Кислотное число масла что показывает

48

Моторные масла, состав, группы масел, присадки

Вязкость — это одна из важнейших характеристик масел. Моторные масла, как и большинство смазочных материалов, изменяют вязкость в зависимости от своей температуры. Чем ниже температура, тем больше вязкость и наоборот. Чтобы обеспечить холодный пуск двигателя (проворачивание коленвала стартером и прокачивание масла) при низких температурах, вязкость не должна быть очень большой. При высоких температурах, наоборот, масло не должно иметь слишком малую вязкость, чтобы создавать прочную масляную пленку между трущимися деталями.

Индекс вязкости — показатель, который характеризует зависимость вязкости масла от изменения температуры. Это безразмерная величина, т.е. не измеряется в каких-либо единицах. Чем выше индекс вязкости моторного масла, тем в более широком температурном диапазоне масло обеспечивает работоспособность двигателя. Для минеральных масел без вязкостных присадок индекс вязкости составляет 85-100, масла с вязкостными присадками и синтетические масла-компоненты могут иметь индекс вязкости 120-150. У маловязких глубокоочищенных масел индекс вязкости может достигать более 200.

Температура вспышки. Этот показатель характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, и, соответственно, связан с испаряемостью масла в процессе эксплуатации. У хороших масел температура вспышки должна быть выше 225°С. У недостаточно качественных масел маловязкие фракции быстро испаряются и выгорают, ведя к некоторому ухудшению его низкотемпературных свойств и окислению.

Температура застывания — это температура, при которой масло практически полностью теряет текучесть. Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры или кристаллизации парафинов вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится полностью твердым.

Щелочное число (TBN). Показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. TBN характеризует способность масла нейтрализовывать кислоты, поступающие в него в процессе работы двигателя и противодействовать отложениям. Чем ниже TBN, тем меньше активных присадок осталось в масле. TBN большинства масел для бензиновых двигателей обычно имеет значения в пределах 5-10 единиц, а для дизельных двигателей около 10-15. Однако по современным стандартам и дизельные и бензиновые масла укладываются примерно в 5-10 единиц. При работе моторного масла общее щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Значительное падение числа TBN приводит к коррозии, а также загрязнению шламами.

Кислотное число (TAN). Кислотное число является показателем, характеризующим наличие в моторных маслах продуктов окисления. Чем меньше его абсолютное значение, тем лучше условия работы масла в двигателе и тем больше его остаточный ресурс. Повышение числа TAN служит показателем окисления масла, вызванного длительным временем использования и/или рабочей температурой. Общее кислотное число определяется для анализа состояния моторных масел, как показателя степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива. Противоизносные компоненты всегда приводят к росту TAN.

Базовые масла
Моторное масло состоит из основы (базового масла) и присадок. Свойства масла определяются прежде всего химическим составом основы, присадки же предназначены для корректировки этих характеристик. С помощью присадок можно значительно повысить эксплуатационные свойства моторных масел, даже изготовленных из не самых лучших базовых масел. Но при длительной эксплуатации и особенно при высоких нагрузках присадки разрушаются, и конечное качество моторного масла, проработавшего в двигателе более половины положенного срока, определяется исключительно качеством базового масла. Основы масла бывают минеральные и синтетические . Комбинация минеральных и синтетических основ, при условии не менее 10 % синтетической базы, называется полусинтетической базой.

Масла — это углеводороды с определенным количеством атомов углерода. Эти атомы могут быть соединены как в длинные и прямые цепи, так и разветвленные, как крона какого-нибудь дерева. Чем более «прямыми» будут цепи, тем лучше будут свойства масла. Так, например, «ветвистым» молекулам легче свернуться в шарик, поскольку они более компактные, именно так происходит замерзание. То есть они будут замерзать при более высокой температуре, чем их «коллеги», состоящие из прямых цепей. Итак, нам нужно получить масло, состоящее из красивых одинаковых прямых углеводородных цепей. Никаких вредных примесей, ненасыщенных связей или колец. Получаемое из нефти масло идет к «идеалу», отсеивая все ненужное более или менее изощренными способами. Если менее — это обычная «минералка», более — гидрокрекинговое масло. В процессе каталитического гидрокрекинга происходит «выпрямление» цепей — изомеризация, но строя отборных молекул таким способом не получить. Ну а синтетическое масло? Его получают из легких газов, «наращивая» длину цепи до нужного числа атомов углерода. Условия этой реакции намного лучше контролируются, поэтому можно получить практически линейные цепи заданной длины.

Условные эксплуатационные характеристики (по возрастанию качества), в %
(минеральное базовое масло принято за 100 %)
Минеральное, обычного качества- 100 %
Гидрокрекинговое, полусинтетическое — 200 %
Синтетическое, полиальфаолефиновое- 300 %
Синтетическое, эстеровое- 500 %

По классификации Американского института нефти (API) базовые масла подразделяются на пять категорий:
Группа I — базовые масла, которые получены методом селективной очистки и депарафинизации растворителями (обычные минеральные)
Группа II — высокорафинированные базовые масла, с низким содержанием ароматических соединений и парафинов, с повышенной окислительной стабильностью (масла, прошедшие гидрообработку- улучшенные минеральные)
Группа III — базовые масла с высоким индексом вязкости, полученные методом каталитического гидрокрекинга (НС-технология). В ходе специальной обработки улучшают молекулярную структуру масла, приближая по своим свойствам базовые масла группы III к синтетическим базовым маслам IV группы. Не случайно масла этой группы относят к полусинтетическим (а некоторые компании даже к синтетическим базовым маслам).
Группа IV – синтетические базовые масла на основе полиальфаолефинов (ПАО). Полиальфаолефины, получаемые в результате химического процесса, имеют характеристики единообразной композиции, очень высокую окислительную стабильность, высокий индекс вязкости и не имеют молекул парафинов в своем составе.
Группа V – другие базовые масла, не вошедшие в предыдущие группы. В эту группу входят другие синтетические базовые масла и базовые масла на растительной основе — эфиров или эстеров.

Химический состав минеральных основ зависит от качества нефти, пределов выкипания отбираемых масляных фракций, а также методов и степени их очистки. Минеральная основа – самая дешевая. Это продукт прямой перегонки нефти, состоящий из молекул разной длины и разного строения. Из-за этой неоднородности – нестабильность вязкостно – температурных свойств, высокая испаряемость, низкая стойкость к окислению. Минеральная основа – самая распространенная в мире моторных масел.

Совершенствование минеральных базовых масел проводится по двум основным направлениям. Первое, при котором масло очищается только до такой степени, чтобы в нем осталось оптимальное содержание смол, кислот, соединений серы, азота и, дополнительно, вводятся присадки для улучшения некоторых функциональных свойств. Такой метод не позволяет получить масла достаточно высокого уровня качества. Второе направление, при котором базовое масло полностью очищается от всех примесей и проводится молекулярная модификация методом гидрокрекинга. В результате получается масло, обладающее ценными свойствами для тяжелых режимов работы (высокая стойкость к деформациям сдвига при высоких скоростях, нагрузках и температурах, высокий индекс вязкости и стабильность параметров).

К какому классу относить такие масла? По цене «гидрокрекинг» ближе к «минералке», а по качеству, как уверяет продавец, ничуть не хуже «синтетики». Но мы же понимаем, что если бы дело обстояло именно так, такое дорогое удовольствие, как синтетическое масло, вымерло бы как класс… Гидрокрекинговое масло ближе к минеральному не только по цене, но и по способу получения, потому что оно тоже производится из нефти. Чем же оно тогда лучше? Как следует из названия, оно проходит более глубокую обработку при помощи гидрокрекинга. А на первых этапах его производство ничем не отличается от производства минерального масла. Из обычного минерального масла разнообразными физико-химическими методами удаляются нежелательные примеси, вроде соединений серы или азота, асфальтеновые (битумные) вещества и ароматические полициклические соединения, которые усиливают коксование и зависимость вязкости от температуры. Депарафинизацией удаляются парафины, повышающие температуру застывания масел. Однако понятно, что удалить все ненужные примеси таким методом невозможно — грубо говоря, это и служит причиной худших свойств «минералки». Обработка масла может продолжиться и дальше. Ведь остались еще ненасыщенные углеводороды, которые ускоряют старение масла из-за окисления, да и примеси тоже остались. Гидроочистка (воздействие водородом при высокой температуре и давлении) превращает непредельные и ароматические углеводороды в предельные, что увеличивает стойкость масла к окислению. Таким образом, масло, прошедшее гидроочистку, обладает дополнительным преимуществом. А что же гидрокрекинг? Это еще более глубокий вид обработки, когда одновременно протекает сразу несколько реакций. Каких? Удаляются все те же ненавистные серные и азотистые соединения, Длинные цепочки разрываются (крекинг) на более короткие с однородной структурой, места разрывов в новых укороченных молекулах насыщаются водородом (гидрирование). Отсюда и название – «гидрокрекинг». Таким образом, при гидрокрекинге налицо все признаки синтеза – создания из исходного сырья нового соединения, с новой структурой и свойствами. Поэтому гидрокрекинг часто называют НС- синтезом. Но не все так просто. Некоторые компоненты нефти, которые обычно считаются вредными, местами могут быть весьма ценными. Например, смолы, жирные и нафтеновые кислоты улучшают липкость и стойкость адсорбционной пленки масла и тем самым улучшают смазывающую способность масла. Некоторые соединения серы и азота обладают антиокислительными свойствами. Таким образом, при глубокой очистке масла некоторые его смазывающие, антиокислительные и антикоррозионные свойства могут ухудшиться. Эта неприятность исправляется специальными присадками, которые добавляют уже на маслосмесительных заводах.

Итак, гидрокрекинговые масла — это продукты перегонки и глубокой очистки нефти. Гидрокрекинг отбрасывает все «ненужное», ну а если захватывается что-то «полезное», необходимые свойства придаются с помощью присадок. Но четко отфильтровать ненужные примеси сложно — поэтому имеет место большее нагарообразование и «содействие» коррозии у гидрокрекинговых масел по сравнению «синтетикой». Гидрокрекинговое масло получается близким по качеству к «синтетике», но быстрее стареет, теряет свои свойства. Зато они обладают высоким индексом вязкости, противоокислительной стойкостью и стойкостью к деформациям сдвига, а от износа могут защищать даже лучше, чем синтетические. С другой стороны, «синтетика» более однородна в смысле линейности углеводородных цепей, что дает преимущества, например, в температуре замерзания. Есть еще один нюанс. Гидрокрекинг — процесс каталитический, как, впрочем, и синтез. Но если первый идет, например, на никеле, то второй — на углероде. Понятно, что углерод в этом смысле лучше, так масло будет избавлено от нежелательных примесей соединений катализаторов.

Самое интересное, что подавляющее большинство моторных масел, позиционируемых как полусинтетические, и даже полностью синтетические, являются ни чем иным, как гидрокрекинговыми маслами. Это общая тенденция крупнейших производителей масел. BP, Shell, Castrol, Mobil, Esso, Chevron, Fuchs построена на гидрокрекинге. Все масла южно-корейских фирм — только гидрокрекинг, обычно II группы.

Полусинтетика – это смесь минеральных и синтетических базовых масел, и может содержать в своем составе от 10 до 50 процентов «синтетики». Специальных требований к производителям полусинтетических смазочных материалов в отношении того, какое количество синтетического базового масла (синтетического компонента) должно быть в готовом моторном масле — нет. Также нет никаких предписаний, какой синтетический компонент (базовое масло группы II, III или группы IV) использовать при изготовлении полусинтетического смазочного материала. Часто полусинтетикой называют масла II группы. По своим характеристикам эти масла занимают промежуточное положение между минеральными и синтетическими маслами, т.е. их свойства значительно лучше обычных минеральных масел, но хуже синтетических. По цене же эти масла значительно дешевле синтетических.

Синтетические масла обладают исключительно удачными вязкостно-температурными характеристиками. Это, во-первых, гораздо более низкая, чем у минеральных, температура застывания (-50°С, -60°C) и очень высокий индекс вязкости, что существенно облегчает запуск двигателя в морозную погоду. Во-вторых, они имеют более высокую вязкость при рабочих температурах свыше 100°C — благодаря этому масляная пленка, разделяющая поверхности трения, не разрушается в экстремальных тепловых режимах. К прочим достоинствам синтетических масел можно отнести повышенную стойкость к деформациям сдвига (благодаря однородности структруры), высокую термоокислительную стабильность, то есть малую склонность к образованию нагаров и лаков (лаками называют откладывающиеся на горячих поверхностях прозрачные, очень прочные, практически ничем не растворимые пленки, состоящие из продуктов окисления), а также небольшие по сравнению с минеральными маслами испаряемость и расход на угар. Немаловажно и то, что синтетика требует введения минимального количества загущающих присадок, а особо высококлассные ее сорта не требуют таких присадок вообще, следовательно, эти масла очень стойкие — ведь разрушаются в первую очередь именно присадки. Все эти свойства синтетических масел способствуют снижению общих механических потерь в двигателе и уменьшению износа деталей. Кроме того, их ресурс превышает ресурс минеральных в 5 и более раз. Основным фактором, ограничивающим применение синтетических масел, является их высокая стоимость. Они в 3-5 раз дороже минеральных.

В роли синтетической базы выступают обычно полиальфаолефины (ПАО), эстеры, алкилированные нафталины, либо их смесь. ПАО — это углеводороды с длиной цепочки порядка 10…12 атомов. Получают ее путем полимеризации (проще говоря – соединения) коротких углеводородных цепочек – мономеров из 3…5 атомов. Сырьем для этого обычно служат нефтяные газы – бутилен и этилен. Эстеры представляют собой сложные эфиры – продукты нейтрализации карбоновых кислот спиртами. Сырье для производства – растительные масла, например рапсовое, или, даже, кокосовое. Эстеры обладают рядом преимуществ перед всеми другими известными основами. Во-первых, молекулы эстеров полярны, то есть электрический заряд распределен в них так, что молекула сама «прилипает» к металлу. Во вторых, вязкость эстеров можно задавать еще на этапе производства основы: чем более тяжелые спирты используются, тем большей получается вязкость. Можно обойтись без всяких загущающих присадок, которые «выгорают» в ходе работы в двигателе, приводят к «старению» масла. Современная технология позволяет создавать полностью биологически разлагаемые масла на основе эстеров, т. к. эстеры являются экологически чистыми продуктами и легко утилизируются. Однако все эти плюсы могут показаться слишком дорогим удовольствием. Эстеровая база стоит в 5…10 раз дороже минеральной! Поэтому их содержание в моторных маслах обычно ограничено 1-10%, применяются они лишь в самых совершенных продуктах, обычно составляющих вершину товарного ряда компаний-лидеров.

При современном уровне развития двигателестроения использование масла без присадок практически невозможно, т.к. невозможно создание масел, которые обеспечили бы эффективную защиту двигателя и одновременно не разрушались в течение длительного времени. Все современные моторные масла содержат в своем составе пакет (набор) присадок, содержание которых суммарно может достигать 50%.

Присадки можно разделить на несколько типов:

Вязкостно-загущающие присадки
Моющие присадки (детергенты и дисперсанты)
Противоизносные присадки
Ингибиторы окисления (антиокислительные присадки)
Ингибиторы коррозии и ржавления
Антипенные присадки
Модификаторы трения
Депрессорные присадки.

Вязкостно-загущающие присадки.

Механизм их действия основан на изменении формы макромолекул полимеров в зависимости от температуры. В холодном состоянии эти молекулы, будучи свернутыми в спиральки, не влияют на вязкость масла, при нагреве же они распрямляются, и масло густеет, или, точнее, не становится слишком жидким. Фактически эта присадка повышает индекс вязкости масла. Масла, в состав которых входят вязкостные присадки (до 25%), называют загущенными — это зимние и всесезонные сорта. В зависимости от количества добавленной вязкостно-загущающей присадки можно получить масла с разными вязкостями. Чем выше изначальный индекс вязкости базового масла, тем меньше вязкостно-загущающей присадки необходимо добавлять. Если индекс вязкости достаточно высок, можно получить моторное масло, не содержащее загустителей. Современные тенденции в области разработки моторных масел направлены на создание моторных масел с невысокими диапазонами вязкостей. Причина заключается в том, что такие масла, как правило, обеспечивают энергосберегающие свойства (т.е. позволяют экономить топливо) и содержат невысокое количество загустителя или вообще его не содержат. Почему большое количество загустителя в моторном масле нежелательно для двигателя? В двигателе множество пар трения, где масло подвергается высоким сдвиговым нагрузкам, в результате которых происходит разрушение загустителя. Это приводит к потере вязкости моторного масла, ухудшению функций смазывания (уменьшение толщины смазывающей пленки), а продукты разрушения загустителя являются потенциальным источником нагаров и лаковых отложений в двигателе. Масла с большими диапазонами вязкостей ориентированы исключительно на спортивное применение. Они предназначены только для экстремальных условий эксплуатации, в которых наиболее важны высокие вязкостные свойства, а не их стабильность с течением времени.

Моющие присадки.
Моющие присадки нужны для предотвращения образования лаковых и сажевых (в дизелях) отложений на деталях двигателя. Они, как правило, состоят из детергирующих компонентов, которые вымывают продукты окисления масла и износа деталей и несут их к фильтру, и диспергирующих, способствующих дроблению крупных частиц нагара на мелкие (не больше микрона).

Принцип действия этих присадок в двигателе в точности такой же, как и у моющих средств, использующихся в быту. Кроме этого, детергенты обладают щелочными свойствами, т.е. могут нейтрализовать кислоты. Кислоты образуются при сгорании серы, содержащейся в топливе, особенно дизельном и при окислении самого масла. Нейтрализуя такие кислые продукты, эффективно предотвращается коррозия деталей двигателя. Т.е. вторая важная функция таких присадок – нейтрализация кислот и антикоррозионные свойства.

Дисперсанты.

Основная задача этих присадок – поддержание загрязнений в масле в растворенном состоянии, предотвращение их отложений на деталях двигателя, масляных каналах и др., диспергирование (растворение) крупных загрязнений. Диспергирующие добавки удерживают грязь в мелкодисперсном состоянии, не дают ей слипнуться в большие комки и пригореть к металлу. Естественно, грязь проходит по всей системе смазки, фильтр ее пропускает, но это гораздо меньшее зло, чем если бы она осаждалась на металле. Кстати, результаты работы моющих присадок можно наблюдать почти сразу после замены старого масла на новое. Вроде только-только залил, немного поездил — и уже черное! Не волнуйтесь. В данном случае чернота масла свидетельствует о высокой моющей способности его присадок — они смыли грязь со стенок, довели ее до безопасной консистенции, и масло гоняет ее по системе смазки.

Противоизносные и противозадирные присадки.

Основная функция – предотвращение изнашивания трущихся деталей двигателя в местах, где невозможно образование масляной пленки необходимой толщины. Они работают путём абсорбирования в поверхность металла, а затем химически реагируя с ней в процессе контакта металл-металл, тем более активно, чем больше тепла при этом контакте образуется, создавая при этом особую металлическую плёнку со “скользящими” свойствами, чем и предотвращают абразивный износ.

Антиокислительные присадки.

В процессе работы масло в двигателе постоянно подвергается воздействию высоких температур, кислорода воздуха и окислов азота, что вызывает его окисление, разрушение присадок и загущение. Противоокислительные присадки замедляют окисление масел и неизбежно следующее за ним образование коррозионно-активных осадков. Принцип их действия заключается в химической реакции при высоких температурах с продуктами, вызывающими окисление масла. Делятся на присадки-ингибиторы, работающие в общем объеме масла, и на термоокислительные присадки, выполняющие свои функции в рабочем слое на нагретых поверхностях.

Ингибиторы коррозии.

Ингибиторы коррозии призваны защищать поверхность деталей двигателя от коррозии, вызываемой органическими и минеральными кислотами, образующимися при окислении масла и присадок. Механизм их действия – образование защитной пленки на поверхности деталей и нейтрализация кислот. Ингибиторы ржавления в основном призваны защищать стальные и чугунные стенки цилиндров, поршни и кольца. Механизм действия схожий. Противокоррозионные присадки часто путают с противоокислительными. Это разные вещи. Противоокислительные, как говорилось выше, защищают от окисления само масло. Противокоррозионные же — поверхность металлических деталей. Они способствуют образованию на металле прочной масляной пленки, предохраняющей его от контакта с всегда присутствующими в объеме масла кислотами и водой.

Антипенные присадки.

При сильном перемешивании масла с воздухом, что в частности наблюдается при работе двигателя, когда коленвал интенсивно взбалтывает масло в картере, возможно повышенное образование пены. Этому процессу также способствуют различные загрязнения, присутствующие в масле. Ее формирование значительно ухудшает эффективность смазывания деталей двигателя, что может привести к повышенному износу и ухудшению теплоотвода. Противопенные присадки (обычно это силиконы или полилоксаны) не растворяются в моторных маслах, а присутствуют в виде мельчайших капелек. Их действие основано на разрушении пузырьков воздуха. Обойтись без этих присадок практически невозможно, но их присутствие не должно превышать тысячных долей процента — при термическом разложении силикона образуется оксид кремния, который является сильным абразивом.

Модификаторы трения.

Для современных двигателей все чаще стараются использовать масла с модификаторами трения, позволяющими снизить коэффициент трения между трущимися деталями с целью получения энергосберегающих масел. Наиболее известные модификаторы трения – на основе органического молибдена, вольфрама и титана. Также в качестве модификаторов трения обычно используют маслорастворимые эфиры жирных кислот, обладающих очень хорошим прилипанием к металлическим поверхностям, формированием на них слоя молекул, снижающих трение.

Депрессорные присадки.

При сильном понижении температуры масла в нем начинают образовываться кристаллы парафинов, что ведет к потере подвижности масла и в результате ухудшается низкотемпературный пуск двигателя и прокачиваемость масла по каналам. В процессе производства базовых масел часть парафинов удаляют, но полное их удаление по технологическим и экономическим причинам невозможно (сильно возрастают затраты на получение базового масла). Обычно минеральное базовое масло имеет температуру застывания около -15°С. Возможность получения минеральных моторных масел с температурами застывания -35°С…-40°С достигается путем введения в масло депрессорных присадок. Эти присадки предотвращают срастание кристаллов парафина, но не предотвращают их появление вообще (принцип действия такой же, как у дизельных антигелей).

Кислотное число масла что показывает

Главная Справочник о маслах Свойства Химические Кислотное и щелочное числа

Кислотное и щелочное числа

Щелочность и кислотность масел (alkalinity, acidity). Очищенное минеральное масло, как правило, является химически нейтральным. Для нейтрализации кислот, образующихся во время работы при сгорании сернистого дизельного топлива или окисления углеводородных молекул масла, в моторные и трансмиссионные масла добавляют щелочные присадки.

Обычно эту задачу выполняют моющие и диспергирующие присадки — детергенты (поверхностно-активные вещества). Чем больше щелочность масла, тем больше его рабочий ресурс. Поэтому для моторных и трансмиссионных масел в качестве эксплуата­ционного показателя указывается общее щелочное число TBN. В некоторые индустриаль­ные масла (охлаждающие смазочные жидкости и др.) добавляют активные сернистые при­садки, которые имеют слабую кислотную реакцию. В связи с этим, в качестве показателя химических свойств, указывается общее кислотное число TAN. Этот показатель иногда определяется и при анализе работающего или отработанного масла как показатель степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива. Щелочность и кислотность масел выражаются через количество (в мг) гидроокиси калия (КОН), эквивалентное содержанию всех видов щелочей в 1 г масла или необходимое для нейтрализации всех кислот в 1 г масла — и для щелочности, и для кислотности дименсия та же самая (мг КОН/1 г масла). Для определения кислотности проводится титрование гидроокисью калия (КОН), а для определения щелочности — соляной кислотой (НСl). В настоящее время, для этих целей чаще используют метод потенциометрического титрования.

В документах, сопровождающих товарные продукты смазочных материалов, ще­лочность и кислотность выражаются через:

• общее щелочное число (TBN),
• число нейтрализации,
• общее кислотное число (TAN),
• число сильных кислот (SAN).

• Общее щелочное число,TBN(totalbasenumber) показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. Общее щелочное число выражается через количество гидрооки­си калия (КОН) в мг, эквивалентное количеству всех щелочных компонентов, находящих­ся в 1 г масла (мг КОН/г).

Моторное масло должно обладать определенной щелочностью для сохранения мо­ющих свойств, способности к нейтрализации кислот и подавления процессов коррозии. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральные соединения. В про­тивном случае эти кислоты вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усилива­ют процессы образования отложений. При работе масла в двигателе щелочное число неиз­бежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим работоспособность. Считают, что при уменьшении щелочности масла примерно на 50 % от начала величины, масло следует заменить.

TBN масла определяется потенциометрическим титрованием соляной кислотой стандартам ASTM D 664, ГОСТ 11362-96, ISO 6619-88 или более новыми методами потенциометрическим титрованием перхлоровой кислотой по стандартам DIN ISO 37 ASTM D 2896-98 (по этим методам значение TBN получается примерно на 2-3 едини выше, чем по ASTM D 664). Для анализа работающих масел, в которых нейтрализация протекает медленно, предпочтение отдается методу ASTM D 4739.

Число нейтрализации (neutralizationnumber, neutnumber) показывает щелочность или кислотность масла и выражается через количество соляной кислоты (НС1) или гидроокиси калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации оснований или кислот, находящихся в 1 г масла. Число нейтрализации определяется потенциометрическим титрованием (по ASTM D 664) или колориметрическим титрованием (ISO 6619, ISO 753 DIN 51 558, ASTM D 974, ГОСТ 11362-96).

Общее кислотное число TAN (totalacidnumber). Как моторное, так и трансмиссионное масло может содержать и кислотные, и щелочные компоненты, содержание которых может быть определено раздельно. Кислотные компоненты нового масла имеют особую кислотность, которая не оказывает заметного влияния на коррозию металлов и называется общим кислотным числом масла (TAN). TAN масла выражается через количествогидроокиси калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации слабых кислот, нaxoдящихся в 1 г масла и определяется по стандартным методикам ASTM D 664 и ГОСТ 113 62. При анализе работающих жидкостей автоматической коробки передач (ATF), а также трансмиссионных и моторных масел, иногда определяется TAN, как один из показателей, характеризующих образование кислот при окислении масел.

Число сильных кислот SAN (strong acid number). В автомобильных маслах сильные кислоты должны отсутствовать, но они могут образовываться при продолжительной работе моторного масла. Появление в масле сильных кислот означает необходимость замены масла, так как такие кислоты вызывают интенсивный коррозионный износ и образование шлама. SAN, как и TAN, выражается через количество КОН, необходимое для нейтрализации соответствующих (сильных) кислот.

Расшифровка лабораторных анализов моторных масел

Чтобы научиться делать выбор масла правильно и осмысленно, опираясь не только на показатель вязкости по SAE и допусков, необходимо понимать все технические характеристики масел. В своих обзорах я постоянно привожу таблицу с лабораторными показателями масел – динамическая и кинематическая вязкость, плотность, индекс вязкости, содержание различных веществ и прочее. Чтобы вам было проще разбираться в этих показателях и понимать их, я создал эту статью, где подробно пройдусь по каждому показателю, объясню, зачем используется каждый из них и какие применимые нормы этих показателей для масел разного класса.

• Плотность моторного масла при 15 градусах
• Плотность отработанного масла
• Как измеряется плотность
• Значение плотности для синтетики и минералки
• Кинематическая вязкость моторного масла при 40 и 100 градусах
• Как связана кинематическая вязкость и стандарт SAE J300
• Как измеряется кинематическая вязкость
• Динамическая вязкость HTHS
• Кинематическая вязкость при выборе моторного масла
• Динамическая вязкость моторного масла CCS и MRV
• CCS и MRV – что это и как определяется
• Индекс вязкости моторного масла
• Вспышка и замерзание моторного масла
• Сульфатная зольность
• Что определяет параметр сульфатной зольности
• Как определяется сульфатная зольность готового масла
• На что влияет сульфатная зольность
• Классификация масел в зависимости от количества сульфатной золы
• Общее щелочное число (TBN)
• Общее кислотное число (TAN)
• Содержание серы
• Испарение масс NOACK
• Присадки

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.

Кинематическая вязкость моторного масла при 40 и 100 градусах

О значении кинематической вязкости я уже писал в статье, где разбирал вязкость SAE, но немного освежу информацию и здесь. Чтобы вы понимали, что это за показатель, зайдем издалека. Масло в двигателе не сохраняет одну стабильную температуру, во время движения она постоянно меняется и может достигать 140-150 градусов. На приборную панель выводятся показания температуры охлаждающей жидкости, которая в норме не превышает 90 градусов, температура масла же в основном далека от этого показателя.

Как связана кинематическая вязкость и стандарт SAE J300

При нагреве масло становится жиже, и чем выше температура, тем выше текучесть масла. Стандарт SAE J300 прописывает значения вязкости разных марок масел при высоких и низких температурах. Об отрицательных температурах мы поговорим ниже.

Вторая цифра вязкости по SAE – это и есть высокотемпературное значение, то есть какая максимальная и минимальная вязкость при 40 и 100 градусах должна быть у масла, чтобы оно могло называться Xw-20, Xw-30, Xw-40 и т.д. Большинство водителей думает, что это указание на климат, при котором может использоваться масло, но это в корне не верное утверждение. Это показатель вязкости масла при рабочих температурах.

Зачем это нужно. Двигатели имеют совершенно разные конструкции, в зависимости от модификации, отличается расстояние между трущимися элементами, толщина масляных каналов. От текучести масла при рабочей температуре зависит толщина масляной пленки и проходимость его по масляным каналам, при недостаточной вязкости пленка будет недостаточно толстой, движущиеся детали трутся друг об друга и наступает их износ. При избыточной вязкости масло не сможет прокачаться по каналам и наступит масляное голодание, пленка на трущихся деталях будет слишком толстой, что приведет к перегрузке и перегреву. Речь идет о толщине, равной микронам, но все же для двигателя важны и такие значения.

Как измеряется кинематическая вязкость

Специальным прибором, который измеряет время, необходимое образцу для истечения при заданной температуре. Измеряется в мм2/с. Для масел разной вязкости по SAE приняты разные пороги вязкости при 40 и 100 градусах, чаще всего при оценке масла обращают внимание на вязкость при очень высокой температуре, то есть при 100 градусах по Цельсию. Посмотреть стандарты вы можете в таблице ниже.

Кинематическая вязкость при выборе моторного масла

С этим все понятно, выбираем масла только в той категории вязкости по SAE, которая рекомендована производителем двигателя. Но здесь мы видим следующую картину: у каждого производителя свой показатель кинематической вязкости, который не выбивается за рамки стандарта SAE, но все же может иметь значительную разницу. Здесь тоже нельзя оценивать масла: больше – значит лучше.

Если кинематическая вязкость стоит на самой высокой границе стандарта, такое масло покажет высокие защитные качества, будет хорошо удерживаться на деталях (хотя эта способность зависит не только от вязкости), но при этом усилит сопротивление деталей, то есть вызовет перегрев и потребует бОльших затрат топлива для движения. Масла с вязкостью у нижней границы хорошо смажут детали, потребуют меньших затрат топлива для их движения, но при перегрузке могут не создать необходимую защиту, то есть подходят в основном для спокойной езды.

Вывод: выбираем масла в необходимом классе SAE по своим потребностям, для полуспортивной езды – погуще, для обычной езды – пожиже. Но не забывайте, что кроме показателя кинематической вязкости на степень защиты маслом двигателя влияют и остальные технические характеристики масла, которые мы рассмотрим далее.

Динамическая вязкость моторного масла CCS и MRV

Этот показатель определяет низкотемпературные характеристики масла и тоже относится к стандарту SAE J300, в нем обозначается первой цифрой и буквой W. Большинство водителей определяет применяемость масла в зимний период в своем климате только по этим двум символам в маркировке SAE, но по своему опыту могу сказать, что не стоит. Некоторые масла с маркировкой 10W могут иметь более выдающиеся низкотемпературные характеристики, чем масла 5W, если рассматривать показатели динамической вязкости. Этот показатель напрямую зависит от состава масла, то есть его основы. К примеру, большое влияние на низкотемпературные качества оказывает ПАО, синтетика лучше сохраняет текучесть в мороз, чем минеральные или полусинтетические масла. Так что при выборе смотрите на показатель динамической вязкости CCS или MRV – чем он дальше от верхнего порога, тем лучше.

CCS и MRV – что это и как определяется

И кратко определимся, что это за показатели. CCS (Cold Crank Simular) – имитация холодного пуска, определяет максимальную вязкость при заданной отрицательной температуре, которая позволит запустить двигатель штатными системами запуска. Вязкость CCS определяется при температурах от -10 до -35 градусов Цельсия, установленная температура зависит от класса масла по SAE, показатели для каждого класса можете посмотреть в таблице ниже.

MRV (Mini Rotary Viscometer) – тест на прокачиваемость. В данном случае определяется максимальная динамическая вязкость масла, при которой оно прокачается по каналам во все пары трения в момент пуска мотора. То есть первый тест определяет, при каких температурах пуск будет возможен, а второй тест – при каких он будет безопасен, без длительного масляного голодания деталей. Этот показатель определяется при температуре от -15 до -40 градусов Цельсия, тоже зависит от класса вязкости по SAE.

Учитывайте, что в тестах до указанной температуры остужается именно масло. В реальных условиях температура двигателя редко опускается до того же значение, что и температура окружающего воздуха. К примеру, если зимой у вас за окном -35 градусов, двигатель должен простоять без работы двое суток, чтобы масло в нем остыло до такой же температуры.

Индекс вязкости моторного масла

Указывается чаще всего трехзначным числом, гораздо реже двузначным, такие показатели индекса присущи минеральным маслам, которые уже практически не используются для легковых автомобилей.

Этот показатель редко берут для оценки масла, а напрасно, ведь именно он показывает, как будет меняться внутреннее трение в зависимости от температуры масла. То есть указывает на стабильность масла при высокой нагрузке. Чем выше индекс, тем стабильнее масло.

Рассчитывается индекс довольно сложно, для этого используется сложная формула, построенная на эмпирических расчетах, выведенных из двух эталонных смазок, в формулу вводят значения кинематической вязкости масла при 40 и 100 градусах Цельсия и получают необходимое значение.

Обычно индекс варьирует от 140 до 180 единиц, но есть некоторые масла с индексом сверх 200 единиц.

Например, это отдельная категория смазок японского производства, изготавливаются на основе ПАО или сложных эфиров с добавлением особого пакета присадок, но такие масла редко используются, так как применимы для небольшого количества модификаций двигателей.

При оценке индекса вязкости следует учитывать вязкость масла, чем оно жиже, тем выше индекс. Оценивать индекс проще всего в сравнении с конкурентами. К примеру, для масел 10W-40 индекс может быть в пределах 150-160 единиц, а для 5w-30 на уровне 160-180.

Вспышка и замерзание моторного масла

Высокотемпературные показатели масла измеряются не только кинематической вязкостью, есть еще такой параметр, как температура вспышки. Его определяют в отрытом или закрытом тигле, для масла используется метод открытого тигла, закрытый используется для топлива. К маслу приближают пламя газа и определяют, при какой температуре оно вспыхнет. Этот процесс зависит от количества накопленных паров, то есть испарений, которые и вспыхивают. То есть показатель вспышки указывает на летучесть масла и чистоту его основу.

Чем чище основа и чем меньше испаряется, тем выше будет вспышка. Хорошее масло должно иметь показатель вспышки от 225 градусов Цельсия.

Температура замерзания – это температура, при которой масло теряет свою тягучесть и подвижность. При застывании вязкость растет, кристаллизуется парафин в составе, масло становится твердым и пластичным. По этому показателю тоже можно оценивать поведение масла в мороз. Чем ниже температура замерзания, тем лучше. Как и в случае с динамической вязкостью, она зависит от состава масла и качества его основы.

Сульфатная зольность

Что определяет параметр сульфатной зольности

Сульфатная зольность – это содержание в масле различных твердых и неорганических соединений, которые образуются после сжигания смазочного материала. Определяется в процентах от общей массы масла.

Есть два понятия зольности – зольность базового масла и сульфатная зольность. Если объяснять просто, то обычная зольность указывает на чистоту базового масла, то есть сколько в самой базе без добавления пакета присадок содержится солей и несгораемых примесей. Сульфатная же зольность определяется для уже готового масла с добавленным пакетом присадок, и она определяет количество присадок и их состав, это относится к солям натрия, калия, фосфора и других веществ.

При рассмотрении характеристик масла зольность должна быть максимально низкой, чтобы оно могло называться качественным. По международным требованиям и нормам она не должна превышать 2%.

Почему так? В любом ДВС некоторое количество масла испаряется под воздействием высокой температуры, то есть угорает. Этот процесс приводит к тому, что несгораемые примеси, которые всегда есть в масле, оседают на стенках. То есть чем выше у масла зольность, тем больше будет этого налета. Особенно чувствительны к высокой зольности системы, оборудованные сажевыми фильтрами, для них можно использовать только масла из специальной категории LowSAPS – малозольные масла.

Как определяется сульфатная зольность готового масла

В лаборатории масло сжигают при температуре 775 градусов до образования твердых остатков, именно эта твердая масса и есть та самая зола, несгораемые остатки, которые оседают на стенках двигателя и забивают систему очистки выхлопных газов. Массу остатков соотносят с количеством тестируемого масла и выводят процентное соотношение.

Если говорить о зольности чистой основы, без присадок, то зачастую она не превышает 0,005%, в готовом же масле мы говорим о цифрах в 2%, эту разницу дают добавляемые в масло присадки. То есть мы получаем такую картину – чем «жирнее» пакет присадок в масле, тем больше будет золы. Так что рассматривать этот показатель можно двояко. С одной стороны, масло должны быть чистыми не оставлять отложений на двигателе. С другой стороны, высокая зольность говорит о богатом пакете присадок.

На что влияет сульфатная зольность

Кроме того, что высокое содержание сульфатной золы приводит к большому количеству налета внутри двигателя, она влияет на некоторые еще параметры масла. Зольность напрямую связана с щелочным числом моторного масла, о котором еще поговорим ниже. Количество золы прямо пропорционально количеству щелочи, то есть чем больше золы, тем больше щелочи и тем выше моющие свойства масел.

Количество зольных отложений при сгорании сказывается на температуре вспышки масла, о которой уже говорили выше. Особенно хорошо это заметно в отработке. Со временем присадки выгорают, и чем меньше их остается, тем ниже температура вспышки, то есть эксплуатационные качества масла падают.

Если говорить о самой конструкции автомобиля, то масла с большим количеством золы негативно сказываются на системе зажигания, затрудняют пуск в мороз, загрязняют элементы системы очистки выхлопа – катализаторы, сажевые фильтры, системы EGR. А малозольные масла, в свою очередь, не обеспечивают нужную защиту для нагруженных двигателей.

Классификация масел в зависимости от количества сульфатной золы

Классификация ACEA уделяет большое внимание сульфатной зольности масел и даже подразделяет их на категории, в зависимости от ее содержания в готовом составе:

• Full Saps – полнозольные смазки, допускается содержание золы в пределах 1-1,1%.
• Mid Saps – среднезольные смазки, допускается содержание золы от 0,6 до 0,9%.
• Low Saps – малозольные, менее 0,5%.

Зачастую производители размещают информацию на канистре масла о принадлежности масла к той или иной категории.

Общее щелочное число (TBN)

Во время работы двигателя в нем проходят химические и физические процессы, в результате которых молекулы топлива окисляются, образуется окись, и она крайне негативно сказывается на металлических частях двигателя, образует шлам, оседает на деталях, некоторые химические компоненты окиси участвую в процессах коррозии, разрушают резиновые уплотнители. Чтобы нейтрализовать образовывающуюся кислоту в масло добавляют химически активные присадки. Само по себе минеральное очищенное масло химически нейтрально.

Для повышения щелочности масла в него добавляют специальные присадки – детергенты, они частично нейтрализуют образующуюся кислоту и расщепляют на мелкие фракции, не дают сформироваться шламу. Щелочность падает с пробегом, чем больше пробег, тем ниже щелочное число и тем выше кислотное. Когда до их «встречи» остается небольшой зазор, масло теряет свою способность мыть и нейтрализовать и становится непригодным. Поэтому масла с большим щелочным числом считаются самыми лучшими и рабочими.

В современных маслах встречается показатель щелочи от 5 до 14 мгКОН/г. Хорошим показателем для бензиновых моторов считается 7-8 мгКОН/г, для дизельных от 9 – в дизельном двигателе сложней условия для масла, выше температура, больше серы в топливе. Безопасным использование масла считается до показателя TBN до 50% от показателя свежего масла. С появлением бензина с низким содержанием серы этот показатель немного снизился, сера – один из главных врагов масла, способствующих его окислению. Критический показатель для смены масла, когда щелочное число сравнивается с кислотным.

Для определения щелочного числа в свежем масле и в отработке используются разные методы. Для свежего масла ГОСТ 30050 или ASTM D 2896, для отработки ГОСТ 11362 или ASTM D 4739. Каждый метод «видит» щелочи разного типа, но иногда компании используют для анализа и отработки, и свежего ГОСТ 30050 или ASTM D 2896, это связано с внутренней политикой производителя.

Определение качества масла по щелочному числу двояко. С одной стороны, масло с низким числом быстрей сработается, потеряет свои свойства отмывать шлам. С другой стороны, обогащение состава присадок снижает щелочное число, то есть масла с богатым пакетом присадок могут иметь низкий показатель щелочи. Поэтому некоторые дешевые масла с высоким щелочным числом могут просто иметь бедный пакет присадок.

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.

Содержание серы

Количество серы в свежем масле определяется как массовая доля, то есть в процентах. Этот показатель зависит от природы нефти, из которой готовили базу, от качества ее очистки. Современные методы очистки позволяют создавать масла с низким содержанием серы.

По количеству серы в анализе можно определить степень очистки базы и используемый пакет присадок – на сульфонатах кальция или на салицилатах кальция. В первом случае серы будет до 0,400%, во втором 0,200-0,260%. Если серы более 0,500%, это чаще всего говорит о том, что в базе есть минеральное масло первой группы, чаще всего встречается в полусинтетике с высокой вязкостью.

Испарение масс NOACK

Этот показатель определяется как количество испарившегося масла в течение 1 часа при температуре 250 градусов Цельсия и постоянном потоке воздуха. Измеряется в процентах. Чем ниже этот показатель, тем выше стабильность масла при высоких температурах и тем меньше будет его расход. Стоит обращать внимание, что NOACK зависит от вязкости масла, чем она выше, тем ниже NOACK. Кроме вязкости на испаряемость влияет химический состав, поверхностная адгезия, наличие полимерных загустителей и другое.

По NOACK можно определять качество масла, этот показатель ограничивают требования международных стандартов ACEA, API, допусков автопроизводителей. По NOACK можно делать выводы о составе масла. А вот судить о расходе масла по этому показателю можно только косвенно, так как расход зависит не только от испарения, но и еще от множества факторов.

Присадки

Молибден – модификатор трения, антиоксидант, за счет уменьшения трения снижает шум от работы двигателя. Чаще всего встречается в маслах с американскими стандартами API и ILSAC, но иногда встречается и в европейских маслах. В свежих стандартных маслах содержание молибдена обычно колеблется в пределах 50-75ppm. На данный момент это один из самых эффективных модификаторов трения.

Фосфор – противоизносная присадка из пакета ZDDP. Может встречаться и в модификаторах трения MoDTP.

Цинк – еще один компонент ZDDP.

Барий – встречается в составе очень редко, но может использоваться в качестве моющего и диспергирующего компонента, ингибитора коррозии.

Бор – беззольный дисперсант сукцинимида бора, удерживает продукты сгорания во взвешенном состоянии, имеет высокие моющие и нейтрализующие качества. Бор выступает и в качестве растворителя для противоизносных и антифрикционных присадок. С пробегом его количество в масле снижается.

Магний – моющий, нейтрализующий и диспергирующий компонент, в масле присутствует в виде сульфоната магния или салицилата магния (более современный). Сульфонаты магния считается не такими эффективными, как детергенты на основе кальция, они содержат много серы и не так эффективно нейтрализуют кислоты в сравнении с кальцием.

Кальций – входит в состав масел в качестве моющих и нейтрализующих присадок. Чаще всего встречается сульфонат кальция или салицилат кальция. Отмывает загрязнения и удерживает их во взвешенном состоянии. Определить большое количество сульфоната кальция можно по высокому содержанию серы и высокой зольности. Салицилат кальция показывает низкую золу и серу, при этом самого кальция в анализе тоже будет меньше в сравнении с сульфонатом кальция, иногда в половину меньше.

Натрий – еще один моющий компонент, который в масле используется в виде сложных соединений сульфоната натрия и салицилата натрия. В некоторых маслах встречается в сочетании с кальцием, так как эта пара дает меньшую зольность. Есть соединения натрия, которые используются и как противоизносная присадка.

Титан – некоторые моторные масла содержат соединения титана в качестве противоизносной присадки, снижает трение и износ. Соединения титана приходят на смену пакета ZDDP, так как является более экологичными, то есть лучше совместимы с катализаторами выхлопных газов.

Кремний – чаще всего встречается в отработке, но попадается и в анализе свежего масла, входит в состав в качестве антипенной присадки.

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.