские же владельцы автомобилей, использующие отечественное топливо, должны учитывать, что масла с невысокой зольностью способствуют более быстрому износу вкладышей и пальцев. В то же время применение таких смазочных средств значительно снижает образование отложений на поршневых кольцах.
Следует отметить, что стандарты, действующие в США, требуют еще меньшего значения сульфатной зольности, чем соответствующие европейские правила. Дело в том, что американские производители применяют более качественные базовые масла. Это смазочные материалы, изготовленные по технологии гидрокрекинга, или же имеющие основу в виде полиальфаолефинов (3 и 4 группы).
Масло на замену и промывка двигателя: экспертиза «За рулем»
Раньше не было турбомоторов с непосредственным впрыском топлива, а эффект LSPI проявляется именно у них. LSPI (Low-speed pre-ignition) – это нежелательное раннее зажигание, которое на двигателях прежних конструкций не наблюдалось. Порция топлива, поданного форсункой, долетает до стенки цилиндра так быстро, что не успевает по дороге полностью испариться. Оказавшись между стенкой цилиндра и кромкой поршня, капли топлива сталкиваются с раскаленными частицами нагара, вследствие чего иногда происходит взрывообразное воспламенение смеси топлива с моторным маслом.
Нечто подобное знакомо по тепловозным дизелям: порой такие моторы продолжают работать вообще без топлива, сжигая вместо него масло. Примерно так же себя ведут и даунсайзинговые бензиновые двигатели с высоким давлением в конце такта сжатия. В итоге резко возрастает температура, увеличивается давление в цилиндрах, разрушаются детали мотора.
Для предотвращения эффекта LSPI конструкторы изменяют, например, геометрию камеры сгорания. И выдвигают требования к моторным маслам – в частности, к увеличению температуры вспышки масла, для устранения проблем LSPI.
С 1 мая 2018 года требования обновили – появилась спецификация API SN Plus, обладающая обратной совместимостью с предыдущей API SN. Во все турбомоторы с непосредственным впрыском, даже произведенные до 2018 года, желательно лить масла API SN Plus.
HTHS и скорость сдвига
Параметр HTHS (High Temperature High Shear) – так называемая «высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига». Суть в том, что в отличие от привычной вязкости при 100˚ С, на которую указывают цифры в обозначении после W (например, «30» в 5W‑30), HTHS – не кинематическая, а так называемая динамическая вязкость, измеряемая при 150˚ С. Она характеризует сопротивление, оказываемое маслом при попытке сдвигать один его слой относительно другого.
Чем ниже HTHS, тем лучше энергосберегающие функции моторного масла, поскольку ниже потери на трение. С другой стороны, чем больше HTHS, тем выше прочность масляной пленки. Поэтому такая вязкость не должна быть большой или маленькой: нужен оптимум для данного мотора и условий эксплуатации.
На банках HTHS не указывают по простой причине: этот параметр фактически связан со спецификацией масла:
15W / 20W / 25W-40
Зольность и SАPS
SАPS – это сокращение от Sulphated Ash, Phosphorus, Sulphur. Термин определяет содержание в моторных маслах соответственно сульфатной золы, фосфора и серы. Масла со средней или низкой зольностью – Mid SAPS и Low SAPS – нужны для машин, оснащенных системами понижения токсичности отработавших газов и трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами: они продлевают их ресурс. А полнозольные масла (Full SAPS) этого обеспечить не могут. Однако они менее чувствительны к воздействию некондиционного топлива.
Как разобраться, у какого из продаваемых масел какая зольность? Все эти градации фактически заложены в европейской классификации АСЕА, которую практически всегда указывают на канистрах. В частности, маркировка ACEA Ax/Bx соответствует Full (High) SaPS, а ACEA Cx – Low SaPS (и Mid SАPS). В масляной индустрии допускается объединять Mid SАPS и Low SАPS в одну категорию – Low. Поэтому специально выискивать на канистрах упоминания SАPS не стоит.
Промывать или нет?
Промывка двигателя при замене масла не обязательна только в тех случаях, когда вы – первый и единственный владелец своего автомобиля, который всегда вовремя заменял моторное масло, используя при этом заведомо фирменные продукты. А вот если речь идет о машине с неизвестной сервисной историей, то промывка необходима, даже если снаружи всё блестит. Обычно, чтобы заметить накопившиеся отложения, достаточно заглянуть с фонариком в маслозаливную горловину.