Объяснения по показателям и элементам в тестах моторных масел

Элементы:

Молибден (Mo) Molybdenum

Часто встречается в свежих маслах в качестве модификатора трения.

Функции:

• снижение трение.
• снижает износ
• является антиоксидантом
• снижает шум работы двигателя.

Виды молибдена:

• органический молибден MoDTC (дитиокарбамат молибдена)
• MoDTP (дитиофосфат молибдена)
• различные молибденовые комплексы
• одноядерный органический молибден
• двухъядерный органический молибден
• трехъядерный органический молибден

Вольфрам (W)

Часто встречается как современная противоизносная присадка в маслах. Оставляет меньше отложений чем молибден.

Функции:

• противоизносные
• антиокислительные
• снижает коэффициент трения

Фосфор (P) Phosphorus + Цинк (Zn) Zinc

Функции:

• противоизносные
• антизадирные
• антиокислительные
• антикоррозийные

Противоизносная присадка ZDDP (цинк диалкил дитиофосфат).
Фосфор присутствует в модификаторах трения MoDTP (дитиофосфат молибдена).

Титан (Ti) Titanium

Противоизносная присадка частично заменяющая ZDDP в маслах Low/Mid SAPS.

• противоизносные
• антизадирными
• снижают коэффициент трения
• антиокислительные

Барий (Ba) Barium

 Встречается в маслах редко.

Функции:

• моющие
• диспергирующие - способные удерживать продукты сгорания во взвешенном состоянии
• ингибитор коррозии

Бор (B) Boron

Функции:

• диспергирующие - способные удерживать продукты сгорания во взвешенном состоянии
• детергентов – моющие и нейтрализующие кислоты образующиеся в масле при сгорании топлива, помогает растворяться противоизносным и антифрикционным присадкам в маслах и улучшать их функции

Магний (Mg) Magnesium

Функции:

• детергентов – моющие и нейтрализующие кислоты образующиеся в масле при сгорании топлива, помогает растворяться противоизносным и антифрикционным присадкам в маслах и улучшать их функции

• диспергирующие - способные удерживать продукты сгорания во взвешенном состоянии
• антикоррозийные

 Присадки с магнием:

• сульфонаты магния (magnesium sulfonate) - большее содержание серы и большая зольность.
• салицилаты магния (magnesium salicylate) - более современные, меньшее содержание серы и меньшая зольность.

У сульфонатов магния недостаточно эффективная нейтрализация кислот и моющая функция по сравнению с детергентами на основе кальция.

Кальций (Ca) Calcium

Функции:

• детергентов – моющие и нейтрализующие кислоты образующиеся в масле при сгорании топлива, помогает растворяться противоизносным и антифрикционным присадкам в маслах и улучшать их функции
• диспергирующие - способные удерживать продукты сгорания во взвешенном состоянии
• антикоррозийные

Присадки с кальцием:

• Сульфонаты кальция (Calcium Sulfonate) - большее содержание серы и большая зольность.
• Салицилаты кальция (Calcium Salicylate) - более современные, меньшее содержание серы и меньшая зольность.

На сегодняшний день наиболее эффективно нейтрализуют кислоты салицилаты кальция - на них обычно идут масла с самыми последними требовательными допусками.

Натрий (Na) Sodium

Функции:

• Детергентов (в сложных соединениях сульфоната натрия и салицилата натрия) - моющих и нейтрализующих кислоты образующиеся в масле при сгорании топлива
• Противоизностные (в дибутилдитиокарбамат натрия SDDC)
• Снижение коэф трения (в дибутилдитиокарбамат натрия SDDC)

Некоторые производители используют натриевые присадки в качестве дополнения к кальциевым -  кальций + натрий дает меньшую зольность.

Кремний (Si) Silicon

Кремний в свежих маслах встречается в качестве антипенной присадки.

Показатели

Вязкость кинематическая при 40Oс

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.

Вязкость кинематическая при 100Oс

Нормируется стандартом SAE, каждый класс вязкости масла должен иметь определенную вязкость при 100С.

Снижение вязкости масла в отработках происходит по нескольким основным причинам:

• разбавление топливом
• тяжелые условия эксплуатации и критично затянутые интервалы смены - сработка загустителя
• смешение с жидким несливаемым остатком масла
• разбавление водой - в двигателе всегда есть влажность, попавшая с воздухом.

Повышение вязкости масла в отработках происходит по следующим причинам:

• полимеризация масла - легкие фракции при высоких температурах, тяжелых условиях, длительных затянутых интервалах испаряются, тяжелые остаются - масло густеет, растет вязкость
• набивание масла продуктами сгорания топлива – например сажей в дизельных двигателях
• смешение с густым несливаемым остатком масла

Индекс вязкости (Viscosity Index - VI)

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 рабочей температуре двигателя.

В современных маловязких маслах высокий индекс вязкости достигается более совершенным базовым маслом и стойким полимерным загустителем.

pH - кислотность (ВКЩ - содержание водорастворимых кислот и щелочей)

Содержание водорастворимых кислот и щелочей определяется специальным прибором pH-метром. 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 снижается.

Накопление кислот чревато несколькими последствиями - окисление, повышение вязкости, снижения срока службы пластмасс и эластомеров, внутренняя коррозия деталей двигателя.

Щелочное число (TBN - Total Base Number)

Характеризует щелочную среду способную нейтрализовать кислоты, образующиеся в двигателе при сгорании топлива. 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 маслах щелочное число находится в диапазоне от 5 до 12 мг.КОН на 1г.

Падение щелочного числа:

1. 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).
2. После этого резкого падения на нейтрализацию кислотной среды, щелочное число падает медленно и постепенно практически весь интервал смены.
3. 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.
4. Далее щелочное число падает очень медленно (TBN = 0,5-2,0) и начинается активный рост кислотного числа.
5. Все! Маслу более нечем нейтрализовать кислоты в двигателе, и мы видим активный рост кислотной среды. Основной щелочной потенциал масла истрачен.

Щелочное число в масле обеспечивают присадки детергенты - 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.

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.

Кислотное число (TAN - Total Acid Number)

Характеризует кислотную среду масла.

В свежих маслах кислотное число присутствует всегда в пределах от 1.5 до 3.0 мг.КОН на 1г.

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. 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.

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.

В свежих моторных маслах, чем выше температура вспышки, тем масло стабильнее себя ведет при высоких температурах - меньше угорает, меньше окисляется и оставляет высокотемпературных отложений.

Зольность сульфатная (Sulphated ash)

Сульфатная зола остается после сжигания масла, в основном от содержащихся в нем металлосодержащих присадок. Почти все современные стандарты масел имеют ограничения по зольности. Масла с высоким содержанием зольности забивают сажевые фильтры (на дизелях) и современные многоуровневые катализаторы.

В чрезмерном содержании зола способствует образованию зольных абразивных отложений в зонах повышенных температур. При умеренном содержании зольность сульфатная относительно безвредна, если данный стандарт масла рекомендуется производителем. 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.

Температура застывания (Pour Point)

Если простыми словами, образец с маслом охлаждают с заданной скоростью до температуры, при которой масло становится не подвижным.

Температура застывания не показывает надежно, насколько масло будет себя вести в условиях эксплуатации при низких температурах. Например, 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.

Вязкость динамическая CCS (Low-Temperature Cranking Viscosity)

Вязкость кажущаяся, динамическая определяется на имитаторе холодной прокрутки CCS, который имитирует условия запуска двигателя при низких температурах и дает понятие, как масло будет прокручиваться в морозы, имитируя условия, схожие с теми, в которых находятся подшипники скольжения при холодном запуске двигателя.

Испарение масс NOACK (Evaporation loss, Volatility)

Это количество масла которое испарится в течении 1го часа при температуре 250С и постоянном потоке воздуха. Чем ниже NOACK, тем выше термостабильность масла при высоких температурах, тем меньше потерь на испарение. NOACK так же говорит о качестве масла, во многих стандартах он ограничен. В анализе свежего масла NOACK может косвенно говорить о синтетичности базового масла. Например, если у масла 5W-30, NOACK = 11-12% это скорее всего гидрокрекинг. Если у масла 5W-30 NOACK = 6-8% - это с большой вероятностью ПАО синтетика.

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.

Содержание серы (Sulphur)

Массовая доля серы содержащейся в масле, зависит от нефти, из которой изготавливают базовые масла, а так же от степени и глубины ее очистки.

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.

Окисление (Oxidation)

Это образование кислот в масле. Измеряется в условных единицах IR Units, которые получают на специальном приборе - ИК спектрометре Фурье.

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.

Это еще один альтернативный метод мониторинга образования кислот, помимо метода определения кислотного числа (TAN).

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.

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)

При высоких температурах вязкость моторного масла снижается, масляная пленка становится тоньше. Параметр HTHS — это высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига. HTHS — это вязкость моторного масла при температуре 150С и высокой скорости сдвига. Для каждого автомобиля свой интервал допустимой HTHS. В двигатель, не предназначенный для использования моторных масел с низким HTHS, нельзя лить такие масла. 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!