Tbn в масле что это

8

Особенности показателя TBN

TBN (щелочное число) учитывается в классификации масел, в технологических стандартах производителей смазочных материалов. Значение щелочного числа зависит от следующих факторов:

• рецептура продукта;
• наличие серы в дизельном топливе;
• количество биодизельных компонентов в топливе;
• степень рециркуляции отработанных газов;
• интенсивность окисления моторного масла;
• длительность интервалов замены масла.

Параметр TBN (щелочное число) используется для определения остаточного ресурса масла с помощью выявления оставшегося количества присадок. Другими словами, с его помощью можно было определить необходимость замены масла.

Современный анализ масел

Ранее высокое щелочное число было необходимо для нейтрализации продуктов сгорания дизельного топлива, содержавшего большое количество серных примесей. Сейчас же, благодаря использованию топлива с ультранизким содержанием серы, в маслах отмечаются более низкие показатели TBN (щелочное число).

Тенденция снижения этого значения продолжается и сейчас совместно с совершенствованием рецептуры производства масел. К чему это приведет? Анализ современных масел должен учитывать все новые параметры качества, такие как износ, окисление, вязкость и общее кислотное число TAN.

TAN и TBN

Кислота является главной причиной коррозии деталей, окисления и повышения вязкости масел, поэтому показатель TAN (кислотное число) обуславливает текущие условия работы ДВС, при этом параметр TBN (щелочное число) показывает лишь запас присадок в масле для предотвращения вышеуказанных нежелательных процессов.

Свойства моторного масла определяются не только с помощью показателя щелочного числа, но и посредством правильного баланса окислительной стабильности, диспергирования сажи, контроля образования отложений, защиты от износа, моющих свойств и удержанием значения щелочного числа.

В наши дни уменьшение значения TBN на 20% — 30% от первоначального значения не служит поводом для замены масла. Чтобы избежать большого расхода смазочных материалов, необходимо учитывать кроме TBN и другие параметры:

1. скопление продуктов износа металла;
2. степень окисления;
3. кинематическая вязкость.

Все эти факторы необходимо учитывать при определении необходимости замены масла. Не стоит сокращать интервалы замены, руководствуясь одним лишь значением TBN (щелочное число), так как вместе с этим увеличиваются затраты на обслуживание техники и нагрузка на экологическое состояние окружающей среды.

Новое понимание щелочного числа моторного масла (TBN)

Показатель общего щелочного числа TBN (англ. TBN – Total Base Number) дает представление о количестве имеющихся в масле щелочных соединений, которые нейтрализуют органические и неорганические кислоты, концентрирующиеся в поддонах картеров дизельных ДВС во время их работы.

КАК ИЗМЕРЯЕТСЯ

Значение выражается в миллиграммах гидроксида калия, требуемого для титрования 1 грамма тестируемого образца, растворённого в специальном растворителе до установленной точки эквивалентности.

ГДЕ ЕЩЕ ЭТО ВАЖНО

TBN играет важную роль в классификации смазочных материалов (ACEA, Global DHD и др.), в производственных стандартах компаний-производителей смазочных материалов и др.

Запас щелочного числа TBN

Есть техническая задача в которой нужно разобраться? Задайте свой вопрос эксперту. заполните форму и получите ответ в течении 24 часов.

Важно знать:

Первенство в изобретении двигателя внутреннего сгорания с воспламенением топливно-воздушной смеси от сжатия общепризнано отдают инженеру-изобретателю Рудольфу Дизелю. Увы, это распространенное упрощение, ведь как в природе, так и техногенной сфере что-либо новое не появляется вдруг. Все изобретения являются эволюционным продуктом научно-технического прогресса. Но поскольку такие значимые события, как изобретения, олицетворяют вклад страны и народа в культурную сокровищницу человечества, борьба за признание лидерства неизбежна.

Кстати, упрощение заключается в том, что Рудольф Кристиан Карл Дизель, будучи не только талантливым, но весьма тщеславным и не менее предприимчивым человеком, ранее других инженеров, работающих над созданием нового двигателя, получил патент на свою разработку. Патент под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу» зарегистрирован 28 февраля 1892 года. Однако современный «дизельный» двигатель напоминает аппарат Рудольфа Дизеля лишь отдалённо и объединяет их только идея воспламенения топливно-воздушной смеси от сжатия.

Рудольф Дизель

Двигатель Дизеля. Аугсбург, 1897 г.

Двигатель, который мы привыкли называть «дизельным двигателем» или просто «дизелем» это результат длительной научной и экспериментальной работы многих инженеров, но современная версия этой машины обязана российскому-советскому ученому, инженеру и изобретателю Густаву Васильевичу Тринклеру (1876-1957). Свой бескомпрессорный дизельный двигатель 22 летний инженер Путиловского завода в Санкт-Петербурге построил в 1898 году, положив в основу усовершенствованный термодинамический цикл, объединяющий в себе циклы Отто и Дизеля. Инженеры-теплотехники и конструкторы-моторостроители цикл дизельного двигателя смешанного сгорания так и называют – цикл Тринклера.

Цикл Тринклера. Диаграмма

Увы, Густав Васильевич так и не запатентовал свой «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления», проект которого он завершил на V курсе Санкт-Петербургского технологического института в 1898 году. В связи с этим обстоятельством, например, в Германии и Голландии термодинамический цикл двигателя со смешанным сгоранием называют «Seiliger cycle», а в Италии «Sabathe cycle». Встречается также название “цикл Сабате-Тринклера».

Густав Васильевич Тринклер

Тринклер-мотор. Санкт-Петербург, 1898 г.

Сегодня трудно представить области промышленности и, особенно, транспорта, где бы не использовались дизельные двигатели. Высокий КПД этой тепловой машины, значение которого у современных её образцов достигает 50%, обусловил практически безальтернативное применение дизеля в транспорте, уступая лишь атомному реактору в морском применении. Дизельным двигателем сегодня вооружены даже легковые автомобили!

В настоящем эссе касаться темы легкового дизельного автомобиля мы не будем, так как по иррациональности суждений эта сфера скорее ближе к религиозной, но о коммерческом использовании достоинств дизельного двигателя поговорим подробно.

Итак, в основе эффективности дизельного двигателя лежит его высокий термический коэффициент полезного действия. И хотя механический КПД дизеля ниже, чем у его бензинового собрата, высокая тепловая эффективность перекрывает все механические потери энергии, обусловленные особенностями кривошипно-шатунного механизма и топливной аппаратуры. Но в наибольшей степени высокая эффективность дизеля раскрывается при интенсивном коммерческом использовании, которое позволяет компенсировать все экономические издержки, связанные с более высокой ценой дизельной техники и более высокими эксплуатационными расходами.

Кстати, очень низкая интенсивность эксплуатации легкового автомобиля в качестве личного транспортного средства и объясняет, почему легкомоторное применение дизеля не оправдано с точки зрения семейного бюджета. Техническое совершенствование легкового дизеля за счет сложнейших систем питания, наддува и систем очистки выхлопных газов приводит ко всё большему удорожанию техники при совершенно ничтожном улучшении потребительских характеристик. В результате общие эксплуатационные расходы покрываются топливной экономией в среднем только через 5-10 лет «бытового» использования дизельного легкового автомобиля.

Высокая эффективность коммерческой дизельной техники, помимо топливной экономичности, определяется также весьма значительным ресурсом дизеля. Пробег в 1 000 000 километров до капитального ремонта двигателя считается нормой. Однако такой ресурс двигателя возможен только благодаря правильной технической эксплуатации, важнейшим аспектом которой является использование высокоэффективных эксплуатационных жидкостей. Важнейшей из них, напрямую влияющей на долговечность механизмов двигателя, выступает моторное масло.

В прошлом обзоре российского рынка моторных масел коммерческого сегмента (CVL) мы уже определили статус моторного масла как рабочей жидкости по обеспечению «жизнедеятельности» двигателя внутреннего сгорания и рассмотрели проблему угара масла. Сегодня мы поговорим о таком важнейшем свойстве масел для смазки дизельного двигателя, как запас щелочного числа (TBN).

Запас щелочного числа TBN

Запас щелочного числа моторного масла для дизельных двигателей означает присутствие в масле специальных присадок со щелочными свойствами, которые призваны нейтрализовать кислотные соединения, образующиеся при сгорании топлива. И если в бензиновых двигателях это качество неактуально, то в дизельных оно жизненно важно.

Всё дело в том, что в качестве дизельного топлива используются маловязкие нефтяные фракции с высоким содержанием соединений серы. При сгорании высокосернистого топлива выделяется оксид серы (IV) – SO2 и оксид серы (VI) – SO3, образующие при соединении с влагой сернистую H2SO3 и серную H2SO4 кислоты, которые с картерными газами попадают в моторное масло, растворяясь в нем. Вследствие еще одной особенности дизельного двигателя – высокой температуры и высокого давления при горении топливной смеси, в продуктах сгорания содержатся оксиды азота NO и NO2, образующие с влагой азотистую HNO2 и азотную HNO3 кислоты. Все эти кислоты и, особенно, серная и азотная являются чрезвычайно агрессивными по отношению к деталям двигателя из цветных сплавов и к моторному маслу химическими веществами.

Влияние щелочного числа на износ поршневых колец двигателя

Во всём мире и особенно в странах Европы ведется поэтапное ужесточение требований к содержанию серы в дизельном топливе. В России с небольшим отставанием идет аналогичная работа. Отставание в данном случае обусловлено изначально высоким содержанием соединений серы в западносибирской нефти, а также необходимостью модернизации производственных мощностей по получению топлив и совершенствования торговой инфраструктуры.

В настоящее время требования к качеству дизельных топлив регламентируются ГОСТ Р 52368-2005, закрепляющем для всех произведенных в России автомобилей норму EURO-3. Содержание серы в топливе EURO-3 ограничено на уровне не более 0,035%. Для всех ввезенных в Россию импортных автомобилей действует норма EURO-5, ограничивающая содержание серы – не более 0,001%. Правда это означает, что в автомобилях EURO-5 может использоваться только топливо, также соответствующее норме EURO-5. Увы, автотранспортные предприятия, эксплуатирующие такие автомобили, редко придерживаются этого условия.

В любом случае, наша задача заключается в том, чтобы за счет правильного выбора моторного масла сполна реализовать ресурс дизельного двигателя, а также обеспечить максимальный срок службы самого масла. Для этого и предназначены щелочные присадки. Эффективность щелочных присадок и соответствующий срок службы моторного масла в дизельном двигателе определяются так называемым запасом щелочного числа TBN (Total Base Number) и выражаются в миллиграммах гидроксида калия на 1 грамм масла (мг КОН/г).

Итак, запас щелочного числа характеризует способность моторного масла противостоять окислительным процессам и пропорционален количеству кислот, которые может нейтрализовать данное масло.

Чем выше TBN, тем лучше защитные свойства масла и больше его ресурс при использовании высокосернистых топлив. Для обеспечения щелочного числа используются как современные присадки на основе кальция, так и более ранние магниевые. Эффективность их различна и определяется способностью к нейтрализации не только кислотных соединений серы, но азотной кислоты.

Падение щелочного числа (TBN) при работе двигателя в разных режимах

Рассмотрим несколько примеров моторных масел для дизельных двигателей с точки зрения их нейтрализующей способности при работе двигателя на высокосернистом топливе. Вот уже знакомые нам продукты:

Качественное масло — характеристики. Щелочное число и кислотность

Что означает щелочное число в описании моторного масла? Какое щелочное число лучше? Щелочное число 7 — хорошее? Давайте разберёмся.

Один из основных параметров качества моторного масла — Щелочное число

Именно щелочное число или TBN (Total Base Number) влияет на то, какой предельный ресурс будет у моторного масла при эксплуатации, а также как хорошо оно будет очищать двигатель.

При нормальной работе двигателя, во время сгорания топлива, остаётся большое количество загрязнений шламов, нагаров, а также кислот. Кислота не только способствует коррозии, но и также окисляет, т.е. «убивает» моторное масло.

Так как кислота убирается с помощью щёлочи, то именно щелочное число будет показателем стойкости моторного масла к окислению.

Как узнать Щелочное число?

Чтобы получить TBN, то есть Щелочное число масла, измеряется в количестве гидроксида калия в одном грамме продукта.

Щелочное число моторного масла указывается производителем в TDS (Technical Data Sheet).

Зачем нужно знать Щелочное число?

Показатель щелочного числа показывает способность моторного масла нейтрализовать кислоты, которые образуются в двигателе при сгорании топлива. В свежих маслах оно также указывает на потенциальный запас щелочной среды.

Во время работы двигателя на масло воздействуют высокие термические нагрузки, из-за чего масло естественным образом окисляется.

Окисление ускоряется из-за химических процессов, возникающих при работе двигателя.

При сгорании топлива выделяется оксиды серы, которые при соединении с влагой образуют сернистую и серную кислоты. Также в масло попадают азотистая и азотная кислоты, которые образуются при соединении с влагой оксидов азота.

С растущим пробегом, показатель щелочного числа падает. Мы можем сравнить разность этих показателей у свежего масла и отработанного и предугадать, сколько моторное масло ещё будет способно защищать двигатель.

Показатель щелочного числа может падать нелинейно, в разных условиях с разной скоростью. Иногда происходит резкое падение щелочного числа, например, из-за плохого качества топлива или из-за нестабильного качества базы, если это база на минеральной основе.

Критической отметкой является падение показателя на 50% относительно изначальной отметки. С этого момента скорость падения щелочного числа и деградация моторного масла будет расти в геометрической прогрессии.

Одновременно с падением щелочного числа, начинает расти кислотное число. И в момент, когда они становятся равны, можно считать точкой, когда моторное масло полностью отработало свой ресурс, и его надо срочно менять.

Какое моторное масло выбрать?

Можно ли просто заливать в легковой автомобиль моторное масло с большим щелочным числом, например, масла для грузовиков, где этот показатель составляет до 15 единиц?

К сожалению, всё не так просто.

Щелочное число также определяет зольность масла — количество

Производители двигателей ограничивают допустимую зольность масла для того, чтобы продлить ресурс каталитическим конверторам, сажевым фильтрам и другим системам нейтрализации газов, установленных на всех современных автомобилях.

Для современных высокофорсированных теплонагруженных моторов обычно прописывают требование использования среднезольного или малозольного моторного масла, то есть ограничивается содержание присадок в масле, а также щелочное число.

Классификация моторных масел по зольности довольно чётко прописана в стандарте ACEA (Ассоциация Европейских Производителей Автомобилей):

• Полнозольные или Full SAPS. По стандарту АСЕА обозначаются как A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5.
• Среднезольные или Mid SAPS. По АСЕА имеют обозначение C2, C3.
• Малозольные или Low SAPS. По АСЕА имеют обозначение С1, С4, C5, C6.

В более простых моторах без экологических систем может допускаться использование полнозольных моторных масел. Щелочное число в таких маслах достигает 10-12 единиц.

Но это не значит, что такое масло гарантированно проживёт дольше, чем малозольное, только из-за того, что щелочное число выше.

В полнозольных маслах также может происходит чересчур быстрое и неравномерное падение щелочного числа.

Основные причины падения Щелочного Числа

• Плохое качество базового масла
• Плохое качество топлива
• Эксплуатация в тяжёлых условиях
• Частое стояние в пробках
• Конструктивные особенности мотора
• Перегрев
• Морозы и долгие утренние прогревания
• Маленький объём масла в картере

Какая база моторного масла стабильнее?

При прочих равных: одинаковый присадочный пакет, одинаковые допуски и вязкость, синтетическое моторное масло на полиальфаолефинах (ПАО) и эстерах, начинает срабатываться намного позже, чем гидрокрекинговое и минеральное масла.

В моторном масле на ПАО нет полимерного загустителя, нет коротких молекул, которые выгорают, нет длинных парафиновых молекул, которые загрязняют мотор.

Поэтому маслу на ПАО не нужно бороться с загрязнениями, которое создаёт оно само в процессе эксплуатации.

Всегда ли высокий показатель Щелочного Числа гарантирует способность масла защищать мотор?

Есть исключение из правила. Это автомобили, использующие газовое топливо.

При сгорании газа, общее число число образующихся кислот и других загрязнений меньше, чем при сгорании другого топлива. Однако, при этом образуется также большое количество воды. При наличии большого количества оксида серы, эта вода превращается в крайне агрессивную серную кислоту.

Двигатели на ГБО работают при высоких температурах, и в сочетании с большим количеством серной кислоты, в моторном масле быстро срабатываются ингибиторы коррозии.

Поэтому как правило, падение щелочного числа в масле, работающем в двигателе на ГБО, происходит достаточно медленно, но при этом в анализе отработок такого масла часто находят большое количество металлов: меди, железа, алюминия, что является сигналом о повреждении внутренностей двигателя.

Выходом также станет использование ПАО масла, которое является более гидрофобным и термостабильным.

Выводы

В идеальном случае, менять моторное масло следует не по достижении определённого пробега и даже количества моточасов, а по состоянию масла в двигателе.

Важно не допускать критических показателей щелочного числа моторного масла. При падении показателя в два раза от начального, следует сделать замену.

Старайтесь выбирать моторные масла на качественной базе, с максимально возможным для вашего допуска щелочным числом.

Моторные масла Partnumber 710 на ПАО базе находятся в этой части каталога.