Щелочное число

Алексей Кобец

Водитель-механик Авторевю

Испытания стартовали в феврале, поэтому долгое время приходилось ездить по льду, покрытому укатанным снегом. Машины постоянно находились в небольшом скольжении: нужно быть все время начеку! Кроме того, нужно чутко контролировать дистанцию до впереди идущего — в снежной пыли не всегда хватало света габаритных огней и даже противотуманного фонаря, поэтому порой приходилось пользоваться «аварийкой».

В морозную и ясную погоду вести машины было проще — видимость улучшилась, на дороге оформилась траектория. Проблемой можно считать лишь намерзавшие на колесных арках ледяные глыбы. С приближением тепла езда стала сложнее: на 14-километровом круге скоростной дороги встречались и участки с чистым асфальтом, и укатанный снег, и голый весенний лед. Он-то меня и подвел: машина оставалась более-менее управляемой только при прямолинейном движении. Попробовать съехать с раскатанной асфальто-ледяной траектории? Ничего хорошего: машина постоянно срывалась в занос и держаться за лидером было попросту невозможно.

«Дальняя» прямая скоростного круга, едем мимо колеи с ледяными краями. Почему машину сдернуло в колею, я так и не смог понять, сколько ни прокручивал этот эпизод в голове. Руль мгновенно в сторону заноса. А в голове уже проносится: «Так, сейчас будет удар об отбойник, потом о противоположный — и так, пока не остановимся…» Но у машины были другие планы: использовав наметенный на ограждения снег в качестве трамплина, Фокус взлетел и, сделав в воздухе полоборота, приземлился на крышу.

«Отделался испугом» — точнее не скажешь. Царапины на виске и безымянном пальце, удар головой о потолок при отстегивании ремня безопасности — вот и все мои повреждения. Как потом шутил Подорожанский: «Может, Кобецу еще и благодарность объявить за то, что удачно машину перевернул»? Да я и сам был готов благодарить кого угодно: Фокус приземлился, пожалуй, в единственном на круге месте, где сразу за ограждением нет деревьев. Так что машину восстановили силами техцентра Авторевю во главе с Иван Иванычем — выправили крышу, поменяли лобовое стекло. И продолжили испытания. Но осадок, конечно, остался: я ведь в группе испытателей новичок…

Castrol Magnatec 5W-30 А1

Несмотря на голубой овал на канистре и соответствие допуску Ford WSS-M2C913-С, масло Magnatec A1 не является «официальным» для Форда — это место в линейке Кастрола занимает более дорогой сорт Magnatec Professional A5. Но и более доступный продукт хорошо сбалансирован — ни одного провала. Разжижение масла невелико, равно как и угар. Проблем с запуском в мороз до –27°С Castrol не создает, несмотря на визуально большую вязкость, чем у остальных семи масел. Еще Castrol отличается самым высоким щелочным числом у нового масла и самой высокой кислотностью на финише теста: это говорит о том, что масло Magnatec будет отлично работать, даже если заправлять автомобиль высокосернистым бензином. Но менять масло надо будет чаще.

ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

7.1. Турбинные нефтяные масла с присадками являются малоопасными продуктами, по степени воздействия на организм человека относятся к 4-му классу опасности в соответствии с ГОСТ 12.1.007 .

7.2. Предельно допустимая концентрация паров углеводородов масел в воздухе рабочей зоны 300 мг/м.Предельно допустимая концентрация масляного тумана в воздухе 5 мг/м.

7.3. При разливе масла его необходимо собрать в отдельную тару, место разлива протереть сухой тканью, при разливе на открытой площадке место разлива засыпать песком с последующим его удалением.

7.4. Нефтяные турбинные масла с присадками представляют собой в соответствии с ГОСТ 12.1.044 горючие жидкости средневоспламеняемые с температурой вспышки 186-220 °С.

7.5. Помещение, в котором производятся работы с маслами, должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией.При попадании масла на кожу и слизистую оболочку глаз необходимо обильно промыть кожу теплой мыльной водой, слизистую оболочку глаз — теплой водой.

7.6. При работе с нефтяными турбинными маслами с присадками применяются индивидуальные средства защиты, утвержденные в установленном порядке.

7.7. При загорании масла используют следующие средства пожаротушения: пену; при объемном тушении — углекислый газ, состав, СЖБ, 3,5, пар.(Измененная редакция, Изм. N 7).

Допуски: зачем они?

Можно ли заливать в двигатель Фокуса масло без допуска Ford? Пока действует заводская гарантия, нет. Но наш тест не выявил практической разницы между шестью маслами, «заточенными» под фордовскую спецификацию (у них в лучшем случае есть еще допуск фирмы Renault), и маслами Shell и ZIC, отвечающими требованиям фирм Mercedes-Benz, BMW и Volkswagen. Однако это вовсе не потому, что все фирменные допуски одинаковые. Главная причина — это сами фордовские требования, которые почти полностью повторяют стандарт ACEA A5/B5.

В современных стандартах Mercedes-Benz и BMW предусмотрены дополнительные тесты, а требования многих испытаний гораздо жестче — не на несколько процентов, а в несколько раз. Это тесты на совместимость с новейшими нейтрализаторами, крайне специфичные тесты на защиту от износа и образование сажи и т.д. Для выполнения допусков Mercedes-Benz, Volkswagen и BMW у масел Shell и ZIC без одобрения Ford используется менее агрессивный пакет присадок — щелочное число в полтора раза ниже, чем у остальных. Все потому, что химическая активность самых современных масел, рассчитанных на работу в двигателях, потребляющих низкосернистое топливо, должна быть минимизирована, дабы не провоцировать коррозию и не навредить нейтрализаторам.

Причем если производитель масла не является стратегическим партнером автозавода или не владеет рецептурой пакета присадок, соответствующей каждому заводскому допуску, то всю процедуру одобрения он оплачивает самостоятельно. К примеру, если Castrol сотрудничает с Фордом и Фольксвагеном и фактически разрабатывает масла совместно с ними, то цена допуска для любого «непридворного» производителя масел — миллионы долларов, потраченные на «одобрительные» испытания. Гораздо дешевле купить рецептуру, что и делает большинство производителей «второго эшелона».

А самое главное, допуски даже одной фирмы могут отличаться как небо и земля! Взять, например, Volkswagen (обычно допуск VW двойной, первый номер — для бензиновых моторов, через дробь — для дизельных): 502 00/505 00 и 504 00/507 00. Они очень похожи, цифры на канистре нанесены мелким шрифтом, поэтому не сразу увидишь разницу. А она колоссальна! Первый допуск — для старых моторов и высокосернистого бензина. И потому само масло рассчитано на стандартный межсервисный интервал в 15000 км, а присадки используются более агрессивные, но менее долговечные. А второй допуск — для современных моторов, которые уже изначально рассчитаны для работы на очень качественном топливе.

SAE — классы вязкости моторных масел

В настоящее время единственной признанной в мире системой классификации моторных масел является спецификация SAE J300. SAE – Society of AutomotiveEngineers (Общество Автомобильных инженеров). В данной классификации указаны классы (грейды) вязкости.

В таблице указаны два ряда классов вязкости:

Зимние – с буквой W (Winter). Масла, удовлетворяющие этим категориям – маловязкие и применяются зимой – SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W

Летние – без буквенного обозначения. Масла, удовлетворяющие этим категориям – высоковязкие и применяются летом – SAE 20, 30, 40, 50, 60. 

По спецификации SAE J300, вязкости масел определяются при условиях, близких к реальным. Летнее масло отличается высокой вязкостью, а соответственно, и высокой несущей способностью, что обеспечивает надежное смазывание при рабочих температурах, но оно слишком вязкое при отрицательных температурах, в результате чего у потребителя возникают проблемы с запуском двигателя. Маловязкое зимнее масло облегчает холодный пуск двигателя при отрицательных температурах, но не обеспечивает надежное смазывание летом.  Именно поэтому в настоящий момент наибольшее распространение получили всесезонные масла, которые применяются и зимой и летом.

Обозначаются такие масла комбинацией зимнего и летнего ряда:

5W-30

10W-40 

Всесезонные масла должны удовлетворять одновременно двух критериям:

— не превышать значения низкотемпературных характеристик динамической вязкости (CCS и MRV)

— удовлетворять требованиям по рабочей кинематической вязкости при 100 оС 

* — для классов вязкости 0W-40, 5W-40, 10W-40

** — для классов вязкости 15W-40, 20W-40, 25W-40, 40

Показатели низкотемпературных свойств

Проворачиваемость (определяется на имитаторе холодного пуска CCS) – критерий низкотемпературной текучести. Представляет собой максимальную допустимую динамическую вязкость моторного масла при запуске холодного двигателя, которая обеспечивает проворачиваемость коленчатого вала со скоростью, необходимой для успешного запуска двигателя. 

Прокачиваемость (определяется на миниротационном визкозиметре MRV) – определяется на 5 оС ниже для гарантии того, что масляный насос не будет засасывать воздух. Выражается значением динамической вязкости при температуре конкретного класса. Не должна превышать величину в размере 60 000 мПа*с, обеспечивающей прокачивание по масляной системе

Показатели высокотемпературной вязкости

Кинематическая вязкость при температуре 100 оС. Для всесезонных масел данная величина должна находится в определенных диапазонах. Уменьшение вязкости ведет к преждевременному износу трущихся поверхностей – подшипников коленвала и распредвала, кривошипно-шатунного механизма. Увеличение вязкости приводит к масляному голоданию и как следствие также преждевременному износу и выходу двигателя из строя.

Динамическая вязкость HTHS  (High Temperature High Shear) — с помощью данного испытания измеряется стабильность вязкостной характеристики масла в экстремальных условиях, при очень высокой температуре. Является одним из критериев определения энергосберегающих свойств моторного масла

Типичные рекомендации производителей техники для разных температур:

Перед выбором моторного масла внимательно ознакомитесь с инструкцией по эксплуатации и рекомендациями производителя. Эти рекомендации основываются на конструктивных особенностях двигателя – степень нагрузок на масло,гидродинамическое сопротивление масляной системы, производительность масляного насоса.

Производитель может допускать применение различных классов вязкости моторного масла в зависимости от температуры, характерной для Вашего региона. Выбор оптимальной вязкости моторного масла обеспечит стабильно надежную работу Вашего двигателя.

ПРАВИЛА ПРИЕМКИ

3.1. Турбинные масла принимают партиями. Партией считают любое количество масла, изготовленного в ходе технологического процесса, однородного по показателям качества, сопровождаемого одним документом о качестве.(Измененная редакция, Изм. N 8).

3.2. Объем выборок — по ГОСТ 2517 .

3.3. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторные испытания вновь отобранной пробы из удвоенной выборки. Результаты повторных испытаний являются окончательными и распространяются на всю партию.

3.4. (Исключен, Изм. N 6, 8).

3.5. (Исключен, Изм. N 8).

Щелочное число моторного масла

При изучении свойств смазочных технических составов, предназначенных для различных двигателей, очень часто требуется провести анализ щелочного числа масла. Если его не проводить, то достаточно сложно определить, в каком состоянии находится ДВС. Дело в том, что наступает такой момент, когда для организации стабильной работы силовой установки необходимо воспользоваться специальными присадками.

Какие параметры связаны со щелочным числом моторного масла

Для определения уровня качества смазки автомобильного двигателя обычно рассматривают вязкость и температуру. От этих двух показателей зависит полноценная работа мотора. Чтобы получить более полную характеристику смазочного материала, обращаются также к дополнительным показателям. Одним из них считается щелочное число масла. Обычно его обозначают TBN.

Это значение очень важно при определении состояния смазочного материала, а также его дальнейшей работоспособности. Оно говорит о состоянии смазки, какая у нее щелочность на имеющийся период времени

При этом число может изменяться, так как напрямую зависит от добавляемых присадок, которые должны не давать продуктам горения осаждаться на поверхности деталей двигателя.

При высоком значении TBN смазочный материал отличается максимальным сопротивлением подобным явлениям. Для его определения необходимо сложить все щелочные добавки, находящиеся в составе, а именно:

Соотношение многочисленных составляющих представляет собой количество гидроокиси калия (измеряется в мг), содержащегося в одном грамме смазочного элемента. Обозначается как мгКОН/г.

Расчет щелочного числа моторного масла

Сегодня не существует общепринятого способа определения TBN. Каждый специалист решает эту проблему по собственной методике. Обычно учитываются различные параметры качества масла, изучается состав присадок, а также данные лабораторных исследований.

Наиболее популярной методикой, используемой сегодня, является перемножение удельного веса серы на коэффициент, равный 20. Так как установленные государственные нормативы запрещают наличие в топливе больше 0,5 процентов серы, в случае умножения такого параметра на 20, получается 10.

Показанный пример характерен для дизельных моторов. Именно таким показателем дизельные агрегаты отличаются от обычных бензиновых моторов. В состав солярки входит намного больше серы, чем в обычный бензин. Поэтому у дизельной жидкости TBN всегда выше.

Конечно, такой расчет не дает точного результата, и специалисты советуют в этом вопросе применять составы, указанные в сервисной книжке.

Автомобилистам нужно всегда помнить, что когда автомобиль работает на низкосортном бензине, начинают очень быстро выгорать щелочные присадки. В результате качество автомасла и его рабочий ресурс значительно снижается.

Прежде чем воспользоваться каким-либо маслом для автомобиля, необходимо предварительно подробно изучить характеристики смазочной жидкости и ее параметры. Если этого не сделать, мотор может выйти из строя. Для его восстановления потребуется капитальный ремонт.

Повторить в условиях гаража сложнейший технологический процесс улучшения купленного масла с помощью подсобных средств, а также добавки присадочных компонентов, невозможно.

Источник

Вязкостно-загущающие присадки.

Механизм их действия основан на изменении формы макромолекул полимеров в зависимости от температуры. В холодном состоянии эти молекулы, будучи свернутыми в спиральки, не влияют на вязкость масла, при нагреве же они распрямляются, и масло густеет, или, точнее, не становится слишком жидким. Фактически это присадка повышает индекс вязкости масла. Масла, в состав которых входят вязкостные присадки (до 10%), называют загущенными — это зимние и всесезонные сорта. В зависимости от количества добавленной вязкостно-загущающей присадки можно получить масла с разными вязкостями. Чем выше изначальный индекс вязкости базового масла, тем меньше вязкостно-загущающей присадки необходимо добавлять. Если индекс вязкости достаточно высок, можно получить моторное масло, не содержащее загустителей. Современные тенденции в области разработки моторных масел направлены на создание моторных масел с невысокими диапазонами вязкостей. Причина заключается в том, что такие масла, как правило, обеспечивают энергосберегающие свойства (т.е. позволяют экономить топливо) и содержат невысокое количество загустителя или вообще его не содержат. Почему большое количество загустителя в моторном масле нежелательно для двигателя? В двигателе множество пар трения, где масло подвергается высоким сдвиговым нагрузкам, в результате которых происходит разрушение загустителя. Это приводит к потере вязкости моторного масла, ухудшению функций смазывания (уменьшение толщины смазывающей пленки), а продукты разрушения загустителя являются потенциальным источником нагаров и лаковых отложений в двигателе. Масла с большими диапазонами вязкостей ориентированы исключительно на спортивное применение. Они предназначены только для экстремальных условий эксплуатации, в которых наиболее важны высокие вязкостные свойства, а не их стабильность с течением времени.

И никаких противоречий

Движемся дальше. Мы упомянули режимы эксплуатации

Важно, чтобы свойства масел оставались неизменными при высоких температурах. За это отвечают такие показатели, как термоокислительная стабильность и испаряемость масла

Чем выше испаряемость, тем больше нагара на стенках цилиндров. И снова официальные данные подтверждают – у новых масел все в порядке.

А что с моющими способностями? Различные отложения в двигателе надо вовремя «отмывать», ведь они ухудшают отвод тепла и сулят еще кучу неприятностей. Чистоту двигателя обеспечивают моющие и диспергирующие присадки – детергенты и дисперсанты.

Детергенты – это своеобразные мыла, содержащие щелочные компоненты. Их жизненный цикл определяется щелочным числом – чем оно больше, тем медленнее срабатываются присадки.

А каким должно быть щелочное число? Для моторных масел легковых автомобилей – на уровне 8–9. Снова смотрим в «досье» новых масел. У GENESIS GLIDETECH 0W-20 щелочное число 8,2; у GENESIS ARMORTECH A3/B4 5W-30 и вовсе 10,9. Отличные моющие свойства у этих масел. В сочетании с эффективными дисперсантами они будут содержать двигатель в чистоте.

Как уже говорилось, современные моторные масла напрямую зависят от совершенствования двигателей. На автомобили устанавливают каталитические нейтрализаторы и сажевые фильтры. Моторные масла должны быть совместимы с этими системами и узлами, поэтому в композициях присадок ограничивают содержание фосфора и серы.

Химики снижают сульфатную зольность масла, которая связана с моющими присадками – детергентами. Классический пример – технология «low SAPS». Здесь «low» – низкий; SA – сульфатная зольность (от sulphate и ash – зола); P – фосфор (phosphorus), S – сера (sulphur). Иными словами, масло, созданное по данной технологии, характеризуется низкой сульфатной зольностью и малым содержанием серы и фосфора.

Понимаете, к чему это мы? Требования к маслам стали противоречивыми! С одной стороны, надо повышать антиокислительные свойства, а с другой – изгонять из рецептуры фосфор. Улучшать моющие свойства, и тут же – снижать зольность…

Но все задачи, так или иначе, решаются. Ведущие разработчики присадок создают новые эффективные композиции, в которые вместо одной специальной присадки вводят две или три, заставляя их работать в синергетическом взаимодействии. Тончайший компромисс на грани искусства – зато и результат достойный.

Не обойти нам и базовые масла – именно они вместе с композицией присадок куют победу на рынке. Какие именно базы лежат в основе новых товарных масел для «азиатов»?

Никакого секрета: специалисты компании «ЛЛК-Интернешнл» используют в рецептурах собственные базовые масла группы III+. Это масла, полученные методом гидроизомеризации, химически более стабильные и с более высоким индексом вязкости, чем масла групп II и III. Их производят в России на Волгоградском НПЗ.

Классификация автомобильных масел по системе SAE

Авторская классификация моторных масел по SAE принадлежит американской ассоциации автомобильных инженеров. Система, в первой своей редакции, введена в 1911 году. Классификация по системе SAE опирается на характеристики вязкости в зависимости от температур окружающей среды, условий в которых двигатель будет эксплуатироваться безопасно, оптимально.

Для рассмотрения что такое вязкость масла, какова подробная расшифровка показателей по системе SAE, введем понятия кинематической, динамической вязкости в моторном масле.

С повышением температуры, начинается снижение вязкости любой жидкости, так как уменьшается взаимное притяжение молекул. Этот процесс характеризует кинематическая вязкость любого моторного масла. В связи с этим, вводится еще одна величина характеризующая свойства масел, индекс вязкости, которая показывает скорость снижения густоты моторного масла за единицу времени.

Вторая характеристика, динамическая вязкость машинного масла, показывает какую силу нужно приложить, чтобы сдвинуть порцию вещества, по отношению к площади сдвига.

Эти две характеристики очень важны! Можно привести цепочку рассуждений при использовании в моторе смазки с недостаточным индексом вязкости.

1. С повышением температуры, быстро уменьшается вязкость (малый индекс вязкости масла по SAE).
2. Смазка покрывает комплектующие мотора очень тонкой пленкой.
3. Возрастает трение между соприкасающимися межу собой деталями.
4. В результате – поломка двигателя.

Или другой вариант:

1. Динамическая вязкость не достаточная.
2. Стартер не может провернуть двигатель.
3. Смазка не доходит до всех составляющих.
4. Двигатель заводится на сухую.
5. Большое трение.
6. Двигатель клинит.

На этикетках зачастую индекс не печатают. Его можно узнать только у продавца. Обычные границы таковы:

• ИВ минерального – 120-140;
• ИВ синтетического – 140-170;
• ИВ полусинтетики – 130-150.

Масло с большим Индексом Вязкости (ИВ) при низких минусовых температурах остается достаточно жидким, а при высоких плюсовых, и хорошо разогретом двигателе, достаточно густым. Это обеспечивает его отличное функционирование.

Важно знать нужное для данного двигателя моторное масло. Использовать оптимальный вариант, рекомендуемый по системе SAE

От правильного выбора зависит:

• рабочая мощность мотора;
• легкость, быстрота пуска непрогретого двигателя;
• КПД двигателя;
• количество хлопьев окисла, образующихся при сгорании топлива;
• расход топлива;
• расход и сроки замены масла.

Классификация автомасел подразумевает разделение на три группы по температуре окружающей среды, в которой происходит запуск двигателя: летнее, зимнее и всесезонное. При этих температурах вязкость моторных масел оптимальна, приведенная ниже таблица, показывает их границы применения.

Чем больше разница между максимальной и минимальной температурами в холодное и теплое время года, тем выше должен быть индекс вязкости. Имея такие характеристики, автомасло считается высококачественным.

Подводим итоги

Итак, давайте резюмируем все, о чем мы говорили в этой статье:

В сроках замены в первую очередь опираемся на рекомендации производителя двигателя и тип используемого масла, полусинтетические масла выкатывают меньше, чем синтетика. Самые длинные интервалы допускаются на масле с эстерами.
Чтобы не ошибиться и не перекатать масло, выбираем свой оптимальный метод измерения пробега: моточасы, километраж, календарный срок использования, количество использованного топлива. Для выбора определенного метода ориентируемся на годовые пробеги, стиль вождения, где используется автомобиль и какого качества топливо в него заливается (последний пункт особенно актуален для дизельных двигателей)
Не забываем оценивать внешний вид масла, даже если срок замены еще не подошел. Можно нарваться на подделку, двигатель может быть технически неисправным – и еще ряд причин, по которым масло может потерять свои свойства раньше срока, оценить примерно его состояние можно и без лаборатории, чисто визуально.
Учитываем нагрузку, с которой используется автомобиль и мощность его мотора. То есть, если вы любите погонять на мощном моторе с большим объемом, для него это будет менее критично, чем гонки на малолитражке. Соответственно и старение масла при агрессивной езде будет проходить быстрее во втором случае, на малолитражном двигателе.
Любителям агрессивной и быстрой езды лучше использовать синтетические масла и проводить их замену чаще, чем те, кто ездит размерено и не повышая обороты.
При движении по городу с частыми простоями в пробках ориентируемся на моточасы или количество израсходованного топлива, но не на километраж.
При размеренной езде в отсутствии пробок и со средней скоростью 50 км/ч смело опираемся на километраж при выборе метода замены.
Если вы не выкатываете рекомендованные производителем километры за год, то опирайтесь на срок использования масла, а не километраж, то есть меняем через год (или тот срок, который указывает производитель, например, для некоторых двигателей это полгода),
Если производитель вашего двигателя рекомендует интервалы замены более 10 000, и вы хотите выдерживать именно указанный интервал, обязательно выбирайте масла с допускоми для вашего мотора. Не соответствием, а именно допуском

Такие масла обязательно проверяются в лаборатории автоконцерна по всем показателям, в том числе и на способность выдерживать указанный интервал.
Для дизельных двигателей при определении оптимального интервала замены обращаем внимание на щелочное и кислотное число в свежем масле.