что такое зольность масла и на что влияет

На, что влияет зольность моторного масла

Зольность представляет собой шлаковый показатель, содержащихся в момент сгорания топлива. Примечательно, что самоочищающиеся системы справляются с сажей, однако, не могут противостоять золе. Зольность – это то количество различных присадок (антикоррозийных, моющих, антиокислительных и некоторых других), органического происхождения, которые влияют на функционирование транспортного средства. Далее мы попробуем разобраться, какие разновидности бывают у масла, на что влияет зольность моторного масла и некоторые другие вопросы.

Какие разновидности бывают

Исходя из наличия золы, выделяются 3 основных вида: полнозольные, среднезолные и малозольные. Рассмотрим каждую разновидность…

Полнозольные масла могут иметь маркировку A4/B4, ACEA A5/B5 или A3B3. Одним из главных недостатков этой разновидности является негативное воздействие масла на DPF-фильтр. Другим недостатком является возможный урон трехступенчатых катализаторов.

Зольность таких масел в процентах составляет от 1 до 1,1%. Такой показатель не рекомендован к применению в моторах EURO 4/5/6, но может использоваться в авто с выхлопом EGR.

Среднезольные масла могут быть использованы в четырехтактных агрегатах на газе, оснащенные турбонаддувом. Могут иметь маркировку C4 или ACEA C3. Такие смазки отлично контролируют коррозийные процессы, а также возможны загрязнения, которые могут содержаться в биогазах. Зольность в процентах составляет от 0,6 до 0,9%. Благодаря им увеличивается промежуток в эксплуатации от замены до замены. Смазка имеет отличные эксплуатационные качества.

Малозольные масла имеют специфический состав, который уникально влияет на мотор транспортного средства. Смазка содержит минимально содержание таких элементов, как: фосфор, зола и сера. При этом добавки идеально сбалансированы. Масла могут иметь маркировки C1/C2/C3. В процентном соотношении зольность будет не более 0,5%. Данные смазки прекрасно очищают силовой агрегат автомобиля и могут использоваться в дизельных и бензиновых агрегатах.

Сульфатная зольность

Чтобы ответить на вопрос, на что влияет зольность моторного масла, следует знать и о том, что такое сульфатная зольность. Есть два понятия. Первое — зольность масла, а второе сульфатная зольность. Между этими понятиями есть различия. В первом случае имеются в виду продукты сгорания. Во втором случае имеется в виду сколько в смазке имеется присадок (металлсодержащие).

Понятие присадки означает компоненты, которые способствуют улучшению характеристик непосредственно самого масла. Есть присадки, очищающие поверхность мотора; не дающие появиться и распространиться коррозийным процессам; увеличивающие сроки от замены до замены. Регулярно проводя исследования и поиски подходящего состава, именно масло сульфатное имеет наиболее сбалансированные компоненты. Если добавлять присадки в автомобиль самостоятельно, можно сделать ошибку и, в результате, отложение зол будет слишком большим. При выборе масла по зольности, следует брать в зачет консультации со специалистами, технические показатели или же общаться по этому вопросу с опытными автовладельцами.

В стандартных смазках показатель зольности практически отсутствует. Вот какие условиями по зольности обязаны быть выдержаны:

Такие материалы отработки, в частности, как: фосфор, зола или сера оказывают негативное влияние на системы фильтров, а также функции нейтрализаторов. Потому лучший выбор – применение малозольного.

На что влияет зольность моторного масла

Теперь давайте ответим более детально на вопрос, на что влияет зольность моторного масла… При повышенной зольности происходят высокотемпературные отложения. Данные отложения имеют вполне конкретные дегенеративные свойства. А именно, они загрязняют силовой агрегат и имеют влияние на функционирование других автомобильных систем. Главной характеристикой автомобильного масла смывать отложения. Сначала важно грамотно размельчить, нейтрализовать и смыть полностью отложения. Чтобы придать деталям двигателя чистоту следует применять моюще-диспергирующие свойства. В результате работа двигателя будет налажена. При слишком больших количествах отложений будут спровоцированы повышения температур, качество работы будет заметно уменьшено. Эти моменты приведут к возможным неисправностям. Больше всего зольность влияет непосредственно на масляные фильтры. Эти элементы просто забиваются.

Как видите, есть немало компонентов, на что влияет зольность моторного масла. При рациональном содержании присадок можно гарантировать то, что высокотемпературные отложения уменьшатся. Как дополнительные компоненты могут быть использованы: алкилсалицилаты, сульфонаты либо фосфаты магния. Если в автомобиле используется топливо, содержащее большое количество серы либо топливо, которое способствует появлению азотной кислоты, лучше использовать масло, которое будет иметь присадки, направленные на уменьшение коррозийных износов цилиндров и поршневых колец.

Выбирать зольность масла нужно максимально грамотно. Учитывайте состояние Вашего автомобиля и рекомендации производителей.

Источник

Сага о масле. Глава 6. Про зольность и системы очистки ОГ. Часть 2.

Часть 1. Про системы очистки отработавших газов
Часть 2. Как зольность влияет на TWC, DPF и др системы очистки отработавших газов?
По-моему, производители масел уже запутали людей с этой зольностью.

Это масло с пониженной зольностью, вроде все понятно написано: зола откладывается в нейтрализаторах и сажевиках, поэтому в данном масле ее мало и поэтому оно самое подходящее вашей любимой машине.
Но читаем описание другого масла – полнозольного:

… и оно тоже для самых-самых современных двигателей, оснащенных самыми настоящими системами нейтрализации тех же самых ОГ… (!)
И какое выбрать, если например в мануале написано лить масло ACEA A3, но при этом точно известно, что в машине есть нейтрализатор ОГ? Или распространенный вопрос: рекомендуются масла с допуском VW 502, а они бывают и полнозольные, и малозольные – и какое взять? Или в машине есть сажевик DPF, можно ли использовать полнозольные масла?
Смогу ли я убедительно ответить на эти вопросы, но попробую. Ибо не хотелось бы, чтобы люди искали эти ответы где-нибудь на форумах или у продавцов.

Итак, в предыдущей записи приведена информация, как устроены системы очистки ОГ, что эти системы не вечны и существует три основных механизма снижения их эффективности:
-термическое разрушение
-химическое
-механическое
Нас сейчас интересует химическое воздействие. Поэтому «здравствуйте, садитесь, начинаем очередной урок химии».
Зольность – это содержание в масле минеральных солей, точнее количество «золы» в процентах по массе, которая образуется, если выпарить масло при 600 град. Эта «зола» содержит соединения серы, фосфора, цинка и других металлов и неметаллов.
Сера – один из главных врагов для всех компонентов систем очистки, она присутствует в ОГ в виде сульфатов, сульфидов, оксисульфидов, SO2, SO3. Последние два реагируют с оксидами алюминия на поверхности нейтрализатора с образованием сульфатов алюминия, что уменьшает активную площадь нейтрализатора. Также соединения серы могут восстанавливаться до сероводорода, который реагирует с металлами нейтрализатора и мешает окислению HC.
В накопительных нейтрализаторах другие температурные и химические условия, но – та же проблема образования сульфатов и возможная реакция с водой:

Фосфор – тоже один из известных «катализаторных ядов». Его соединения находят в отработавших нейтрализаторах в виде твердых и аморфных фосфатов цинка, магния, кальция, а также в виде цинка пирофосфата. Откуда они берутся? В основном, благодаря содержанию в моторных маслах противоизносной (и не только) присадки ZDDP. Также соединения P есть в топливе.

Эти отложения, естественно, снижают площадь активной поверхности нейтрализатора или DPF.
Кроме того, соединения фосфора химически реагируют с оксидами Al и Ce и нарушают их свойства:

Но на данный момент нельзя полностью исключить содержание соединений серы и фосфора в ГСМ, поэтому возникают следующие вопросы:
Если нейтрализатор не вечен, то на сколько км рассчитана жизнь нейтрализатора?
Сколько серы и фосфора способно «убить» нейтрализатор?

Ответы можно найти в ряде исследований на эту тему – и их, кстати говоря, немало! Особенный бум таких исследований пришелся на середину 2000х.
В статье итальянско-испанских исследователей от 2005 года есть приблизительный ответ на первый вопрос:

Кстати, американские требования более строгие:

В этом же итальянско-испанском исследовании сравнили «чистый» нейтрализатор и нейтрализатор, отработавший в машине Ford Fiesta 1.4 60 тыс. км. www.uam.es/personal_pas/txrf/AppSurface_1.pdf

…и обнаружили скопление соединений фосфора, в большей степени в начальных отделах нейтрализатора. При этом эффективность работы нейтрализатора снизилась в среднем на 20-60% за 60000км, особенно это коснулось деактивации NO

Это же подтверждается в других исследованиях:

Далее Virpi Kröger в рамках диссертации приводит интересные данные:

3,5% фосфора это много или мало? 0,4%? Трудно сказать, но еще в 1985 г Joe с соавт. показали, что 0,4% фосфора уже снижает эффективность нейтрализатора.

К сожалению, в приведенных исследованиях не указано, на каком топливе и на каком масле отъездили машины. Судя по дате публикации – вероятно, масла были API SL или SM, т.е. с содержанием фосфора менее 0,1%.
Посчитаем, сколько теоретически фосфора может попасть в нейтрализатор за 161 тыс км пробега (почему именно такая цифра поймете ниже).
Допустим, масло Х содержит 0,1% фосфора, т.е. при плотности масла 850 г/л в 1л 0.85 г фосфора. При угаре 1л на 10000км в трубу улетит 0.85*16,1=13.7г. А в реальной жизни?

На этот счет есть одно очень интересное исследование, проведенное специалистами Ford Motor Co, Ethyl Petroleum Additivies и Delphy: «Влияние состава масел на выхлопные газы в службе такси» (papers.sae.org/2002-01-2680/). 20 машин, 5 видов масел, все 5w30 ILSAC GF-2, с и без ZDDP, с разными детергентами или без них. Общий пробег по 100 тыс миль (161 тыс км), ежедневная работа в две смены по 12 часов и контроль каждые 7000миль пробега.

К слову, это уникальное исследование — в нем приводится содержание фосфора в граммах. 14,6г фосфора на маслах с Ca-Mg детергентами и 24,6г в маслах без детергентов.

По результатам Ford Taxi Fleet Test исследователи сделали выводы, что фосфор попадает в нейтрализаторы вследствие «улетучивания» масла, ни на одном масле не было существенного износа, при наблюдаемом уровне отложений P в нейтрализаторах снижается эффективность их работы, и зависимость прямая.

Самое значительное количество отложений и наихудшие показатели очистки ОГ обнаружены в двигателях, работавших на экспериментальном масле с ZDDP, но без детергента. К слову, это известный факт: ранее Ueda F. с соавторами показали, что Ca и Mg уменьшают негативное влияние фосфора на нейтрализаторы (Engine oil additive effects on deactivation of monolithic three-way catalysts and oxygen sensors, SAE Paper #940746, 1994).

Раз фосфор попадает в нейтрализаторы вследствие угара масла, значит необходимо ограничивать его содержание в маслах и испаряемость NOACK. Например, АPI SJ от 1996г нормировал эти параметры max 0,1% и 22% соответственно, с 2011г API SN уже 0,08% и 15% соответственно. Но не все так просто.
Во-первых, продолжаются дебаты между инженерами-масленщиками и инженерами-мотористами по поводу норм содержания ZDDP в качестве противоизносной присадки, ведь весомая доля автопарка в мире это машины с большим пробегом, в новых машинах все чаще применяются высокофорсированные двигатели с высокими нагрузками на узлы, кроме того существует тенденция к применению масел с низкой вязкостью – так что противоизносные присадки имеют и будут иметь важную роль в моторном масле.
Кстати говоря, результаты этого спора можно увидеть в допусках: API и ILSAC нормируют содержание P не менее 0,06%, Mercedes-Benz не менее 0,05%, VW не менее 0,07% для допуска 505.01 и 0,08% для 502/505 – это при общей тенденции к уменьшению доли фосфорсодержащих присадок.
Во-вторых, накоплены интересные экспериментальные данные, в частности, изложенные в статье T.W. Selby с соавт. «Phosphorus Additive Chemistry and Its Effects on the Phosphorus Volatility of Engine Oils».

В начале статьи приводятся ответы на два вопроса:
1. зависит ли потеря P во время работы масла в двигателе от его содержания в свежем масле?
2. зависит ли потеря P от испаряемости масла NOACK?

Согласно данным анализа более 1000 масел, присутствовавших на рынке в 1999-2000гг (Institute of Materials IOM):
Ответ (1) – нет
Ответ (2) – нет

Собственные исследования T.W. Selby тоже показали, что P присутствует в летучей фракции масла, но корреляции между «испарением» P и «испарением» масла в целом – нет.
Исходя из этого, было предложено ранжировать масла по летучести содержащихся в них P-присадок, а именно по т.наз Phosphorus Emission Index (PEI). PEI показывает, сколько мг фосфора улетучивается во время Selby-Noack Volatility теста на 1г свежего масла.

Результаты исследований были следующие:
— PEI коррелирует с уровнем P в нейтрализаторах, зависимость прямая.
— PEI коррелирует с уровнем эмиссии NOx, т.е. эффективностью работы нейтрализатора, зависимость прямая.
— наличие ряда других присадок может уменьшать PEI, в частности Ca, Mg
— PEI зависит от химической формы ZDDP

Раз PEI такой показательный, почему производители его игнорируют? Или он еще недостаточно исследован? и мы не все знаем?
Во всяком случае, посмотрев допуски, становится ясно, что в масляной индустрии пока еще ставится знак равенства между совместимостью масла с системами очистки ОГ и %-содержанием сульфатной золы, серы, фосфора, цинка. Это можно увидеть в таблице, которую я составил:

На самом деле знак равенства ставить нельзя, об этом говорят исследования, частично приведеннные выше. Сколько фосфора в масле это одно, а сколько его улетит это другое.
А теперь смотрим внимательнее на допуск API SN:

Phosphorus volatility! Та самая «потеря» фосфора из масла. Точнее, в данном тесте наоборот: измеряется не потеря, а остаток. Подробнее про тест Sequence III GB —

В других допусках ничего подобного я не видел. Но я надеюсь, в новых допусках неизбежно появятся тесты, похожие на Selby-Noack Volatility Test или Sequence III GB.

Вернемся к реальным примерам — в прошлой записи я приводил масло Ликви Моли, которое при своей полнозольности якобы совместимо с катализаторами:

Никакого обмана, хоть масло и полнозольное (ACEA A3), но исходя из соответствия допуску API SN, это масло не теряет фосфор килограммами. Почему тогда оговорка про DPF? Видимо, потому что, как показывают исследования, основной враг DPF это сера, а аналогичного теста для серы пока в допусках нет, только на содержание в %.
То же самое про масло Motul X-cess 5-40: допуск API SN действительно позволяет писать про совместимость с системами нейтрализации! Так что в бензиновые хоть с двумя нейтрализаторами лить можно, в дизельные с DPF — нежелательно.

Таким образом,
1) нейтрализаторы TWC есть сейчас у всех машин, кроме откровенного металлолома, и эти нейтрализаторы действительно постепенно копят в себе соединения фосфора и не копят или почти не копят соединения серы. При этом отложения к 100 тыс км пробега не достигают килограммовых залежей, но эффективность очистки выхлопных газов уменьшают в ряде случаев на несколько процентов, а в ряде и наполовину.
2) в некоторых машинах есть дополнительный накопительный нейтрализатор, который хуже регенерирует при наличии большого содержания серы в ОГ
3) для дизелей существуют разные комбинации систем очистки ОГ, при этом основной враг DPF, SCR и накопительных нейтрализаторов – сера, а враг окислительных нейтрализаторов – фосфор.

Из этого логично вытекают вопросы:
Как ограничить попадание фосфора в нейтрализаторы?
Первое – следить за технической исправностью двигателя и машины в целом. Необходимо нормальное функционирование поршневых колец, чтобы масло не попадало в камеру сгорания, адекватное сгорание топливо-воздушной смеси, адекватное охлаждение и проч.
Второе – использовать моторные масла с низкой склонностью к угару конкретно в вашей машине – косвенно об этом говорят показатели NOACK (чем меньше тем лучше) и температуры вспышки (чем больше тем лучше), но они не всегда коррелируют с угаром в конкретно вашей машине из-за особенностей режима эксплуатации и проч.факторов. Грубо говоря, нет угара – нет фосфора в нейтрализаторе.
Третье – использовать масла с допусками API SN и если нужно энергосберегающее – ILSAC GF-5, они тестируются на phosphorus volatility. Можно также использовать масла с пониженной зольностью типа ACEA C3, MB229.51 и т.п., но какой у них phosphorus volatility? Возможно ниже, чем у полнозольных, а возможно и нет, никто не сравнивал.
Четвертое – заправляться качественным бензином – в топливе тоже есть соединения фосфора

Как ограничить попадание серы в DPF, накопительные нейтрализаторы, SCR и им подобные?
Первое – опять же следить за технической исправностью двигателя и машины в целом.
Второе – опять же заправляться качественным топливом: если содержание серы в маслах может отличаться не более чем в 1,5-2 раза, то в топливе в десятки раз!
Третье – опять же использовать моторные масла с низкой склонностью к угару – угару в конкретно в вашей машине.
Четвертое – использовать моторные масла с низким содержанием серы. При этом малозольное не равно малосерное, некоторые полнозольники тоже содержат в себе мало серы. Но не у всех есть возможность сделать анализ в лаборатории (да и не надо), а требования допусков по содержанию серы см в табличке выше. Т.е. если выберете среднезольные масла ACEA C3, Dexos2, MB 229.31, 229.51 и 229.52, BMW LL-04, то серы в них точно меньше. Именно поэтому для дизелей с DPF рекомендуются масла данных допусков.
Четвертое – периодически ездить более 100км/ч по трассе, чтобы были условия для регенерации нейтрализаторов. И избегать другой крайности — коротких поездок, когда образуется конденсат и SO3 превращается в H2SO4.

И еще, вместо P.S. – ИМХО. Нет смысла спрашивать какое масло лучше Х или Y? Малозольное или полнозольное? Логичнее спрашивать, а какой ZDDP в них используется, 2-метил-4-пентанол или 2-этил-гексанол? или другой? И с каким соотношением Zn:P? Как у этих масел с phosphorus volatility? Скорее всего вам никто не ответит на эти вопросы, равно как нет особого смысла искать правильного ответа на форумах или в магазинах, если вы не умеете отличать псевдопрофессионалов от профессионалов. Вот в анализе масла X фосфора 950ppm, а в масле Y – 750ppm, что напишут на форуме? Один напишет, что первое зачетное т.к. лучше противоизносные свойства, а другой напишет, что фосфор откладывается там где не надо и чем его меньше тем лучше. И оба будут частично правы, но в целом неправы, т.к. не знают точный состав обоих масел и возможных взаимодействий между компонентами. Так что в выборе моторных масел самое правильное пожелание – остерегайтесь подделки! И в прямом смысле, и в философском – ведь мы живем в эпоху подделки информации.

Для благодарных читателей визитка
© пециально для DRIVE2.RU
© Lefravi 2015, update 2017

Источник

зольность масла | Характеристики масел

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

Показатели вязкости масел

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

Что такое зольность и на что она влияет

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

Зольность базового масла

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

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

Сульфатная зольность

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

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

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

Влияние сульфатной зольности

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

Зависимость щелочного числа от времени

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

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

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

Роль серы в образовании золы

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

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

Чем обусловлено требование к зольности масла

Зола при выгорании масла

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

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

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

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

Забитые сажей соты катализатора

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

Плотность моторного масла при 15 градусах

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

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

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

Плотность отработанного масла

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

Как измеряется плотность

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

Значение плотности для синтетики и минералки

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

Зольность масла

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

Небольшое предисловие

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

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

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

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

Изготовление малозольных масел

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

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

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

Проведение лабораторных исследований

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

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

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

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

Виды масел

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

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

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

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

Сульфатная зольность

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Какая зольность масла лучше для двигателя?

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

Повышенное содержание сульфатной золы приведёт к следующим негативным последствиям.

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

Нормы, требования к содержанию зол в моторных маслах

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

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

Нормы зольности по ACEA

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

Международные сертификаты

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

Основные требования таковы.

В каких случаях необходима лабораторная экспертиза

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

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

Общее кислотное число (TAN)

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

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

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

Источник