Сульфатна зольність моторного масла - значення і ступеня впливу

Зольність масла характеризується двома поняттями: зольність базового масла і сульфатна зольність. Якщо коротко, звичайна зольність вказує на те, наскільки добре була очищена базова основа, на якій буде надалі виготовлятися кінцеве моторне масло (тобто, наявність в ній різних солей і згорають, в тому числі металевих, домішок). Що стосується сульфатної зольності, то вона характеризує вже готове моторне масло, в складі якого є певна кількість присадок, і вона вказує якраз їх кількість і склад (зокрема, на входження в нього солей натрію, калію, фосфору, сірки та інших елементів) .

зміст

  • На що впливає зольність
  • Що таке малозольні масла
  • норми зольності
  • Як визначається зольність

зольність масла

Якщо сульфатна зольність буде високою, то це призведе до утворення на стінках двигуна абразивного шару, і, відповідно, швидкого зносу мотора, тобто, зниження його ресурсу. Низький рівень звичайної зольності забезпечує запобігання системи доочистки вихлопних газів від забруднень. Взагалі, показники зольності - поняття досить складні, але цікаві, тому спробуємо розкласти все «по поличках».

Що таке зольність і на що вона впливає

Зольність це показник кількості негорючих домішок. У будь-якому двигуні внутрішнього згоряння кілька залитого масла йде «на угар», тобто, випаровується при високій температурі коли потрапляє в циліндри. В результаті на їх стінках утворюються продукти згоряння, або просто зола, яка містить різні хімічні елементи. І саме від складу золи і її кількості можна судити про горезвісну зольності масла. Даний показник впливає на здатність утворення нагару на деталях двигуна, а також продуктивність сажових фільтрів (адже згорає сажа забиває стільники). Тому вона не може перевищувати позначку 2%. Так як зольність існує дві, то і розглядати ми їх будемо по черзі.

Зольність базового масла

Почнемо з поняття звичайної зольності, як більш простого. Відповідно до офіційного визначенням, зольність - це показник кількості неорганічних домішок, що залишаються від спалювання навішування масла, який виражається у відсотках до маси випробуваного масла. Це поняття зазвичай застосовують для характеристики масел без присадок (в тому числі, базових), а також різних змащувальних рідин, які не використовуються в двигуні або в автомобільній техніці взагалі. Як правило, значення загальної зольності знаходиться в межах від 0,002% до 0,4%. Відповідно, чим цей показник нижчий - тим чистіше випробувані масло.

На що впливає зольність? Звичайна (або базова) зольність впливає на якість очищення масла, в якому ще немає присадок. А оскільки в даний час практично у всіх використовуваних моторних маслах вони присутні, то і поняттям звичайної зольності повсюдно не користуються, а замість цього в широкому сенсі застосовують поняття сульфатної зольності. Далі переходимо до неї.

сульфатна зольність

Домішки в маслі

Отже, сульфатна зольність (інша назва рівень або показник сульфатних шлаків) - це показник для визначення присадок, до складу яких входять органічні сполуки металів (зокрема, входять до їх складу солей цинку, калію, магнію, кальцію, барію, натрію та інших елементів ). При згорянні масла з такими присадками утворюється зола. Природно, що чим більше їх буде в маслі - тим більше буде золи. Вона, в свою чергу, в двигуні змішується зі смолистими відкладеннями (особливо це актуально, якщо двигун старий і / або в ньому давно не міняли моторне масло), в результаті чого утворюється абразивний шар на деталях, що труться. При роботі вони дряпають і зношують поверхню, тим самим скорочуючи ресурс двигуна.

Сульфатна зольність також виражається у відсотках від навішування масла. Однак для її визначення необхідно провести спеціальну процедуру з спалюванням і прожарювання випробуваної маси. І відсоток береться саме від твердого залишку. При цьому в роботі використовується сірчана кислота, щоб з маси вичленувати сульфати. Саме звідси і пішла назва сульфатної зольності . Точний алгоритм виконання вимірювань по ГОСТу ми розглянемо нижче.

Найчастіше сульфатна зольність позначається англійською абревіатурою SA - від sulphate і ash - зола.

Вплив сульфатної зольності

Тепер перейдемо до питання про те, на що впливає сульфатна зольність . Але перед цим потрібно уточнити, що її поняття безпосередньо пов'язане з поняттям лужного числа моторного масла. Це значення дозволяє встановити кількість нагару в камері згоряння. Зазвичай масло потрапляє туди через поршневі кільця, стікаючи по стінках циліндрів. Кількість згаданої золи безпосередньо впливає на функціонування системи запалювання, а також запуску двигуна в холодну пору року.

Залежність лужного числа від часу

Так, сульфатна зольність прямо пропорційна початкового значення лужного числа ще не використаного (або тільки залитого) масла. При цьому необхідно розуміти, що лужне число не є абсолютним показником нейтралізує здатності, що змазує рідини, і з часом воно падає. Це відбувається через наявність в паливі сірки та інших шкідливих складових. І чим неякісне паливо (більше в ньому сірки), тим швидше падає лужне число.

Зверніть увагу, що сульфатна зольність прямо впливає на температуру спалаху моторного масла, зокрема, з часом, у міру того, як наявні в його складі присадки вигорають, значення згаданої температури знижується. Це також знижує експлуатаційні якості самого масла, яким би якісним воно не було.

Використання малозольних масел має «дві сторони медалі». З одного боку їх використання виправдане, тому що такі склади призначені для запобігання швидкого забруднення систем вихлопу (зокрема, обладнаними каталізаторами, фільтрами саж, системами EGR). З іншого боку малозольні масла не забезпечують (знижують) необхідний рівень захисту деталей двигуна. І тут при виборі масла необхідно вибирати «золоту середину» і керуватися рекомендаціями заводу-виробника автомобіля. Тобто, дивитися на значення зольності і лужного числа!

Роль сірки в освіті золи

Зверніть увагу, що показник звичайної зольності моторних масел не має ніякого відношення до рівня сірки в них . Тобто, малозольні масла не обов'язково будуть малосірчистих, і це питання потрібно уточнювати окремо. Варто додати, що сульфатна зольність також впливає на забруднення і роботу фільтр сажі (можливість регенерації). Фосфор же поступово виводить з ладу каталізатор дожига чадного газу, а також незгорілих вуглеводнів.

Що стосується сірки, то вона порушує роботу нейтралізатора оксидів азоту. На жаль, якість палива в Європі і на пострадянському просторі сильно відрізняється не в кращу для нас користь. Зокрема, в нашому паливі є багато сірки, яка дуже шкідлива для двигуна тим, що змішуючись з водою при високих температурах вона утворює шкідливі кислоти (в основному, сірчану), які роз'їдають деталі двигуна. Тому для російського ринку краще вибирати масла з високим лужним числом. А як вказувалося вище, в оліях, де висока лужне число - там і висока зольність. При цьому потрібно розуміти, що не існує універсального масла, і його потрібно підбирати відповідно до використовуваним паливом і особливостями двигуна. В першу чергу потрібно відштовхуватися від рекомендацій заводу-виготовлювача машини (зокрема, її двигуна).

Чим зумовлена ​​вимога до зольності масла

Зола при вигорянні масла

Низький рівень зольності сучасних масел продиктований екологічними вимогами Євро-4, Євро-5 (застарілі) і Євро-6, які діють на території країн Європи. Відповідно до них сучасні масла не повинні сильно забивати сажові фільтри і каталізатори автомобілів, і виділяти в навколишнє середовище мінімум шкідливих речовин. Також вони покликані мінімізувати сажові відкладення на клапанах і циліндрах. Однак насправді такий підхід різко знижує ресурс сучасних двигунів , але це також вигідно і для автовиробників, оскільки прямо веде до частої заміни машини у автовласників на території країн Європи (споживчий попит).

Що стосується вітчизняних автолюбителів (хоча це більше відноситься до вітчизняного палива), то в більшості випадків малозольні масла будуть згубно впливати на вкладиші, пальці, а також сприяти задиру спідниць в двигуні. Однак при малій зольності масел кількість відкладень на поршневих кільцях буде менше.

Цікаво, що рівень сульфатної зольності у американських масел (стандартів) нижче, ніж у європейських. Це обумовлюється використанням якісного базового масла, що відносяться до 3 і / або 4 групі (виготовлених на основі поліальфаолефінів або з використанням технології гідрокрекінгу).

Використання додаткових присадок, наприклад, для очищення паливної системи, може призвести до утворення додаткового шару сажі, тому до таких складів потрібно ставитися з обережністю.

Забиті сажею стільники каталізатора

Пару слів про двигуна нових моделей, у яких блоки циліндрів зроблені з алюмінію з додатковим покриттям (багато сучасних машини від концерну VAG і деякі "японці"). В інтернеті багато пишуть про те, що такі мотори бояться сірки, і це дійсно так. Однак в моторному маслі кількість цього елемента значно менше, ніж в паливі. Тому в першу чергу потрібно порекомендувати користуватися бензином стандарту Євро-4 і вище , а також користуватися малосернимі маслами. Але, пам'ятайте що, малосерное - це не завжди малозольних масло! Так що завжди перевіряйте показник зольності в окремій документації, де описані типові характеристики окремо взятого моторного масла ..

Виготовлення малозольних масел

Необхідність виготовлення малозольних масел виникла багато в чому через вимоги екологічності (горезвісні стандарти Євро-х). При виготовленні моторних масел в них є (в різних кількостях, залежить від багатьох чинників) сірка, фосфор і зола (сульфатної вона стає потім). Так, до появи в складі масел згаданих елементів призводить використання наступних хімічних сполук:

  • діалкілдитіофосфату цинку (так називається багатофункціональна присадка, що має антиокислювальні, протизносні і протизадирні властивості);
  • сульфонат кальцію - детергент, тобто, миюча присадка.

Виходячи з цього, виробники знайшли кілька рішень для зменшення зольності масел. Так, в даний час використовують такі з них:

  • введення миючих присадок не в масло, а в паливо;
  • використання беззольних високотемпературних антиоксидантів;
  • застосування беззольних діалкілдитіофосфату;
  • використання малозольних сульфонатов магнію (проте в обмежених кількостях, оскільки ця речовина сприяє утворенню відкладень в двигуні), а також миючих алкілфенольних присадок;
  • застосування в складі масел синтетичних компонентів (наприклад, складних ефірів і стійких до деструкції загущающих присадок, необхідних для забезпечення потрібних в'язкісно-температурних характеристик і низької випаровуваності, зокрема, базових масел з 4 або 5 груп).

Сучасні хімічних технології дозволяють без зусиль отримати масло з будь-зольністю. Потрібно лише вибрати склад, що оптимально підходить для конкретного автомобіля.

Норми рівня зольності

Наступне важливе питання полягає у визначенні норм зольності . Відразу варто обмовитися, що вони будуть залежати не тільки від типу двигуна (для бензинових, дизельних моторів, а також двигунів з газобалонним обладнанням (ГБО) ці показники будуть відрізнятися), але і від діючих екологічних норм (Євро-4, Євро-5 і євро-6). У більшості базових масел (тобто, до введення в їх склад спеціальних присадок) значення зольності незначне, і становить приблизно 0,005%. А після додавання присадок, тобто, виготовлення вже готового моторного масла це значення може досягати грачних 2% які дозволяє ГОСТ.

Норми зольності моторних масел чітко прописані в стандартах європейської асоціації автовиробників АСЕА, і відхилення від них неприпустимі, тому всі сучасні (ліцензовані) виробники моторних масел завжди керуються цими документами. Наведемо дані у вигляді таблиці для поширеного нині екологічного стандарту Євро-5, що об'єднує значення хімічних добавок і окремих діючих стандартів.

Вимоги по API SL SM SN-RC / ILSAC GF-5 CJ-4
Зміст фосфору,% 0,1 max 0,06-0,08 0,06-0,08 0,12 max
Вміст сірки,% - 0,5-0,7 0,5-0,6 0,4 max
Сульфатна зола,% - - - 1 max
Вимоги АСЕА для бензинових двигунів C1-10 C2-10 C3-10 C4-10
- LowSAPS MidSAPS MidSAPS LowSAPS
Зміст фосфору,% 0,05 max 0,09 max 0,07-0,09 max 0,09 max
Вміст сірки,% 0,2 max 0,3 max 0,3 max 0,2 max
Сульфатна зола,% 0,5 max 0,8 max 0,8 max 0,5 max
Лужне число, мг КОН / г - - 6 min 6 min
Вимоги АСЕА для комерційних дизельних двигунів E4-08 E6-08 E7-08 E9-08
Зміст фосфору,% - 0,08 max - 0,12 max
Вміст сірки,% - 0,3 max - 0,4 max
Сульфатна зола,% 2 max 1 max 1 max 2 max
Лужне число, мг КОН / г 12 min 7 min 9 min 7 min

Як можна бачити з наведеної таблиці, за американським стандартом API про зольності судити складно, і пов'язано це з тим, що в Новому Світі до зольності відносяться не так педантично. Зокрема, у них просто вказуються, які в каністрах масла - повно-, среднезольниє (MidSAPS). Як таких малозольних у них немає. Тому при виборі того чи іншого масла потрібно орієнтуватися в першу чергу на маркування по АСЕА.

Англійська абревіатура SAPS розшифровується як Sulphated Ash, Phosphorus and Sulphur, «сульфатна зола, фосфор і сірка».

Наприклад, виходячи з наведеної інформації відповідно до стандарту Євро-5, який діє і актуальний в 2018 році на території Російської Федерації, то для сучасного легкового автомобіля на бензині допускається заливати масло С3 по АСЕА (зазвичай SN по API) - вміст сульфатної золи становить не більше 0,8% (среднезольним). Якщо говорити про дизелях, які працюють у важких умовах, то наприклад, стандарт АСЕА Е4 не допускає перевищення 2% вмісту сульфатної золи в паливі.

За міжнародними вимогами в моторних маслах для бензинових двигунів сульфатна зольність не повинна перевищувати - 1.5%, для дизельних двигунів малої потужності - 1.8% і для дизелів високої потужності - 2.0% .

Вимоги до зольності для машин з ГБО

Що стосується машин з газобалонним обладнанням, то для них краще використовувати саме малозольні масла . Це обумовлено хімічним складом бензину і газу (неважливо, метану, пропану або бутану). У бензині більше твердих частинок і шкідливих елементів, і щоб не псувати всю систему, і потрібно використовувати спеціальні малозольні масла. Виробники мастил спеціально пропонують споживачам так звані "газові" масла, призначені для відповідних двигунів.

Однак їх істотним недоліком є ​​висока вартість, і щоб заощадити, можна просто подивитися характеристики і допуски звичайних "бензинових" масел, і вибрати відповідний малозольний склад. І пам'ятайте, що змінювати такі масла потрібно за вказаною регламенту, незважаючи на те, що прозорість відпрацювання буде значно вище, ніж у традиційних масел!

Метод визначення зольності

А як же визначається зольність моторного масла і як зрозуміти з якою зольністю масло в каністрі? Для споживача найпростіше визначити зольність моторного масла просто по позначенням безпосередньо на етикетці ємності. На них рівень зольності, як правило, вказується за стандартом ACEA (європейський стандарт автовиробників). Відповідно до нього всі реалізовані нині масла діляться на:

  • Полнозольние . Вони мають повний пакет присадок. В англійській мові мають позначення - Full SAPS. За стандартом АСЕА позначаються наступними буквами - A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Зольні домішки тут становлять близько 1 ... 1,1% від загальної маси змазує рідини.
  • Среднезольниє . Мають в своєму складі урізаний пакет присадок. Позначаються як Middle SAPS або Mid SAPS. За АСЕА мають позначення C2, C3. Аналогічно в среднезольним маслах маса золи буде близько 0,6 ... 0,9%.
  • Малозольні . Мінімальний вміст металовмісних присадок. Позначаються Low SAPS. За АСЕА мають позначення С1, С4. У малозольних ж відповідне значення буде менше 0,5%.

Зверніть увагу, що в деяких випадках масла, які мають по стандарту АСЕА позначення від С1 до С5, об'єднують в одну групу під назвою "малозольні". Зокрема, таку інформацію можна знайти у Вікіпедії. Однак це не зовсім коректно, оскільки такий підхід просто вказує, що всі ці змащувальні рідини сумісні з каталітичними нейтралізаторами, і не більше того! Насправді ж правильна градація масел по зольності приведена вище.

.

Масла, що мають позначення АСЕА А1 / В1 (застарілий з 2016 року) і А5 / В5 є так званими енергозберігаючими , і не можуть використовуватися повсюдно, а лише в спеціально призначених для моторах (зазвичай нових моделях машин, наприклад, у багатьох "корейців") . Тому уточнюйте цей момент в мануалі вашого автомобіля.

Стандарти визначення зольності

Тестування різних зразків масла

Існує російський державний стандарт ГОСТ 12417-94 «Нафтопродукти. Метод визначення сульфатної золи », відповідно до якого будь-який бажаючий може виміряти сульфатную зольність перевіряється масла, благо для цього не потрібно складне устаткування і реагенти. Існують також інші, в тому числі міжнародні, стандарти визначення зольності, зокрема, ІСО 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.

В першу чергу необхідно вказати, що ГОСТ 12417-94 визначає сульфатную зольність як залишок після карбонізації зразка, оброблений сірчаною кислотою і прожарений до постійної маси. Суть методу перевірки досить простий. На першому його етапі беруть певну масу випробуваного масла і спалюють її до углистого залишку. Далі необхідно почекати, щоб вийшов залишок охолов, і обробити його концентрованої сірчаної кислотою. Далі прожарити при температурі +775 градусів за Цельсієм (допускається відхилення на 25 градусів в одну і іншу сторону) до повного окислення вуглецю. Що вийшла в результаті золі дають деякий час, щоб вона охолола. Після цього обробляють розведеною (в рівних обсягах з водою) сірчаною кислотою і прожарюють при тій же температурі до моменту, коли її значення маси не стане постійним.

Під впливом сірчаної кислоти вийшла зола буде сульфатної, звідки, власне, і пішла її визначення. Далі порівнюють масу вийшла золи і початкову масу випробуваного масла (масу золи ділять на масу спаленого масла). Співвідношення мас виражається у відсотках (тобто, вийшло приватне множать на 100). Це і буде шукане значення сульфатної зольності.

Що стосується звичайної (базової) зольності, то для неї також існує державний стандарт ГОСТ 1461-75 під назвою "Нафта і нафтопродукти. Метод визначення зольності ", відповідно до якого і перевіряють випробувані масло на наявність в ньому різних шкідливих домішок. У зв'язку з тим, що він передбачає складні процедури, а тим більше для різних речовин, то в даному матеріалі не будемо приводити його суть. При бажанні цей ГОСТ можна легко знайти в інтернеті.

Існує ще один російський ГОСТ 12337-84 «Масла моторні для дизельних двигунів» (остання редакція від 21.05.2018). У ньому чітко прописуються значення різних параметрів для моторних масел, в тому числі для вітчизняних, використовуваних в дизельних двигунах різної потужності. У ньому вказуються допустимі значення різних хімічних компонентів, в тому числі і кількості допустимих сажових відкладень.