Зольность масла на что влияет

Блог пользователя Lefravi на DRIVE2. Привет моим самым стойким читателям и любителям йоги для мозгов. Один из самых неоднозначных параметров масла – зольность, т.е. сколько в масле минеральных солей. Чтобы было понятно – зольность масла это как жесткость воды. Что остается на чайнике после кипячения воды из-под крана? Правильно, налет.…

Зольность масла на что влияет

Сага о масле. Глава 5. Мифы про зольность. Ч.2

Привет моим самым стойким читателям и любителям йоги для мозгов.
Один из самых неоднозначных параметров масла – зольность, т.е. сколько в масле минеральных солей. Чтобы было понятно – зольность масла это как жесткость воды. Что остается на чайнике после кипячения воды из-под крана? Правильно, налет. Налет из карбонатов. Так и масло – если выпарить при 600 град., останется горстка «золы». Содержание этой золы в процентах по массе и есть зольность.

Бывают масла полнозольные и с пониженным содержанием золы – средне- и малозольные.
Полнозольные масла (High SAPS) имеют зольность >1-1,1% от массы
Малозольные масла (Low SAPS) имеют зольность 0,5% и менее
Между ними – среднезольники (Mid SAPS) 0,6-0,9%.

Какое масло перед нами, можно понять по допуску, например:
АСEA А1/В1, A3/В4, А5/В5 это полнозольники.
ACEA C3 и С2 это среднезольники.
ACEA C1 и С4 это малозольники.
С1, С2, С3, С4 часто обобщают в категорию «малозольники».

Какие лучше – в этом и разберемся.
Я уже поднимал эту тему, но по мере изучения вопроса появились новые важные нюансы.
Во-первых, не совсем ясно (как с яйцом и курицей): низкая зольность появилась как дань экологии в ущерб другим свойствам или это закономерный этап развития и совершенствования масляных рецептур?

Во-вторых, в Тырнете на эту тему много словоблудия, читать которое поначалу интересно, но… в конечном итоге совершенно бесполезно, ибо существует 2 мифа:

Миф Первый.
Зольность отражает содержание присадок – прежде всего моющих и противоизносных. Чем больше – тем лучше.

Миф Второй.
В двигатели с алюминиевыми блоками нужно лить только малозольные масла, потому что поверхность цилиндров для увеличения прочности (люминь мягкий!) имеет то или иное покрытие, которое не любит серу и разрушается.

ZDDP (иногда в лит-ре встречается как ZDTP) – это (сделать вдох) цинка диалкилдитиофосфат. Уникальное вещество, растворимое в масле и использующееся как противоизносная присадка (аntiwear AW), антиоксидантная (antioxidant AO) и EP-additive ( extreme pressure – предельные нагрузки). В общем, есть МИФ-универсал, а это присадка-универсал. ))

ZDDP взаимодействует с оксидной пленкой металла, из которого изготовлены детали двигателя, и образуется сульфид металла в виде стойкой пленки –

Другой механизм действия – разрушение молекулы ZDDP, когда алкильные группы -R мигрируют с кислорода на атомы серы и образуются диалкилсульфиды, алкилмеркаптаны и аморфные фосфаты, которые образуют противоизносную «пленку». Причем процесс идет на выступах поверхности металла, в местах соприкосновения, благодаря этому происходит выравнивание поверхности и как бы «полировка».

Алкилфосфаты кальция – обладают в основном «моющими» свойствами и тоже известны давно – про них например можно прочитать в книге «Новейшие достижения нефтехимии и нефтепереработки» аж 1968 года:

А теперь взглянем на результаты анализов малозольного и полнозольного масел, в чем нам поможет oil-club.ru:

Наглядно видно, что снижение зольности достигается за счет меньшего содержания ZDDP примерно на 20% и кальция более чем в два раза.
Нет, делать выводы о том, что нас разводят ради экологии, а проблема износа уходит на второй план, – рано!

Дело в том, что как и в случае с антибиотиком пеницилином, вместо которого сейчас используются цефалоспорины последних поколений и, к примеру, фторхинолоны, присадки на основе металлов потихоньку заменяются на т.наз. беззольные присадки. И их придумано уже достаточно много:

И теперь возникает вопрос – насколько они эффективны это раз и насколько долговечны это два – в сравнении с ZDDP?
Ответ уже есть и его знают – нет, не те кто дискутирует на форумах, а те, кто занимается исследованиями в этой области. В частности, одно из последних исследований опубликовано в журнале Tribology International №82 за 2015 год.
Еще раз полюбуемся на наших героев – ZDDP и его беззольных оппонентов:

В тестах участвовали 4 вида масел:
База + 100% ZDDP
База + 80% ZDDP + 20% PFC
База + 80% ZDDP + 20% SSC
База + 80% ZDDP + 10% PFC + 10% SSC
Т.е. три последних это масла с беззольными присадками PFC, SSC и пониженным содержанием ZDDP.
В ходе тестов давались два уровня нагрузки – 54N и более высокая нагрузка 350N.

Тесты показали, что:
= коэффициент трения существенно не отличается, у беззольных чуть более стабилен:

= показатели износа лучше у сочетания ZDDP с беззольными присадками:

…однако при электронной микроскопии не все однозначно:

Увеличение 4000х, нагрузка 54N и более жесткий режим 350N.

…наименьший износ на масле с присадками ZDDP+SSC, остальные плюс-минус лапоть одинаковы.

В целом по результатам всех тестов вывод такой:

…т.е. лучшие противоизносные свойства – у масел с комбинацией зольных и беззольных присадок. Дело в том, что ZDDP образует более разнородную защитную плёнку, а беззольные более гомогенную.

А теперь приведу вам данные экспериментов, проведенных в лабах Кастрола. Там с помощью такого прибора —

…в течение 2 часов исследовали свойства присадок 1) беззольные только с фосфором, 2) беззольные с фосфором и серой 3) классика жанра зольный ZDDP

Как видим, ZDDP в сравнении с беззольными фосфатами дает бОльшую толщину пленки (до 120 нм) и причем делает это быстрее, в течение пары минут, в то время как беззольные врабатываются медленнее и создают защитный слой толщиной максимум до 80 нм. В этом кстати есть плюс – чем меньше толщина пленки, тем меньше динамическая вязкость, меньше коэффициент трения (хотя см. выше – разница мизерная) и меньше расход топлива.

И напоследок, еще один факт. Что я все иностранщину вам показываю, есть и наши открытия. Правда, они касаются масел на ПАО:

Здесь говорится про то, что в маслах на ПАО эффективны даже небольшие концентрации присадок и это обусловлено быстрой адсорбцией присадок к металлу, потому что молекулы ПАО (неполярные!) слабо взаимодействуют друг с другом и не мешают частицам присадок преодолевать путь из толщи масла к рабочей поверхности металла.

Таким образом, наука и впрямь не стоит на месте. Все что вы прочитали – строго научные экспериментальные данные, а не словоблудие маркетологов.
А теперь еще раз взглянем на табличку:

Смотрите — аналогично тому что мы видели в научных экспериментах, в малозольном ТопТеке использован пакет присадок 80% ZDDP + 20% беззольных. И никакого обмана нет — по своим противоизносным и другим свойствам такое решение в чем-то не уступает 100% ZDDP, а в чем-то превосходит.
Лично для меня остается открытым только 1 вопрос: насколько живучи беззольные присадки?

И второй вывод по табличке: моющие свойства малозольников ниже, чем у полнозольников. Но возможно беззольная замена кальцию тоже не за горами.
Поэтому,
= если вы перекатали межсервисный интервал более 10 тыс в интенсивном режиме или 15 тыс в обычном,
= если на капельной пробе увидели это:

= если купили авто БУ и не знаете что лили до вас,

= если в авто нет систем нейтрализации типа сажевого фильтра DPF у дизелей, отдельного накопительного нейтрализатора (обычно второй в системе) или систем с мочевиной, то вам нужно поменять масло на полнозольное. при этом трехкомпонентный нейтрализатор прекрасно с ним уживается, вопреки маркетинговым заявлениям — естественно, при отсутствии жора масла

Если же авто новое или с небольшим пробегом, соблюдается интервал замены масла 7-10 тыс км, если вы всегда заливаете бензин евро-4, -5, если есть системы нейтрализации типа таких:

…то можно использовать масла с пониженной зольностью.

Для благодарных читателей визитка
© пециально для DRIVE2.RU
©
Lefravi 2015

Автомасла и все, что нужно знать о моторных маслах

Зольность моторного масла

Зольность представляет собой массовую долю содержания золы при сгорании топлива. Этот показатель увеличивается в смазочном продукте после добавления присадки с металлическими и органическими компонентами. Согласно нормативным документациям, зольность моторной жидкости должна составлять не более 2% от количества автомасла.

Показатели вязкости масел

ДВС, работающие на природном газе, должны иметь зольность не более 0,03-0,085. Если в ММ добавить какие-либо присадки, изменяющие массовую долю золы, то в результате можно получить моторную или трансмиссионную жидкость.

Полнозольные масла

Подобные автомасла принято обозначать по классификации ACEA A5/B5, A4/B4, A3B3. Они могут негативно сказываться на фильтрах DPF и трехступенчатых катализаторов. Эти фильтры относятся к системе прожига выхлопных газов EGR.

Значение зольности составляет 1-1,1%, от общего количества моторной смазки. Полнозольные масла не рекомендованы для использования в двигателях с экологической системой Euro.

Среднезольные смазки

Автомасла со средними показателями зольности применяются для газовых двигателей с турбированной системой. Обладают антикоррозийными свойствами и позволяют увеличить интервал замены.

Также стоит отметить тот факт, что среднезольные масла контролируют уровень загрязнений, появляющихся при сгорании топлива. Таким образом, они стабилизируют содержание галогенидов и сероводорода. Массовая доля золы составляет от 0,6% до 0,9%.

Малозольные

По сравнению с вышерассмотренными, доля содержания золы в таком ММ значительно снижена. Малозольные составы применяются для ДВС, работающих на бензине.

Отметим, что масло проходит процесс очищения и содержит пакет моющих и диспергирующих присадок. В ММ с низким содержанием зольности снижен объем фосфора, серы и золы до 0,5%. Как показали результаты испытаний, они способны очищать моторную систему, предохраняя детали от износа в результате неполного сгорания твердых частиц. Как правило, микротрещины и царапины в системе двигателя возникают по причине несгораемых частиц, содержащихся в моторных смазках.

Отметит тот факт, что в отличие от масел с полными и средними показателями зольности, аналоги с низким содержанием фосфора и серы подходят для легковых автомобилей, на которых установлена система нейтрализации выхлопных газов. Поэтому малозольные ММ рекомендованы для применения в дизельных моторах. Но если использовать топливо с низким содержанием октанового числа и примесями, то малозольное ММ не окажет положительного воздействия на моторную систему.

Читайте также  Как поменять лампочку в ларгусе

Как определяется зольность

Чтобы определиться с этим показателем, рекомендуется обратить внимание на допуск ММ:

  1. ACEA A5 – полнозольные масла;
  2. ACEA C2, C3 – среднезольные;
  3. C4, C2, C3, C1 – малозольные.

Что касается незагущенных универсальных смазок, то их относят к группе D/SE. Обычно сульфатная зольность в таких жидкостях не превышает 1%, а содержание добавок составляет от 10,3% до 11,5%.

Для тех, кому нужно использовать полнозольную жидкость, но кто не знает, как ее определить, рекомендуется использовать рекомендации опытных автолюбителей. Например, моторные смазки с классом вязкости SAE 0w40, 5w40 относятся к полнозольным составам.

Низкозольные масла в основном применяются для двухтактных моторных систем, работающих на бензине и газовых агрегатов. Количество содержания золы в смазке напрямую зависит от уровня ее очистки. То есть чем он выше, тем ниже показатели зольности.

Кроме того, масса золы в смазочном продукте изменяется, если в нем содержатся присадки с металлорганическими компонентами. По этой причине в требованиях по ГОСТУ должна указываться доля золы на начальном этапе и после введения присадок.

Сульфатная зольность

Этот показатель выявляет объем металлосодержащих добавок в ММ: чем выше содержание присадок, тем больше уровень зольности. Однако стоит запомнить, что избыток или низкое содержание металлических компонентов негативно сказывается на работе двигателя, поскольку в ДВС формируется низкотемпературный шлам. Из-за этого изготовители масел стараются уменьшать вхождение сульфатных шлаков ниже 1,5%.

Температурная вспышка

При нагревании в автомасле формируются пары, которые, смешиваясь с воздухом, приводят к возгоранию ММ. Это явление называется «температурной вспышкой» масла. Для исправных двигателей рекомендуют масла с высокой ТВ. Однако если моторная система имеет дефект и масло разжижается топливом, то t° вспышки будет уменьшаться.

Снижение вязкости и температуры вспышки смазки говорит о том, что есть проблемы, связанные с работой карбюратора, топливной системой или зажиганием. Поэтому специалисты не рекомендуют использовать присадки для ММ. При эксплуатации транспортного средства они формируют большие накопления золы на поршнях, цилиндрах и кольцах двигателя. При учете того факта, что отложения нейтрализуют щелочные показатели автомасла, а сульфатная зольность отвечает за уменьшение накоплений массовой доли серы и фосфора.

С течением времени зола начнет воздействовать на температуру вспышки масла, поскольку ее количество будет увеличиваться и в последствие приведет к тому, что ММ начнет воспламеняться или же это скажется на работе топливной системы и зажигании. Поэтому изготовители смазочных продуктов стараются уменьшать количество присадок.

Если речь идет о популярности, то наиболее востребованными считаются масла Лукойл с высоким значением сульфатной зольности. Для легковых автомобилей оно должно составлять 1,3%. Смазочный продукт от компании Лукойл имеет долю золы 1,15%, поэтому рекомендован для использования на автомобилях с бензиновыми двигателями.

Сульфатная зольность масла. На что влияет этот параметр?

Большинство автомобилистов ориентируется в базовых маркировках моторных масел, таких как вязкость по SAE, класс по API или ACEA. Однако по поводу такого показателя, как сульфатная зольность, помимо часто встречающихся правильных предположений, встречается и несколько ошибочных мнений. О том, что такое зольность масла и на что влияет этот показатель, расскажем ниже.

Понятие сульфатной зольности и градация масел по этому параметру

Сульфатная зольность – это содержание в процентах от общей массы смазочного материала различных твёрдых органических и неорганических соединений, образующихся после сжигания масла. Именно этот параметр учитывается сегодня чаще всего, хотя существуют и другие разновидности зольности, рассматриваемые при исследовании смазок.

Сульфат – это по определению соль серной кислоты, химическое соединение, имеющее в своём составе анион –SO4. Эта часть названия пошла от метода подсчёта золы в моторном масле.

Исследуемую на зольность смазку в лабораторных условиях сжигают при высоких температурах (около 775 °C) до образования твёрдой однородной массы, а затем обрабатывают серной кислотой. Полученное многокомпонентное вещество снова прокаливают до тех пор, пока его масса не перестанет уменьшаться. Этот остаток и будет той золой, которая является несжигаемой и будет оседать в двигателе или системе выпуска. Её массу соотносят с изначальной массой опытного образца и подсчитывают процентное соотношение, которое и является единицей измерения сульфатной зольности.

Сульфатная зольность масла – это в общем случае показатель количества противоизносных, противозадирных и других присадок. Изначально зольность чистой масляной базы, в зависимости от природы её происхождения, обычно не превышает 0,005%. То есть на один литр масла приходится всего 1 мг золы.

После обогащения присадками, содержащими кальций, цинк, фосфор, магний, молибден и другие химические элементы, сульфатная зольность масла значительно возрастает. Повышается его способность при термическом разложении создавать твёрдые, несгораемые частицы золы.

Сегодня классификация по ACEA предусматривает три категории смазочных материалов по показателю зольности:

  • Full Saps (полнозольные смазки) – содержание сульфатной золы 1-1,1% от общей массы масла.
  • Mid Saps (среднезольные масла) – для продуктов с этой формулировкой процент золы находится на уровне от 0,6 до 0,9%.
  • Low Saps (малозольные смазочные материалы) – золы меньше 0,5%.

Существует международная договорённость, согласно которой содержание золы в современных маслах не должно превышать 2%.

На что влияет сульфатная зольность?

Высокая сульфатная зольность говорит о богатом пакете присадок. Как минимум, в маслах с высокой зольностью большое содержание моющих (кальциевых), противоизносных и противозадирных присадок (цинково-фосфорных). Это означает, что более обогащённое присадками масло при прочих равных (одинаковой базе, сходных условиях эксплуатации, равных интервалах замены) будет надёжнее защищать мотор при высоких нагрузках на него.

Сульфатная зольность напрямую определяет количество образовывающихся в двигателе несгораемых, твёрдых частиц золы. Не путать с сажевыми отложениями. Сажа, в отличие от золы, способна выгорать при высоких температурах. Зола – нет.

Зольность в большей мере влияет на защитные и моюще-диспергирующие свойства моторного масла. Эта характеристика косвенно связана с другим важным оценочным критерием моторных масел: щелочным числом.

Какая зольность масла лучше для двигателя?

Сульфатная зольность – это неоднозначная характеристика моторного масла. И воспринимать её как только положительную или только отрицательную нельзя.

Повышенное содержание сульфатной золы приведёт к следующим негативным последствиям.

  1. Повышенный выброс твёрдой, несгораемой золы в выпускной коллектор, что негативно скажется на ресурсе сажевого фильтра или катализатора. Сажевый фильтр способен пережечь с образованием окисей углерода, воды и некоторых других компонентов лишь углеродистую сажу. Твёрдая органическая зола нередко оседает на стенках сажевого фильтра и прочно там закрепляется. Полезная площадь работы основания фильтра уменьшается. И однажды он попросту выйдет из строя, если систематически лить в двигатель масло с высоким содержанием золы. Похожая ситуация наблюдается и с катализатором. Однако скорость его засорения будет ниже, чем для сажевого фильтра.
  2. Ускоренное образование нагара на поршнях, кольцах и свечах. Закоксовка колец и поршней напрямую связана с высоким содержанием золы в масле. Низкозольные смазки после выгорания оставляют в несколько раз меньше золы. Образование твёрдых зольных нагаров на свечах приводит к калильному зажиганию (несвоевременному поджиганию топлива в цилиндрах не от искры свечи, а от раскалённой золы).

  1. Ускоренный износ двигателя. Зола обладает абразивным действием. В обычных условиях это фактически никак не сказывается на ресурсе мотора: она почти полностью вылетает в выхлопную трубу без ущерба для поршневой группы. Однако в ситуациях, когда двигатель берёт масло на угар, и при этом работает система ЕГР – абразивная зола будет циркулировать между камерами сгорания. Медленно, но уверенно снимая металл с цилиндров и поршневых колец.

Подводя итог, можно сказать так: повышенная зольность масла для простых двигателей, без катализаторов и сажевых фильтров, – это скорее хорошо, чем плохо. Но для современных моторов классов ЕВРО-5 и ЕВРО-6, оснащённых сажевыми фильтрами и катализаторами, высокая зольность приведёт к ускоренному износу этих дорогих агрегатов авто. Для экологии тенденция такая: чем ниже зольность, тем меньше загрязняеться окружающая среда.

Малозольные масла. Практика применения

7 сентября 2020, Олег ШАКИРОВ

Моторные масла с низким содержанием серы, фосфора и сульфатной зольности появились достаточно давно. Международная классификация Ассоциации европейских производителей автомобилей ACEA выделяет для них специальный класс. Сегодня мы разберемся, на что влияет сульфатная зольность, сера и фосфор в моторных маслах и почему малозольные масла становятся все более востребованными. Разобраться в данном вопросе нам помогут специалисты компании Liqui Moly, ведущего немецкого производителя моторных масел и автохимии.

Сульфатная зольность характеризует масло по количеству металлосодержащих присадок, которые влияют на объем шлаков, образующихся при сгорании топлива. Для установления этого показателя масло в лабораторных условиях нагревают до температуры около 775 °C, получившийся остаток обрабатывают серной кислотой — до тех пор, пока зола не перестанет уменьшаться.

Эта зола содержит соединения фосфора, серы, цинка и других металлов. Высокая зольность может привести к отложениям в двигателе и в выхлопной системе. Но при этом данные химические элементы содержатся в присадках, которые защищают двигатель от износа, моют его, не дают маслу пениться, появляться коррозии, увеличивают срок службы масла и т. д.

Единицей измерения принято считать процентное соотношение несжимаемой золы и изначальной массы масла. Чем выше содержание присадок, тем больше уровень зольности, при этом избыток или низкое содержание металлических компонентов негативно сказывается на работе двигателя. Большое количество отложений может спровоцировать повышение температуры в двигателе либо привести к прогару выпускных клапанов или поршней из-за раннего воспламенения топлива. Фосфор, сульфатная зола и сера способны негативно повлиять на работу систем нейтрализации выхлопных газов.

Малозольные моторные масла при работе в современных двигателях со сложными системами нейтрализации выхлопных газов способствуют уменьшению уровня токсичных веществ почти на 80 %. А это значит, что в скором времени все или почти все владельцы новых автомобилей и производители масел перейдут на малозольные моторные масла, ведь катализаторы для бензиновых двигателей принципиально изменились с 90-х годов.

Так, в современных автомобилях системы нейтрализации отработанных газов могут самоочищаться, сжигая сажу, но справиться с золой, содержащей в себе большое количество твердых несгораемых частиц, не так уж и просто. От этого страдают и ячейки сажевых фильтров, забиваясь отложениями. Существует мнение, что по вине несгораемых частиц в масле образуются царапины на стенках цилиндров. Об этом и о современных малозольных маслах мы поговорили с техническим специалистом Liqui Moly, Алексеем Исаченковым.

Читайте также  Почему уходит бензин из карбюратора

— На что влияет сульфатная зольность?

— Существует оксидная зольность и сульфатная зольность. Оксидная зольность относится к компрессорным маслам. Параметр сульфатной зольности для моторного масла косвенно показывает содержание металлосодержащих присадок. Масла разделяются на категории Full SAPS, Low SAPS, Mid SAPS. SAPS (Sulphated Ash, Phosphorus and Sulphur) — это показатель масла по трем параметрам: сульфатная зола, фосфор и сера. Если мы откроем параметры ACEA или свежие API, то в них есть показатель нормирования сульфатной зольности и прописано содержание фосфора и серы.

— Какое масло можно считать малозольным?

— Это зависит от конкретного класса. Например, в классе ACEA С3 допускается не более 0,8 %. Масла называют малозольными, подразумевая, что они относятся к какой-то категории: либо Mid SAPS, либо Low SAPS. Малозольное масло — это не научный и не технический термин.

— Какое масло у Liqui Moly относится к малозольному?

— В первую очередь это серия масел Top Tec, но также масло Low SAPS, Mid SAPS присутствует в сериях Special Tec и Synthoil.

— Малозольные масла появились из-за экологических требований и применения в автомобилях сложных нейтрализаторов и сажевых фильтров?

— Если говорить про масла Low SAPS, то они действительно появились из-за требований к совместимости с системами нейтрализации выхлопных газов. Впервые в истории ограничения в масле коснулись содержания фосфора из-за окислительных нейтрализаторов с платиной. Появились такие катализаторы вследствие введения норм Евро 3. Атомы фосфора при взаимодействии с платиной дают невосстановимые вещества, от чего окислительные катализаторы быстро выходят из строя.

Для современного бензинового двигателя с многокаскадной системой очистки выхлопа необходимо строго малозольное масло. При работе современных дизельных двигателей, где установлен сажевый фильтр, в атмосферу поступает меньшее количество окислов азота. Это связано в первую очередь с тем, что в таких двигателях искусственно снижается температура в камере сгорания и ограничиваются параметры распыла топлива. Побочным продуктом такой работы является образование сажи в выхлопе.

Для таких двигателей желательно применять масло с малым количеством cеры, фосфора и металлосодержащих присадок, поэтому под нож попадают в первую очередь моющие щелочные присадки. Часть щелочных присадок переводится на неметаллическую основу. Они чуть менее стойкие и более дорогие, но если заливать в бак малосернистое дизельное топливо, то нагрузка на масло сильно сокращается.

В современных грузовых автомобилях установлены сажевые фильтры и системы нейтрализации отработанных газов, где используются жидкости AdBlue (более известны как «мочевина»), в результате почти нет проблем по закислению масла, а окислы азота восстанавливаются в выхлопе. Достигается оптимальный режим в камере сгорания, при этом конструкция двигателя нацелена на максимально низкий расход топлива и на достижение максимального КПД без роста выбросов в атмосферу.

В таких двигателях малозольные масла очень долго работают. Есть примеры, где интервал замены масла на грузовых автомобилях составляет 100 тыс. км, но при условии, что режим движения исключительно междугородный. Первой на такой интервал выходила Scania, у которой щелочность масла была выше 16, сульфатная зольность была 1,6 и выше. Это требование производителя, поскольку они устанавливают регламент по замене масла. В свою очередь, в бензиновых двигателях образование окислов азота из-за высокой температуры неизбежно, уже в некоторых странах на бензиновые двигатели стали устанавливать сажевые фильтры.

Отдельно я выделю азиатские автомобильные бренды, где в трехкомпонентных нейтрализаторах для восстановления окислов азота применяется родий (металл платиновой группы), который тоже не любит фосфор. Поэтому в нормах ILSAC фосфор нормируется еще строже, зато не ограничена сульфатная зольность.

В случае выхода из строя многоступенчатых систем нейтрализации выхлопа, стоимость замены сопоставима со стоимостью двигателя. В нашей стране очень редко меняют такие системы, обычно сажевый фильтр и нейтрализатор варварски удаляют из автомобиля. Такое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к побочным последствиям: помимо увеличения выбросов в атмосферу в таких автомобилях увеличивается расход топлива и они склонны к накоплению топлива в моторном масле.

— Почему большинство людей рекомендуют использовать обычные полнозольные масла?

— Моющие свойства маслу обеспечивают щелочные присадки. Почти всегда это различные соединения металлов. Исключением являются щелочные присадки на основе органики, но их применяют достаточно редко из-за высокой стоимости и малой стойкости. Самые массовые моющие присадки — это химические соединения кальция, противоизносные присадки содержат цинк, противозадирные присадки содержат фосфор.

Полнозольное масло лучше моет, лучше защищает от износа, но, правда, само дает больше отложений при попадании в камеру сгорания. Поэтому всегда нормы сульфатной зольности должны быть грамотно подобраны. Для старых автомобилей необходимо масло с высокой щелочностью, а малозольное масло в таких двигателях будет иметь не очень большой срок службы.

Стоит также учитывать регионы, где эксплуатируют автомобиль. В странах, где продают бензин не выше класса Евро 3, стоит сократить интервалы замены масла. Если при такой эксплуатации менять масло раз в 15 тыс. км, то за первую половину пробега кислоты «съедят» щелочные присадки, после чего будет закисляться база, что приведет к образованию шлама в двигателе.

Но бывают исключения. Когда, к примеру, малозольное масло необходимо заливать даже в двигатели старой конструкции, а именно в ситуации, когда в качестве топлива используется газ. В двигателях, переведенных на работу с бензина на газ, меняется характер горения в цилиндрах. Полнозольные масла могут давать очень большое количество отложений в зоне поршневых колец, ведь топливо изначально газообразное и до момента сгорания оно может реагировать по-другому с различными присадками. Поэтому во избежание износа шатунно-поршневой группы лучше использовать любое масло Liqui Moly из серии Top Tec. Можно также использовать масло Optimal 5w-30, которое не является полностью малозольным, но благодаря использованию современного пакета присадок не дает отложений в газовых двигателях. В таких маслах мы на канистре, прямо на этикетке указываем яркую аббревиатуру SNG (компримированный (сжатый) природный газ (метан)) и LPG (сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан)).

— Как малозольные масла влияют на работу современных двигателей?

— Необходимо обязательно выделить проблемы LSPI (Low Speed Pre-ignition), когда речь идет о нежелательном раннем зажигании. Эти проблемы касаются малообъемных двигателей, оснащенных турбокомпрессорами и прямым впрыском топлива. В подобных двигателях опасно заливать масло с большим содержанием кальция. Так, General Motors в своих моделях требует применять dexos 1 Generation 2, и на основе этого допуска вышел стандарт API SN plus. Поэтому правильно подобранное масло помогает предотвратить LSPI. Там, где малозольные масла рекомендуют автопроизводители, без них не обойтись.

— В двигателях с алюминиевыми блоками с никасиловым и алюсиловым покрытием необходимо применять исключительно малозольное масло?

— Изначально эти покрытия применялись в мотоциклетных двигателях, а мотоциклетные масла не отличаются малозольностью. В современных автомобилях лучше не играть с выбором масла. Например, «Мерседес» в легковой линейке AMG и Brabus требует строгого применения масла с допуском 229,5, а это полнозольное масло со щелочью около 10. В таких двигателях процесс горения настроен именно так, чтобы обеспечивать максимальную отдачу мощности, но при этом автомобили должны укладываться в экологические нормы.

Чаще всего мы сталкиваемся с ситуацией, когда потребитель заливает масло, неправильно подобранное к автомобилю или к условиям эксплуатации. Если в автомобиль не внесены изменения в конструкцию, то мы рекомендуем заливать исключительно тот класс масла, который установил автопроизводитель, но, учитывая некоторые регионы эксплуатации в России, иногда мы рекомендуем сократить сроки замены масла по следующим причинам:

1) на рынке еще встречается контрафактное или некачественное топливо. Бывает, что топливо, не предназначенное для автомобилей, попадает на автозаправки и продается как сортовое автомобильное топливо. Мошенники, добавляя в топливо для разной спецтехники различные присадки, умудряются даже получить паспорт качества какого-нибудь НПЗ;

2) в случаях продолжительной работы двигателя на холостом ходу. Это касается зимней эксплуатации. Например, 20 минут такой эксплуатации эквивалентно 100–150 км пробега для автомобильного масла и шатунно-поршневой группы, и к концу межсервисного пробега при такой эксплуатации масло уже не обеспечит должную защиту. Многие автопроизводители даже указывают необходимость сокращать сроки замены масла в 2 раза при длительных прогревах двигателя.

Сага о масле. Глава 5. Мифы про зольность. Ч.1

Привет моим самым стойким читателям и любителям йоги для мозгов.
Один из самых неоднозначных параметров масла – зольность, т.е. сколько в масле минеральных солей. Чтобы было понятно – зольность масла это как жесткость воды. Что остается на чайнике после кипячения воды из-под крана? Правильно, налет. Налет из карбонатов. Так и масло – если выпарить при 600 град., останется горстка «золы». Содержание этой золы в процентах по массе и есть зольность.

Бывают масла полнозольные и с пониженным содержанием золы – средне- и малозольные.
Полнозольные масла (High SAPS) имеют зольность >1-1,1% от массы
Малозольные масла (Low SAPS) имеют зольность 0,5% и менее
Между ними – среднезольники (Mid SAPS) 0,6-0,9%.

Какое масло перед нами, можно понять по допуску:
АСEA A3 это полнозольники.
ACEA C3 и С2 это среднезольники.
ACEA C1 и С4 это малозольники.
С1, С2, С3, С4 часто обобщают в категорию «малозольники».

Какие лучше – в этом и разберемся.
Я уже поднимал эту тему, но по мере изучения вопроса появились новые важные нюансы.
Во-первых, не совсем ясно по аналогии как с яйцом и курицей: низкая зольность появилась как дань экологии в ущерб другим свойствам или это закономерный этап развития и совершенствования масляных рецептур?

Во-вторых, в Тырнете на эту тему много словоблудия, читать которое поначалу интересно, но… в конечном итоге совершенно бесполезно, ибо существует 2 мифа:

Миф Первый.
Зольность отражает содержание присадок – прежде всего моющих и противоизносных. Чем больше – тем лучше.

Миф Второй.
В двигатели с алюминиевыми блоками нужно лить только малозольные масла, потому что поверхность цилиндров для увеличения прочности (алюминий мягкий!) имеет то или иное покрытие, которое не любит серу и разрушается.

Разберемся во всем этом. Начну с мифа №2.
Предупреждаю, что знаний в области моторостроения у меня несравнимо меньше чем в химии, поэтому прошу не стесняться и поправлять если где-то написал неправильно.

Читайте также  Как часто нужно менять масло в акпп

Итак,
Часть 1. Про люминь.
Чтобы внутренняя поверхность цилиндров была прочная, ее можно покрыть никелем, кремнием, титаном или залить гильзы цилиндров из чугуна – вариантов придумано много:

1. Алюсил и ему подобные.
Просто догадаться из названия «Alusil», что это соединение алюминия Al с кремнием Si, технология придумана немцами из фирмы Kolbenschmidt. Аналогичное покрытие другой немецкой фирмы Mahle называется Silumal.
Вот так это выглядит:

… здесь видно как кристаллы кремния (на снимке выпуклые) лежат в кристаллической решётке алюминия. Как так выходит? Очень просто: в алюсиле доля кремния 17%, а по законам физики-химии при охлаждении расплава с содержанием кремния более 13% последний уже не может вступать в соединение с алюминием и откладывается в виде кристаллов в «пустотах» кристаллической решетки сплава.
Затем после механической обработки поверхность цилиндров дополнительно обрабатывают химическим травлением: кислота, взаимодействуя преимущественно с алюминием, «вымывает» его слой толщиной несколько микрон, оставляя на поверхности лишь кристаллы кремния. Это и защищает поверхность от износа.

2. Локасил (фирма Kolbenschmidt)
Технология такая: частицы кремния вкладываются в литейную форму и «впрессовываются» в блок цилиндров.

3. Никасил и ему подобные.
На поверхность цилиндра наносится гальваническим способом слой никеля и карбида кремния (Ni-SiC). Технология называется Galnikal® (фирма Kolbenschmidt) и Nikasil® (фирма Mahle).

Преимущества – никелевый слой очень гладкий. Здесь нет графитовых жил как в чугуне и выступающих кристаллов кремния как в Алюсиле, а это значит что оптимальнее объем масла, остающегося на рабочей поверхности цилиндра. Посмотрите еще раз структуру поверхности Алюсила – и ясно, почему для алюсиловых двигателей допускается жор масла до 1л/1000км!

Есть и недостатки Никасила: затраты на гальванические ванны и утилизацию никелевых отходов, но самое главное – и обсуждения на эту тему легко найти на форумах в инете – при коротких поездках масло не успевает прогреваться, на поверхности цилиндра появляется конденсат, и если использовался бензин ниже евро-4, образующаяся при сжигании топлива сера вступала в реакцию с конденсатом и получается серная кислота. Кислота приводит к коррозии и даже отделению никелевого слоя. Поэтому никасил в основном применялся в одноцилиндровых мотоциклетных движках и в единичных случаях в многоцилиндровых.

Как известно, сера содержится не только в бензине, но и в моторном масле, а масло частично может попадать в камеру сгорания, особенно на моторах с непосредственным впрыском и с большим пробегом из-за увеличения зазоров.

Не секрет, что у двигателя моей Фабии 1.2 CGPA алюминиевый блок цилиндров, но я точно не знаю, какое там покрытие. (Кто знает – пишите!) Поэтому… начинаем урок химии! Тема: сера и ее взаимодействия с алюминием, кремнием, никелем. =)

Алюсил, Локасил и им подобные: в данном случае поверхность цилиндра содержит Al и Si. Точнее их оксиды.
Al достаточно стоек к коррозии. Его стойкость повышается в сплавах с небольшим содержанием магния (в алюсиле как раз около 1% Mg). НО:
= коррозия алюминия не наблюдается только в тех средах, где на поверхности металла образуется защитная оксидная пленка
= оксид алюминия на поверхности металла образуется только в интервале рН от 3 до 9!

Сравним pH масел (результаты замеров из Авторевю):

Полнозольные с высоким щелочным числом имеют pH около 7-8, а малозольные с более низким щелочным – около 9. Таким образом, условия для образования оксидной пленки будут на любом масле, тем более что со временем кислотность масла неминуемо растет (pH соответственно падает).

Что касается серы и серной кислоты:

НО: реакция с разбавленной серной кислотой идет при концентрациях более 10% (максимальная растворимость наблюдается в 80 %-ной серной кислоте). А на поверхности цилиндра какая может быть концентрация?
А какое вообще содержание серы в масле?

Сразу примечание: сульфатная зола это не содержание сульфатов и сульфидов! Она так называется, потому что по ГОСТу 12417 масло сжигают до золы и потом обрабатывают серной кислотой, прокаливают и взвешивают. Зольность это показатель содержания металлосодержащих присадок (разные соли натрия, бария, кальция, магния, калия, цинка и др). К содержанию серы она не имеет прямого отношения, потому что соли это не только сульфаты!
На самом деле, сера в масле – это сера, которая содержится в базовом масле, + сульфаты, сульфиды, сульфонаты в присадках. Например, если масло сделано на базе с большой долей I группы (неглубокая очистка нефти), то при прочих равных в нем будет больше серы, чем в гидрокрекинге глубокой очистки VHVI или в масле на GTL. Базы ПАО вообще не содержат серу.

А теперь сравним содержание серы в полнозольниках и малозольниках, да еще и на разных базах. И в этом нам помогут анализы с oil-club.ru.

Итак, образцовые полнозольники 0W-40:
Addinol Superior 040 0W-40 зола сульфатная 1,14%, сера 0,215%. База с ПАО.
Мобил1 0W-40 зола сульфатная 1,37%, сера 0,243%. База в основном гидрокряк.
В данном примере база ПАО (не содержат серу!) дает преимущество по сравнению с кряковым мобилом всего на… 0,028% серы по массе! Решим задачку сколько это в граммах:
Плотность масла около 850 г/л
Объем масла в моей машине 3 литра
В Аддиноле меньше серы на 0,00028*850*3 = 0,714 г. И это в объеме всего масла, а локально в цилиндрах разница превращается в мизер.

Сравните: бензин Евро-3 содержит до 150 мг/кг серы, бензин Евро-4 до 50 мг/кг серы, Евро-5 – не более 10 мг/кг. Если, например, за 10тыс км сжечь 1000 кг бенза, то разница между евро-3 и евро-5 в содержании серы будет до 140 г
Вывод: качество бензина имеет куда большее значение, чем содержание серы в масле.

А вот Motul X-max 0W-40 зола сульфатная 0,812%, сера 0,279%. База гидрокряк с ПАО.
Сравним с тем же мобилом – в мотюле на ПАО да с меньшей зольностью – серы больше!

Пройдемся по 5W-40:
Типичный и недорогой полнозольник –
Лукойл Люкс Синтетика 5W-40 SN зола сульфатная 1,18%, сера 0,259%. База гидрокряк.
Два полнозольника с очевидно разным качеством базы –
Liqui Moly Leichtlauf High Tech 5W-40 зола сульфатная 1,25%, сера 0,270%. База гидрокряк.
Gulf Formula GX 5W-40 зола сульфатная 1,25%, сера 0,414%. База гидрокряк.
Полнозольник, не похожий на других –
Ravenol VST 5W-40 зола сульфатная 1,03%, сера 0,296%. База с ПАО.
Как видим, закономерности… никакой нет.

Теперь глянем на 5W-30:
Отличный среднезольник с уникально низким содержанием серы –
Fuchs Titan GT1 Pro C3 5W-30 зола сульфатная 0,62%, сера 0,185%. База ПАО+Эстеры.
Хороший полнозольник (к слову, полнозольников мало осталось в данной категории вязкости) –
Shell Helix НХ8 Synthetic 5W-30 зола сульфатная 1,18%, сера 0,376%. База гидрокряк (+GTL?).
Сейчас можно было бы подумать, что чем больше ПАО и меньше зольность, тем меньше серы и тем лучше масло вообще… Но по предыдущим примерам вы уже знаете что это не всегда так.

А теперь внимание вопрос: реально ли даже с маслом Gulf с его неприлично большим содержанием серы аж 0,414% получить концентрацию серной кислоты >10%, пусть даже локально и с учетом малой толщины масляной пленки в районе поршневых колец? Имхо – вряд ли. Другое дело – если используется высокосернистый бензин, но это другая тема.

Вернемся от математики к химии.
Алюсил это, кроме Al, еще и Si. Кремний – инертное вещество. С серной кислотой реагирует плохо из-за оксидной пленки, только с концентрированной и только при температурах от 400 — 600 0C.

Таким образом, Алюсил и ему подобные по законам химии не должны страдать от серусодержащих масел.

Никасил и его родственники.
С никелем ситуация похожа на алюминий —

Исходя из вышеизложенного, в движке чисто теоретически реально могут появиться условия для образования серной кислоты (скорее всего разбавленной) — но, учитывая ее высокую активность как кислоты, — для коррозии Никасила, тем более что, в отличие от Алюсила, здесь нет защитного слоя кремния. Поэтому обладателям двигателей с Никасиловым покрытием можно порекомендовать смотреть анализы и выбирать малосерные масла. Но еще раз подчеркну – малозольные не всегда малосерные.
Никасиловое покрытие, к примеру, имели движки 5-, 7-, 8-серий BMW M60 до 95 года и M52 до 98 года.

Я затронул лишь часть того, что можно знать по данной теме и не вникал в такие технологии, как плазменное напыление составов на основе железа, лазерное легирование тем же кремнием, нанесение на стенки цилиндров нитрида титана…

Но ИМХО-выводы можно сделать и без этого.
Если у вас двигатель с алюминиевым блоком и вы не знаете какое там покрытие цилиндров и из чего сделаны поршни и поршневые кольца, то жизненно необходимо заправляться бензином евро-4 и выше и выбирать малосерные масла. С последним сложнее, ибо результаты анализов не всегда достоверны, а в официальных документах на масла содержание серы не указывается. Зато указывается соответствие допускам. Требования допусков по содержанию серы такие:
API SM и SN – max 0,5% по массе
ILSAC GF-4 и GF-5 – max 0,5%
ACEA C3 – max 0,3%
Dexos1 – max 0,45%
Dexos2 – max 0,35%
MB 229.3 и 229.5 – max 0,5%
MB 229.31, 229.51 и 229.52 – max 0,3%

Т.е. если выберете среднезольные масла ACEA C3, Dexos2, MB 229.31, 229.51 и 229.52, то не ошибетесь и серы в них будет поменьше. Насколько важны эти доли процента… решать только вам, см задачку и цифИрки выше.

VW вообще не нормирует серу, при том что алюминиевые блоки широко использует. И при этом даже не упоминает в мануалах про необходимость использования малозольных масел, у меня например в инструкции написано ACEA А3, а это полнозольники! Я собссно сейчас такое и лью.

Т/О, Миф Второй про то, что алюминиевые двигатели и полнозольники несовместимы, считаю развенчанным.

Для того чтобы развенчать Миф Первый, нужно собраться с мыслями. Предупреждаю, следующие главы будут взрывом мозга. Не прощаюсь.

Специально для DRIVE2.RU
© Lefravi 2015

Оцените статью
Добавить комментарий