Характеристики на моторните масла
Съдържание
Характеристики на моторните масла показват как се държи маслото при различни условия на температура и натоварване и по този начин помагат на собственика на автомобила да избере правилно смазочната течност за двигателя с вътрешно горене. Така че, когато избирате, е полезно да обърнете внимание не само на маркировката (а именно вискозитета и допустимите отклонения на производителите на автомобили), но и на техническите характеристики на моторните масла, като кинематичен и динамичен вискозитет, основно число, съдържание на сулфатна пепел , волатилност и други. За повечето собственици на автомобили тези индикатори не казват абсолютно нищо. A Всъщност те крият качеството на маслото, поведението му при натоварване и други оперативни данни.
Така че ще научите подробно за следните параметри:
- Кинематичен вискозитет;
- Динамичен вискозитет;
- Индекс на вискозитет;
- летливост;
- капацитет за коксуване;
- съдържание на сулфатна пепел;
- алкално число;
- Плътност;
- Пламна точка;
- точка на течливост;
- добавки;
- Живот.
Основните характеристики на моторните масла
Сега нека да преминем към физичните и химичните параметри, които характеризират всички моторни масла.
Вискозитетът е основното свойство, поради което се определя възможността за използване на продукта в различни видове двигатели с вътрешно горене. Може да се изрази в единици кинематичен, динамичен, условен и специфичен вискозитет. Степента на пластичност на моторния материал се определя от два показателя - кинематичен и динамичен вискозитет. Тези параметри, заедно със съдържанието на сулфатна пепел, основно число и индекс на вискозитет, са основните показатели за качеството на моторните масла.
Кинематичен вискозитет
Графика на зависимостта на вискозитета от температурата на двигателното масло
Кинематичният вискозитет (висока температура) е основният работен параметър за всички видове масла. Това е отношението на динамичния вискозитет към плътността на течност при същата температура. Кинематичният вискозитет не влияе на състоянието на маслото, той определя характеристиките на температурните данни. този индикатор характеризира вътрешното триене на състава или неговата устойчивост на собствения му поток. Описва течливостта на маслото при работни температури от +100°C и +40°C. Мерни единици - mm²/s (centiStokes, cSt).
С прости думи, този индикатор показва вискозитета на маслото от температурата и ви позволява да прецените колко бързо ще се сгъсти, когато температурата падне. След всичко колкото по-малко маслото променя своя вискозитет при промяна на температурата, толкова по-високо е качеството на маслото.
Динамичен вискозитет
Динамичният вискозитет на маслото (абсолютен) показва силата на съпротивление на маслената течност, която възниква при движението на два слоя масло, разположени на разстояние 1 cm един от друг, движещи се със скорост 1 cm / s. Динамичният вискозитет е произведението на кинематичния вискозитет на маслото и неговата плътност. Единиците на тази стойност са паскал секунди.
Просто казано, показва ефекта на ниската температура върху съпротивлението при стартиране на двигател с вътрешно горене. И колкото по-нисък е динамичният и кинематичният вискозитет при ниски температури, толкова по-лесно ще бъде за системата за смазване да изпомпва масло при студено време и за стартера да завърти маховика на ICE по време на студен старт. Индексът на вискозитет на моторното масло също е от голямо значение.
Индекс на вискозитет
Скоростта на намаляване на кинематичния вискозитет с повишаване на температурата се характеризира с индекс на вискозитет масла. Индексът на вискозитет оценява пригодността на маслата за дадени условия на работа. за да определите индекса на вискозитет, сравнете вискозитета на маслото при различни температури. Колкото по-високо е, толкова вискозитетът зависи по-малко от температурата, а оттам и качеството му. Накратко, Индексът на вискозитет показва "степента на разреждане" на маслото.. Това е безразмерна величина, т.е. не се измерва в никакви единици - това е просто число.
Колкото по-нисък е индексът вискозитет на двигателното масло толкова повече маслото се разрежда, т.е. дебелината на масления филм става много малка (поради което има повишено износване). Колкото по-висок е индексът вискозитет на двигателното масло, по-малко масло разрежда, т.е. осигурява се дебелината на масления филм, необходима за защита на триещите се повърхности.
Маслата с висок индекс осигуряват работата на двигателя с вътрешно горене в по-широк температурен диапазон (околна среда). Следователно се осигурява по-лесно стартиране на двигателя с вътрешно горене при ниски температури и достатъчна дебелина на масления филм (а оттам и защита на двигателя от износване) при високи температури.
Висококачествените минерални моторни масла обикновено имат индекс на вискозитет 120-140, полусинтетичните 130-150, синтетичните 140-170. Тази стойност зависи от приложението в състава на въглеводородите и дълбочината на обработка на фракциите.
Тук е необходим баланс и при избора си струва да се вземат предвид изискванията на производителя на двигателя и състоянието на захранващия блок. Въпреки това, колкото по-висок е индексът на вискозитет, толкова по-широк е температурният диапазон, в който маслото може да се използва.
Изпаряване
Изпаряването (наричано още летливост или отпадъци) характеризира количеството маса на смазочния флуид, което се изпарява в рамките на един час при температура от +245,2 ° C и работно налягане от 20 mm. rt. Изкуство. (± 0,2). Отговаря на стандарта ACEA. Измерено като процент от общата маса, [%]. Извършва се с помощта на специален апарат Noack съгласно ASTM D5800; DIN 51581.
Най- по-висок вискозитет на маслото, има по-ниска волатилност според Ноак. Конкретните стойности на летливост зависят от вида на базовото масло, т.е. зададени от производителя. Смята се, че добрата волатилност е в диапазона до 14%, въпреки че в продажба се намират и масла, чиято летливост достига 20%. За синтетичните масла тази стойност обикновено не надвишава 8%.
Като цяло може да се каже, че колкото по-ниска е стойността на волатилността на Noack, толкова по-ниско е изгарянето на маслото. Дори малка разлика - 2,5 ... 3,5 единици - може да повлияе на разхода на масло. По-вискозен продукт гори по-малко. Това важи особено за минералните масла.
Карбонизация
С прости думи, концепцията за коксуване е способността на маслото да образува смоли и отлагания в своя обем, които, както знаете, са вредни примеси в смазочната течност. Капацитетът на коксуване зависи пряко от степента на неговото пречистване. Това също се влияе от това кое базово масло първоначално е използвано за създаване на крайния продукт, както и производствената технология.
Оптималният индикатор за масла с високо ниво на вискозитет е стойността 0,7%. Ако маслото има нисък вискозитет, тогава съответната стойност може да бъде в диапазона от 0,1 ... 0,15%.
Сулфатна пепел
Съдържанието на сулфатна пепел в моторното масло (сулфатна пепел) е индикатор за наличието на добавки в маслото, които включват органични метални съединения. По време на работа на смазката се произвеждат всички добавки и добавки - те изгарят, образувайки самата пепел (шлака и сажди), която се утаява върху бутала, клапани, пръстени.
Съдържанието на сулфатна пепел в маслото ограничава способността на маслото да натрупва пепелни съединения. Тази стойност показва колко неорганични соли (пепел) остават след изгарянето (изпаряването) на маслото. Това могат да бъдат не само сулфати (те „плашат“ собствениците на автомобили, автомобили с алуминиеви двигатели, които се „страхуват“ от сярна киселина). Съдържанието на пепел се измерва като процент от общата маса на състава, [% маса].
По принцип отлаганията от пепел запушват дизеловите филтри за твърди частици и бензиновите катализатори. Това обаче е вярно, ако има значителна консумация на ICE масло. Трябва да се отбележи, че наличието на сярна киселина в маслото е много по-критично от повишеното съдържание на сулфатна пепел.
В състава на масла с пълна пепел количеството на подходящите добавки може леко да надвишава 1% (до 1,1%), в масла със средна пепел - 0,6 ... 0,9%, в масла с ниска пепел - не повече от 0,5% . съответно колкото по-ниска е тази стойност, толкова по-добре.
Масла с ниско съдържание на пепел, така наречените Low SAPS (маркирани са според ACEA C1, C2, C3 и C4). Те са най-добрият вариант за модерни превозни средства. Обикновено се използва в автомобили със система за последваща обработка на отработените газове и автомобили, работещи на природен газ (с LPG). Критичното съдържание на пепел за бензиновите двигатели е 1,5%, за дизеловите двигатели е 1,8%, а за дизеловите двигатели с голяма мощност е 2%. Но си струва да се отбележи, че маслата с ниско съдържание на пепел не винаги са с ниско съдържание на сяра, тъй като ниското съдържание на пепел се постига чрез по-ниско основно число.
Пълни пепелни добавки, те също са Full SAPA (с маркировка ACEA A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5). Влияят негативно на DPF филтрите, както и на съществуващите тристепенни катализатори. Такива масла не се препоръчват за използване в двигатели, оборудвани с екологични системи Euro 4, Euro 5 и Euro 6.
Високото съдържание на сулфатна пепел се дължи на наличието на детергентни добавки, съдържащи метали, в състава на моторното масло. Такива компоненти са необходими, за да се предотврати образуването на въглеродни отлагания и лак върху буталата и да се даде на маслата способността да неутрализират киселините, характеризиращи се количествено с основното число.
Алкално число
Тази стойност характеризира колко дълго маслото може да неутрализира вредните за него киселини, които причиняват корозивно износване на частите на двигателя с вътрешно горене и засилват образуването на различни въглеродни отлагания. За неутрализиране се използва калиев хидроксид (КОН). Съотв базичното число се измерва в mg KOH на грам масло, [mg KOH/g]. Физически това означава, че количеството хидроксид е еквивалентно по ефект на пакета добавки. Така че, ако документацията показва, че общото основно число (TBN - Total Base Number) е например 7,5, това означава, че количеството КОН е 7,5 mg на грам масло.
Колкото по-високо е основното число, толкова по-дълго маслото ще може да неутрализира действието на киселините.образувани при окисляването на маслото и изгарянето на горивото. Тоест ще бъде възможно да се използва по-дълго (въпреки че други параметри също влияят на този индикатор). Ниските почистващи свойства са лоши за маслото, тъй като в този случай върху частите ще се образува незаличимо отлагане.
По време на работа на маслото в двигателя с вътрешно горене алкалното число неизбежно намалява и неутрализиращите добавки се изразходват. Такова намаление има приемливи граници, извън които маслото няма да може да предпазва от корозия от киселинни съединения. Що се отнася до оптималната стойност на базовото число, по-рано се смяташе, че за бензиновите ICE ще бъде приблизително 8 ... 9, а за дизеловите двигатели - 11 ... 14. Съвременните смазочни състави обаче обикновено имат по-ниски базови числа, до 7 и дори 6,1 mg KOH/g. Моля, имайте предвид, че в съвременните ICE не използвайте масла с базово число 14 или по-високо.
Ниското базово число в съвременните масла е създадено изкуствено, за да отговаря на настоящите екологични изисквания (ЕВРО-4 и ЕВРО-5). Така че, когато тези масла се изгарят в двигателя с вътрешно горене, се образува малко количество сяра, което има положителен ефект върху качеството на отработените газове. Маслото с ниско базово число обаче често не предпазва частите на двигателя от износване достатъчно добре.
Това означава, че оптималният SC не винаги трябва да бъде максималният или минималният брой.
плътност
Плътността се отнася до плътността и вискозитета на двигателното масло. Определено при температура на околната среда +20°C. Измерва се в kg/m³ (рядко в g/cm³). Той показва съотношението на общата маса на продукта към неговия обем и пряко зависи от вискозитета на маслото и коефициента на свиваемост. Определя се от базовото масло и базовите добавки, а също така силно влияе върху динамичния вискозитет.
Ако изпарението на маслото е високо, плътността ще се увеличи. Обратно, ако маслото има ниска плътност и в същото време висока точка на възпламеняване (т.е. ниска стойност на летливост), тогава може да се прецени, че маслото е направено от висококачествено синтетично базово масло.
Колкото по-висока е плътността, толкова по-зле маслото преминава през всички канали и пролуки в двигателя с вътрешно горене и поради това въртенето на коляновия вал става по-трудно. Това води до повишено износване, отлагания, въглеродни отлагания и повишен разход на гориво. Но ниската плътност на смазката също е лоша - поради нея се образува тънък и нестабилен защитен филм, бързото му изгаряне. Ако двигателят с вътрешно горене често работи на празен ход или в режим старт-стоп, тогава е по-добре да използвате по-малко плътна смазочна течност. И при продължително движение на високи скорости - по-плътен.
Следователно всички производители на масло се придържат към диапазона на плътност на произведените от тях масла в диапазона от 0,830 .... 0,88 kg / m³, където само крайните диапазони се считат за най-високо качество. Но плътността от 0,83 до 0,845 kg / m³ е знак за естери и PAO в маслото. И ако плътността е 0,855 ... 0,88 kg / m³, това означава, че са добавени твърде много добавки.
Точка на светкавица
Това е най-ниската температура, при която изпаренията на нагрятото двигателно масло при определени условия образуват смес с въздуха, която експлодира при издигане на пламък (първо избухване). При точката на възпламеняване маслото също не се запалва. Точката на възпламеняване се определя чрез нагряване на двигателно масло в отворена или затворена чаша.
Това е индикатор за наличието на нискокипящи фракции в маслото, което определя способността на състава да образува въглеродни отлагания и да изгаря при контакт с горещи части на двигателя. Качественото и добро масло трябва да има възможно най-висока точка на възпламеняване. Модерните моторни масла имат точка на възпламеняване над +200°C, обикновено +210…230°C и по-висока.
Точка на изливане
Температурната стойност в Целзий, когато маслото губи физическите си свойства, характерни за течността, тоест замръзва, става неподвижна. Важен параметър за автомобилистите, живеещи в северните ширини, и за други собственици на автомобили, които често стартират двигателя с вътрешно горене „на студено“.
Въпреки че в действителност, за практически цели, стойността на точката на течливост не се използва. За да се характеризира работата на маслото в замръзване, има друга концепция - минимална температура на изпомпване, тоест минималната температура, при която маслената помпа може да изпомпва масло в системата. И ще бъде малко по-висока от точката на течливост. Следователно в документацията си струва да се обърне внимание на минималната температура на изпомпване.
Що се отнася до точката на изливане, тя трябва да бъде с 5 ... 10 градуса по-ниска от най-ниските температури, при които работи двигателят с вътрешно горене. Може да бъде -50°C ... -40°C и така нататък, в зависимост от специфичния вискозитет на маслото.
добавки
В допълнение към тези основни характеристики на моторните масла можете да намерите и допълнителни резултати от лабораторни изследвания за съдържанието на цинк, фосфор, бор, калций, магнезий, молибден и други химични елементи. Всички тези добавки подобряват работата на маслата. Те предпазват от надраскване и износване на двигателя с вътрешно горене, а също така удължават работата на самото масло, като го предпазват от окисляване или по-добро задържане на междумолекулни връзки.
Сяра - има свойства за екстремно налягане. Фосфор, хлор, цинк и сяра - противоизносни свойства (укрепват масления филм). Бор, молибден - намаляват триенето (допълнителен модификатор за максимален ефект на намаляване на износването, надраскването и триенето).
Но освен подобренията, те имат и противоположни свойства. а именно те се отлагат под формата на сажди в двигателя с вътрешно горене или навлизат в катализатора, където се натрупват. Например, за дизелови двигатели с DPF, SCR и конвертори за съхранение, сярата е враг, а за конверторите на окисляване врагът е фосфорът. Но детергентните добавки (детергенти) Ca и Mg образуват пепел по време на горенето.
Защитните свойства на добавките зависят от методите на производство и качеството на суровините, така че тяхното количество не винаги е индикатор за най-добра защита и качество. Следователно всеки производител на автомобили има свои собствени ограничения за използване в конкретен двигател.
Живот на услугата
При повечето автомобили маслото се сменя в зависимост от пробега на колата. Въпреки това, при някои марки смазочни течности върху кутии срокът им на годност е директно посочен. Това се дължи на химичните реакции, които протичат в маслото по време на неговата работа. Обикновено се изразява като брой месеци непрекъсната работа (12, 24 и дълъг живот) или брой километри.
Таблици с параметри на двигателното масло
За пълнота на информацията представяме няколко таблици, които предоставят информация за зависимостта на някои параметри на моторното масло от други или от външни фактори. Да започнем с група базови масла в съответствие със стандарта API (API - Американски петролен институт). И така, маслата се разделят по три показателя - индекс на вискозитет, съдържание на сяра и масова част на нафтенопарафиновите въглеводороди.
| Класификация на API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Съдържание на наситени въглеводороди, % | <90 | > 90 | > 90 | PAO | естери |
| Съдържание на сяра, % | > 0,03 | <0,03 | <0,03 | ||
| Индекс на вискозитет | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
В момента на пазара има голям брой добавки за масло, които по определен начин променят неговите характеристики. Например, добавки, които намаляват количеството на отработените газове и увеличават вискозитета, добавки против триене, които почистват или удължават експлоатационния живот. За да разберете тяхното разнообразие, струва си да съберете информация за тях в таблица.
| Група свойства | Видове добавки | Длъжност |
|---|---|---|
| Защита на повърхността на частта | Детергенти (перилни препарати) | Предпазва повърхностите на частите от образуване на отлагания по тях |
| Дисперсанти | Предотвратява отлагането на продукти от износване на двигателя с вътрешно горене и разграждането на маслото (минимизира образуването на утайки) | |
| Против износване и екстремно налягане | Намаляване на триенето и износването, предотвратяване на задръстване и надраскване | |
| Антикорозионни | Предотвратете корозията на частите на двигателя | |
| Трансформирайте свойствата на маслото | Депресор | Намалете точката на замръзване. |
| Модификатори на вискозитета | Разширете температурния диапазон на приложение, увеличете индекса на вискозитет | |
| Маслена защита | Противопенна | Предотвратете образуването на пяна |
| Антиоксиданти | Предотвратете окисляването на маслото |
Промяната на някои от параметрите на двигателното масло, изброени в предишния раздел, влияе пряко върху работата и състоянието на двигателя с вътрешно горене на автомобила. Това може да се покаже в таблица.
| Индекс | Тенденция | Причина | Критичен параметър | Какво влияе |
|---|---|---|---|---|
| вискозитет | Се увеличава | Продукти на окисляване | 1,5 пъти увеличение | Стартиране на свойства |
| Точка на изливане | Се увеличава | Вода и продукти на окисление | Не | Стартиране на свойства |
| Алкално число | Намалява | Детергентно действие | Намалете 2 пъти | Корозия и намален живот на частите |
| Съдържание на пепел | Се увеличава | Алкални добавки | Не | Появата на отлагания, износване на части |
| Механични примеси | Се увеличава | Продукти за износване на оборудване | Не | Появата на отлагания, износване на части |
Правила за избор на масло
Както бе споменато по-горе, изборът на едно или друго моторно масло трябва да се основава не само на показанията на вискозитета и допустимите отклонения на производителите на автомобили. Освен това има и три задължителни параметъра, които трябва да се вземат предвид:
- смазочни свойства;
- условия на работа на маслото (режим на работа на ICE);
- конструктивни характеристики на двигателя с вътрешно горене.
Първата точка до голяма степен зависи от това какъв тип масло е синтетично, полусинтетично или напълно минерално. Желателно е смазочният флуид да има следните експлоатационни характеристики:
- Високи детергентно диспергиращи-стабилизиращи и разтворими свойства по отношение на неразтворимите елементи в маслото. Посочените характеристики ви позволяват бързо и лесно да почистите повърхността на работните части на двигателя с вътрешно горене от различни замърсители. Освен това, благодарение на тях е по-лесно да се почистят частите от мръсотия по време на демонтажа им.
- Способността да неутрализира ефектите на киселините, като по този начин предотвратява прекомерното износване на частите на двигателя с вътрешно горене и увеличава общия му ресурс.
- Високи топлинни и термоокислителни свойства. Те са необходими за ефективно охлаждане на буталните пръстени и буталата.
- Ниска летливост, както и ниска консумация на масло за отпадъци.
- Липсата на способността да се образува пяна във всяко състояние, дори в студено, дори в горещо.
- Пълна съвместимост с материалите, от които са направени уплътненията (обикновено маслоустойчива гума), използвани в системата за неутрализация на газ, както и в други системи на двигатели с вътрешно горене.
- Висококачествено смазване на части на двигателя с вътрешно горене при всякакви, дори критични условия (при замръзване или прегряване).
- Възможност за изпомпване през елементите на системата за смазване без проблеми. Това не само осигурява надеждна защита на елементите на двигателя с вътрешно горене, но и улеснява стартирането на двигателя с вътрешно горене в студено време.
- Не влиза в химични реакции с метални и гумени елементи на двигателя с вътрешно горене по време на дългия му престой без работа.
Изброените показатели за качеството на двигателното масло често са критични и ако стойностите им са под нормата, това е изпълнено с недостатъчно смазване на отделни части на двигателя с вътрешно горене, тяхното прекомерно износване, прегряване и това обикновено води до намаляване на ресурса както на отделните части, така и на двигателя с вътрешно горене като цяло.
всеки шофьор трябва периодично да следи нивото на двигателното масло в картера, както и неговото състояние, тъй като нормалната работа на двигателя с вътрешно горене зависи пряко от това. Що се отнася до избора, той трябва да се извърши, като се разчита преди всичко на препоръките на производителя на двигателя. Е, горната информация за физичните свойства и параметрите на маслата със сигурност ще ви помогне да направите правилния избор.
