Obsah síranového popela v motorovém oleji - význam a stupeň ovlivnění

Obsah popela v oleji je charakterizován dvěma koncepty: obsahem popela v základním oleji a obsahem síranového popela. Stručně řečeno, obvyklý obsah popela naznačuje, jak dobře byla rafinována základní báze, na které bude následně vyroben finální motorový olej (tj. Přítomnost různých solí a nehořlavých nečistot, včetně kovových). Pokud jde o obsah síranového popela, charakterizuje hotový motorový olej, který obsahuje určité množství přísad, a udává pouze jejich množství a složení (zejména zahrnutí sodíku, draslíku, fosforu, síry a dalších prvků) ...

Obsah

  • Co ovlivňuje obsah popela?
  • Co jsou oleje s nízkým obsahem popela
  • Obsah popela
  • Jak se určuje obsah popela

Obsah popela v oleji

Pokud je obsah síranového popela vysoký, povede to ke vzniku abrazivní vrstvy na stěnách motoru a v důsledku toho k rychlému opotřebení motoru, to znamená ke snížení jeho zdroje. Nízká úroveň normálního obsahu popela chrání systém následné úpravy výfukových plynů před kontaminací. Obecně platí, že ukazatele obsahu popela jsou poměrně složitý koncept, ale zajímavý, takže se pokusíme vše vyřešit „na pultech“.

Co je obsah popela a co to ovlivňuje

Obsah popela je ukazatelem množství nehořlavých nečistot. V každém spalovacím motoru určité množství nalitého oleje odpadá, to znamená, že se při vstupu do válců odpařuje při vysoké teplotě. Výsledkem je, že se na jejich stěnách tvoří produkty spalování nebo jednoduše popel obsahující různé chemické prvky. A právě ze složení popela a jeho množství lze posoudit notoricky známý obsah popela v oleji. Tento indikátor ovlivňuje schopnost tvorby uhlíkových usazenin na částech motoru i výkonnost filtrů pevných částic (koneckonců, nehořlavé saze ucpávají voštinu). Proto nemůže překročit hranici 2%. Jelikož existují dva obsahy popela, budeme je postupně zvažovat.

Obsah popela v základním oleji

Začněme s konceptem obyčejného popela jako jednoduššího. Podle oficiální definice je obsah popela měřítkem množství anorganických nečistot zbývajících ze spalování dávky oleje, které je vyjádřeno jako procento hmotnosti zkušebního oleje. Tento koncept se obvykle používá k charakterizaci olejů bez přísad (včetně základových olejů) a také různých mazacích kapalin, které se vůbec nepoužívají v motoru nebo v automobilovém vybavení. Typicky je celkový obsah popela mezi 0,002% a 0,4%. Čím nižší je tento indikátor, tím čistší je testovaný olej.

Co ovlivňuje obsah popela? Normální (nebo základní) obsah popela ovlivňuje kvalitu rafinace oleje, který ještě není aditivní. A protože jsou v současnosti přítomny téměř ve všech použitých motorových olejích, koncept běžného obsahu popela se nepoužívá všeobecně a místo toho se pojem sulfátovaný popel používá v širokém smyslu. Dále k tomu pojďme.

Síranový popel

Nečistoty v oleji

Obsah síranového popela (jiný název pro hladinu nebo indikátor síranových strusek) je tedy indikátorem pro stanovení přísad, které zahrnují organické sloučeniny kovů (zejména soli zinku, draslíku, hořčíku, vápníku, baria, sodíku a dalších prvků obsažených v jejich složení). Při hoření oleje s těmito přísadami se tvoří popel. Přirozeně, čím více budou v oleji, tím více popelu bude. Ten je zase smíchán s pryskyřičnými usazeninami v motoru (to platí zejména v případě, že je motor starý a / nebo motorový olej nebyl dlouho vyměňován), v důsledku čehož se na povrchu vytvoří brusná vrstva třecí části. Během provozu poškrábají a opotřebovávají povrch, čímž snižují životnost motoru.

Obsah síranového popela je také vyjádřen jako procento hmotnosti oleje. Pro jeho stanovení je však nutné provést speciální postup se spalováním a kalcinací zkušební hmotnosti. A procento je převzato z pevné rovnováhy. Současně se v práci používá kyselina sírová k izolaci síranů z hmoty. Odtud pochází název síranového popela . Zvažujeme přesný algoritmus pro provádění měření v souladu s GOST níže.

Síranový popel se často označuje anglickou zkratkou SA - ze síranu a popela - popela.

Vliv síranového popela

Nyní pojďme k otázce, co ovlivňuje síranový popel . Před tím si ale musíte ujasnit, že jeho koncept přímo souvisí s konceptem základního počtu motorových olejů. Tato hodnota umožňuje nastavit množství uhlíkových usazenin ve spalovací komoře. Typicky tam olej vstupuje pístními kroužky a stéká po stěnách válce. Množství uvedeného popela přímo ovlivňuje fungování systému zapalování a také spuštění motoru v chladném období.

Základní číslo versus čas

Obsah síranového popela je tedy přímo úměrný počáteční hodnotě základního čísla oleje, který ještě nebyl použit (nebo jen doplněn). Mělo by být zřejmé, že základní číslo není absolutním ukazatelem neutralizační schopnosti mazací kapaliny a v průběhu času klesá. To je způsobeno přítomností síry a dalších škodlivých složek v palivu. A čím je palivo horší (obsahuje více síry), tím rychleji klesá základní číslo.

Vezměte prosím na vědomí, že síranový popel přímo ovlivňuje bod vzplanutí motorového oleje, zejména v průběhu času, protože přísady v jeho složení vyhoří, hodnota uvedené teploty klesá. Rovněž snižuje výkon samotného oleje, bez ohledu na to, jak dobrý je.

Použití olejů s nízkým obsahem popela má dvě strany mince. Na jedné straně je jejich použití oprávněné, protože taková složení jsou navržena tak, aby zabránila rychlému znečištění výfukových systémů (zejména vybavených katalyzátory, filtry pevných částic, systémy EGR). Na druhé straně oleje s nízkým obsahem popela neposkytují (nesnižují) požadovanou úroveň ochrany částí motoru. A zde je při výběru oleje nutné zvolit „zlatou střední cestu“ a řídit se doporučeními výrobce automobilů. To znamená, podívejte se na obsah popela a základní číslo!

Úloha síry při tvorbě popela

Pamatujte, že normální obsah popela v motorových olejích nemá nic společného s obsahem síry v nich . To znamená, že oleje s nízkým obsahem popela nemusí mít nutně nízký obsah síry, a tuto otázku je třeba vyjasnit samostatně. Je třeba dodat, že síranový popel také ovlivňuje znečištění a provoz filtru pevných částic (možnost regenerace). Na druhé straně fosfor postupně ničí katalyzátor pro dodatečné spalování oxidu uhelnatého, stejně jako nespálených uhlovodíků.

Pokud jde o síru, narušuje činnost neutralizátoru oxidů dusíku. Kvalita paliva v Evropě a v postsovětském prostoru se bohužel velmi liší, ne v náš prospěch. Naše palivo obsahuje zejména velké množství síry, která je velmi škodlivá pro motor, protože při smíchání s vodou při vysokých teplotách vytváří škodlivé kyseliny (zejména sírové), které korodují části motoru. Proto je pro ruský trh lepší zvolit oleje s vysokým číslem báze. A jak již bylo zmíněno výše, v olejích s vysokým číslem báze je také vysoký obsah popela. Současně musíte pochopit, že neexistuje žádný univerzální olej a musí být zvolen podle použitého paliva a charakteristik motoru. Nejprve musíte stavět na doporučeních výrobce stroje (zejména jeho motoru).

Jaký je důvod pro požadavek na obsah popela v oleji

Popel během vyhoření oleje

Nízký obsah popela v moderních olejích je dán environmentálními požadavky Euro-4, Euro-5 (zastaralé) a Euro-6, které jsou platné v evropských zemích. V souladu s nimi by moderní oleje neměly silně ucpávat filtry pevných částic a automobilové katalyzátory a vylučovat do životního prostředí minimum škodlivých látek. Jsou také navrženy tak, aby minimalizovaly usazování sazí na ventilech a válcích. Ve skutečnosti však takový přístup dramaticky snižuje zdroje moderních motorů , ale je také přínosem pro výrobce automobilů, protože přímo vede k časté výměně automobilů majiteli automobilů v Evropě (poptávka spotřebitelů).

Pokud jde o domácí motoristy (i když to souvisí spíše s domácím palivem), ve většině případů oleje s nízkým obsahem popela nepříznivě ovlivní vložky, prsty a také přispívají k odírání sukně v motoru. S nízkým obsahem popela však bude množství usazenin na pístních kroužcích menší.

Je zajímavé, že obsah síranového popela v amerických olejích (normách) je nižší než v evropských. Důvodem je použití vysoce kvalitních základových olejů patřících do 3 a / nebo 4 skupin (vyráběných na bázi polyalfaolefinů nebo pomocí hydrokrakovací technologie).

Použití dalších přísad, například k čištění palivového systému, může vést k vytvoření další vrstvy sazí, takže s takovými formulacemi je třeba zacházet opatrně.

Voštinový katalyzátor ucpaný sazí

Několik slov o motoru nových modelů, u nichž jsou bloky válců vyrobeny z hliníku s přídavným povlakem (mnoho moderních automobilů koncernu VAG a některé „japonské“). Na internetu se hodně píše, že se takové motory bojí síry, a je tomu tak skutečně. Množství tohoto prvku v motorovém oleji je však mnohem menší než v palivu. Proto je v první řadě nutné doporučit použití benzínu standardu Euro-4 a vyšších , jakož i používání olejů s nízkým obsahem síry. Pamatujte však, že olej s nízkým obsahem síry není vždy olej s nízkým obsahem popela! Proto vždy zkontrolujte obsah popela v samostatné dokumentaci, zda obsahuje typické vlastnosti daného motorového oleje.

Výroba olejů s nízkým obsahem popela

Potřeba vyrábět oleje s nízkým obsahem popela vznikla převážně kvůli požadavkům na životní prostředí (notoricky známé normy Euro-x). Při výrobě motorových olejů obsahují (v různých množstvích, v závislosti na množství) síru, fosfor a popel (později se stane síranem). Použití následujících chemických sloučenin tedy vede k výskytu uvedených prvků v olejích:

  • zinek dialkyldithiofosfát (toto je název multifunkční přísady, která má antioxidační, protioděrové a extrémní tlakové vlastnosti);
  • sulfonát vápenatý je prací prostředek, tj. přísada do pracího prostředku.

Na základě toho našli výrobci několik řešení ke snížení obsahu popela v olejích. Aktuálně se tedy používají následující:

  • zavedení detergentů ne do oleje, ale do paliva;
  • použití bezpopolových vysokoteplotních antioxidantů;
  • použití bezpopolových dialkyldithiofosfátů;
  • použití hořčíkových sulfonátů s nízkým obsahem popela (ale v omezeném množství, protože tato látka přispívá k tvorbě usazenin v motoru), stejně jako detergenty alkylfenol;
  • použití syntetických složek v olejích (například estery a zahušťovací přísady odolné proti degradaci nezbytné k zajištění požadovaných viskozitně-teplotních charakteristik a nízké těkavosti, zejména základové oleje ze 4 nebo 5 skupin).

Moderní chemické technologie umožňují snadno získat olej s jakýmkoli obsahem popela. Musíte jen zvolit složení, které je optimální pro konkrétní auto.

Standardy obsahu popela

Další důležitou otázkou je stanovení standardů obsahu popela . Okamžitě stojí za rezervaci, že budou záviset nejen na typu motoru (u benzinových, naftových motorů i motorů s plynovým zařízením (LPG) se tyto ukazatele budou lišit), ale také od aktuálních environmentálních norem (Euro-4, Euro-5 a Euro-6). Ve většině základových olejů (tj. Před zavedením speciálních přísad do jejich složení) je obsah popela zanedbatelný a činí přibližně 0,005%. A po přidání přísad, tj. Výroba hotového motorového oleje, může tato hodnota dosáhnout hrobu 2%, které umožňuje GOST.

Obsah popela v motorových olejích je jasně uveden v normách Evropské asociace výrobců automobilů ACEA a odchylky od nich jsou nepřijatelné, proto se všichni moderní (licencovaní) výrobci motorových olejů těmito dokumenty vždy řídí. Údaje poskytujeme ve formě tabulky pro aktuálně rozšířenou environmentální normu Euro-5, která kombinuje hodnoty chemických přísad a jednotlivých platných norem.

Požadavky API SL SM SN-RC / ILSAC GF-5 CJ-4
Obsah fosforu,% 0,1 max 0,06-0,08 0,06-0,08 0,12 max
Obsah síry,% - 0,5-0,7 0,5-0,6 0,4 max
Síranový popel,% - - - 1 max
Požadavky ACEA na benzínové motory C1-10 C2-10 C3-10 C4-10
- Nízké SAPS MidSAPS MidSAPS Nízké SAPS
Obsah fosforu,% 0,05 max Max. 0,09 0,07-0,09 max Max. 0,09
Obsah síry,% 0,2 max 0,3 max 0,3 max 0,2 max
Síranový popel,% 0,5 max 0,8 max 0,8 max 0,5 max
Základní číslo, mg KOH / g - - 6 min 6 min
Požadavky ACEA na komerční vznětové motory E4-08 E6-08 E7-08 E9-08
Obsah fosforu,% - 0,08 max - 0,12 max
Obsah síry,% - 0,3 max - 0,4 max
Síranový popel,% 2 max 1 max 1 max 2 max
Základní číslo, mg KOH / g 12 min 7 min 9 min 7 min

Jak vidíte z výše uvedené tabulky, je obtížné posoudit obsah popela podle amerického standardu API, a to kvůli skutečnosti, že obsah popela není v Novém světě tak přísný. Zejména jednoduše označují, které oleje v plechovkách jsou plné a střední popela (MidSAPS). Proto nemají nízký popel. Při výběru jednoho nebo druhého oleje se proto musíte zaměřit především na označení ACEA.

Anglická zkratka SAPS znamená Sulphated Ash, Phosphorus and Sulphur, „sulfatovaný popel, fosfor a síra“.

Například na základě informací poskytnutých v souladu s normou Euro-5, která je platná a relevantní v roce 2018 na území Ruské federace, je tedy u moderního osobního automobilu na benzín povoleno plnit olej C3 podle ACEA (obvykle SN podle API) - obsah síranového popela není vyšší než 0,8% (průměrný popel). Pokud mluvíme o vznětových motorech pracujících v obtížných podmínkách, pak například norma ACEA E4 neumožňuje překročení 2% obsahu síranového popela v palivu.

Podle mezinárodních požadavků by obsah síranového popela v motorových olejích pro benzínové motory neměl překročit - 1,5%, pro vznětové motory s nízkým výkonem - 1,8% a pro vznětové motory s vysokým výkonem - 2,0% .

Požadavky na obsah popela u vozidel s LPG

Co se týče automobilů s plynovou výbavou, je lepší používat pro ně oleje s nízkým obsahem popela . To je způsobeno chemickým složením benzínu a plynu (nezáleží na tom, zda jde o metan, propan nebo butan). Benzín obsahuje více pevných částic a škodlivých prvků a abyste nezkazili celý systém, musíte použít speciální oleje s nízkým obsahem popela. Výrobci maziv konkrétně nabízejí spotřebitelům pro své příslušné motory takzvané „plynové“ oleje.

Jejich významnou nevýhodou však jsou vysoké náklady a za účelem úspory peněz se můžete jednoduše podívat na vlastnosti a tolerance konvenčních „benzínových“ olejů a zvolit vhodné složení s nízkým obsahem popela. A pamatujte, že tyto oleje je třeba měnit podle stanovených předpisů, a to navzdory skutečnosti, že transparentnost zpracování bude mnohem vyšší než u tradičních olejů!

Metoda stanovení obsahu popela

Jak se však určuje obsah popela v motorovém oleji a jak pochopit, s jakým obsahem popela se olej v nádrži nachází? Pro spotřebitele je nejjednodušší určit obsah popela v motorovém oleji jednoduše podle označení přímo na štítku nádoby. Na nich je obsah popela obvykle označen podle normy ACEA (evropská norma pro výrobce automobilů). V souladu s ním se všechny aktuálně prodávané oleje dělí na:

  • Celý popel . Mají kompletní balíček aditiv. V angličtině mají označení - Full SAPS. Podle standardu ACEA jsou označeny následujícími písmeny - A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Nečistoty popela zde představují přibližně 1 ... 1,1% z celkové hmotnosti mazací kapaliny.
  • Střední popel . Obsahují odizolovaný balíček přísad. Označeno jako Střední SAPS nebo Střední SAPS. Podle ACEA jsou označeny C2, C3. Podobně u olejů se středním obsahem popela bude hmotnost popela asi 0,6 ... 0,9%.
  • Nízký popel . Minimální obsah přísad obsahujících kovy. Nízké SAPS. Podle ACEA jsou označeny C1, C4. U nízkého popela bude odpovídající hodnota menší než 0,5%.

Pamatujte, že v některých případech jsou oleje označené od C1 do C5 podle normy ACEA sloučeny do jedné skupiny zvané „low ash“. Tyto informace lze zejména najít na Wikipedii. To však není úplně správné, protože tento přístup jednoduše naznačuje, že všechna tato maziva jsou kompatibilní s katalyzátory, a nic víc! Správné třídění olejů podle obsahu popela je ve skutečnosti uvedeno výše.

...

Oleje nesoucí označení ACEA A1 / B1 (zastaralé od roku 2016) a A5 / B5 jsou takzvané energeticky úsporné a nelze je použít všude, ale pouze ve speciálně konstruovaných motorech (obvykle nové modely automobilů, například mnoho „Korejců“ ") ... Zkontrolujte proto tento bod v příručce k automobilu.

Standardy pro stanovení obsahu popela

Testování různých vzorků oleje

Existuje ruská mezistátní norma GOST 12417-94 „Ropné výrobky. Metoda stanovení síranového popela “, podle které může kdokoli měřit obsah síranového popela ve zkoušeném oleji, protože to nevyžaduje složité vybavení a činidla. Existují také další, včetně mezinárodních, standardů pro stanovení obsahu popela, zejména ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51575.

Nejprve je třeba zdůraznit, že GOST 12417-94 definuje síranový popel jako zbytek po karbonizaci vzorku, zpracovaného kyselinou sírovou a kalcinovaný na konstantní hmotnost. Podstata metody ověření je docela jednoduchá. V jeho první fázi vezmou určitou hmotnost zkušebního oleje a spálí jej na uhlíkatý zbytek. Dále musíte počkat, až se výsledný zbytek ochladí, a zpracovat koncentrovanou kyselinou sírovou. Poté zapalte při teplotě +775 stupňů Celsia (odchylka 25 stupňů v jednom směru a v druhém směru je povolena), dokud uhlík úplně neoxiduje. Výsledný popel se nechá nějakou dobu vychladnout. Poté se zpracuje zředěnou (ve stejných objemech vodou) kyselinou sírovou a kalcinuje se při stejné teplotě až do okamžiku, kdy se její hmotnostní hodnota stane konstantní.

Pod vlivem kyseliny sírové bude výsledným popelem síran, ze kterého ve skutečnosti pochází jeho definice. Dále porovnejte hmotnost výsledného popela a počáteční hmotnost zkušebního oleje (hmotnost popela se dělí hmotností spáleného oleje). Hmotnostní poměr je vyjádřen v procentech (tj. Výsledný kvocient je vynásoben 100). To bude požadovaná hodnota obsahu síranového popela.

Pokud jde o obvyklý (základní) obsah popela, existuje pro něj také státní norma GOST 1461-75 s názvem „Ropa a ropné produkty. Metoda pro stanovení obsahu popela “, podle které se ve zkušebním oleji kontroluje přítomnost různých škodlivých nečistot. Vzhledem k tomu, že zahrnuje složité postupy, a to ještě více u různých látek, pak v tomto materiálu nebudeme dávat jeho podstatu. Pokud je to žádoucí, lze tuto GOST snadno najít na internetu.

Existuje ještě jeden ruský GOST 12337-84 „Motorové oleje pro vznětové motory“ (poslední revize 21. 5. 2018). Jasně vysvětluje hodnoty různých parametrů pro motorové oleje, včetně domácích, používaných v dieselových motorech různých objemů. Udává přípustné hodnoty různých chemických složek, včetně množství přípustných usazenin sazí.