Анализ масла моторного


Анализ отработанных масел

Мультиэлементный экспересс-анализ моторного масла в портативной аналитической лаборатории «Золотинка». Анализ качества моторного моторного масла с использованием рентгенфлуоресцентного спектрометра «ElvaX» Рентгенофлуоресцентный (РФ) метод анализа дает возможность определять содержание различных элементов в масле, используя минимальную подготовку пробы.   В настоящее время метод анализа отработанного масла для диагностики износа двигателей используется в авиации, железнодорожном и автомобильном и транспорте. Преимущество данного способа заключается в том, что он безразборным методом определяет состояние пар трения в процессе эксплуатации.   По результатам детальной диагностики выясняется, что в процессе износа деталей двигателя в масло попадает железо, медь, алюминий, хром, олово, серебро, кремний и др. Изменение концентрации А1 в моторном масле свидетельствует об износе поршней, Сг — поршневых колец, Fe — гильз цилиндров, Си, РЬ и Sn — подшипников коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, если в системе охлаждения возникают течи, то в масло могут попасть хром, натрий, калий, бор, которые используются в охлаждающих жидкостях в качестве ингибиторов коррозии. Рентгенофлуоресцентный метод устанавливает эмпирическую зависимость интенсивности фона РФ спектров моторных масел от продолжительности работы масел, что позволяет проводить диагностический контроль качества смазочных материалов в процессе их эксплуатации. По абсолютным суммарным интенсивностям линий рентгеновской флуоресценции элементов при проведении диагностического контроля качества масда оценивается также скорость изнашивания деталей двигателя.   Когда износ выявлен в начальной стадии, то своевременное устранение причины может предупредить аварийный выход двигателя из строя. Можно провести аналогию с анализом крови для диагностирования состояния организма человека, выявления заболеваний на ранних стадиях и предупреждения опасных осложнений.   Методика рентгенофлуоресцентного анализа для диагностирования технического состояния двигателя является практически универсальной и может быть использована не только для диагностирования двигателей, но также и других механизмов, имеющих масляный картер — главные передачи, трансмиссии, коробки передач, раздаточные коробки и т.д. главные передачи, трансмиссии, коробки передач, раздаточные коробки и т.д.

Пример анализа моторного маслаЦель анализа: — идентифицировать марку масла и оценить его качество на основе анализа содержащихся в масле металлических и других химических элементов; — оценить степень износа агрегатов и механизмов двигателей, гидравлических систем, компрессоров методом элементного анализа продуктов износа, содержащихся в отработанном масле; — диагностировать наличие возможных неисправностей в случае превышения предельных концентраций металлических частиц, содержащихся в анализируемом отработанном масле

 

  Элемент  ПО, ррм (10-4 %)  Элемент  ПО, ррм (10-4 %)  Элемент  ПО, ррм (10-4 %)
 Al 4,0 V 1,2 Zn 0,5
 Si 4,5 Ni 1,2 Ag 1,5
 P 3 Cr 0/8 Pb 1,5
 S 3 Fe 0,6 Sn 1,8
 Cl 4,4 Cu 0,5 Ba 2,0
 Ca 1,0 Ni 0,5    

Подготовка проб: Предварительная пробоподготовка не требуется. Приблизительно 5 мл масла помещается в измерительную кювету, одна сторона которой закрывается тонкой рентгенопрозрачной пленкой. Затем кювета вставляется в посадочное отверстие для образцов аналитической камеры спектрометра.Количественная калибровка спектрометра: Градуировка спектрометра проводится либо по образцам известного состава, либо по стандартным образцам. Градуировочные зависимости строятся автоматически с помощью программного обеспечения спектрометра «ElvaX».

Рис.1 Окно программы управления спектрометром ElvaX.

Время анализа и обработка результатов. Время одного анализа в пределах 1 - 5 минут в зависимости от требуемой точности определения элементного состава.

Рис.2 Результаты анализа моторного масла

Портативный рентгено-флуоресцентный спектрометр СЕР-01 (ElvaX) представляет собой новое поколение аналитического оборудования для высокоточного анализа элементного состава веществ. Использование спектрометра ElvaX, дает возможность проведения на всех этапах производственного цикла или лабораторных исследований оперативного неразрушающего элементного анализа сырья и продукции произвольной формы без предварительной пробоподготовки. Автоматизированный процесс измерений не требует от персонала специальной подготовки и обеспечивает доступность и широту применения спектрометра ElvaX.

Рис.3 Спектрометр ElvaX с 8-позиционным держателем образцов

Основные технические характеристики

 Рентгеновская трубка   W или Ti анод, 140 мкм бериллиевое окно, Естественное охлаждение
 Генератор   Напряжение 4 – 50 кВ с шагом 0,1 кВ, ток 0 -100 мкА с шагом 0,2 мкА, мощность до 5 ВА
 Тип  Полупроводниковый Si-pin детектор с термоэлектрическим охлаждением
 Активная площадь   5,5 мм2
 Разрешение  180 эВ по линии 5,9 кэВ
 Окно  Бериллиевое – 8 мкм
 Цифровой процессор импульсов  Время - вариантный формирователь, режектор наложений, селектор по форме импульсов, автоматическая адаптация к загрузке
 АЦП  4096 канальный
 Буферное ОЗУ  4096 32- битных каналов
 Таймеры  Реального и живого времени
 Управление Установка режимов рентгеновского излучателя и процессора, блокировки, сигнализация и пр.
 Отображение  Спектр рентгеновской флуоресценции проб, маркер, масштабирование, параметры пиков
 Обработка спектра  Калибровка, автоматический поиск пиков, идентификация элементов, вычитание фона, определение интенсивностей, сравнение спектров.
 Количественный анализ  Реализован алгоритм множественной шаговой регрессии при анализе проб и безэталонный метод фундаментальных параметров при анализе сплавов
 Радиационная безопасность – в радиационном плане полностью безопасен и не требует регистрации в органах СЭС. Сертификат РФ «Санитарно-эпидемиологическое заключение» .

www.expert-oil.com

Мобильная лаборатория G-Energy: зачем делать экспресс-анализ масла?

Хорошо известно, что по состоянию масла можно судить о состоянии многих систем мотора. Чтобы вовремя принять меры и не доводить до полного выхода из строя и крупного ремонта как раз и существуют приборы для экспресс-анализа. Журнал «Движок» в полевых условиях проверил работу одного из таких устройств — инфракрасного спектрометра, используемого «Газпромнефть — смазочные материалы».

«Лаборантом» и «экспертом» стал инфракрасный сканер FluidScan Q1000 от американской компании Spectro (отечественных аналогов, увы, пока нет). «Скан» представляет собой портативное устройство с автономным питанием от встроенного аккумулятора, весь комплект которого умещается в небольшой чемоданчик.

Первый шаг - измерение фона. Здесь прибор определяет температуру и влажность окружающего воздуха, исходя из которых делается его калибровка. Если этим пренебречь, то измерения будут неточными. Например, «прибор» может неправильно показать содержание воды в масле.

Следующий шаг — анализ свежего, неиспользованного масла, который затем берется как эталон. Полученные результаты вносятся в память прибора, чтобы пользоваться ими в дальнейшем. Также в память можно занести «паспортные» данные о составе масла от завода-изготовителя, соотнести их с собственными и максимально точно откалибровать прибор.

Наш тест состоялся в рамках ралли-рейда «Золото Кагана», где в полевой мастерской команды «МАЗ-автоспорт» мы наблюдали весь процесс забора, сканирования и анализа масла из мотора «боевого» гоночного МАЗа – компания «Газпром – СМ» официально поддерживает белорусскую команду. Изучению подверглось масло G-Energy Racing 10W-60, специально разработанное для высоконагруженных двигателей.

Подготовка окончена и теперь делаем забор масла из картера двигателя. Процедура проводится посредством небольшого насоса с трубчатой насадкой (входит в комплект), который откачивает небольшую порцию масла в пробирку. Сам насос с маслом не контактирует, а пробирки и трубки используются одноразовые, чтоб избежать смешения свежей пробы с остатками предыдущей.

Для анализа берется одна капля, которая помещается на «столик» прибора и закрывается крышкой. Инфракрасный луч просвечивает материал и по степени поглощения ИК-излучения определяет наличие и количество определенных химических соединений, характеризующих состояние масла и степень его выработки. Эта процедура занимает около минуты.

«Самый главный параметр — это TBN, общее щелочное число, - говорит специалист отдела испытаний «Газпромнефть-СМ» Александр Волков. - Его снижение говорит о выработке масла, которое начинает терять свои моюще-диспергирующие и антиокислительные свойства, способность нейтрализовать вредные кислоты, неизбежно образующиеся в процессе работы двигателя. Щелочное число задается изначально при производстве масла и в процессе эксплуатации может только падать. Но здесь важно контролировать насколько быстро это происходит».

В нашем случае щелочное число у свежего масла составляло 9 мгКОН/г, а у образца, взятого из мотора, этот показатель был равен уже 7.7 мгКОН/г. Что это значит? «Для дизельных двигателей масло считается полностью отработавшим при падении щелочного числа в два раза, - поясняет Александр Волков. - Для этого масла нижний предел, соответственно, равен 4.5 мгКОН/г. После чего масло будет необходимо заменить».

Важными показателями являются оксидация (Oxidation), нитрация (Nitration) и сульфатация (Sulfation). Эти параметры находятся в обратной зависимости от щелочного числа, с падением которого в масле растет его насыщенность кислотами, оксидами азота и сульфатов — солей серной кислоты. Явления неизбежные в процессе работы, но опять-таки, здесь необходимо контролировать нарастание показателей (и соответственно, падение щелочного числа). При достижении критических величин, масло считается выработавшим ресурс и подлежащим замене. Если же этот момент пропустить, деградировавшее масло значительно теряет свои смазывающие способности, в двигателе возникает повышенный износ, образуются нагар, отложения и коррозия.

На опасную для двигателя неисправность — попадание в систему смазки охлаждающей жидкости, напрямую указывает параметр Glycol и косвенно Water. Этиленгликоль является компонентом антифриза, и если инфракрасные сканер покажет его наличие в масле — это, как минимум, повод для проведения диагностики двигателя. Попадающий в систему смазки антифриз приводит к разжижению масла, ухудшает его смазывающую способность и вызывает повышенное пенообразование, что неизбежно приводит к ускоренному износу трущихся частей двигателя.

О сбоях или неисправностях топливной аппаратуры оповещает параметр Soot — сажа. Это продукт неполного сгорания топлива, возникающий из-за того, что в мотор подается переобогащенная смесь.

«Если содержание сажи в масле больше 2.5 %, то есть смысл провести диагностику топливной системы, - советует Александр Волков. - Порядка 1% сажи допустимо, но здесь нужно смотреть динамику. Если сажа появилась и далее остается неизменной, то это нормально, но если она растет — тогда уже есть повод для беспокойства. Кстати, выявление сбоев в топливной аппаратуре по повышенному содержанию в масле сажи — это неисправность, которую доводилось фиксировать чаще всего».

Каков итог?

Наблюдая работу инфракрасного сканера, поневоле вспоминаешь «дедовский» метод «анализа» масла, когда капали со щупа на белую бумажку и разглядывали через лупу. Приходят на ум и химические лаборатории с неисчислимым количеством разных колб, пробирок и реторт, приборами размером со шкаф. Сканер же соединил в себе достоинства обоих: простоту и мобильность с точностью и информативностью.

Для автовладельца-частника этот прибор, конечно же, совсем не нужен — достаточно вовремя делать ТО и покупать проверенное масло в проверенных местах. Но для вот автосервисов, а тем более для  спортивных гоночных команд, у которых каждая секунда на счету и поломка на этапе грозит поражением, такое оборудование оказывается более чем ценным инструментом. ИК-сканер позволяет в полевых условиях за самое короткое время выявить возможные неисправности и сразу же принять меры. Жаль, подобное оборудование опять приходится закупать на Западе. Но, может быть, только пока?..

dvizhok.su

Диагностика двигателя по анализу масла – Основные средства

В. Резников

Моторное масло является уникальным носителем информации о техническом состоянии двигателя внутреннего сгорания. Научные исследования, проведенные во многих странах, подтвердили высокую надежность диагностических прогнозов неисправностей двигателей, основанных на результатах анализа работавшего моторного масла.

Особенно эффективно диагностирование по анализу масла, работавшего в дизелях грузовиков и дорожно-строительной техники, где при разборке и ремонте предполагаемые неисправности подтверждаются в 95% случаев. Регулярное диагностирование дизелей по анализу масла позволяет сократить эксплуатационные расходы в среднем на 25%.

По сравнению с другими методами диагностики анализ работающего в двигателе масла имеет ряд существенных преимуществ:

• не требуется выводить машины из работы;

• диагностику выполняют без разборки и визуального осмотра;

• неисправности двигателя обнаруживаются на самой ранней стадии возникновения;

• не требуется доставка диагностической аппаратуры к местам эксплуатации техники или перегон техники на посты диагностирования;

• анализ дает возможность заменять масло при действительной утрате им работоспособности, а не по истечении заданного количества моточасов;

• анализ позволяет получить большой объем информации;

• трудоемкость выполнения анализа небольшая.

Для получения надежной информации по анализам масла необходимо выполнить ряд условий:

• двигатель в течение всего времени наблюдения за техническим состоянием должен работать на моторном масле одной марки;

• пробы масла следует всегда отбирать из прогретого двигателя и до того, как будет долито свежее масло;

• моточасах или километрах до замены масла, указанного в техдокументации;

• обстоятельствах, которые могут повлиять на состав и свойства работавшего масла: вынужденная доливка масла другой марки, резкое изменение условий эксплуатации и т. п.

Анализ четырех (или более) проб дает возможность установить динамику изменения состава и показателей работоспособности масла в зависимости от времени работы. Если изменения протекают закономерно, двигатель исправен, если обнаружено аномальное изменение одного или нескольких взаимосвязанных показателей – это сигнал тревоги. Диагностическое значение показателей приведено в таблице.

Методы инфракрасного спектрального и феррографического анализа относятся к методам лабораторной трибодиагностики. Они позволяют диагностировать неисправности смазываемых узлов трения. Феррография – метод магнитного осаждения металлических частиц износа из проб смазочного масла. Он позволяет определить вид износа, интенсивность и режимы трения и смазки по форме частиц, состоянию их поверхности, распределению размеров частиц, материалам отдельных частиц, наличию посторонних примесей и продуктов деструкции масла.

Метод феррографии используется не только при исследовании магнитных металлических частиц, но и немагнитных материалов: алюминия, бронзы, латуни, графита, полимерных частиц и т. д. Совокупность этих параметров позволяет идентифицировать вид износа, определить место возможного отказа и оценить степень опасности дефекта. Например, для частиц задира характерны борозды в направлении движения. В случае образования на поверхностях трения усталостных микротрещин при качении в масле появляются сферические частицы. При усталостном выкрашивании образуются хлопьевидные частицы. Обычно на их поверхности имеется множество микроязвин. При коррозионном износе в пробе масла появляется множество частиц размером до 2 мкм. При микрорезании образуются частицы в виде стружки.

Систематический анализ проб масла дает возможность точно определять время замены, предотвращая слишком раннее или позднее проведение обслуживания, а также повысить надежность и безопасность эксплуатации двигателя.

Диагностирование двигателей по анализам масла получает все большее распространение, в частности потому, что некоторые производители моторных масел бесплатно выполняют анализ масел для постоянных покупателей их продукции.

Кроме анализа, который проводят в специализированных лабораториях, применяют и экспресс-анализ, выполняемый водителями и другими работниками автотранспортных предприятий. Для проведения экспресс-анализа в продаже имеются специальные комплекты простейших приборов и реагенты. Один из элементов экспресс-анализа – так называемая «капельная проба». Капля масла, нанесенная на фильтровальную бумагу, дает информацию о диспергирующих свойствах масла (способности смывать и уносить загрязняющие вещества), степени его загрязненности и окисления, наличия в нем воды. Экспресс-анализ можно выполнять намного чаще, своевременно выявляя неисправности. Сочетание подробных лабораторных анализов с экспресс-анализом дает наилучший результат при эксплуатации.

os1.ru

Лабораторные анализы отработок - Бензиновые двигатели

Cupper 10W-40HD отработка на Audi A6 после 6200 км
Автор prv21 , 22 Ноя 2017  
  • 18 Ответов
  • 971 Просмотров
  • prv21
  • Сегодня, 14:30
Idemitsu Zepro 0W-20 отработка на Mitsubishi Outlander XL после 3200 км
Автор Вадим_69 , 04 Фев 2018  
  • 19 Ответов
  • 661 Просмотров
  • Вадим_69
  • Сегодня, 08:23
Gtoil GT Ultra Energy 5W-20 API SM, ILSAC GF-4 на Toyota Succeed после 5000км
Автор skorp777 , 14 Фев 2014  
  • 22 Ответов
  • 19 195 Просмотров
  • a-ha
  • Сегодня, 06:22
Mobil1 x1 5W-30 отработка на KIA Sportage после 9670км
Автор torcon , 20 Сен 2016  
  • 30 Ответов
  • 12 680 Просмотров
Pennzoil Ultra 5W-30 отработка на Mitsubishi Outlander XL после 6100 км
Автор Вадим_69 , 03 Фев 2018  
  • 9 Ответов
  • 410 Просмотров
  • Вадим_69
  • Вчера, 09:53
Kendall GT-1 Full Synthetic with Liquid Titanium 5W-30 анализ отработки из Subaru Outback после 8200 км.
Автор Gaffer , 12 Янв 2018   UOA Kendall GT-1 Max 5W-30  
  • 16 Ответов
  • 1 498 Просмотров
  • Вадим_69
  • Вчера, 09:46
Motorex Concept FS-V 0w-30 На Kia Sportage после 9300км
Автор Antonmsk , 02 Фев 2018   Motorex, concept, 0w30, acaea5b5 и 4 еще...  
  • 21 Ответов
  • 591 Просмотров
Микс масел 5W-30 5W-20 0W-20 Toyota Rav4 после 0км-24км-9800км
Автор Евген 48 , 15 Сен 2017  
  • 81 Ответов
  • 6 481 Просмотров
Akkora PRO 5W-30 F отработка на Kia Rio после 8300км
Автор dimonpit , 31 Янв 2018  
  • 27 Ответов
  • 949 Просмотров
Mobil1 Advanced Fuel Economy 0W-20 отработка 2 на Mitsubishi Outlander XL после 4000 км (200 мч)
Автор Вадим_69 , 30 Янв 2018  
  • 22 Ответов
  • 686 Просмотров
  • Вадим_69
  • 02 Фев 2018
Отработка Cupper 5W-30 NSLine Ларгус после 7600км
Автор metalplaks , 01 Фев 2018   КУППЕР cupper Ларгус  
  • 9 Ответов
  • 462 Просмотров
  • metalplaks
  • 02 Фев 2018
Valvoline Synpower Xtreme XL-III C3 5W-30 отработка + присадка Forum на Skoda Yeti 1.8 TSI после 7017 км
Автор GerasimMumu , 24 Дек 2017  
  • 21 Ответов
  • 1 561 Просмотров
Millers Oils EE Longlife ECO 5W-30 отработка на Mitsubishi Lancer после 6500км
Автор krafts , 07 Янв 2017  
  • 22 Ответов
  • 2 761 Просмотров
Mobil1 Advanced Fuel Economy 0W-20 отработка на Mitsubishi Outlander XL после 4000 км
Автор Вадим_69 , 29 Янв 2018  
  • 38 Ответов
  • 1 331 Просмотров
Idemitsu Zepro Eco Medalist 0W-20 SN отработка на Honda Accord после 5235км
Автор Sub2001 , 10 Июн 2017  
  • 92 Ответов
  • 11 259 Просмотров
NGN Emerald 5W-30 отработка на Skoda Octavia после 7100км
Автор Morfeus , 07 Июн 2017  
  • 27 Ответов
  • 4 336 Просмотров
Petro-Canada Supreme Synthetic 0W-30 отработка на Mitsubishi ASX после 9700км
Автор SinOptic , 16 Дек 2017  
  • 21 Ответов
  • 3 826 Просмотров
Idemitsu Zepro Eco Medalist SN/GF-5 0W-20 отработка на Honda CR-V после 9 519км
Автор elvis , 30 Ноя 2017  
  • 24 Ответов
  • 3 649 Просмотров
Cupper 0W-20, отработка Ford Focus III. 2012г.1.6L – Sigma 125Hp, МКПП
Автор Testerito , 24 Янв 2018  
  • 32 Ответов
  • 1 643 Просмотров
  • ModeratorSigma
  • 27 Янв 2018
Lukoil Genesis Armortech 5W-40 отработка BMW 320xi после 11000 пробега.
Автор Lofl , 13 Фев 2017  
  • 62 Ответов
  • 21 392 Просмотров
Finke Aviaticon Unique SX 0W-40 отработка на Audi Q5 после 10 200км
Автор scals , 10 Май 2017   Finke  
  • 19 Ответов
  • 2 918 Просмотров
S-Oil Dragon 0W-20 API SN отработка на Peugeot 308 после 8313 км
Автор NAK , 19 Окт 2017  
  • 35 Ответов
  • 3 732 Просмотров
United Eco-ULV 0W-16 API SN отработка на Peugeot 308 после 4181км
Автор NAK , 19 Окт 2017  
  • 49 Ответов
  • 5 509 Просмотров
Petro-Canada Supreme Synthetic 5W-30 (API SN, ILSAC GF-5) отработка Hyundai Creta 1.6 после 10.789км
Автор FVoil , 16 Янв 2018  
  • 31 Ответов
  • 3 403 Просмотров
Mobil1 x1 5W-30 отработка на Infiniti FX35 после 6691км/315мч
Автор gadzilkin , 17 Янв 2018   vq35de, infiniti, fx35, mobil1x1 и 2 еще...  
  • 17 Ответов
  • 1 614 Просмотров
Extreme VR1 5W-30 отработка на Skoda Octavia А7 после 7500 км
Автор RUSNAC , 17 Янв 2018  
  • 23 Ответов
  • 1 443 Просмотров
Cupper 5w-40 чери амулет ( 3 я отработка, пробег 6300 весна осень)
Автор Gloryk , 15 Янв 2018  
  • 12 Ответов
  • 920 Просмотров
  • metalplaks
  • 19 Янв 2018
Cupper 0W-20 отработка с Toyota Corolla,пробег 13900.
Автор dydezzz , 15 Янв 2018  
  • 27 Ответов
  • 1 382 Просмотров
Alpine RSL 5W-40 отработка на Renault Duster после 11231км
Автор antonwolf , 25 Дек 2017  
  • 27 Ответов
  • 1 861 Просмотров
  • ModeratorSigma
  • 17 Янв 2018
Petro-Canada Supreme Synthetic 5W-30 отработка на Toyota Avensis после 5347км
Автор MuscleJuce , 22 Апр 2015  
  • 16 Ответов
  • 11 388 Просмотров
  • MuscleJuce
  • 17 Янв 2018

www.oil-club.ru

Анализ параметров моторного масла и технических устройств, позволяющих контролировать процессы старения моторных масел

Проведен анализ средств, способов и методик определения физико-химических показателей моторного масла; выполнен выбор и ранжирование наиболее информативных параметров работоспособности моторного масла, влияющих на сроки его замены.

Ключевые слова: моторное масло, параметры состояния моторного масла, кинематическая вязкость, диэлектрическая проницаемость, симплекс подобия, корреляционная связь, экспресс-контроль, термоокислительная способность, показатель качества, оптическая плотность, температура вспышки, лаборатория экспресс-анализа, щелочное число, комплексный показатель.

 

От качества смазочных материалов зависят важнейшие показатели двигателей — долговечность, надежность, токсичность отработавших газов, топливная экономичность и т. д. Большинство показателей качества моторного масла можно определить только в специализированных лабораториях, которых, как правило, нет в автотранспортных предприятиях.

В настоящее время у нас в стране для оценки качества моторных масел и организации их промышленного производства используется четырехэтапная система испытаний, включающая: квалификационные (I этап) → стендовые (II этап) → полигонные (III этап) → эксплуатационные (IV этап) испытания. В рамках четырехэтапной системы наименее продолжительным (до 10 суток) и затратным является первый этап. При этом требуется не очень большое количество испытуемого продукта (до 5…10 л). Основу квалификационной проверки составляют испытания на одноцилиндровых установках (ОЦУ) и специальных двигателях [1,2].

Оперативная оценка качества моторных масел предложена К. К. Попком, который предложил создать специальные лабораторные комплексы. В ЗАО «НАМИ-ХИМ» сформирован комплекс методов лабораторной оценки моторных масел (КМЛО), в который входит испытательное лабораторное оборудование, позволяющее определить основные эксплуатационные свойства моторных масел.

Авторы [2] оценивали термоокислительную стабильность моторных масел на лабораторной установке по показателю оптической плотности и нагарообразование по изменению потенциала электризации стержня ЕЭ после термообработки. Изменение оптической плотности образцов нефтяных фракций симбатно изменению потенциала их электризации ЕК.

Для контроля качества автомобильных эксплуатационных материалов в Москве функционирует центр мониторинга ГСМ и диагностики техники «Международный испытательный центр по горюче-смазочным материалам (МИЦ ГСМ) [3]. В арсенале центра несколько видов специализированного оборудования, в частности аналитический центр для эксплуатационных анализов масел OSA, который включает три типа анализаторов: оптический эмиссионный спектрометр (определение металлов износа и деградации присадок), ИК-Фурье спектрометр (определение содержания воды, топлива, степени окисления, нитрования, сажи) и автоматический капиллярный вискозиметр с термостатированием до 100оС. Эти анализаторы размещены в едином настольном корпусе, что позволяет сразу получать полную характеристику по каждой пробе масла.

В работе [4] в условиях небольшого транспортного предприятия для контроля качества моторных масел предлагается использовать следующие экспресс-методы оценки качества работающих масел: по концентрации охлаждающей жидкости — термический и метод бумажной хроматографии; по наличию топлива — по температуре вспышки в закрытом электротигле и сравнение с эталоном по вязкости; по наличию абразивных частиц — метод истирания; по вязкости — сравнение с эталоном и термический; по моюще-диспергирующе-стабилизирующим свойствам и загрязненности масла механическими примесями — метод бумажной хроматографии; по противоизносным и нейтрализующим свойствам — по водородному показателю рН. Для реализации вышеперечисленных методов оценки качества моторного масла в Челябинском ГАУ разработан портативный комплекс средств (КДМП-3), позволяющий как в стационарных, так и в полевых условиях оценивать качество свежих и работающих масел.

В МГАДИ [5] разработана система контроля состояния и восстановления работоспособности масел, в состав оборудования которой входит лаборатория экспресс-анализа топлив и масел «ЛАМА-7» и малогабаритная передвижная установка для восстановления эксплуатационных свойств масел.

Разработан [6] способ определения состояния и момент замены смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем, предусматривающий учет всех основных факторов (показателей), характеризующих качество и состояние масел. Работоспособность последних оценивается комплексным показателем по формуле:

где d1...dm — нормированные показатели состояния; m — число учитываемых факторов.

Для определения и контроля диэлектрической проницаемости моторного масла разработаны различные способы и устройства [7].

В работе [8] предложена схема основных направлений изучения процесса и метод исследования старения масла в дизелях, а также экспериментальные зависимости изменения оптической плотности, количества карбонилсодержащих соединений и содержания нерастворимых в бензине загрязнений от наработки масла при различных условиях.

Известны методы и способы оценки износа двигателя по состоянию моторного масла [9].

В работе [10] предполагается, что между единичными показателями состояния моторного масла существует функциональная связь. Рассматривается возможность связать состояние масла с изменениями энтропии S системы. Допускается, что если масло при работе двигателя теряет работоспособность при достижении определенного значения ΔS, одинакового для всех масел независимо от их состава, типа двигателя и особенностей его эксплуатации, то срок замены τ масла в двигателе будет зависеть от различных параметров: исходной концентрации с0 присадки в масле, скорости k их срабатывания в заданных условиях эксплуатации, термической устойчивости Т масляной композиции и состава смазочной среды, характеризуемой химическим потенциалом μ (или электропроводность), который в данной работе выдвигается как наиболее информативный.

Замену масла по фактическому состоянию можно выполнять при достижении контролируемых показателей качества масла предельных значений. В различных источниках номенклатура этих показателей включает: вязкость моторного масла [11], количество нерастворимых в легких растворителях продуктов [12], щелочное число [11, 13], кислотное число [12], водородный показатель [13], диспергирующе-стабилизирующую способность [14], присутствие в масле топлива (по температуре вспышки) [11], присутствие антифриза и воды [16], присутствие конструкционных материалов, кремния [15].

В работах [12] для установления необходимого момента смены работавших масел по фактическому состоянию предлагается использовать комплексные (интегральные) показатели, принцип формирования которых основан на сочетании единичных показателей, наиболее информативных для заданных условий эксплуатации.

В работе [17] проведен анализ различных комплексных показателей старения масла, например, интегральный комплексный показатель ИПС, по которому можно количественно оценить работоспособность масел в форсированных автомобильных дизельных двигателях:

где В0, Вt — вязкость масла соответственно свежего и при наработке t; Щ0, Щt — щелочное число масла соответственно свежего и при наработке t, пt, ДСt — массовая доля загрязняющих примесей и показатель диспергирующих свойств при наработке t.

Или обобщенный комплексный показатель (ОКП) [17], представляющий собой сумму шести единичных показателей: содержания в масле железа, кремния и нерастворимого осадка, вязкости, зольности и щелочного числа:

где Кi — показатель состояния моторного масла, балл; n=6 — число определяемых показателей; αi — коэффициент интенсивности изменения i-го показателя за 1 час;

Т — наработка двигателя.

Еще один интегральный показатель — индекс старения (критерий CQ — Condition Quotent), предельное значение которого должно быть меньше или равно 1,5. Критерий CQ определяют по формуле:

СQ = fF/(TBN + 2) или СQ = fF/(SAN + 2)

где fF — содержание в масле загрязнений, нерастворимых в смеси бензола с метанолом; TBN — общее щелочное число масла; SAN –содержание сильных кислот в масле.

В работе [18] в качестве комплексного показателя старения масла предложено отношение прироста вязкости к приросту физической плотности. Оптическая плотность как характеристика работавшего масла используется в виде коэффициента физической стабильности (КФС), определяемого из выражения:

КФС = (Dн — Dк) 100 / Dн

где Dн, Dк — начальная и конечная оптическая плотность верхнего слоя масла (толщина 2 мм) до и после центрифугирования.

Для контроля качества нефтепродуктов внедрена в производство и используются переносная лаборатория КИ-28105 и передвижная лаборатория КИ-28099, позволяющие определять механические примеси, наличие воды, кинематическую вязкость, температуру вспышки в закрытом тигле.

В настоящее время продолжаются экспериментальные исследования с целью разработки прибора, позволяющего по значению одного-двух параметров моторного масла определять его состояние и остаточный ресурс до замены.

С целью выявления параметров моторного масла, в наибольшей степени влияющих на сроки его замены, был проведен анализ 135 литературных источников [19, 20], в которых представлены результаты исследования изменения 33 физико-химических показателей моторного масла в процессе его работы. В ходе их ранжирования были выбраны 10 наиболее значимых (табл. 1).

Таблица 1

Ранжирование по 10 показателям, наиболее часто применяющимся для анализа процесса старения моторного масла

Название показателя качества моторного масла

Количество литературных источников

Весовой коэффициент

1.                  

Загрязненность механическими примесями

24

0,242

2.                  

Вязкость

15

0,152

3.                  

Диэлектрическая проницаемость

10

0,101

4.                  

Щелочное число

9

0,091

5.                  

Моюще-диспергирующе-стабилизирующие свойства

8

0,081

6.                  

Содержание воды

8

0,081

7.                  

Кислотное число

7

0,071

8.                  

Плотность

7

0,071

9.                  

Оптическая плотность

6

0,061

10.              

Температура вспышки

5

0,051

 

Всего

99

1

 

По результатам ранжирования факторов, определяющих работоспособность моторного масла, следует, что с учетом весовых коэффициентов наиболее значимыми являются: загрязненность, вязкость, диэлектрическая проницаемость.

Между изменениями параметров физико-химических свойств моторного масла в процессе эксплуатации и пробегом автомобиля (или временем работы масла в ДВС) существует определенная корреляционная связь. Это дает возможность, используя теорию подобия, установить их взаимозависимость с пробегом автомобиля через величину коэффициента подобия, а, следовательно, и с ресурсом работы масла в двигателе.

 

Литература:

 

1.         Чудиновских А. Л., Лашхи В. Л., Первушин А. Н., Спиркин В. Г. Комплекс методов лабораторной оценки моторных масел — как оперативный способ определения качества / Журнал Автомобильных Инженеров, № 5 (76), 2012 г.

2.         Немасадзе Г. Г., Шор Г. И., Куцев А. В. Оценка термической стабильности компонентов моторного масла для дизелей //Журнал «Строительные и дорожные машины» № 5, 2009, с. 55–57.

3.         М. Калинин Масло ставит диагноз / Журнал «Новости авторемонта», № 85, 2009 г.

4.         Ю. А. Гурьянов Показатели работающих моторных масел и методы их определения. Журнал «Автомобильная промышленность», 2005, № 10, с. 20

5.         В. А. Зорин. Контроль состояния смазочных материалов и рабочих жидкостей / Журнал «Строительные и дорожные машины», 1999, № 8, с. 39

6.         Патент РФ 2055318 Способ контроля состояния смазочных материалов и рабочих жидкостей гидросистем

7.         Патент РФ № 2251705 Устройство для измерения и контроля диэлектрической проницаемости диэлектрических сред

8.         Рылякин, Е. Г. Снижение энергозатрат на трение в ресурсоопределяющих сопряжениях гидропривода мобильных машин / Е. Г. Рылякин, И. Н. Семов // Труды Кубанского государственного аграрного университета. — 2014. — 4(49). — 159–162.

9.         Исследование изнашивания прецизионных деталей дизельной топливной аппаратуры / А. В. Новичков, Новиков Е. В., Рылякин Е. Г., Лахно А. В., Аношкин П. И. // Международный научный журнал. — 2014. — № 3. — С. 108–111.

10.     Лашхи В. Л., Шор Г. И. Использование принципов термодинамики для оценки старения моторных масел / Химия и технология топлив и масел, 1987. — № 4. — с. 22–24

11.     Рылякин, Е. Г. Подогрев масла в гидросистеме / Е. Г. Рылякин // Сельский механизатор. — 2014. — № 8. - С.38–40.

12.     Зубарев, П. А. Производственный процесс получения защитных полиуретановых покрытий / П. А. Зубарев, А. В. Лахно, Е. Г. Рылякин // Молодой ученый. — 2014. — № 5. — С. 57–59.

13.     Бенуа Г. Ф., Хлюпин Л. А., Манохин Г. К. — Двигателестроение, 1988, № 2, с. 34–36

14.     Григорьев М. А., Бунаков Б. М., Долецкий В. А. Качество моторного масла и надежность двигателей. М., Изд-во стандартов, 1981. — 231 с.

15.     Резников В. Д., Шипулина Э. Н. Химмотологические аспекты анализа работавших дизеотных масел. М., ЦНИИТЭнефтехим, 1982. — 58 с.

16.     Беленький А. Д. Двигателестроение, 1986, № 9, с. 49–52

17.     Котельникова О.3., Лашхи В. Л., Кожекин А. В. Оценка состояния моторных масел при эксплуатации двигателей внутреннего сгорания// Химия и технология топлив и масел. 1989. — № 11. — С. 43–46.

18.     Шепельский Ю. Л., Певзнер Л. А. — Двигателестроение, 1984, № 7, с. 35–37

19.     Долгова Л. А., Салмин В. В. Ранжирование основных параметров работоспособности моторного масла // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/02/48863

20.     Долгова Л. А., Салмин В. В. Методика определения показателей качества моторного масла на основе теории подобия Перспективные направления развития автотранспортного комплекса: сборник статей VIII Международной научно-практической конференции / МНИЦ ПГСХА. — Пенза: РИО ПГСХА, 2014 г., — С. 33.

Основные термины (генерируются автоматически): моторного масла, моторных масел, качества моторного масла, состояния моторного масла, параметров моторного масла, показателей моторного масла, качества моторных масел, работоспособности моторного масла, старения масла, моторного масла в процессе, показателей качества моторного, щелочное число масла, старения моторных масел, физико-химических показателей моторного, параметров работоспособности моторного, моторного масла в Челябинском, масла в двигателе, вязкость моторного масла, состоянию моторного масла, старения моторного масла.

moluch.ru

FAQ по лабораторным анализам | Oil-club.ru

Прочитав и изучив этот FAQ, вы научитесь читать лабораторные анализы масел. При его составлении использовался многолетний опыт накопленный Ойл Клубом. Можете пользоваться этим FAQ как шпаргалкой, при чтении анализов. Этот FAQ будет редактироваться и пополнятся, мы не стоим на месте, с течением времени взгляды и выводы могут меняться.

Примеры лабораторных анализов свежего масла и отработки:

               свежее масло                              отработанное масло

Молибден (Mo) Molybdenum — часто встречается в свежих маслах в качестве модификатора трения. Главная функция — снижение трение. Так же молибден снижает износ, является антиоксидантом, снижает шум работы двигателя. Соединения молибдена бывают разных видов, в основном это органический молибден MoDTC (дитиокарбамат молибдена), MoDTP (дитиофосфат молибдена), различные молибденовые комплексы, одноядерный, двухъядерный, трехъядерный органический молибден. Молибден наиболее часто встречается в моторных маслах американских стандартов API, ILSAC, но в последнее время мы все чаще видим его и в европейских маслах. Молибден создает износостойкое покрытие между парами трения, создавая тем самым низкий коэффициент трения между поверхностями деталей. В свежих маслах может быть разное содержание молибдена в ppm(мг/кг) — нельзя говорить что «больше молибдена — значит лучше!», это ошибка. Часто в обычных маслах, современный трехъядерный органический молибден MoDTC как раз имеет содержание — 50-75ppm — на сегодняшний день он является одним из самых эффективных модификаторов трения . И в то же время соединения молибдена MoDTC или MoDTP выдающие рекордные характеристики, большую мощность двигателя, низкий износ, встречаются в больших содержаниях —  500-1100ppm. Молибден так же является материалом поршневых колец — но по понятным причинам, когда в свежих маслах он уже есть, его трудно уловить в отработке как износ.

Пример модификатора трения MoDTC — органический трехъядерный молибден.А так же органического молибдена в более высоком содержании (спортивные масла):

Пример модификатора трения MoDTP — дитиофосфат молибдена:

Фосфор (P) Phosphorus — часто встречается в маслах в виде противоизносной присадки ZDDP (цинк диалкил дитиофосфат). Эта присадка обладает противоизносными, антизадирными, антиокислительными и антикоррозийными функциями. На сегодняшний день одна из самых применяемых противоизносных присадок, которая присутствует практически во всех маслах. Так же фосфор присутствует в модификаторах трения MoDTP (дитиофосфат молибдена).

Цинк (Zn) Zinc — так же как и фосфор является элементом противоизносной присадки ZDDP (цинк диалкил дитиофосфат), поэтому часто встречается в анализах в паре с фосфором. ZDDP обладает противоизносными, антизадирными, антиокислительными и антикоррозийными функциями. Цинк так же встречается в сплавах металлов подшипников. Цинк могут содержать оцинкованные трубки, радиаторы, краска, болтовые соединения.Пример масла с противоизносными присадками ZDDP на основе фосфора и цинка. А так же масла с противоизносной ZDDP (фосфор-цинк) + модификатор трения MoDTP (молибден-фосфор).  

Барий (Ba) Barium — встречается в анализах гражданских моторных масел крайне редко. Иногда находится в присадках в качестве моющего средства, диспергирующих добавок, как ингибитор коррозии.

Бор (B) Boron — Присутствует во многих моторных маслах как беззольный дисперсант сукцинимид бора (Boron Succinimide) — диспергирующие присадки способные удерживать продукты сгорания во взвешенном состоянии, а так же как моющий-нейтрализующий детергент. По мимо этого помогает растворяться частицам противоизносных и антифрикционных присадок в маслах и улучшать их функции. Особенностью бора в анализах является то, что его содержание в ppm в отработанных маслах постепенно уменьшается. То есть в свежем масле, например, было 75ppm, в отработке в зависимости от длительности пробега будет снижение 50ppm, 30ppm, 20ppm — то есть бор «уходит» из отработки. Бор так же встречается в маслах, которые содержат противоизносную присадку гексагональный нитрид бора (Boron Nitride) — в этом случае он так же обнаруживается в лабораторных анализах в повышенном содержании.

Пример беззольных дисперсантов на основе бора (сукцинимид бора):

Магний (Mg) Magnesium — присутствует в маслах в виде моющих, нейтрализующих, диспергирующих присадок, например, такие как сульфонаты магния (magnesium sulfonate) или более современные салицилаты магния (magnesium salicylate). Нейтрализует кислоты образующиеся в масле при сгорании топлива, способны улучшать и другие свойства масел, например, удерживать частицы во взвешенном состоянии, противостоять коррозии итд. У сульфонатов магния есть небольшие минусы, основным минусом является недостаточно эффективная нейтрализация кислот по сравнению с детергентами на основе кальция. В отработках на сульфонатах магния часто наблюдается ситуация, когда кислотное число выросло, а щелочное число характеризующее эффективность моющей присадки — не падает — это говорит о том, что кислоты нейтрализуются недостаточно эффективно. Так же минусом сульфонатов является высокое содержание серы. В последнее время все чаще применяются другие соединения магния, такие как салицилаты магния — несомненным плюсом применения таких моющих присадок в маслах является меньшее содержание серы и меньшая зольность. Так как наиболее эффективной моющей/нейтрализующей присадкой по прежнему являются соединения кальция, магний часто можно обнаружить в паре с кальцием.

Примеры масел на сульфонатах магния и салицилатах магния:  

Кальций (Ca) Calcium — встречается в маслах в виде моющих нейтрализующих присадок — детергентов. На сегодняшний день это самые распространенные моющие присадки, которые можно обнаружить почти во всех маслах. Наиболее часто встречаются Сульфонаты кальция (Calcium Sulfonate) и более современный вариант моющих присадок Салицилаты кальция (Calcium Salicylate). Обладают функциями нейтрализации кислот, образующихся в масле при сгорании топлива. Диспергирующими свойствами — способностью удерживать частички во взвешенном состоянии. А так же как ингибитор коррозии.

Сульфонаты кальция можно отличить в масле по нескольким косвенным признакам, большое количество кальция (например, 3000-3200ppm), высокое содержание серы (например, 0,400), высокой зольности (например, 1.3-1.4%). Салицилаты кальция — более современный и эффективный детергент, выдает себя по другим косвенным признакам, меньше кальция (например, 1700-2500ppm), низкое содержание серы (например, 0,230), низкая сульфатная зольность (например, 0,8-1,15). На сегодняшний день наиболее эффективно нейтрализуют кислоты салицилаты кальция — на них обычно идут масла с самыми последними требовательными допусками.

Пример масел на сульфонатах кальция и салицилатах кальция:  

Натрий (Na) Sodium — сложные соединения сульфоната натрия и салицилата натрия используются в качестве моющих нейтрализующих присадок. Некоторые производители используют натриевые присадки в качестве дополнения к кальциевым. Кальций + натрий дает меньшую зольность. Некоторые соединения на основе натрия, как например, дибутилдитиокарбамат натрия SDDC, используются в качестве противоизностной присадки. Дибутилдитиокарбамат натрия обеспечивает низкий коэффициент трения с хорошей полярностью.

Пример масла с детергентом на основе натрия:

Олово (Sn) Tin — олово встречается в подшипниках скольжения, коренных, шатунных вкладышах, подшипниках распредвалов, в припоях, в направляющих втулках клапанов — в виде сплавов латунь, бронза. При интенсивном износе вкладышей часто проявляется в лабораторном анализе отработанного масла. Олово в качестве металлов износа может появляться в паре со свинцом или медью.

Свинец (Pb) Plumbum — встречается в подшипниках скольжения, коренных, шатунных вкладышах. Свинец, как металл износа вкладышей, может появляться в паре с оловом или медью, но встречается и без них. Так же свинец может появиться в анализе как присадка, повышающая октановое число этилированного бензина.

Алюминий (Al) Aluminium — износ поршней, направляющих клапанов, деталей маслонасоса, блока двигателя, подшипников скольжения, теплообменников, а так же специальных покрытий на основе алюминия. В свежих маслах может встречаться в небольшом содержании в паре с большим количеством молибдена, а так же в виде «мусора» при производственном процессе смешения масел — это нормально.

Железо (Fe) Iron — наиболее распространенный металл износа в лабораторных анализах, встречается во многих узлах, таких как, распредвалы, кулачки, толкатели, клапана, гильзы цилиндров, маслонасос, подшипники качения. Железо часто проявляется при износе или притирке цепей ГРМ и звезд. Так же особенностью железа в анализах является то, что его количество стабильно прогрессирует в зависимости от длительности пробега.

Хром (Cr) Chromium — в большинстве случаев является материалом поршневых колец, однако встречается и в других узлах двигателя — подшипники качения, выпускные клапана, уплотнительные элементы итд. Хром главным образом является материалом уплотнительных деталей, где нужна «микро» герметичность, например, между кольцом и стенкой цилиндра. Хром встречается в виде сплавов, например сплав стеллит — хром, никель, вольфрам — используется при изготовлении клапанов. В отработках двигателей пассажирских автомобилей, содержание хрома обычно 1-2ppm — это норма. Если больше 5-7ppm, есть какие-то проблемы в ЦПГ.

Медь (Cu) Copper — медь в двигателе внутреннего сгорания встречается во вкладышах, в латунных и бронзовых деталях, втулках клапанов, масляных радиаторах, теплообменниках, подшипниках поршневого пальца. Медь содержится в слоях коренных и шатунных подшипников, в виде сплавов со свинцом и оловом. Медь частый элемент в отработке, в свежих маслах встречается редко. Часто наблюдается в отработках автомобилей только что сошедших с конвейера, когда новые детали двигателя еще притираются друг к другу, постепенно содержание меди сходит к нулю. Так же медь появляется в отработках новых автомобилей от теплообменников и радиаторов, когда новая деталь имеет свежую «оголенную» поверхность меди, пока поверхность при высокой температуре, взаимодействии с кислородом не покроется пленкой оксида меди, она будет выделяться в масло и обнаруживаться в лабораторных анализах. Есть так же наблюдение, что медь в небольшом содержании может появляться при летней эксплуатации автомобиля, высоких скоростях по трассе и соответственно высоких температурах масла в картере.

Никель (Ni) Nickel — легирующий микроэлемент стали, является материалом выпускных клапанов, направляющих клапанов, покрытия шестерней, деталей подшипников, деталей турбонагнетателей. По нашему опыту в анализах отработок встречается крайне редко, а если встречается, то в очень малых содержаниях.

Титан (Ti) Titanium — в моторных маслах встречается в виде соединений титана, противоизносной присадки снижающей износ и трение. Главным образом внедрение присадок на основе соединений титана обусловлено потребностями современной автомобильной промышленности и экологических норм, в маслах внедряется для частичной замены более вредных для катализатора противоизносных присадок на основе цинк диалкил дитиофосфатов ZDDP, содержание фосфора в которых оказывает вредное влияние на современные каталитические нейтрализаторы выхлопных газов. Оксиды титана, химически взаимодействуя с поверхностью, создают на ней противоизносный слой. Таким образом, присадки на основе соединений титана снижают износ, обладают антизадирными свойствами, снижают коэффициент трения, хорошо растворимы в маслах, являются эффективным антиоксидантом.

Марганец (Mn) Manganese — иногда содержится в сплавах, таких как, материал клапанов, валов, подшипников. Но чаще всего обнаруживается в лабораторных анализах масел, в виде присадок от топлива.

Серебро (Ag) Silver — редко встречается в двигателестроении. Иногда используется как микроэлемент различных сплавов, например в легировании поверхности высокопрочных посеребренных подшипников.

Вязкость кинематическая при 40oС — обычно не нормируется. Суть метода измерение калиброванным стеклянным вискозиметром времени истечения, в секундах, определенного объема испытуемого масла под влиянием силы тяжести при постоянной температуре. Кинематическая вязкость является произведением измеренного времени истечения на постоянную вискозиметра.

Если простым народным языком, в лабораторных анализах свежего масла показывает, как масло будет себя вести при «холодном» запуске и дальнейшем прогреве двигателя. Насколько оно «густое», как будет сопротивляться своей вязкостью деталям двигателя, насколько будет экономить топливо при прогревах и выходе на рабочую вязкость. При разработке топливосберегающих масел с современными экологическими стандартами, стараются уменьшить вязкость при 40С. Как правило, чем она ниже, тем лучше — это позволяет существенно экономить топливо. Так же вязкость при 40С влияет на тихую работу двигателя во время прогрева, например тихую работу гидрокомпенсаторов.

В анализах отработок, вязкость при 40С часто показывает снижение вязкости относительно значений в свежем масле. Происходит это от разбавления масла в процессе эксплуатации несгоревшими фракциями топлива. Топливо практически всегда присутствует в отработках в малых или больших количествах и изменяет первоначальную вязкость, разбавляя масло. Однако бывает и повышение вязкости при 40С, это случается при серьезных «перекатах» когда масло набивается продуктами сгорания или полимезируется. Так же загущение вязкости масла случается в отработках дизельных двигателей с высоким сажеобразованием, когда моторное масло сильно набивается частичками сажи вплоть до повышения вязкости.

Вязкость кинематическая при 100oС — нормируется стандартом SAE, каждый класс вязкости масла должен иметь определенную вязкость при 100С. В анализах свежего масла иногда встречаются масла, заявленные например как 5W-40 (от 12,5 до 16,3), а вязкость при 100С равна 12.3cst, соответственно это масло не может называться 5W-40, скорее это уже 5W-30. К сожалению, такие промахи заводов при смешении масла на производстве иногда случаются.

SAE J300 Jan2015 (на Январь 2015 года)

В отработанном масле, выход масла за пределы своего класса вязкости (Viscosity Grade), некоторыми автопроизводителями считается показателем к замене масла. Например, система контроля смазочных материалов компании Shell — Shell Lube Analyst — трактует изменение вязкости в отработке так: Если масло SAE 30 (или например 5W-30) просело в вязкости ниже значения 9,3 cst — оно рекомендуется к смене — желтый цвет опасности. Если это же масло просело в вязкости еще ниже 8,3 cst — критический, красный уровень опасности. Дополнительно комментируется еще один момент — когда вязкость достигает значения около 8.3 cst, такой важный параметр как HTHS (высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига), находится ниже критичного минимума. Так же воспринимается и повышение вязкости масла, например выход масла SAE 30 за 12,5 cst —  желтый цвет опасности, выход масла за 14,2 — критический, красный уровень опасности.

Пример как система контроля смазочных материалов Shell Lube Analyst трактует изменение вязкости при 100С.

Снижение вязкости масла в отработках происходит по нескольким основным причинам:

  • разбавление топливом (не сгоревшее топливо попадает в картер и разжижает моторное масло — случается очень часто, почти каждая отработка немного падает в вязкости.)
  • сработка полимерного загустителя. (случается реже, при тяжелых условиях эксплуатации, критично затянутых интервалах смены, ввиду сложной конструкции двигателя.)
  • смешение с прежним маслом, что оставалось в картере — несливаемым остатком (при обычной смене масла не возможно избавиться от старого масла полностью, оно все равно остается на деталях двигателя, в картере почти всегда 300-1000мл старого масла остается ниже отверстия для слива, эти остатки зачастую снижают вязкость свежего масла.) Величина несливаемого остатка зависит от конструкции двигателя, формы картера, и методов замены масла.
  • разбавление водой — обводнение масла (двигатель работает не вакууме, в нем всегда присутствует влажность, которая попадает вместе с воздухом).

Повышение вязкости масла в отработках происходит по следующим причинам:

  • полимеризация масла (примитивно можно описать процесс так, легкие фракции при высоких температурах, тяжелых условиях, длительных затянутых интервалах испаряются, тяжелые остаются — масло густеет, растет вязкость)
  • набивание масла частицами продуктов сгорания топлива (например, сажа в дизельных двигателях набивает собой масло так, что оно становится на подобии разбухающей каши — при этом наблюдается значительное повышение вязкости масла)
  • смешение с прежним маслом, что оставалось в картере — несливаемым остатком (когда он гуще, чем свежее заливаемое масло).
  • образование сгустков, шламов, мазей (происходит при сильном разбавлении водой, антифризом итд)

Индекс вязкости (Viscosity Index — VI) — характеризует вязкостно-температурные свойства масел, другими словами изменение вязкости масла в зависимости от изменения температуры. Этот параметр в лабораторных анализах получается методом расчетов из вязкости при 40С и вязкости при 100С по специальной формуле, которая указана в стандартах ГОСТ 25371-82 или ASTM D 2270. Любой желающий может подсчитать индекс вязкости имея на руках эти два параметра, например в онлайн-калькуляторе индекса вязкости.

Если простым языком, чем выше индекс вязкости масла, тем шире диапазон температур в котором это масло может работать. Чем выше индекс вязкости, тем «жиже» это масло на холодную, и тем меньше изменяются параметры вязкости при высокой (рабочей) температуре.

Современные экономичные масла, производители стараются делать так, что бы при первом (холодном) запуске, масло было как можно более «жидким» (для экономии топлива), но в то же время держало вязкость при 100С (рабочей температуре). Поэтому в некоторых современных маслах 0W-20, 0W-30, 0W-40 мы видим очень высокие индексы вязкости. Это стало доступно благодаря новым современным достижениям в производстве смазочных материалов — появлению новых базовых масел с высокими индексами вязкости, а так же благодаря применению стойких полимерных загустителей.

Щелочное число (TBN — Total Base Number) — характеризует щелочную среду способную нейтрализовать кислоты, образующиеся в двигателе при сгорании топлива. Щелочное число (TBN) измеряется в миллиграммах гидрооксида калия (или сульфоната кальция), необходимого для нейтрализации основных составляющих, присутствующих в 1 грамме масла. Единица измерения мг.КОН на 1г. Если более простым народным языком, в масле присутствует щелочная среда, которая нейтрализует кислотную среду и тратит свой потенциал, в связи с этим снижается щелочное число.

В свежих маслах щелочное число показывает запас щелочной среды. Обычно в гражданских маслах щелочное число находится в диапазоне от 5 до 12 мг.КОН на 1г. Принято считать что, чем выше щелочное число, тем лучше моющие/нейтрализующие свойства масла. Однако не все так просто, щелочное число снижается не линейно, на его падение влияют многие факторы. Когда вы только залили свежее масло в двигатель и дали ему поработать, щелочное число резко падает ввиду того что смешивается с окисленным, несливаемым остатком масла и остатками на деталях двигателя (кислотной средой двигателя). После этого резкого падения на нейтрализацию кислотной среды, щелочное число падает медленно и постепенно практически весь интервал смены. При значении щелочного числа примерно 2.5-3 единицы, оно как бы останавливается и падает еще медленнее — весь основной и самый активный потенциал щелочной среды истратился на кислоты. Далее щелочное число падает очень медленно (TBN = 0,5-2,0) и начинается активный рост кислотного числа. Все! Маслу более нечем нейтрализовать кислоты в двигателе, и мы видим активный рост кислотной среды. Основной щелочной потенциал масла истрачен.Щелочное число в масле нам дают специальные присадки — детергенты, мы говорили о них выше в абзацах магний, кальций, натрий. Основные функции детергентов — это:

  • контроль образования отложений, лаков, шламов, нагаров на деталях ДВС, особенно там, где присутствуют высокие температуры — поршни, кольца, вкладыши, подшипники турбонагнетателей итд.
  • нейтрализация кислотной среды образующейся при сгорании топлива в двигателе, рост кислотной среды может спровоцировать повышенный коррозионный износ деталей.

Существует несколько методов измерения щелочного числа. Методом ГОСТ 30050 (или ASTM D 2896) обычно измеряются свежие масла. Методом ГОСТ 11362 (или ASTM D 4739) обычно измеряются отработанные масла.

Если вы посмотрите на лабораторные анализы, то увидите что щелочное в свежем масле протестировано одним методом ГОСТ 30050 (или ASTM D 2896), а щелочное число в отработке протестировано другим методом ГОСТ 11362 (или ASTM D 4739).

               свежее масло                              отработанное масло  

Дело в том, что каждый метод «видит» свои разновидности щелочной среды, а некоторые разновидности щелочной среды «не замечает». Например, если протестировать свежее масло методом для отработок ГОСТ 11362 (или ASTM D 4739) то он покажет значение щелочного числа меньше на 1,5 единицы, чем метод для свежих ГОСТ 30050 (или ASTM D 2896). Допустим, вы протестировали свежее масло методом ГОСТ 11362 (или ASTM D 4739) у вас получилось щелочное 8,5. Если протестировать это же самое масло другим методом ГОСТ 30050 (или ASTM D 2896), то у вас получится щелочное около 10. Это говорит о том, что метод «для отработок» ГОСТ 11362 (или ASTM D 4739) не видит определенную щелочную среду, которую видит метод «для свежих»  ГОСТ 30050 (или ASTM D 2896).

И наоборот. Если протестировать отработку методом ГОСТ 30050 (или ASTM D 2896) для свежего масла — щелочное число будет показывать высокие значения, даже когда вы уже значительно «перекатали» на масле и начался рост отложений и кислотной среды. То есть вы проехали 10 тыс км, 15 тыс км, 20 тыс км — а у вас щелочное число все показывает хороший потенциал — «норма».

Поэтому для свежих масел один метод измерения, а для отработок другой. Обычно так принято почти у всех, но бывают исключения. В некоторых случая лаборатории считают, что важно измерять щелочное число и в свежем, и в отработке, одним методом ГОСТ 30050 (или ASTM D 2856). У каждой компании своя политика и свои взгляды.

До какого значения щелочного числа (TBN) можно безопасно эксплуатировать масло?

Тут тоже у каждого свои взгляды и рекомендации, перечислим некоторые из них:

  • когда значение щелочного числа в отработке TBN=50% от свежего масла. То есть в свежем было TBN=10, стало TBN=5 — рекомендуется сменить масло. Этот способ рекомендовали многие производители масел и авто-производители, в то время, когда топливо было с большим содержанием серы. С течением прогресса и введением новых экологических требований, топливо становилось лучше качеством, в нем уменьшалось содержание серы. Как мы знаем, сера один из главных источников кислот, на которые тратиться щелочное число, соответственно масло стало срабатываться медленнее, поэтому появились другие рекомендации к смене масла.
  • когда щелочное число TBN равно кислотному числу TAN. TBN=TAN. Щелочное число падает во время эксплуатации, кислотное число в это время растет, и когда их значения сравнялись — рекомендуется сменить масло. Допустим щелочное TBN=3, кислотное TAN=3 — рекомендуется сменить масло.
  • когда значение щелочного числа TBN < 2,5. То есть в свежем масле было TBN=10, в анализе отработки стало TBN=2.5 — рекомендуется сменить масло. Сейчас это одна из самых распространенных рекомендаций для дизельного транспорта. Например, такие рекомендации встречаются у лабораторий Polaris, ALS, таких производителей двигателей как Cummins, таких производителей масел как Chevron итд. По бензиновым двигателям информации встречается еще меньше. В большинстве случаев многие компании используют эту информацию как внутрикорпоративную и не публикуют ее. Считается, что обычному конечному автолюбителю такие значения не нужны, они трудны для понимания и делать анализ отработки он не будет. Ему предлагаются замены масла по интервалу в км, по электронным датчикам итд. Нужно отметить, что этот способ TBN < 2,5 практически равен описанному выше TBN=TAN, судя по отработкам, как раз на значениях 2.5-3.5 щелочное с кислотным и встречается, за редким исключением.
  • когда значение щелочного числа TBN < 1​. То есть в свежем масле было TBN=10, в анализе отработки стало TBN=1 — рекомендуется сменить масло. Такие рекомендации встречались на зарубежных форумах, например в FAQ bobistheoilguy.com «TBN <1,0 обычно считается моментом истощения добавок и является безопасной точкой, чтобы сменить свое масло». Такой метод получил популярность среди экономных автолюбителей, готовых ездить до полного истощения потенциала масла.

Щелочное число (TBN) — это параметр характеризующий потенциал масла, способность нейтрализовать кислоты и образование отложений. Если щелочное число в отработанном масле низкое, такой и его остаточный потенциал. Если кислотное число (TAN) начало стремительный рост не обращая внимание на щелочное число (TBN), значит росту кислот уже ничто не противостоит. Нейтрализовать кислоты больше нечем. Одна из главных функций масла — нейтрализовать кислоты и препятствовать образованию отложений, утрачена. Отсюда и нужно исходить в выборе вариантов смены масла по TBN.

Критерии значений щелочного числа (TBN) Shell:                    Критерии для дизельных двигателей Cummins:                                   

Критерии лабораторий Polaris и ALS:

Кислотное число (TAN — Total Acid Number) — характеризует кислотную среду масла. Кислотное число измеряется в миллиграммах гидроксида калия необходимого для нейтрализации основных кислотных составляющих в 1 грамме масла. Единица измерения в мг.КОН на 1г. Метод определения кислотного числа ASTM D 974.

В свежих маслах кислотное число присутствует всегда. Базовые масла, из которых состоит масло, имеют кислотное число как свою естественную среду. Так же кислотное число повышают различные присадки, содержащиеся в готовом масле. Если посмотреть лабораторные анализы свежих масел, значение кислотного числа в гражданских маслах обычно находится в пределах от 1.5 до 3.0 мг.КОН на 1г. Как правило если кислотное число меньше, значит есть запас для его роста прежде чем оно сравняется с щелочным числом. В разумных пределах, высокого кислотного числа в свежих маслах опасаться не стоит, чем больше в масле присадок, например противоизносных ZDDP, тем выше кислотное число — это нормально.

В отработанных маслах кислотное число повышается от пройденного пробега, тяжелых условий эксплуатации, качества топлива, содержания серы в топливе итд. В течении всего пробега масла, кислотное число TAN медленно и постепенно растет, в то время, как щелочное число TBN падает, если щелочная среда уже не в состоянии остановить рост кислот, полностью исчерпав свой потенциал, кислотное число начинает расти стремительно.

Пример как может вырасти кислотное число при сильно затянутом интервале смены:

Считается, что при повышении кислотного числа растет и коррозионная активность среды в двигателе. Однако, не смотря на то, что кислотное число действительно показывает рост продуктов окисления — кислот, данный параметр не может служить для точного предсказания коррозионной агрессивности масел в процессе эксплуатации. Очень часто в лабораторных анализах бывает так, что кислотное уже 4-5, а коррозия металлов и увеличенное содержание металлов в связи с этим не возникает. Второй важный момент, от кислотной среды в двигателе, в определенный момент, возникает и рост отложений, образование лаков, шламов, нагаров, особенно в зонах повышенных температур, поршни, кольца, клапана итд. Поэтому игнорировать рост кислотного числа не стоит. Это просто один из предупреждающих сигналов, который нужно рассматривать в совокупности с другими параметрами.

Температура вспышки масла (Flash Point) — температура при которой пары масла, образуя смесь с воздухом, вспыхивают при поднесении нему пламени. Чем больше в масле легких фракций, тем раньше наступает воспламенение. Температура вспышки измеряется в градусах Цельсия oС. Метод определения ASTM D 92 (ГОСТ 4333). Температуру вспышки определяют в открытом тигле или в закрытом тигле. В открытом тигле температура вспышки, как правило, выше на 20-25 градусов, чем в закрытом тигле. Если в открытом тигле 225С, то в закрытом тигле будет около 200С.

В свежих моторных маслах, температура вспышки характеризует термостабильность масла при высоких температурах. Принято считать, что чем она выше, тем масло стабильнее себя ведет при высоких температурах — меньше угорает, меньше окисляется, оставляет высокотемпературных отложений итд.

В отработанных маслах, температура вспышки может использоваться для определения факта попадания топлива в масло. Например, в свежем масле температура вспышки была 225С, а в отработке стала 190С — это говорит о существенном разбавлении топливом. Если температура вспышки масла падает не сильно, допустим была 230С, стала 223С — то это нормальное явление, встречающееся почти в каждом анализе. Обычно в каждой отработке есть небольшой процент не сгоревшего топлива.

Нужно помнить, что при определении наличия топлива в отработанном масле с помощью температуры вспышки, нельзя определить точное количество топлива. Это «зыбкий» параметр в определении количества топлива, он может говорить только о его наличии или отсутствии, «да» или «нет». Падение температуры вспышки масла зависит от многих факторов, таких как «густота» базового масла, синтетичность базового масла, тяжелые фракции топлива или легкие, изначальная вспышка свежего масла, успел автолюбитель выпарить топливо по трассе нагрев картер, или нет итд.

Зольность сульфатная (Sulphated ash) — количество неорганических примесей остающихся после сжигания масла при высокой температуре. Измеряется в процентах % от массы масла. Сульфатная зола остается после сжигания масла, в основном от содержащихся в нем металлосодержащих присадок. Обычно это присадки на основе кальция, магния, натрия, бария, цинка, калия, олова итд. Если простым языком, взяли масло сожгли его до остатка, который представляет собой золу и соединения углерода, остудили, промыли серной кислотой, и опять нагрели при температуре 775oС, до окисления углерода. Потом охладили, промыли серной кислотой, опять прожгли при температуре 775oС. Полученный остаток взвешивают и получают сульфатную зольность в %.

Зольность сульфатная — один из главных параметров свежих масел. Почти все современные стандарты имеют ограничения по зольности. Масла с высоким содержанием зольности сульфатной отрицательно влияют на сажевые фильтры дизельных двигателей (DPF), забивая их. Высокие содержания сульфатной золы отрицательно влияют на современные многоуровневые катализаторы. В чрезмерном содержании зола способствует образованию зольных абразивных отложений в зонах повышенных температур, особенно касается двигателей с прямым впрыском топлива в камеру сгорания — GDI (Gasoline Direct Injection), дизельных двигателей CRDI (Common Rail Direct Injection) с камерой в поршнях. При умеренном содержании зольность сульфатная относительно безвредна, если данный стандарт масла рекомендуется производителем, не нужно ее опасаться. Не нужно искать масла с очень низкой зольностью. Не стоит забывать, что зольность сульфатная в масле, главным образом от металлосодержащих присадок, которыми обычно являются моющие нейтрализующие присадки, в свою очередь препятствующие образованию отложений. Противоизносные присадки ZDDP так же являются источником золы. Получается замкнутый круг — много золы нельзя, и мало золы тоже не лучший вариант.

Встречаются теории, что зольность сульфатная не так страшна, ведь с топливом мы получаем гораздо больше золы, серы, масло черное, грязное, вобрало в себя сажу, итд. Это не совсем верно. Мы протестировали зольность сульфатную в свежем масле и в отработке — зольность в отработке осталась примерно на том же уровне, что в свежем масле. И вот тут как раз нужно вспомнить, что зольность в маслах образуется от металлосодержащих присадок, остальное при высоких температурах просто сжигается. Золу трудно прожечь даже очень высокими температурами — именно она, а не углеродные соединения, которые сгорают при высоких температурах, опасны для катализаторов, сажевых фильтров, а так же в виде отложений в различных узлах двигателя.

Пример анализа зольности сульфатной в свежем масле и отработке:

Температура застывания (Pour Point) — Если простыми словами, образец с маслом охлаждают с заданной скоростью до температуры, при которой масло становится не подвижным. Измеряется в градусах Цельсия oС. Метод измерения ГОСТ 20287 (ASTM D 97).

Температура застывания не показывает надежно, насколько масло будет себя вести в условиях эксплуатации при низких температурах — это пробирочный тест показывающий состояние масла при низких температурах. Например, можно судить о состоянии масла в картере. Характеристикой подвижности масла при низкой температуре, является его вязкость при этой температуре. Другими словами, если температура застывания масла -60С — это не говорит о том, что на этом масле можно запускаться в -60С. Скорее всего, уже при температурах -37С, -40С потребуется подогрев картера, потому что масло будет слишком густое.

В свежих маслах температура застывания может косвенно намекать, есть ли в масле ПАО синтетика. Например, если масло имеет температуру застывания -54С -60С — с большой вероятностью оно содержит базовые масла ПАО. Хотя бывают и исключения — это не 100% метод.

Часто в анализах свежих масел мы получаем расхождения между полученной температурой застывания и данными указанными в технической документации на эти масла. Во-первых, при производстве масел невозможно угадать какой точно будет температура застывания, она может варьироваться. Во-вторых, за рубежом используют термин pour point, вкладывая туда смысл определения температуры потери текучести, мы же определяем температуру застывания. На практике температура потери текучести будет ниже температуры застывания. Результаты, полученные при определении указанных температур, между собой очень слабо коррелируют и разница будет зависеть от природы масла, его состава, наличии pour point — депрессанта. Процедура определения температуры потери текучести (метод А) и температуры застывания (метод Б) описывается в ГОСТ 20287.

Вязкость динамическая CCS (Low-Temperature Cranking Viscosity) — вязкость кажущаяся, динамическая определяемая на имитаторе холодной прокрутки CCS (Cold Cranking Simulator). Вязкость CCS измеряется в мПас. Метод определения ASTM D 5293. Имитатор холодной прокрутки CCS имитирует условия запуска двигателя при низких температурах. Этот параметр входит в требования стандарта SAE J300, где масла имеют определенный лимит вязкости CCS. Масла 0W измеряются при -35oС и должны иметь вязкость CCS < 6200. Масла 5W измеряются при -30oС и должны иметь вязкость ССS < 6600 итд.

Требования стандарта SAE J300 Jan 2015:

Вязкость динамическая CCS в анализах свежих масел, дает нам понятие, как масло будет прокручиваться в морозы, имитируя условия, схожие с теми, в которых находятся подшипники скольжения при холодном запуске двигателя. Если масло 5W-30 при -30С имеет вязкость CCS = 3500 при норме <6600 — это масло будет очень легко прокручиваться стартером. И наоборот если масло 5W-30 при -30С имеет вязкость CCS = 8000 — это масло, во-первых, нарушает требования стандарта SAE и не может называться 5W-30, во-вторых, будет тяжело прокручиваться стартером в морозы.

Гонятся за низкими CCS не стоит, с одной стороны вы получаете легкий запуск в морозы, с другой стороны масла имеющие низкий CCS, часто имеют низкую вязкость базового масла и много полимерного загустителя, отсюда больше вероятности того, что масло будет больше угорать, в тяжелых условиях быстрее просядет полимерный загуститель итд. С другой стороны, если масло на ПАО базовых маслах, оно часто имеет низкие CCS и это нормально.

Испарение масс NOACK (Evaporation loss, Volatility) — это количество масла которое испарится в течении 1го часа при температуре 250С и постоянном потоке воздуха. NOACK измеряется в %. Чем ниже NOACK, тем выше термостабильность масла при высоких температурах, тем меньше потерь на испарение. Испаряемость масс (NOACK) зависит от вязкости масла — чем гуще масло, тем ниже NOACK (при остальных равных условиях). Если же у масла низкая вязкость, то NOACK обычно выше. Так же на испаряемость масс влияет и химический состав масла, его поверхностная адгезия, применение полимерных загустителей итд.

NOACK так же говорит о качестве масла, во многих стандартах он ограничен. Например, в ACEA A3/B4 2010 — NOACK должен быть меньше или равно 13%. В маслах стандарта API SN ILSAC GF-5 — NOACK должен быть меньше или равно 15%. В современных допусках Mercedes Benz 229.5 или 229.51 — NOACK должен быть меньше или равно 10%. Если испаряемость масс выше, значит масло не соответствует заявленному стандарту. За нашу историю лабораторных анализов встречались масла с NOACK 15-18% — редко но такое случается.

В анализе свежего масла NOACK может косвенно говорить о синтетичности базового масла. Например, если у моторного масла вязкости 5W-30, NOACK = 11-12% это скорее всего гидрокрекинг VHVI. Если у масла 5W-30 NOACK = 6-8% — это с большой вероятностью ПАО синтетика или GTL базовые масла.

Некоторые считают, что NOACK не показывает реальный расход масла на угар при реальной эксплуатации. Это и верно, и в тоже время неверно. Дело в том, что на угар влияют многие факторы эксплуатации, например разбавление масла бензином или водой — угар повышается. Режимы эксплуатации — например, на трассе при более постоянных и высоких оборотах двигателя, при высокой температуре в картере — расход на угар будет выше. Состояние двигателя — например, двигатель со старыми сальниками клапанов, которые не могут нормально снять масло с поверхности клапана, будет расходовать масло одинаково, что с низким NOACK, что с высоким — масло все равно сгорит при высокой температуре. Однако если угар измерять в идеальных условиях, без влияния различных факторов эксплуатации, то меньше будет угорать то масло, у которого ниже NOACK. То есть меньше — лучше.

pH — кислотность (ВКЩ — содержание водорастворимых кислот и щелочей) — это концентрация ионов водорода в жидкости. Получается методом извлечения водорастворимых кислот и щелочей из масла и определения величины рН специальным прибором pH-метром. Метод определения ГОСТ 6307-75. Единица измерения — pH по шкале от 0 до 14.  Чем ближе параметр pH к нулю, тем более кислая среда, чем ближе pH к 14, тем более щелочная среда. Обычно свежие масла обладают нейтральной кислотностью pH = 7-8. В процессе работы моторного масла в двигателе образуются кислоты, среда становится кислой — pH неуклонно снижается.

Накопление кислот в масле чревато несколькими вредными последствиями — окисление масла, повышение вязкости, снижения срока службы пластмасс и эластомеров, внутренняя коррозия деталей двигателя, в первую очередь состоящих из цветных металлов меди, свинца, олова, алюминия, а так же деталей, содержащих железо.

Считается что pH < 5,5 — это уже слабокислая среда, моторное масло в двигателе желательно заменить. Однако определенных рамок замены масла по pH — не существует, встречались так же рекомендации сменить масло при pH = 4,5. Важно понимать что pH — это один из совокупных параметров для определения состояния масла. Если например, в масле щелочное TBN = 6, кислотное TAN = 3.5, а pH = 3,5 — масло немедленно нужно заменить. В данном случае, значение pH = 3,5 говорит об агрессивной кислотной среде, не смотря на то, что щелочное еще вроде бы высокое и кислотное число еще не сильно выросло.

Шкала pH:

Содержание серы (Sulphur) — это массовая доля серы содержащейся в масле. Содержание серы измеряется в процентах %. Количество серы зависит от природы нефти, из которой изготавливают базовые масла, а так же от степени и глубины ее очистки. Благодаря современным процессам гидроочистки при производстве базовых масел, удалось достичь минимального содержания серы < 0,03%. Например современный гидрокрекинг Neste Nexbase VHVI или Lukoil Volgograd VHVI-4 содержит около 5-20ppm серы (частиц на миллион).

В свежих маслах содержание серы может сказать нам о том, какой пакет присадок применяется, на сульфонатах кальция или на салицилатах кальция. Обычно масла на салицилатах кальция (современный эффективный детергент) содержат 0,200-0,260% серы. А масла на сульфонатах кальция содержат около 0,400% серы. Так же по высокому содержанию серы 0,500-0,600% и выше, можно предположить, что в масле присутствует минеральное масло первой группы — часто такие содержания серы имеют масла 10W-40, 15W-40 которые называются полусинтетическими. Содержание серы примерно говорит нам о чистоте базовых масел или разновидности пакета присадок, из которых произведено масло.

Содержание серы в базовых маслах по группам API:

При производстве полусинтетических масел VHVI/GTL/PAO + минеральное

базовое масло Group I, от минерального масла растет содержание серы:

Окисление (Oxidation) — это образование кислот в масле. Измеряется в условных единицах IR Units, которые получают на специальном приборе — ИК спектрометре Фурье. Метод определения ASTM E2412. В двигателе при сгорании топлива, давлении, взаимодействии с водой и кислородом, образуются кислоты. Кислоты в серьезных концентрациях могут привести к коррозии внутренних деталей двигателя или образованию отложений. Так же кислоты истощают потенциал масла, который тратится на их нейтрализацию. Параметр Окисление как раз показывает рост этих кислот в отработке. Это еще один альтернативный метод мониторинга образования кислот, помимо метода определения кислотного числа (TAN). Например, если в свежем масле Окисление было 12, а в отработанном масле стало 30-50 — это говорит о существенном окислении масла и необходимой его замене.

В свежем масле окисление может примерно говорить о присутствии в масле эстеров. Эстеры (эфиры) это продукты кислот. Если в свежем моторном масле высокое окисление, начиная от 15 и выше — значит, в масле скорее всего присутствуют эстеры, либо что то другое, что определяется как кислота/продукт кислот из-за похожих C=O связей.

Нитрация (Nitration) — это образование в масле продуктов окисления азота NOx (оксиды азота). Измеряется в условных единицах IR Units, которые получают на специальном приборе — ИК спектрометре Фурье. Метод определения ASTM E2412. В процессе сгорания топлива в двигателе, при присутствии высоких температур, давления, участии азота и кислорода, находящихся в потребляемом воздухе, образуются окислы азота. Нитрация является причиной образования отложений в двигателе. Зависит этот процесс от пробега, тяжести условий эксплуатации, израсходованного топлива. По нитрации в отработке, можно примерно судить, на сколько серьезно масло отработало в двигателе. Если взять обычный пассажирский автомобиль, при обычных интервалах смены, нитрация растет примерно на +5-10 единиц за интервал. Если же, например, в свежем масле нитрация была 6-7 единиц, а в отработанном 20 и более единиц, можно считать что интервал затянут или условия были очень тяжелые.

HTHS (высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) — Как известно при высоких температурах вязкость моторного масла снижается, масляная пленка становится тоньше. Параметр  HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига. HTHS измеряется в миллипаскалях в секунду. Наиболее распространенный метод испытания ASTM D 4683. Этот метод включает в себя, определение вязкости масла при высокой температуре 150С. Итак HTHS — это вязкость моторного масла при температуре 150С и высокой скорости сдвига 106 с-1 . Ничего трудного для понимания здесь нет — просто нужно запомнить, что для каждого автомобиля свой интервал допустимой HTHS. В двигатель, не предназначенный для использования моторных масел с низким HTHS, ни в коем случае нельзя лить такие масла. Почему и нужно обращать внимание на рекомендации производителя, выбирать масло в соответствии с рекомендованной вязкостью, рекомендованными допусками и рекомендованными стандартами.

Применение масла с пониженным HTHS, в не предназначенных для этого двигателях может привести к их ускоренному износу. В моторах, спроектированных для использования в них масла с пониженным HTHS, имеется ряд существенных отличий:

  • расстояние между трущимися поверхностями уменьшено. Более высокая точность сборки и подгонки деталей друг к другу (минимальные зазоры между деталями).
  • применение широко-поверхностных подшипников скольжения (вкладышей), в которых масло высокой вязкости поступает медленнее.
  • специальное нанесение микропрофиля поверхности на деталях — на подобии хона в цилиндрах, для удерживания на деталях низковязких масел.

Если двигатель не спроектирован под низковязкие масла с низким HTHS, использование таких масел в нем недопустимо!В последнее десятилетие среди мировых автопроизводителей, наблюдается тенденция к снижению высокотемпературной вязкости при высокой скорости сдвига — HTHS. Использование таких масел экономически и экологически оправдано. Масла с низким  HTHS дают большую экономию топлива по сравнению с обычными маслами более высокой вязкости. Меньшая вязкость масла приводит к меньшему сопротивлению деталям двигателя, что приводит к увеличению мощности двигателя, меньшему износу в некоторых узлах двигателя. Применение таких масел, так же положительно влияет на экологию. Выброс CO2 в атмосферу на низковязких маслах значительно ниже, чем на маслах более высокой вязкости.

Источник FAQ по лабораторным анализам oil-club.ru

www.oil-club.ru


Смотрите также