23Окт

Параметры моторных масел: Моторное масло ROLF – качество без компромиссов! / Страница не найдена (ошибка 404)

Содержание

Вязкость моторного масла — значение, классы, расшифровка

Вязкость моторного масла — основная характеристика, по которой выбирают смазочную жидкость. Она может быть кинематической, динамической, условной и удельной. Однако чаще всего для выбора того или иного масла пользуются показателями кинематической и динамической вязкости. Их допустимые показатели четко указывает производитель двигателя автомобиля (зачастую допускается два или три значения). Правильный подбор вязкости обеспечивает нормальную работу двигателя с минимальными механическими потерями, надежную защиту деталей, нормальный расход топлива. Для того, чтобы подобрать оптимальную смазку, необходимо тщательно разобраться в вопросе вязкости моторного масла.

Содержание

Классификация вязкости моторных масел

Вязкость (другое название — внутреннее трение) в соответствии с официальным определением — это свойство текучих тел оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. При этом выполняется работа, которая рассеивается в виде тепла в окружающую среду.

Вязкость — величина непостоянная, и она меняется в зависимости от температуры масла, имеющихся в его составе примесей, значения ресурса (пробега мотора на данном объеме). Однако эта характеристика определяет положение смазывающей жидкости в определенный момент времени. А при выборе той или иной смазывающей жидкости для двигателя необходимо руководствоваться двумя ключевыми понятиями — динамической и кинетической вязкостью. Их еще называют низкотемпературной и высокотемпературной вязкостью соответственно.

Исторически так сложилось, что автолюбители по всему миру определяют вязкость по так называемому стандарту SAE J300. SAE — это аббревиатура названия организации Сообщества автомобильных инженеров, которое занимается стандартизацией и унификацией различных систем и понятий, используемых в автомобилестроении. А стандарт J300 характеризует динамическую и кинематическую составляющие вязкости.

В соответствии с этим стандартом существует 17 классов масел, 8 из них зимних и 9 летних. Большинство масел, используемых в странах СНГ имеют обозначение XXW-YY. Где XX — обозначение динамической (низкотемпературной) вязкости, а YY — показатель кинематической (высокотемпературной) вязкости. Буква W означает английское слово Winter — зима. В настоящее время большинство масел являются всесезонными, что и находит отражение в таком обозначении. Восемь же зимних — это 0W, 2,5W, 5W, 7,5W, 10W, 15W, 20W, 25W, девять летних — 2, 5, 7,10, 20, 30, 40, 50, 60).

В соответствии со стандартом SAE J300 моторное масло должно соответствовать следующим требованиям:

  • Прокачиваемость. Особенно это актуально для работы двигателяпри низких температурах. Насос должен без проблем качать масло по системе, а каналы не забиваться загустевшей смазывающей жидкостью.
  • Работа при высоких температурах. Тут обратная ситуация, когда смазывающая жидкость не должно испаряться, угорать, и надежно защищать стенки деталей за счет образования на них надежной защитной масляной пленки.
  • Защита двигателя от износа и перегрева. Это касается работы во всех температурных диапазонах. Масло должно обеспечивать защиту от перегрева двигателя и механического износа поверхностей деталей во время всего эксплуатационного периода.
  • Удаление продуктов сгорания топлива из блока цилиндров.
  • Обеспечение минимальной силы трения между отдельными парами в двигателе.
  • Уплотнение зазоров между деталями цилиндро-поршневой группы.
  • Отведение тепла от трущихся поверхностей деталей двигателя.

На перечисленные свойства моторного масла динамическая и кинематическая вязкости влияют каждая по своему.

Динамическая вязкость

В соответствии с официальным определением, динамическая вязкость (она же абсолютная) характеризует силу сопротивления маслянистой жидкости, которая возникает во время движения двух слоев масла, удаленных на расстояние один сантиметр, и движущихся со скоростью 1 см/с. Единица ее измерения — Па•с (мПа•с). Имеет обозначение в английской аббревиатуре CCS. Тестирование отдельных образцов выполняется на специальном оборудовании — вискозиметре.

В соответствии со стандартом SAE J300 динамическая вязкость всесезонных (и зимних) моторных масел определяется так (по сути, температура проворачиваемости):

  • 0W — используется при температуре до -35°С;
  • 5W — используется при температуре до -30°С;
  • 10W — используется при температуре до -25°С;
  • 15W — используется при температуре до -20°С;
  • 20W — используется при температуре до -15°С.

Также стоит отличать температуру застывания и температуру прокачиваемости. В обозначении вязкости речь идет именно о прокачиваемости, то есть, состоянии. когда масло может беспрепятственно распространиться по масляной системе в допустимых температурных рамках. А температура его полного застывания обычно на несколько градусов ниже (на 5…10 градусов).

Как вы можете видеть, для большинства регионов Российской Федерации масла со значением 10W и выше НЕ могут быть рекомендованы к использованию как всесезонное. Это находит прямое отражение в допусках различных автопроизводителей для машин, реализуемых на российском рынке. Оптимальными для стран СНГ будут масла с низкотемпературной характеристикой 0W или 5W.

Кинематическая вязкость

Другое ее название — высокотемпературная, с ней разбираться гораздо интереснее. Здесь, к сожалению, нет такой же четкой привязки, как у динамической, и значения имеют другой характер. Фактически эта величина показывает время, за которое некоторое количество жидкости выливается через отверстие определенного диаметра. Измеряется высокотемпературная вязкость в мм²/с (другая альтернативная единица измерения сантистокс — сСт, существует следующая зависимость — 1 сСт = 1 мм²/c = 0,000001 м²/c).

Наиболее популярные коэффициенты высокотемпературной вязкости по стандарту SAE — 20, 30, 40, 50 и 60 (перечисленные выше меньшие значения используются редко, например, их можно встретить у некоторых японских машинах, использующихся на внутреннем рынке этой страны). Если сказать в двух словах, то чем меньше этот коэффициент, тем масло жиже, и наоборот, чем выше — тем оно гуще. Лабораторные тесты проводят при трех температурах — +40°С, +100°С и +150°С. Прибор, при помощи которого проводят опыты — ротационный вискозиметр.

Три эти температуры выбраны не случайно. Они позволяют увидеть динамику изменения вязкости при различных условиях — нормальных (+40°С и +100°С) и критических (+150°С). Испытания проводятся и при других температурах (а по их результатам строятся соответствующие графики), однако эти температурные значения приняты за основные точки.

И динамическая и кинематическая вязкости напрямую зависят от плотности. Зависимость между ними следующая: динамическая вязкость является произведением кинематической вязкости на плотность масла при температуре +150 градусов по Цельсию. Это вполне соответствует законам термодинамики, ведь известно, что при повышении температуры плотность вещества уменьшается. А это значит, что при постоянной динамической вязкости кинематическая при этом будет снижаться (о чем соответствуют и ее низкие коэффициенты). И наоборот при снижении температуры кинематические коэффициенты увеличиваются.

Прежде чем перейти к описанию соответствий описанных коэффициентов, остановимся на таком понятии как High temperature/High shear viscosity (сокращенно — HT/HS). Это отношение температуры работы двигателя к высокотемпературной вязкости. Оно характеризует текучесть масла при испытуемой температуре, равной +150°С. Это значение было введено организацией API в конце 1980-х годов для лучшей характеристики выпускаемых масел.

Таблица высокотемпературной вязкости

Значение высокотемпературной вязкости по SAE J300Вязкость, мм²/с (сСт) при температуре +100°CМинимальная вязкость в отношении HT/HS, мПа•с при температуре +150°C и скорости сдвига 1 млн/с
205,6…9,32,6
309,3…12,52,9
4012,5…16,33,5 (для масел 0W-40; 5W-40;10W-40)
4012,5…16,33,7 (для масел 15W-40; 20W-40; 25W-40)
5016,3…21,93,7
6021,9…26,13,7

Обратите внимание, что в новых версиях стандарта J300 масло с вязкостью SAE 20 имеет нижнюю границу, равную 6,9 сСт. Те же смазывающие жидкости, у которых это значение ниже (SAE 8, 12, 16), выделены в отдельную группу под названием энергосберегающие масла. По классификации стандарта ACEA они имеют обозначение A1/B1 (устаревший после 2016 года) и A5/B5.

Минимальная температура холодного пуска двигателя, °СКласс вязкости по SAE J300Максимальная температура окружающей среды, °С
Ниже -350W-3025
Ниже -350W-4030
-305W-3025
-305W-4035
-2510W-3025
-2510W-4035
-2015W-4045
-1520W-4045

Индекс вязкости

Существует еще один интересный показатель — индекс вязкости. Он характеризует снижение кинематической вязкости с увеличением рабочей температуры масла. Это относительная величина, по которой можно условно судить о пригодности смазывающей жидкости работать при различных температурах. Его вычисляют эмпирически, сопоставляя свойства при разных температурных режимах. В хорошем масле этот индекс должен быть высоким, поскольку тогда его эксплуатационные характеристики мало зависят от внешних факторов. И наоборот, если индекс вязкости определенного масла маленький, то такой состав очень зависит от температуры и прочих рабочих условий.

Другими словами можно сказать, что при низком коэффициенте масло быстро разжижается. А из-за этого толщина защитной пленки становится очень маленькой, что приводит к значительному износу поверхностей деталей двигателя. А вот масла с высоким индексом способны работать в широком температурном диапазоне и полностью справляться со своими задачами.

Индекс вязкости напрямую зависит от химического состава масла. В частности, от количества в нем углеводородов и легкости используемых фракций. Соответственно, минеральные составы будут иметь самый плохой индекс вязкости, обычно он находится в диапазоне 120…140, у полусинтетических смазывающих жидкостей аналогичное значение будет 130…150, а “синтетика” может похвастаться самыми лучшими показателями — 140…170 (иногда даже до 180).

Высокий индекс вязкости синтетических масел (в отличие от минеральных при их одинаковой вязкости по SAE) позволяет использовать такие составы в широком температурном диапазоне.

Можно ли смешивать масла разной вязкости

Довольно распространенной бывает ситуация, когда автовладельцу по какой-либо причине нужно долить в картер двигателя иное масло, чем то, которое уже находится там, особенно при условии, что они имеют разные вязкости. Можно ли так делать? Ответим сразу — да, можно, однако с определенными оговорками.

Основное, о чем стоит сказать сразу — все современные моторные масла можно смешивать между собой (разной вязкости, синтетику, полусинтетику и минералку). Это не вызовет никаких негативных химических реакций в картере двигателя, не приведет к образованию осадка, вспениваемости или другим негативным последствиям.

Падение плотности и вязкости при повышении температуры

Доказать это очень легко. Как известно, все масла имеют определенную стандартизацию по API (американский стандарт) и ACEA (европейский стандарт). В одних и других документах четко прописаны требования безопасности, в соответствии с которыми допускается любое смешивание масел таким образом, чтобы это не вызывало каких-либо разрушительных последствий для двигателя машины. А поскольку смазывающий жидкости соответствуют этим стандартам (в данном случае не важно, какому именно классу), то и требование это соблюдается.

Другой вопрос — стоит ли смешивать масла, тем более разной вязкости? Делать такую процедуру допускается лишь в крайнем случае, например, если в данный момент (в гараже или на трассе) у вас нет подходящего (идентичного тому, что находится в данный момент в картере) масла. В этом экстренном случае можно долить смазывающую жидкость до нужного уровня. Однако дальнейшая эксплуатация зависит от разницы старого и нового масел.

Так, если вязкости очень близки, например, 5W-30 и 5W-40 (а тем более производитель и их класс одинаковы), то с такой смесью вполне можно ездить и дальше до очередной смены масла по регламенту. Аналогично допускается смешивать и соседние по значению динамической вязкости (например, 5W-40 и 10W-40. В результате вы получите некое среднее значение, которое зависит от пропорций того и другого состава (в последнем случае получится некий состав с условной динамической вязкостью 7,5W-40 при условии смешивания их одинаковых объемов).

Также допускается к длительной эксплуатации смесь близких по значению вязкости масел, которые однако относятся к соседним классам. В частности, допускается смешивать полусинтетику и синтетику, или минералку и полусинтетику. На таких составах можно ездить длительное время (хотя и нежелательно). А вот смешивать минеральное масло и синтетическое, хотя и можно, но лучше доехать на нем лишь до ближайшего автосервиса, и там уже выполнить полную замену масла.

Что касается производителей, то тут аналогичная ситуация. Когда у вас есть масла разной вязкости, но от одного производителя — смешивайте смело. Если же к хорошему и проверенному маслу (в котором вы уверены, что это не подделка) от известного мирового производителя (например, таких как SHELL или MOBIL) добавляете похожее как по вязкости, так и по качеству (в том числе стандартам API и ACEA), то в таком случае на машине тоже можно ездить еще длительное время.

Также обратите внимание на допуски автопроизводителей. Для некоторых моделей машин их производитель прямо указывает, что используемое масло должно обязательно соответствовать допуску. В случае, если добавляемая смазывающая жидкость не имеет такого допуска, то длительное время на такой смеси ездить нельзя. Нужно как можно быстрее выполнить замену, и залить смазку с необходимым допуском.

Иногда возникают ситуации, когда смазывающую жидкость нужно залить в дороге, и вы подъезжаете к ближайшему автомагазину. Но в его ассортименте нет такой смазывающей жидкости, как и в картере вашего авто. Что делать в таком случае? Ответ простой — залить аналогичное или лучше. Например, вы пользуете полусинтетикой 5W-40. В этом случае желательно подобрать 5W-30. Однако тут нужно руководствоваться теми же соображениями, которые были приведены выше. То есть, масла не должны сильно отличаться друг от друга по характеристикам. В противном случае полученную смесь нужно как можно быстрее заменить на новый подходящий для данного двигателя смазывающий состав.

Вязкость и базовое масло

Многих автолюбителей интересует вопрос о том, какую вязкость имеет синтетическое, полусинтетическое и полностью минеральное масло. Он возникает потому что существует распространенное заблуждение, что у синтетического средства якобы вязкость лучше и именно поэтому «синтетика» лучше подходит для двигателя автомобиля. И напротив, якобы минеральные масла обладают плохой вязкостью.

На самом деле это не совсем так. Дело в том, что обычно минеральное масло само по себе гораздо гуще, поэтому на полках магазинов такая смазывающая жидкость зачастую встречается с показаниями вязкости такими как 10W-40, 15W-40 и так далее. То есть, маловязких минеральных масел практически не бывает. Другое дело синтетика и полусинтетика. Использование в их составах современных химических присадок позволяет добиться снижения вязкости, именно поэтому масла, например, с популярной вязкостью 5W-30 могут быть как синтетическими, так и полусинтетическими. Соответственно, при выборе масла нужно обращать внимание не только на значение вязкости, но и на тип масла.

Базовое масло

Качество конечного продукта во многом зависит от базы. Моторные масла не исключение. При производстве масел для двигателя автомобиля используют 5 групп базовых масел. Каждое из них отличается способом добывания, качеством и характеристиками
Подробнее

 

У различных производителей в ассортименте можно найти самые разные смазывающие жидкости, относящиеся к разным классам, однако имеющие одинаковую вязкость. Поэтому при покупке той или иной смазывающей жидкости выбор его вида — это отдельный вопрос, который нужно рассматривать, исходя из состояния двигателя, марки и класса машины, стоимости непосредственно масла и так далее. Что касается приведенных выше значений динамической и кинематической вязкости, то они имеют одинаковое обозначение по стандарту SAE. Но вот стабильность и долговечность защитной пленки у разных типов масел будут другими.

Выбор масла

Подбор смазывающей жидкости для конкретного двигателя машины — процесс достаточно трудоемкий, поскольку нужно проанализировать много информации для принятия правильного решения. В частности, кроме непосредственно вязкости желательно поинтересоваться физическими характеристиками моторного масла, его классами по стандартам API и ACEA, тип (синтетика, полусинтетика, минералка), конструкцию двигателя и много чего еще.

Какое масло лучше заливать в двигатель

Выбор моторного масла дол основывается на вязкости, спецификации API, АСЕА, допусках и тех важных параметрах, на которые вы никогда не обращаете внимание. Подбирать нужно по 4 основным параметрам.
Подробнее

 

Что касается первого шага — выбора вязкости нового моторного масла, то стоит отметить, что изначально нужно исходить из требований завода-изготовителя двигателя. Не масла, а двигателя! Как правило, в мануале (технической документации) имеется конкретная информация о том, смазывающие жидкости какой вязкости допускается использовать в силовом агрегате. Зачастую допускается применять два или три значения вязкости (например, 5W-30 и 5W-40).

Обратите внимание, что толщина образуемой защитной масляной пленки не зависит от ее прочности. Так, минеральная пленка выдерживает нагрузку около 900 кг на квадратный сантиметр, а такая же пленка, образованная современными синтетическими маслами на основе эстеров уже выдерживает нагрузку 2200 кг на квадратный сантиметр. И это при одинаковой вязкости масел.

Что будет, если неправильно подобрать вязкость

В продолжение предыдущей темы перечислим возможные неприятности, которые могут возникнуть в случае, если будет выбрано масло в неподходящей для данного вязкостью. Так, если оно слишком густое:

  • Рабочая температура двигателя будет повышаться, поскольку тепловая энергия будет отводиться хуже. Однако при езде на невысоких оборотах и/или в холодную погоду это можно не считать критическим явлением.
  • При езде на высоких оборотах и/или при высокой нагрузке на двигатель температура может значительно возрасти, из-за чего возникнет значительный износ как отдельных частей, так и двигателя в целом.
  • Высокая температура двигателя приводит к ускоренному окислению масла, из-за чего оно быстрее изнашивается и теряет свои эксплуатационные свойства.

Однако если залить в двигатель очень жидкое масло, то также могут возникнуть проблемы. Среди них:

  • Масляная защитная пленка на поверхности деталей будет очень тонкой. Это значит, что детали не получают должную защиту от механического износа и воздействия высоких температур. Из-за этого детали быстрее изнашиваются.
  • Большое количество смазочной жидкости обычно уходит в угар. То есть, будет иметь место большой расход масла.
  • Возникает риск появления так называемого клина мотора, то есть, его выхода его из строя. А это очень опасно, поскольку грозит сложными и дорогостоящими ремонтами.

Поэтому, чтобы избежать подобных неприятностей старайтесь подбирать масло той вязкости, которую допускает производитель двигателя машины. Этим вы не только продлите срок его эксплуатации, но и обеспечите нормальный режим его работы в разных режимах.

Заключение

Всегда придерживайтесь рекомендаций автопроизводителя и заливайте смазочную жидкость с теми значениями динамической и кинематической вязкости, которая прямо им указана. Незначительные отклонения допускаются лишь в редких и/или аварийных случаях. Ну а выбор того или иного масла нужно проводить

по нескольким параметрам, а не только по вязкости.

Спрашивайте в комментариях. Ответим обязательно!

Классы вязкости моторного масла

Вязкость — это мера текучести масла. Это один из самых важных аспектов при выборе моторного масла. Верно подобранная вязкость моторного масла обеспечит покрытие всех деталей двигателя тонкой пленкой смазки, которая распространится по всем узлам, особенно это важно при холодном пуске. В тоже время слой смазки должен быть достаточно толстым для надежной защиты двигателя при уже рабочей температуре.

Существуют узкоспециализированные и универсальные масла. У узкоспециализированных смазывающих жидкостей есть ограничения по температуре окружающей среды, также они недостаточно вязкие для защиты мотора при морозах. Универсальное масло, используется в широком интервале температур. Такие масла очень популярны, так как они обеспечивают легкий старт и перекачку при низких температурах. При этом универсальные масла остаются довольно густыми при высоких температурах, гарантируя эффективную смазку.

Классы вязкости моторного масла

Скорее всего вы видели обозначения вязкости на этикетке, обычно они выглядят так: 5W-30 (это обозначение всесезонного масла, которое предпочитают большинство автомобилистов). Эти значения расшифровываются так:

5W значит, что запуск холодного мотора приемлем при температуре -35С. Буква “W” значит “зимнее”, она указывает на то, что масло подходит для использования при морозах. Что бы получить это значение нужно от цифры перед буквой W отнять 40, получится крайне допустимое значение температуры воздуха для этого масла, при которой оно нормально распределиться по узлам двигателя и не оставит несмазанных деталей. Но, не стоит забывать, что это усреднённый параметр. При уменьшении температуры масло густеет, автомобиль тяжелее запускается при холодном старте. Поэтому при выборе вязкости придерживайтесь рекомендаций производителя. Этот показатель больше ни на что не влияет и не имеет отношения к работе прогретого автомобиля.

Второе число в этой маркировке означает высокотемпературную вязкость (в нашем случае это 30). Это собирательный показатель, демонстрирующий низкую и повышенную вязкость масла в рабочей температуре 100-150С. Чем больше это число, тем соответственно выше вязкость масла при высоких температурах. Какое значение лучше всего подойдет вашему автомобилю можно узнать только из рекомендаций производителя.

Как правильно подобрать вязкость масла?

Некоторые водители ошибочно полагают, что чем выше вязкость, тем это лучше сказывается на автомобиле. Мы даже слышали, про случаи, когда водители заливали в мотор своих авто масло, предназначенное для спортивных автомобилей, ссылаясь на то, что так мотор станет мощнее. Но нет, от таких манипуляций в лучшем случае двигатель наоборот станет менее мощным, а в худшем – сломается.

Никогда не пренебрегайте рекомендациями производителя и не используйте моторное масло, вязкость которого не указана в сервисной книжке. Завод изготовитель вашего автомобиля учел все возможные режимы езды на вашем двигателе и прописал в рекомендациях именно те параметры вязкости, которые являются наилучшими для вашего мотора.

Марка моторных масел Valvoline – это огромный выбор продукции, среди которых вы точно подберете то масло, что подойдет вашему автомобилю лучше всего. Их характеристики превосходят последние спецификации всей автомобильной отрасли. Масла Valvoline обеспечивают высокую эффективность, защищают и заботятся о вашем автомобиле.

Важные параметры моторных масел, которые часто игнорируют

Важные параметры моторных масел, которые часто игнорируют

По словам специалистов маркетплейса Avto.pro, чаще всего при выборе моторных масел водители руководствуются исключительно их вязкостью и наличием допусков. Как правило, этого достаточно для выбора подходящей автохимией. Однако даже правильно выбранное моторное масло может давать большой расход на угар, провоцировать стук гидрокомпенсаторов и т.п. Предлагаем узнать больше о важных параметрах масел.

Что пишут на наклейке

Информация на наклейках тар с моторным маслами, а также специальная документация сильно упрощают подбор автохимии. Часть приводимой информации не будет полезна водителю, но вот отдельным параметрам масел стоит уделить внимание. А именно:

  • Индекс вязкости;
  • HTHS;
  • SAPS.

Индекс вязкости является безразмерным параметром. Чем он выше, тем ниже влияние температуры на вязкость моторного масла. Индекс вязкости современной синтетики и гидрокрекинга выше аналогичного параметра у «минералки». А вот параметр HTHS указывает на динамическую вязкость масла. Малый параметр свидетельствует о том, что с таким маслом потери на трение будут небольшими. Энергосберегающее масло при этом формирует непрочную масляную пленку. У наиболее популярных масел HTHS выше 3,5, но ниже 3,7 мПа.

Параметр SAPS указывает на содержание фосфора, серы и сульфатной золы в моторных маслах. Low SAPS указывает на низкозольное масло, Mod SAPS на среднезольное и Full SAPS, соответственно, на полнозольную смазку. Отметим, что категории Low и Mid SAPS обычно объединяют в одну и обозначают как Low. Полнозольные масла имеют хорошие моющие свойства и эффективно удаляют отложения из двигателя.

Ресурс моторных масел

Как отмечают специалисты, несмотря на сильную схожесть составов масел одинаковых типов – сказываются требования международных стандартов – их реальный пробег может сильно отличаться. Принятая норма: 8-9 тыс. км. В случае бюджетных масел это около 6-7 тыс. км. Отметим, что такой километраж соответствует пробегу в тяжелых условиях. На необходимость замены смазки указывает:

  • Низкий уровень масла в системе;
  • Превышение указанных километражей;
  • Изменение цвета и запаха масла на щупе.

Масла с припиской Long Life на таре имеют больший эксплуатационный ресурс. Если состояние двигателя близко к идеалу и водитель заливает в бак только качественное топлива, такие моторные масла могут пройти свыше 15-20 тыс. км. Эксперты советуют прислушиваться к работе мотора и менять смазку в случаях, когда при использовании «живучего» масла меняется характер работы силовой установки.

Основные параметры моторного масла в эксплуатации, свидетельствующие о необходимости его замены

В испытательном центре УРЦ «Тэ и Д» есть возможность проанализировать моторное масло, находящееся в эксплуатации, и сделать вывод о необходимости его замены по следующим показателям:

Металлы износа и элементы присадок.

Спектральные методы элементного анализа дают информацию о содержании элементов, которая позволяет судить об интенсивности образования продуктов износа, попадании в масло загрязнений  или истощении определенных присадок. Рост или снижение концентраций определенных элементов, относительного нового масла, либо норм, установленных производителем эксплуатируемого оборудования, либо исходя из экспертного опыта, позволяет делать вывод о необходимости замены масла, а также указывать на возможные причины и проблемы, связанные с работой оборудования.

Несколько примеров из заключений протоколов испытаний:

— анализ пробы показал, что имеет место износ делай содержащих железо, алюминий, олово (коленвал, распредвалы, блок цилиндров, клапаны, поршни, коренные и шатунные вкладыши). Рекомендации — заменить масло.

— в масле присутствует Si (пыль). Рекомендации — устранить негерметичность системы питания двигателя воздухом. Заменить масло.

Вязкость.

Вязкость влияет на работу оборудования, потери на трение и толщину масляной пленки, поэтому её измерение и отслеживание изменений играют важную роль в анализе работающего масла. Многие неполадки проявляются через изменение вязкости масла, поэтому оно может оказаться первым признаком гораздо более серьёзной проблемы. Анализируя вязкость работающих моторных масел, эксперты ориентируются на значения кинематической вязкости при 100 градусах Цельсия (рабочая температура масла) и соответствие этого значения классу вязкости по SAE J300. Пониженное значение может свидетельствовать о разжижении масла топливом, разложении базы масла, загрязнение масла растворителями и т. д. Повышенное значение — окисление масла, перегрев, загрязнение сажей и пр. Так или иначе при выявлении несоответствия масла по вязкости определенному классу, в протоколе испытаний в заключении будут отражены возможные причины, а также необходимые рекомендации.

Щелочное число. (TBN)

Мера запаса щелочности моторного масла, характеризующая способность нейтрализовать кислоты, образующиеся при сгорании топлива и попадающие в картер двигателя при прорыве продуктов сгорания. При «старении» масла запас щелочности исчерпывается из-за естественного расхода, и масло становится коррозионно активным. При оценке этого показателя пользуются различными критериями. Общее правило: щелочное число должно превышать кислотное число моторного масла. Некоторые производители указывают свои критерии отбраковки масла по щелочному числу. Например компания «CAT» рекомендует заменить масло при снижении щелочного числа на 50% относительно значения нового масла; в каталоге продукции «PETRO-CANADA» недопустимое значение щелочного числа оценивается как изменение TBN более чем на 3-4 единицы.

Подводя итог вышесказанному, отметим следующее: для оценки пригодности моторного масла, находящегося в эксплуатации необходима его экспертная оценка, основанная на проведении исследований, включающая в себя:

— сравнение измеренных параметров масла со значениями нового масла;

— выводы о работе оборудования исходя из рекомендаций производителя

— выводы о работе оборудования исходя из экспертного опыта.

что означают цифры (расшифровка) и как выбрать масло по вязкости?

Что такое вязкость масла? Это один из ключевых показателей качества, общий для всех типов масел. Он отвечает за густоту масла и может существенно изменяться, в зависимости от температуры. Поэтому очень важно, чтобы масло имело достаточную вязкость, позволяющую обеспечивать смазку трущихся деталей и механизмов в широком диапазоне температур.

В этой статье мы простым и понятным языком объясним, что такое вязкость масла, как она изменяется в зависимости от температуры, на какие параметры она влияет, и что означают цифры в обозначении вязкости масла по SAE.

Что означают цифры в обозначении вязкости масла (расшифровка)

Вязкость масла – это тот параметр, который на упаковке обозначают буквами SAE. Давно прошли те времена, когда по вязкости можно было определить его вид: минеральное, полусинтетическое или синтетическое моторное масло. Автомобилисты со стажем, наверняка, ещё помнят, когда на рынке спрашивали масло SAE. Тогда было все легко и просто: 15w-40 – минералка, 10w-40 – полусинтетика, а 5w-40 – синтетика.

Сегодня все по другому. Можно запросто найти полусинтетику 15w-40 или синтетику 10w-40, особенно в грузовом сегменте. Что же означают все эти цифры и буквы? Давайте разбираться по порядку.

По классификации SAE масла принято делить на зимние (с индексом “w”), летние и всесезонные. Стандартные параметры вязкости для зимних и летних масел обозначаются следующим образом:

  • Зимние масла: SAE 0w, 5w, 10w, 15w, 20w;
  • Летние масла: SAE 30, 40, 50.

Всесезонные масла имеют смешенную спецификацию, то есть сочетают в себе одновременно и зимний, и летний параметр вязкости, разделенный в обозначении знаком тире: SAE 0w-30, 0w-40, 5w-30, 5w-40, 5w-50, 10w-30, 10w-40, 15w-40, 20w-50.

Как вы, наверное, уже догадались, практически все масла, представленные на сегодняшний день в продаже, являются всесезонными и имеют смешанную спецификацию.

Вот мы и добрались непосредственно к расшифровке того, что означают цифры вязкости масла. В обозначении вязкости по SAE цифры означают следующее:

  1. Первая цифра (зимний параметр), например, 0w – указывает на минимальную температуру безопасного холодного пуска. Это означает, что чем меньше первая цифра, тем на более низкую температуру рассчитано масло.
  2. Вторая цифра (летний параметр) указывает на возможность применения масла в определенных температурных условиях.

Бытует миф, что цифры летнего параметра вязкости масла – означают температуру максимально допустимой окружающей среды, при которой возможна эксплуатация автомобиля. Например, масло с вязкостью 5w-30 рассчитано на температуру +30 °С. Это не правда! Никакого отношения эти цифры к температуре окружающей среды не имеют. Запомните, летний параметр – это цифры условные и они никакого отношение к окружающей среде не имеют.

Таблицу с диапазонами применяемости масел по SAE в зависимости от температур смотрите ниже.

Зависимость вязкости масла от температур

Как ни странно, но от вязкости зависит не только возможность применения масла в определенном диапазоне температур, но и срок его службы, а соответственно, и периодичность замены. С чем это связано? Читайте дальше.

Необходимую вязкость маслу обеспечивают вязкостные присадки. Они представляют собой длинные синтетические цепочки, которые имеют разное поверхностное натяжения с двух сторон. Чем ниже температура, тем они больше сворачиваются в «клубочек» и обеспечивают необходимую текучесть масла при минусовых температурах.

В описаниях к моторным маслам часто пишут: «Обеспечивает еще более легкий запуск двигателя при низких температурах». Это и есть та самая способность вязкостных присадок сворачиваться в «клубочек».

А как изменяется вязкость масла при повышении температуры? В таком случае «клубочки» вязкостных присадок наоборот разворачиваются в цепочки и, произвольно ориентируясь во всем объеме масла, обеспечивают высокую вязкость при высоких температурах.

Длина цепочек вязкостных присадок зависит от вязкости масла: чем больше диапазон между зимним и летним параметром, тем цепочка длиннее. Причем, если сравнивать длину цепочки масла 5w-30 и 5w-40, то она будет длиннее в разы (не на проценты, а в разы).

Чем длиннее цепочка, тем на меньшее количество сворачиваний и разворачиваний она рассчитана. После определенного количества повторений эти цепочки начинают разрушаться, масло теряет свою вязкость и требует замены. Вот именно от длины этой цепочки в основном и зависит интервал замены масла.

Безусловно, на периодичность замены масла большое влияние оказывают и другие пакеты присадок. Но речь об этом пойдет в другой раз, а сейчас мы это рассматривать не будем.

Запомните главное: чем больше диапазон между зимним и летним параметрами вязкости масла, тем меньше интервал его замены. И наоборот.

Приведем один показательный пример. Ещё недавно в некоторых дилерских центрах во время гарантийного сервисного обслуживания в автомобили заливали масло 5w-50 на 15000 км пробега, мотивируя тем, что это классное современное масло, созданное для спортивных режимов.

Да, это действительно классное современное масло, и создано оно специально для спортивных режимов. Но оно не рассчитано на 15000 км. Его нужно менять через пять, ну максимум – через шесть тысяч пробега, потому что вязкостная цепочка у него длинная, и она начнет разрушаться как раз через эти 5-6 тысяч км. Имейте это в виду.

На всякий случай, даем ссылку на нашу инструкцию по замене масла в двигателе.

Как выбрать моторное масло по вязкости

На страницах этого сайта мы уже поднимали вопрос о том, какое масло лучше заливать в двигатель. Но там речь шла о технологии (синтетика, полусинтетика, минералка). А сейчас мы подробней остановимся на выборе масла из соображений его вязкости.

Самая правдивая информация о вашем автомобиле находится в сервисной книжке. Какой вязкости масло там указано, такое и нужно применять. Причем от первой замены и до последней.

Бытует мнение, что чем старше автомобиль, тем гуще моторное масло в него нужно заливать. Это не совсем правда. Вернее, правда, но не для всех.

Во-первых, есть целый ряд двигателей (например, 16-ти клапанный Ford Zetec), в которые можно заливать масло только с вязкостью 5W-30. Так вот, в такие двигатели даже масло с вязкостью 5W-40 можно использовать только для доливки.

Это обусловлено конструктивными особенностями таких двигателей, которые имеют длинные и тонкие каналы смазки. Масляному насосу сложнее продавить густое масло по таким каналам, и мотор может работать в условиях масляного голодания (особенно зимой и при запуске). А это ведет к повышенному износу трущихся деталей и снижению моторесурса.

Во-вторых, у многих автомобилей в сервисной книжке указаны две вязкости. Вот из них и выбирайте. Сознательно идти на загущение масла можно только после проверки состояния двигателя и консультации с мотористом. Как правило, это случаи, когда двигатель требует ремонта, а вы в силу ряда причин не готовы его ремонтировать. В таком случае можно продлить «агонию» мотора, перейдя на более вязкие масла.

В остальных случаях, если двигатель в порядке и все системы, связанные с ним, в порядке – заливайте масло с характеристиками, рекомендованными заводом-изготовителем автомобиля, и ваш «железный конь» будет жить долго и счастливо.

Видео: как выбрать вязкость моторного масла?

Индекс вязкости моторного масла. Классификация SAE 5w30 и 5w40 | SUPROTEC

Зависимость вязкости масла от температуры называется вязкостно-температурной характеристикой (ВТХ) масла.

Современные двигатели — это чрезвычайно сложные механизмы, состоящие из различных агрегатов и узлов, которые в разной степени подвергаются действию агрессивных продуктов сгорания нефтепродуктов, топлива, высоких температур, скоростей, давлений и т. д. В двигателе внутреннего сгорания не один десяток поверхностей трения нуждается в смазочном масле, роль и требования к качеству которого возрастают по мере совершенствования конструкций.

За последние годы значительно изменились параметры современных двигателей. Так, на 45 % увеличилась литровая мощность, примерно на 18—20 % повысились скорость и среднее эффективное давление, причем эти изменения произошли при уменьшении литрового веса (32-35 %). Предусмотрено дальнейшее повышение литровой мощности и снижение металлоемкости. Повышение экономичности и эффективности, снижение затрат металла на единицу мощности возможны только за счет дальнейшего форсирования двигателей, т. е. еще будут увеличены среднее эффективное давление, степень сжатия, частота вращения, предполагается более широко использовать наддув. Все это повышает теплонапряженность деталей двигателя и ужесточает требования к качеству моторных масел.

Мы живем в России, в которой раз от раза бывает зима. В течение года температура за бортом может меняться от плюс сорока летом до минус сорока зимой, а ездить все равно надо. Здесь нужно вспомнить, что моторное масло имеет одну неприятную особенность — его вязкость сильно зависит от температуры, причем очень сильно (читать подробнее о моторных маслах «Супротек»…). При отрицательных температурах кинематическая вязкость моторного масла может составлять тысячи сантистоксов (единица измерения вязкости, мм2/с), а в зоне рабочих температур она снижается до единиц этих же сантистоксов. Это огромный разброс. Для одного и того же моторного масла вязкость может отличаться в тысячу раз! Лучшее решения для верного выбора автомобильного масла — консультация со специалистом у дилера. Но немного понимать вопрос необходимо и самому.

Вязкость моторного масла

Вязкость моторного масла зависит от температуры и называется вязкостно-температурной характеристикой (ВТХ) масла. Это его важнейший параметр. Для того, чтобы описать вязкостно-температурную характеристику масла, его производители в техническом описании продукта дают две вязкости: при 40 С и при 100 С, а также указывают еще один параметр, смысл которого понимают не все – индекс вязкости. Что же это такое?

Что такое индекс вязкости?

Индекс вязкости – эмпирическое число, которое указывает на степень изменения вязкости масла при изменении температуры. Масла с высоким индексом вязкости проявляют меньшую зависимость вязкости от температуры, чем масла с низким индексом вязкости. Для повышения индекса вязкости проводят глубокую гидроочистку базовых масел или используют вязкостные присадки (маслорастворимые полимеры) или синтетические (полимерные) масла.

Индекс вязкости это расчетная величина, характеризующая вид зависимости кинематической вязкости масла от температуры. Как рассчитывают вязкость моторного масла? При расчете берутся два эталонных автомобильных масла ГОСТ, у которых при 100 С вязкость будет одинаковой, но одно очень сильно густеет при понижении температуры, а вязкость второго от температуры зависит слабо. Индекс вязкости первого эталона принимается равным нулю, второго – ста. Вязкостно-температурная характеристика испытуемого масла сравнивается с эталонными и по специальной формуле определяется его индекс вязкости. Чем он выше, тем лучше.

Вязкостно-температурная характеристика зависит от углеводородного состава базового масла, состава и процента добавки загущающих полимерных присадок. У базовых масел на основе парафиновых углеводородов индекс вязкости достаточно высокий, около 100. У масел на основе ароматических углеводородов существенно более низкий, около 30-40. У синтетических компонентов, например, полиальфаолефинов (ПАО) выше 150.

Вязкостно-температурная характеристика базового масла для двигателя определяет индекс вязкости и конечного продукта. У сезонных «минералок» индекс вязкости самый низкий: 80-90. У всесезонных загущенных «минералок» он повышается до 90-110. Высоко ценятся улучшенные «минералки» с частичным содержанием синтетических компонентов, в том числе гидрокрекингового происхождения, имеют вязкостно-температурную характеристику с индексом порядка 120-140.

А так называемые «полные синтетики» могут похвастаться индексом вязкости, доходящим до 170-180.

Величина этого параметра связана с первой цифрой спецификации масел по SAE (которая указывается перед W: 0W, 5W и т.д.). Чем она ниже, тем в соответствующем классе масел должен быть выше индекс вязкости.

Таблица значений вязкости моторного масла по классификации SAE

Автомобильные масла — классификация SAE J-300 DEC99

Класс по SAE Вязкость низкотемпературная Вязкость высокотемпературная
Проворачивание Прокачиваемость Вязкость, мм2/с при t=100°C Min вязкость, мПа⋅с, при t=150°C и скорости сдвига 106 с-1
Max вязкость, мПа⋅с, при температуре, °C Min Max
0 W 6200 при -35°C 60000 при -40°C 3,8
5 W 6600 при -30°C 60000 при -35°C 3,8
10 W 7000 при -25°C 60000 при -30°C 4,1
15 W 7000 при -20°C 60000 при -25°C 5,6
20 W 9500 при — 15°C 60000 при -20°C 5,6
25 W 13000 при -10°C 60000 при -15°C 9,3
20 5,6 <9,3 2,6
30 9,3 <12,6 2,9
40 12,6 <16,3 2,9 (0W-40; 5W-40; 10W-40)
40 12,6 <16,3 3,7 (15W-40; 20W-40; 25W-40)
50 16,3 <21,9 3,7
60 21,9 26,1 3,7

Значение индекса вязкости в летний и зимний сезон

Понятно, что чем выше индекс вязкости масла, тем проще запустить двигатель холодной зимней ночью. Именно поэтому для зимней эксплуатации «синтетика» подходит лучше. Как показывает практика, есть и определенная связь между износом пар трения двигателя и индексом вязкости. Это, в первую очередь, связано с пусковым износом. Известно, что значительная доля изнашивания пар трения двигателя «сидит» в зоне холодного пуска двигателя.

Пока загустевшее на морозе масло не начнет активно прокачиваться через каналы системы смазывания, подшипники и поршневые кольца работают без смазки.

Скорость изнашивания при этом на порядок выше. И только после повышения температуры масла до такого уровня, когда оно становится текучим, пары трения перейдут в нормальный режим работы. У масел с высоким индексом вязкости такой момент настанет значительно быстрее, потому пусковая пытка пар трения будет короче и мягче.

Так выглядят вязкостно-температурные характеристики моторных масел разных видов. Черная линия – реальная «полная синтетика» с высоким содержанием ПАО, красная – типичная НС-синтетика, «гидрокрекинг» с 10% ПАО, зеленая – «полусинтетика». И все они – «сороковки» по SAE. Разница – только при пуске-прогреве, но это – важно!

Определяем качество моторного масла по индексу

Индекс вязкости очень важный параметр, по которому предварительно можно оценить качество приобретаемого моторного масла. Не ленитесь обращать на него внимание! Если увидели в описании якобы «полной синтетики» величину индекса вязкости порядка 140, знайте, в нем процентов 70-80 обычного гидрокрекингового базового масла. В этом случае применимость термина «синтетика» для этой банки остается полностью на совести его производителя.

Кстати, высокий индекс вязкости для «минералки», например, выше 115, тоже подозрителен! Это относительный показатель большого процента содержания полимерных загустителей. Полимеры в масле под действием температур и давлений со временем меняют свою структуру, активно окисляются и разрушаются. Масла с их высоким содержанием будут быстро ухудшать свои смазывающие свойства в процессе работы, то есть иметь малый срок службы. Менять их придется чаще. Чаще чем вы планировали, и чаще, чем обещал вам продавец или мастер СТО.

Дата публикации: 22-03-2017 Дата обновления: 09-02-2021

Юрий Лавров (Руководитель департамента научно-технического развития) Кандидат-технических наук. Работал начальником научно-исследовательской лаборатории кафедры ДВС 12 лет ВМА им.Кузнецова. Руководитель департамента научно-технического развития

Вязкость синтетического моторного масла 🚗 Какую вязкость масла выбрать

Содержание

Двигатель современного автомобиля – это сложный механизм, который состоит из множества узлов и деталей, подвергающихся множеству негативных воздействий. Это и попадание агрессивных продуктов сгорания, и высокие температуры, и трение, и ударные нагрузки. По мере усложнения конструкции двигателя возрастают и требования к смазочному материалу – моторному маслу. Большинство автомобилистов знают, что вязкость является одним из наиболее важных параметров при выборе моторного масла, однако далеко не всем известно, что означают цифры, указанные на канистрах. В этой статье мы расскажем подробно об этой важной характеристике смазочных материалов.

За что отвечает моторное масло

Масло для силового агрегата позволяет ему сохранять свою работоспособность. На это влияет сразу несколько характеристик:

  • устойчивость к высоким температурам, благодаря которой масло не сгорает и практически не испаряется;
  • прокачиваемость, при которой жидкость не будет забивать систему при низких температурах;
  • предотвращение чрезмерного износа деталей за счет покрытия их масляной пленкой;
  • защита от перегрева в разных температурных диапазонах;
  • высокая моющая способность для удаления продуктов сгорания.

Вязкость моторного масла как основная характеристика

Пожалуй, ключевым фактором, влияющим на итоговый выбор масла, можно считать его вязкость. Этот параметр является центральным в классификации SAE, которая подразумевает маркировку продукта в соответствии с тем, как оно ведет себя при температурах 40 ˚C и 100 ˚C. Почему это важно? Потому что слишком густое масло может забивать каналы, а жидкое может недостаточно эффективно защищать двигатель.

Какой бывает вязкость

Кинематическая. Она определяет текучесть масла при стандартной рабочей, а также максимальной температуре. Испытания проводятся при температуре 40 ˚C и 100 ˚C. Единица измерения – сантистокс. Из полученных результатов рассчитывается индекс вязкости (лучше, если он превышает значение 200). Обычно достаточный индекс имеют всесезонные масла. 

Динамическая. Она определяет силу сопротивления при перемещении масла, которая не зависит от плотности. В данном случае единицей измерения вязкости является сантипуаз.

Основные параметры вязкости

Проворачиваемость. Она определяет диапазон текучести масла при низкой температуре и указывает на максимально допустимую динамическую вязкость, которая способна обеспечить правильный запуск двигателя. 
Прокачиваемость. Она характеризует индивидуальные особенности масла в процессе перемещения (прокачки). Прокачиваемость должна иметь значение на 5 ˚С ниже необходимого, чтобы масляный насос не закачивал воздух вместо слишком густой смазочной жидкости. Значение прокачиваемости не должно превышать 60000 мПа*с.

Что такое индекс вязкости

Это число, которое указывает на степень изменения вязкости при изменении температуры. Чем выше индекс, тем меньшую зависимость проявляет вязкость масла от температуры. Для повышения индекса используются вязкостные присадки и синтетические масла. 

Международный стандарт вязкости

Спецификация SAE – это стандарт, который определяет нужный уровень вязкости масла в различных температурных режимах. Они принят в большинстве стран мира. По классификации SAE J300 выделяется 11 классов вязкости моторного масла:

  • SAE 0W,
  • SAE 5W,
  • SAE 10W,
  • SAE 15W,
  • SAE 20W,
  • SAE 25W,
  • SAE 20,
  • SAE 30,
  • SAE 40,
  • SAE 50,
  • SAE 60.

В свою очередь, все масла в соответствии с классом вязкости делятся на летние, зимние и всесезонные.

Летние. Они не имеют обозначения буквой W и имеют наибольшую вязкость. Это обеспечивает качественную смазку деталей мотора при высокой температуре. Использовать такие масла при низкой температуре нельзя – они становятся слишком плотными и затрудняют работу двигателя. К летним относятся масла со следующим показателем вязкости SAE: 

Зимние. Обозначены буквой W (winter) и являются менее вязкими. Это обеспечивает отсутствие проблем при холодном пуске двигателя. Однако их повышенная текучесть при высокой температуре не позволяет использовать такие масла в теплое время года – они не обеспечивают двигатель должной защитой. К зимним относятся масла следующих видов:

  • SAE 0W,
  • SAE 5W,
  • SAE 10W,
  • SAE 15W,
  • SAE 20W.

Всесезонные. Благодаря специальным присадкам они сочетают в себе характеристики зимних и летних. Это:

  • SAE 0W-30,
  • SAE 0W-40,
  • SAE 5W-30,
  • SAE 5W-40,
  • SAE 10W-30,
  • SAE 10W-40,
  • SAE 15W-40,
  • SAE 20W-40.

Как выбрать масло по вязкости

Чтобы подобрать подходящее по вязкости синтетическое мотороное масло, в первую очередь нужно опираться на следующие показатели:

  • в каком климате используется автомобиль;
  • как долго эксплуатируется двигатель.

Так, для регионов с высокой температурой воздуха стоит выбирать масла, имеющие более высокий показатель вязкости (цифра, находящаяся перед W,). Для нового двигателя нужно масло с меньшей вязкостью, а для мотора, который уже долго эксплуатируется, – с большей. 

Диапазон вязкости

Любое масло имеет показатели вязкости при низких и при высоких температурах. Чем выше цифра, стоящая перед W, тем меньше рабочий диапазон на низких температурах. Число после W обозначает высокотемпературную вязкость: чем она больше, тем выше вязкость масла при высоких температурах. Приведем рекомендуемые диапазоны работы смазочных жидкостей с разными показателями вязкости.

  • 5W-30 – от -25 ˚С и до +20 ˚С;
  • 5W-40 – от -25 ˚С и до +35 ˚С;
  • 10W-30 – от -20 ˚С и до +30 ˚С;
  • 10W-40 – от -20 ˚С и до +35 ˚С;
  • 15W-30 – от -15 ˚С и до +35 ˚С;
  • 15W-40 – от -15 ˚С и до +45 ˚С;
  • 20W-40 – от -10 ˚С и до +45 ˚С;
  • 20W-50 – от -10 ˚С до +45 ˚С и более.

Можно ли смешивать моторные масла с разной вязкостью

Моторные масла разных классов могут иметь существенные отличия по характеристикам и составу, а каждый производитель автомобилей выдвигает свои требования к использованию того или иного класса моторного масла в зависимости от технических особенностей транспортного средства. Поэтому смешивание смазочных жидкостей разной вязкости допустимо только в экстренных ситуациях и только в том случае, если свойства изделий отличаются незначительно. Например, в двигатель, где использовалось масло 5W-40, можно долить жидкость 5W-30. Но смешивать зимние и летние составы, вязкость которых кардинально отличается, однозначно не следует. Также не стоит смешивать масла с синтетическим, полусинтетическим и минеральным составом.

Актуальные продукты

TAKAYAMA SAE 10W-40 API SL/CF – продукт с добавлением высококачественных и высокоэффективных присадок. Отличается высокой устойчивостью к окислительным процессам.
TAKAYAMA SAE 5W-40 API SN/CF – всесезонное моторное масло на синтетической основе. Подходит для бензиновых силовых агрегатов, в том числе турбированных, которые предназначаются для легковых автомобилей.

Оценка износа масла в бензиновом двигателе по параметрам окисления и нитрования с помощью недорогого ИК-датчика

Для того чтобы двигатель внутреннего сгорания поддерживал высокие уровни производительности и при этом оставался долговечным, большое значение имеет используемое моторное масло. Тем не менее, деградация масла значительно ускоряется, если двигатель эксплуатируется в тяжелых условиях, таких как очень высокие температуры, пуск двигателя в холодную погоду или высокое давление [1]. Для достижения различных функций моторного масла параметры износа моторного масла претерпевают множественные изменения.Поскольку эти параметры износа изменяются, они влияют на качество моторного масла. В результате, как только эти параметры достигают определенного значения, масло нельзя использовать в двигателе, не влияя на производительность и работу двигателя. В целях продления срока эксплуатации масла в него добавляют различные присадки, которые, в свою очередь, делают масло сложным углеводородным соединением. Даже по мере старения масла в масло при обслуживании добавляется много загрязняющих веществ, таких как продукты износа, сажа, вода, гликоль.В сложившейся ситуации определение и измерение уровня износа моторного масла становится очень сложным. Двумя другими факторами, которые играют роль в этом процессе износа, являются условия вождения, а также состояние двигателя. Производители транспортных средств предоставляют инструкции и рекомендации относительно того, когда менять моторное масло. Однако эти рекомендации предполагают стандартные условия вождения. Однако, если расстояние, пройденное транспортным средством, меньше пробега, указанного производителем, и поддерживаются надлежащие условия вождения, есть вероятность, что качество масла может не ухудшиться до такой степени, что его придется заменить.Поскольку Индии необходимо импортировать большую часть сырой нефти, необходимой для производства моторного масла, существует большая потребность в количественном определении уровня износа масла перед его заменой во время обслуживания. Кроме того, отслеживание уровней износа также предоставляет соответствующую информацию об утечках охлаждающей жидкости или топлива или сильном износе двигателя, который может привести к отказу двигателя, тем самым сокращая интервалы между периодами обслуживания транспортного средства. Существует множество методов измерения уровней износа в лаборатории.Эти методы зависят от различных параметров, таких как сульфирование, нитрование, вязкость, окисление и, следовательно, могут быть определены общее кислотное, а также общее щелочное число, содержание гликоля и воды. Также можно определить содержание антиоксидантов в масле. Использование этих методов позволяет получить истинные уровни износа. Однако, поскольку эти методы разрушительны по своей природе, гораздо дешевле заменить моторное масло, особенно в случае легковых автомобилей. Следовательно, существует большая потребность в количественной оценке износа моторного масла с минимальными затратами, используя метод тестирования, который не является разрушительным.

Используемое моторное масло можно отслеживать как в автономном режиме, так и в режиме онлайн. Двигатели, которые имеют большие размеры и находятся в стационарном состоянии, обязательно нуждаются в мониторинге в режиме онлайн. По понятным причинам онлайн-мониторинг состояния обходится дороже, чем офлайн-мониторинг. Для двигателей объемом до 1200 куб. см, которые используются в легковых автомобилях, легковых автомобилях или фургонах, определение состояния масла в двигателе может быть выполнено путем приближения на основе параметров транспортного средства.Этими параметрами могут быть длина пути, скорость автомобиля, температура двигателя и так далее. Одно из ограничений автономного анализа, проводимого в лаборатории, заключается в том, что требуется гораздо больше времени для отбора проб, а также для анализа результатов.

Датчики могут использоваться для контроля некоторых химических, а также физических параметров моторного масла, которые могут количественно определять уровень износа. Одним из инструментов, который оказался очень мощным и практичным для анализа отработанного масла, является ИК-анализ.ИК-спектр поглощения может обнаруживать износ нескольких компонентов масла. Некоторыми из них являются нитрование, окисление и т. д. ИК также может обнаруживать различные загрязнения, содержащиеся в масле, такие как противоизносные компоненты, топливо, сажа, сульфатные побочные продукты, гликоль и т. д. [2, 3]. Одним из наиболее важных параметров, который контролируется с помощью FTIR-спектроскопии [4,5,6] при анализе отработанного масла, является индекс окисления или степень окисления. Когда температура высока и в воздухе присутствует кислород, происходит процесс окисления.Именно в результате окисления образуется ряд соединений, содержащих карбонилподобные карбоновые кислоты. Химический эффект окисления приводит к тому, что масло становится кислым из-за присутствия карбоновых кислот, что приводит к коррозии. Физическое изменение, которое вызывает окисление, заключается в том, что вязкость масла повышается в зависимости от количества кислорода, израсходованного в результате процесса [7, 8]. В зависимости от типа противоизносных компонентов, сульфонатных детергентов, антиоксидантов материалов, карбонильных соединений, гидроксила и т. д., во всех ковалентных химических связях в органических молекулах происходит поглощение инфракрасного излучения на характерной длине волны [9].Малевиль и др. [8] показали, как на процесс окисления влияет содержание ароматических соединений и серы, а также состав масел из-за потребления кислорода и испытаний на тонкопленочное окисление. Проведенные измерения вариаций профилей концентрации в карбонильной (C=O) области поглощения (1820–1650 см -1 ) показали, что все упомянутые выше побочные продукты обладают колебаниями, характерными для этой области. а именно, кетоны (1725–1705 см -1 ), карбоновые кислоты (1725–1700 см -1 ) и сложные эфиры (1750–1725 см -1 ) [10,11,12].Следующие стандарты ASTM были разработаны на основе огромного количества информации, которую можно получить из ИК-спектра, а также надежных результатов: ASTM E2412, D7412, D7414, D7415, D7418 и D7624. Это включает в себя определение объема испытаний масла с использованием метода FTIR [13]. Обзор литературы показывает, что вблизи волновых чисел 860 см -1 и 970 см -1 поглощение является самым высоким, и это было связано со временем окисления, и для каждого из этих времен окисления скорость поглощения сильно отличалась от всех. других времен [9].Упомянутые выше волновые числа ближе к ИК-спектрам, и их измерения можно легко провести с помощью метода УФ-спектроскопии. Этот метод называется методом спектроскопии поглощения/спектроскопии отражения. Для области, которая ближе к измерению ИК-диапазона, и для света в видимой области используется эта область измерения. Этот метод используется для того, чтобы порционно вычислить определение различных аналитов. Кроме того, для определения общего кислотного числа отработанных минеральных масел можно использовать метод FTIR [14] или данные ИК-спектров [15].Для мониторинга окислительной десульфурации легкого рециклового масла [16] также можно использовать FTIR-спектроскопию. Антиоксиданты, определение которых возможно с помощью ультрамикроэлектродов [17], влияют на окисление моторного масла.

Кроме того, в современной литературе также сообщалось о частичном количественном контроле истощения присадок (диалкилдитиофосфаты цинка), а также других продуктов разложения присадок в масляной матрице, которая является сложной и возникает из-за состава масла, износа и загрязнения, которые включают частицы износа, полимеризованные продукты разложения, а также сажа [18].Многие другие типы датчиков, такие как индуктивные, кондуктивные [19], оптические и акустические датчики, интегрированные датчики для измерения различных свойств масла [20, 21], используются для количественной оценки износа моторного масла. Для обнаружения окисления базового масла и повышения кислотности [22] используются толстопленочные (ТП) потенциометрические датчики, зависящие от ионоселективных электродов. Большой потенциал демонстрируют оптические методы измерения для контроля качества нефти, особенно в ИК-диапазоне спектра.Примером этого является многоканальное недифракционное инфракрасное (NDIR) поглощение или ИК-спектроскопия [23]. Этот метод также используется в лабораториях, что позволяет улучшить корреляцию онлайн-данных и результатов, полученных в лаборатории. Блей и др. [23] продемонстрировали уменьшенную многоканальную систему ИК-датчиков, чтобы показать разницу между ростом окисления и ростом загрязнения воды для синтетического моторного масла [23].

Как упоминалось в опубликованной ранее литературе, разработка инфракрасного датчика, использующего ослабленное полное отражение (ATR), делает возможным контроль смазочных материалов в режиме онлайн [24].Раушер и др. [25] разработали датчик, основанный на принципе недисперсионного измерения инфракрасного поглощения, а также схему передачи, состоящую из двух тонкопленочных инфракрасных излучателей, а также двух четырехканальных пироэлектрических детекторов. Существует семь типов оптических полосовых фильтров, которые используются для мониторинга изменений в поглощении инфракрасного спектра маслом для судовых коробок передач, а также маслом для ветряных турбин.

Было бы интересно узнать, применимо ли исследование анализа моторного масла, ухудшившегося в лаборатории, к пробам, взятым в полевых условиях.Имеются отчеты, сделанные ранее исследователями об экспериментально проверенном масле, которое разлагалось в лаборатории в контролируемой среде [2, 7, 9, 23, 26]. Исследования, опубликованные в существующей литературе, показывают, как наличие сажевого фильтра (DPF) влияет на содержание загрязняющих веществ, таких как Fe, Cr, Ni, Pb, а также на степень изменений физических и химических параметров, таких как Общее щелочное число, общее кислотное число, кинематическая вязкость в течение срока службы моторного масла [27].Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы найти недорогое решение для измерения деградации моторного масла с использованием сравнения результатов анализа, полученных на нескольких устройствах, которые позволили довольно быстро оценить качество смазочных масел при они использовались с помощью метода FTIR, а также измерения коэффициента пропускания с использованием УФ-спектрофотометра. Это было связано с недорогой установкой ИК-датчика, где коэффициент пропускания (T) представлял собой количество света, прошедшего через раствор.Изменения, произошедшие в конкретных физико-химических свойствах моторных масел в процессе их эксплуатации, фактически и составили основу оценки. В разделе «Результаты и обсуждение» статьи графически представлена ​​информация об усилении и направлении изменений указанных физико-химических признаков, таких как степень окисления, степень нитрования, изменение коэффициента пропускания.

Моторные масла с низкой вязкостью: исследование влияния износа и основных параметров масла при испытании парка двигателей большой мощности

https://doi.org/10.1016/j.triboint.2015.08.028Получить права и содержание

Основные моменты

LVO — это экономичное решение для снижения выбросов CO 2 в двигателях.

Было проведено автопарковое испытание для оценки производительности LVO и влияния износа двигателя.

Обнаружена небольшая разница в износе из-за LVO, в основном зависящая от конструкции двигателя.

Вязкость HTHS показала уменьшенные колебания в ходе теста.

Значимых изменений в расходе масла из-за LVO не обнаружено.

Abstract

Моторные масла с низкой вязкостью (LVO) считаются ключевым фактором, способствующим снижению расхода топлива в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Принимая во внимание, что использование LVO может подразумевать изменение трибологических состояний, обнаруженных в ДВС, цель этой работы состоит в том, чтобы протестировать LVO в реальном парке, уделяя особое внимание износу двигателя и ключевым показателям производительности масла.

В этом тесте приняли участие 39 автобусов, две технологии двигателей и четыре различных смазочных материала.Для каждого образца среди прочих свойств измеряли элементный состав продуктов износа с помощью ICP-AES и вязкость масла по методу HTHS.

Результаты показали, что при правильном составе масла нет существенной разницы при использовании LVO с точки зрения износа двигателя, изменения вязкости HTHS и расхода масла.

Собещения

ICE

Внутренний двигатель внутреннего сгорания

CNG

Сжатый натуральный газ

ICP-AES

Спектрометрия атомной эмиссии

ICP-AES

Спектрометрия индуктивно связанной плазменной площадью

HTHS

Высокотемпературный стержень

CIE

Сжатие High

CIE

ACEA

Европейская ассоциация автомобильных производителей автомобилей

SAE

Society of Automotive Engineers

OEM

производитель оригинального оборудования

EGR

рециркуляция отработавших газов

об/мин

об/мин

API

Американский институт нефти

ASTM

Американское общество по испытаниям и материалам

FT-IR

Фурье-спектроскопия Ключевые слова

Масла малой вязкости

Износ двигателя

Экономия топлива

Вязкость HTHS

Рекомендуемые статьиСсылка на статьи (0)

Показать полный текст

Copyright © 2015 Elsevier Ltd.Все права защищены.

Рекомендованные статьи

Цитирующие статьи

Корреляционное исследование физико-химических, реологических и трибологических показателей моторных масел

Физико-химические и трибологические исследования минеральных и синтетических моторных масел были проведены с целью изучения изменчивости их характеристик и предложения обобщенных взаимосвязь между различными физико-химическими и эксплуатационными параметрами. Физико-химические параметры были определены с использованием стандартных процедур испытаний, предложенных в ASTM и индийских стандартах (BIS).Реологические параметры этих смазочных материалов были исследованы для определения характеристик текучести. Триботехнические характеристики по антифрикционным и противоизносным свойствам изучались с помощью четырехшарикового триботестера. Для установления взаимосвязи между физико-химическими и трибологическими параметрами был проведен корреляционный и регрессионный анализ, а также выявлены причины изменчивости характеристик. С помощью регрессионного анализа установлена ​​эмпирическая зависимость для расчета коэффициента трения как функции физико-химических свойств.Разработанное соотношение имеет достаточную степень достоверности, так как процент отклонения составляет менее 20%.

1. Введение

Смазочные материалы играют жизненно важную роль в современных автомобилях. В частности, моторные масла смазывают все важные детали двигателей внутреннего сгорания. Они не только уменьшают трение и износ между движущимися частями, но и рассеивают теплоту трения, образующуюся между соприкасающимися частями двигателей [1]. Моторные масла в основном изготавливаются с использованием базового масла и пакета присадок.Химический состав рецептурного моторного масла в целом определяет его физико-химические свойства, а также характеристики трибосистемы in situ. Физико-химические свойства, такие как вязкость, плотность, TAN (общее кислотное число), TBN (общее щелочное число) и сульфатная зольность, считаются важными характеристиками моторных масел. Эти свойства дают информацию об общей применимости моторных масел. Наряду с физико-химическими свойствами важным аспектом является текучесть моторных масел.Текучесть моторного масла зависит от реологии масла, поэтому очень важно хорошо знать реологические свойства смазочных материалов [2].

Смазочные материалы на основе их реологических свойств характеризуются как ньютоновские и неньютоновские жидкости. Жидкости с молекулярной массой менее 1000 кг/моль демонстрируют ньютоновское поведение при низком давлении и касательном напряжении [3]. Недавно сообщалось, что неньютоновское поведение смазочных материалов приводит к повышению несущей способности и снижению контактного трения в гидродинамических пористых подшипниках скольжения [4].Моторные масла проявляют вязкоупругость в условиях неньютоновского течения и демонстрируют деформацию, зависящую от времени [5]. Вязкоупругость приводит к разжижению смазочных материалов при сдвиге. Таким образом, вязкость моторного масла считается одним из основных реологических параметров, оказывающих глубокое влияние на эксплуатационные характеристики смазочного материала. Таким образом, физико-химические свойства и реологическое и трибологическое поведение моторных масел взаимозависимы.

Трибология изучает трение и износ деталей машин.Смазочное масло образует тонкую пленку между поверхностями, которая разделяет соседние движущиеся части и сводит к минимуму прямой контакт между ними. В результате этого тепло, выделяемое за счет фрикционного нагрева, уменьшается. Эффективная смазка способствует уменьшению износа, тем самым защищая компоненты двигателя от частых отказов. В зависимости от отношения толщины смазочной пленки к шероховатости композитной поверхности контактирующих поверхностей могут возникать различные режимы смазки от граничной до гидродинамической.Эти режимы смазки зависят от контактного давления и поверхностной скорости контактирующих поверхностей [6]. В связи с этим широко используются экспериментально-статистические методы для характеристики трения в сухом контакте и для коэффициента трения установлено полиномиальное уравнение второго порядка [7]. В другой попытке было проведено различие между уровнями эксплуатационных характеристик автомобильных трансмиссионных масел API GL с использованием трибологических испытаний на четырехшариковой машине и испытательном приборе с перекрестным цилиндром.Проведенный статистический анализ выявил дифференциацию уровней эффективности автомобильных трансмиссионных масел [8].

Взаимосвязь между различными физико-химическими и трибологическими параметрами может быть эффективным инструментом для понимания поведения и изменчивости характеристик смазочных материалов. Были предприняты различные попытки установить эмпирические отношения между физико-химическими параметрами с использованием математических/статистических методов. В связи с этим было изучено изменение трибологических характеристик товарных моторных масел и установлена ​​корреляция между трибологическими параметрами, такими как трение и износ, с физико-химическими свойствами [9].Аналогичным образом были установлены эмпирические зависимости между температурой и абсолютной вязкостью для смазочных материалов, полученных из растительных масел [10]. Для прогнозирования трибологических свойств был разработан алгоритм, называемый феноменологической и прогностической моделью, для смазок на основе органических сульфидов. Модель проверена с использованием экспериментальных данных по нагрузке на сварку на четырехшариковой машине [11]. На протяжении многих лет было замечено, что теоретические модели использовались для рационализации экспериментальных данных по физико-химическим свойствам бинарных смесей растительных масел с различными классами минеральных базовых масел [12].Более того, методы многофакторного статистического анализа использовались для прогнозирования коэффициента вязкости смазочных материалов с использованием ЯМР-экспериментов [13].

В прошлом был проведен ряд исследований по определению и установлению зависимости между различными параметрами смазочных материалов, поскольку компания Barus установила связь между вязкостью и давлением, введя коэффициент вязкости под давлением « α » [14]. В недавнем прошлом была проведена комплексная характеристика смазочных жидкостей одинаковой вязкости, но с различным составом присадок и базовых компонентов для изучения фрикционных свойств, теплофизических и реологических свойств, а также механического КПД в гидродвигателях [15].Вязкость смазочного материала зависит от температуры. Проведены исследования по установлению зависимости температуры и других параметров от вязкости моторного масла. Установлена ​​также взаимосвязь между вязкостью, температурой и давлением, зависящими от сдвига, для смазок, загущенных полимерами [16]. Сообщалось, что лучшее реологическое поведение в зависимости от температуры приводит к лучшим трибологическим характеристикам [17].

На основе проведенного обзора литературы отмечено, что были предприняты попытки установить зависимости между различными характерными свойствами смазочных материалов.Однако комплексной зависимости в виде эмпирических соотношений между физико-химическими свойствами и трибологическими характеристиками моторного масла не существует. Поэтому в настоящей работе были предприняты попытки исследовать взаимосвязь между физико-химическими свойствами и трибологическими характеристиками моторных масел. Было проведено исследование товарных моторных масел и определены характерные свойства, относящиеся к физико-химическим, реологическим и трибологическим характеристикам.Затем параметры производительности были сопоставлены с использованием корреляционного и регрессионного анализа для установления отношений зависимости между ними. Исследование поможет инженерам по смазке и техническому обслуживанию в выборе подходящих параметров для успешной работы двигателей.

2. Экспериментальный
2.1. Выбор смазочного материала

В этом исследовании были рассмотрены пять различных коммерческих моторных масел, обозначенных как. Подробная информация о выбранных смазочных материалах представлена ​​в таблице 1.Мотивом выбора указанных смазочных материалов является понимание эксплуатационных характеристик смазочных материалов, доступных в настоящее время на рынке, и установление связи между их характерными свойствами и эксплуатационными характеристиками.


Сл. номер код смазки SAE класс Базовое масло Приложение
1 1 SAE-40 Минерал дизельный двигатель
2 SAE20W -50 Минерал дизель / бензиновый двигатель
3 SAE20W-50151 Mineraline Engine Engine
4 SAE5W-40 Синтет Дизель / бензин Engine
5
5 SAE5W-40 Синтетический Дизель / бензиновый двигатель

2.2. Характеристика смазочных материалов

Выбранные смазочные материалы были охарактеризованы по их физико-химическим свойствам, реологическим свойствам и трибологическим характеристикам. Физико-химические свойства предоставляют основную качественную информацию о выбранных продуктах, а реологические и трибологические свойства предоставляют информацию о характеристиках смазочных материалов. TAN измеряет наличие органических и сильных неорганических кислот в масле и является индикатором окисления масла, которое может привести к коррозии компонентов.TBN, являющийся мерой основных компонентов, представляет собой способность масла нейтрализовать кислоты, образующиеся в нем при нормальном использовании. Точно так же сульфатная зола представляет собой количество металлических элементов, полученных из моющих и противоизносных присадок к маслу. Пакеты присадок содержат такие элементы, как кальций, магний, цинк, молибден, фосфор и т. д., которые помогают улучшить характеристики моторного масла.

2.2.1. Физико-химические свойства

Физико-химические свойства, такие как плотность, вязкость, индекс вязкости, сульфатная зольность, общее кислотное число (TAN) и общее щелочное число (TBN), были определены с использованием стандартных процедур испытаний, предложенных в ASTM и индийских стандартах (BIS).Металлические элементы, присутствующие в пакете присадок, были определены с помощью атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно-связанной плазмой (ICPAES), модель: PS 3000 UV (DRE), Leeman Labs Inc. (США).

2.2.2. Реология

Изменение реологических параметров (вязкости, напряжения сдвига и крутящего момента) в зависимости от температуры было исследовано с использованием RHEOPLUS/32 MCR 302 от Anton Paar Austria. Реометр, способный проводить реологические исследования во вращательном или колебательном режиме, состоит из двигателя ЕС с диапазоном крутящего момента 10–200 мНм.Эксперименты проводились с использованием геометрии концентрических цилиндров, как показано на рисунке 1. Зазор между концентрическими цилиндрами заполнялся испытуемой смазкой, а внутренний цилиндр вращался с помощью шпинделя с желаемой скоростью. Было проведено два различных набора экспериментов для определения изменения коэффициента вязкости в зависимости от температуры и скорости сдвига. Первую серию экспериментов по реологии проводили при постоянной скорости сдвига 10/с и температуре варьировали от 20 до 50°С со скоростью изменения 4°С в минуту.Изменение коэффициента вязкости в зависимости от температуры контролировали и регистрировали. В еще одном эксперименте скорость сдвига варьировали от 1 до 100/с при комнатной температуре, и отслеживали и регистрировали изменение коэффициента вязкости в зависимости от скорости сдвига.


2.2.3. Трибология

Трибологические испытания были проведены на четырехшариковом триботестере (FBT) с использованием стандартной процедуры испытания на износ, как указано в ASTM D: 4172B. FBT, использованный в настоящем исследовании, показан на рисунке 2.


(1) Анализ трения . Машина FBT оценивает противоизносные и антифрикционные свойства смазочных материалов. Для этого FBT использует геометрию скользящего контакта с четырьмя шариками, образованную между четырьмя шариками диаметром 12,7 мм каждый. Четыре шара собраны в тетраэдр, три нижних шара закреплены в стакане, а четвертый шар, установленный на вертикальном валу, может свободно вращаться с заданной скоростью вращения шпинделя. Испытываемая смазка вводится в стационарный шаровой стакан, образуя тонкую смазочную пленку между тремя нижними и верхним шарами.Контактное трение в терминах момента трения непрерывно регистрируется в течение всего времени испытания.

(2) Анализ износа . Контактный износ по диаметру пятна износа измеряют в конце испытания с помощью промышленного апохроматического микроскопа. Момент трения позже преобразуется в коэффициент трения с использованием эмпирических соотношений. Каждый смазочный материал испытывается дважды, и диаметр следа износа (WSD) измеряется по вертикальной и горизонтальной осям для всех трех нижних шариков, что дает 12 показаний для данного смазочного материала.Среднее из 12 показаний сообщается как диаметр следа износа.

Эксперименты проводятся на шарах из легированной хромом стали марки AISI номер Е-52100 марки 25 EP (дополнительная полировка). Условия теста приведены в таблице 2.




Нагрузка 40 KGF
Температура 75 ° C
Speed ​​ 1200 RPM
Продолжительность теста 1 HR

PostExperlental Исследования по использованию образцов испытаний были проведены для исследования режима и механизма износа.Кроме того, способность добавок образовывать граничные слои на испытуемой поверхности была исследована с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) с использованием FESEM модели Quanta 200F FEI, Нидерланды, оснащенной системой EDX.

3. Результаты и обсуждение
3.1. Физико-химический анализ смазочных материалов

Результаты измерений физико-химических свойств смазочных материалов приведены в таблице 3.номер Характеристики Смазка Название


Плотность при 15 ° С (г см -3 ) 0,8711 0,8910 0.8695 0.8695 0.8655 0.8526 Кинематическая вязкость (мм 2 / с) @ 40 ° C 123.06 166.71 154.93 83.68 83.68 79.82 99.82 Кинематическая вязкость (мм 2 / с) @ 100 ° C 14.17 17.75 17.93 13.28 13.05 Индекс вязкости (VI) 115 115 117 118 162 166 166 Tan (MG KOH / G) 0.44 1.93 0,93 2.13 2.00 TBN (MG KOH / G) 11.16 11.09 9.65 14.41 14.25 Сульфатированные Ash% WT 1.06 0.77 0.93 0,93 0,80 1,10

Из табл. 3 видно, что товарные моторные масла практически аналогичны по своим физико-химическим характеристикам. Плотность этих смазок порядка 0.8 г см −3 , независимо от марки смазочного материала и природы базового масла (минеральное/синтетическое). Испытанные смазочные материалы имеют индекс вязкости > 110. Однако синтетические масла имеют очень высокий индекс вязкости выше 160. Очень желателен высокий индекс вязкости, чтобы вязкость меньше менялась при изменении температуры. TAN, TBN и сульфатная зольность выше у синтетических масел. Это может быть связано с наличием в них более высоких концентраций добавок. Значения TAN находятся в пределах 0.5–2,25 для выбранных смазочных материалов. Синтетические смазочные материалы с низкой вязкостью при 40 и 100°С обладают очень высоким индексом вязкости. Это может быть связано с наличием в масле модификаторов индекса вязкости. Значения TBN для масел находятся в диапазоне 9–15 мг KOH/г, при этом синтетические масла имеют высокие значения TBN. Содержание сульфатной золы почти одинаково и составляет около 1% по весу для всех выбранных смазочных материалов.

Результаты анализа следов металлов приведены в таблице 4. Результаты показывают наличие очень высоких концентраций противозадирных присадок, содержащих такие элементы, как цинк, фосфор и молибден.Синтетические масла показывают высокие концентрации Zn и почти ничтожно мало Мо. Среди выбранных смазочных материалов имеет самую высокую концентрацию присадок с Zn = 977, Mo = 93 и = 894 мг/л. Присутствие цинка, молибдена и фосфора напрямую влияет на трение и износ смазочных материалов.



Сл. Номер Смазочный код Элемент (мг / л)
Zn Mo P

549.10 36,60 512,30
977,10 93,30 893,50
724,60 50.00 677,60
907,10 1,00 857.90
924.60151 924.60 <1,00 877.90

3.2. Реологические исследования
3.2.1. Изменение вязкости в зависимости от температуры

Изменение динамической вязкости в зависимости от температуры показано на рисунке 3. Видно, что коэффициент вязкости монотонно уменьшается с повышением температуры. Как показано на рисунке 3, уменьшение нелинейно; однако это согласуется с общими тенденциями изменения вязкости смазочного материала в зависимости от температуры. Смазка имеет наибольшее значение коэффициента вязкости, то есть 0.5   Па-с при 293   K. Он имеет самый большой отрицательный градиент с температурой, что указывает на то, что он более восприимчив к колебаниям температуры. и имеют меньшие значения динамической вязкости, являясь синтетическими смазками. Но эти смазки показывают лучшую стабильность по сравнению со смазками на минеральной основе, так как имеют меньший отрицательный температурный градиент вязкости.


Установлено, что изменение вязкости в зависимости от температуры для выбранных смазочных материалов с помощью метода подбора кривой подчиняется уравнению Рейнольдса [18]: где – динамическая вязкость при атмосферном давлении, – абсолютная температура.

3.2.2. Изменение напряжения сдвига в зависимости от скорости сдвига

Изменение напряжения сдвига/скорости сдвига показано на рисунке 4. Как видно из рисунка 4, все выбранные смазочные материалы характеризуются нелинейным поведением, представляющим собой неньютоновское поведение, указывающее на наличие вязкоупругости. Все они имеют предел текучести, демонстрирующий вязкопластическую природу, причем L 2 имеет самое высокое значение.


Используя экспериментальные данные, представленные на рис. 4, подбор кривой был выполнен с помощью набора инструментов подбора кривой в программном обеспечении MATLAB.Полученное таким образом уравнение наилучшего отверждения задается уравнением (2), представляющим поведение потока жидкости по степенному закону. Значение индекса степенной зависимости «» означает ньютоновское и неньютоновское поведение смазочных материалов. «» < 1 представляет поведение истончения при сдвиге, «» > 1 представляет утолщение при сдвиге и представляет ньютоновскую жидкость. Значения индекса степенной зависимости, полученные в результате процедуры подгонки кривой, приведены в таблице 5. Значения «» для смазочных материалов близки к меньшему, чем 1, что отражает поведение смазочных материалов в отношении разжижения при сдвиге.Это еще раз подтверждает, что смазочные материалы демонстрируют неньютоновское поведение.

Индекс закона

Сл. номер Смазочное код Мощность

0,9967
0,9969
0,9916
0.9940
0,9998

5 3. Изменение вязкости в зависимости от скорости сдвига

Изменение вязкости в зависимости от скорости сдвига показано на рисунке 5. Как видно из рисунка 5, вязкость сначала уменьшается с увеличением скорости сдвига. Такое поведение наблюдается при более низких скоростях сдвига, то есть при скорости сдвига < 10/с. При более высоких скоростях сдвига значительных изменений не происходит, и коэффициент вязкости почти постоянен во всем диапазоне скоростей сдвига.Смазка демонстрирует наибольшее изменение вязкости в зависимости от скорости сдвига и наименьшее. При скорости сдвига выше 10/с вязкость почти не зависит от скорости сдвига. Уменьшение вязкости со скоростью сдвига более выражено при большем истончении при сдвиге и, следовательно, более вязкоупругом поведении. Небольшие значения динамической вязкости для и объясняются их синтетическим происхождением и наличием класса SAE 5W-40.


3.3. Трибологические исследования

Трибологические характеристики смазочных материалов определяются их поведением при трении и износе.

3.3.1. Поведение при трении

На рис. 6 показано изменение коэффициента трения для смазочных материалов на протяжении всего эксперимента. Из рисунка 6 видно, что коэффициент трения увеличивался на ранней стадии эксперимента, а затем оставался почти постоянным. Из-за образования пятна износа коэффициент трения на ранней стадии увеличился; в дальнейшем из-за фрикционного износа коэффициент трения стал почти постоянным. Кинетическое трение, то есть коэффициент трения в конце испытания, у смазочного материала самый высокий (=0.1429) и самый низкий для смазки (= 0,1155). Такое поведение смазок можно объяснить наличием противозадирных и антифрикционных присадок. Смазка L 1 имеет относительно более низкие концентрации Zn и P, как видно из таблицы 4, тогда как L 2 имеет самую высокую концентрацию этих элементов. В случае смазок на синтетической основе коэффициент трения = 0,0890 и = 0,0881 наблюдается для смазок и соответственно. Хотя синтетические масла обладают очень низкой вязкостью, более высокие концентрации цинка и фосфора, присутствующие в них, повышают пленкообразующую способность этих масел при заданной испытательной нагрузке, тем самым снижая коэффициент трения по сравнению со смазками на минеральной основе.Смазочные материалы часто смешивают с диалкилдитиофосфатом цинка (ZDDP) в качестве многофункциональной добавки. Цинк и фосфор, присутствующие в этой добавке, образуют полярные фрагменты, способные прилипать к поверхности стали и защищать поверхность от повреждений. Этот адсорбированный слой добавки известен как граничная пленка, которая под давлением (приложенной нагрузкой) упрочняется, тем самым уменьшая трение и износ.


3.3.2. Поведение при износе

Следы износа, наблюдаемые на образцах для испытаний с использованием шариков, показаны на рис. 7.Морфология рубца износа показывает нормальное истирание в пределах контакта. Следы трения отчетливо видны вдоль направления скольжения.

Для лучшего сравнения результатов испытаний коэффициент трения и WSD приведены в таблице 6. Смазка показала наилучшие противоизносные характеристики при WSD 0,391 мм, в то время как смазка показала наихудшие характеристики при WSD 0,746 мм.


Сл. номер Код смазки Коэффициент трения Средний диаметр пятна износа (мм)

1 0.1429 0.710
0,1155 0,746
0,1416 0,676
0,0890 0,391
0,0881 0,446

3.3.3. Постэкспериментальный анализ

На рис. 8 показаны микрофотографии СЭМ использованных образцов для испытаний с шариками.Микрофотографии СЭМ показывают, что поверхности износа подверглись нормальному износу при трении под действием нагрузки в направлении скольжения. Наблюдаемые следы износа параллельны направлению скольжения. Смазка и более гладкая поверхность с некоторыми зазубринами по краям вдоль следа износа. Сглаживание поверхности должно происходить за счет истирания неровностей под действием приложенной нагрузки. Точно так же микрофотография смазанного образца показывает сильный износ с небольшими микроямками. Так же видны царапины на поверхности.Смазанный образец имеет гладкие следы износа, представляющие собой сглаживание неровностей поверхности. Кроме того, износ, связанный с этим смазочным материалом, очень низок благодаря разглаживающему действию. На смазанном образце видны сильные задиры на стальной поверхности. Следы задиров более глубокие, и, следовательно, при использовании этого смазочного материала наблюдается больший диаметр пятна износа. СЭМ-микрофотография смазанного образца показывает некоторые повреждения поверхности с задирами в направлении скольжения. Повреждение поверхности наблюдается в виде неравномерного удаления материала с поверхности.

EDX-анализ образцов показывает наличие таких элементов, как цинк, сера, фосфор и т. д., что означает образование тонкого пограничного слоя смазки на стальных поверхностях. Граничные пленки, сформированные с помощью противозадирных присадок, помогают защитить поверхности от дальнейшего повреждения.

3.4. Корреляционный анализ

Корреляционный анализ предсказывает связь между двумя или более переменными и делает вывод о силе взаимосвязи между ними.Значение коэффициента корреляции «» отражает степень, в которой связаны две отдельные переменные [19]. Значение находится в диапазоне от -1 до +1. Значение +1 указывает на совершенно положительную корреляцию, а -1 указывает на совершенно отрицательную корреляцию. « » определяется с помощью (i) ковариации между любыми двумя переменными, которая измеряет изменчивость пар вокруг среднего значения и среднего значения и (ii) выборочных дисперсий и , то есть, и которые представляют изменчивость — баллы и -баллы вокруг их соответствующих выборочных средних значений и , соответственно.Таким образом, «» рассчитывается по формуле. Свойства смазочного материала, указанные в таблице 3, и рабочие характеристики, указанные в таблице 6, поэтому использовались для определения коэффициентов корреляции. В табл. 7 приведены коэффициенты корреляции, полученные с помощью корреляционного анализа между различными физико-химическими и трибологическими параметрами.


0,92 0,75 -0,97 -0,53 -0,34 0,96 -0,20 0,98 -0,84 -0,55 -0,92 -0,91 0,96 -0,79 -0,42 0,88 0,91 -0,55 -0,91 -0,45

@ 15 ° C
G-CM -3
@ 40 ° C @ 100 ° C @ 100 ° C VI Tan TBN Сульфа
Ash
ZN MO P COF WSD WSD

@ 15 ° C G-CM -3 1 0.83 0,73 0,73 0,08 0,59 -0,68 0,08 0,01 0,41
@ 40 ° C 0.83 . .91 .91 0,90 -0.53 0,91 -0.50 -0860 -0860 0,95 0.22 0.73 0.78
@ 100 ° C 0.73 0.73 1 1 -0.34 -0.34 -0.46 -0,46 -02 0,02 0.88 — 0.04 0.68 0.81
VI -0.73 -0.90 -0.90 -0.96 -0,76 1 0.71 0,94 0.13 0,53 -0,83 0,60 -0,92
ТАН -0,08 0,71 1 0,70 0,33
TBN -0,59 -0.91 -0,85 0,94 0,70 1 0,08 0,50 -0,76 0,56

сульфатной золы
-0,68 -0.50 -0.46 0,13 0.33 0,08 1 0.51 -0.46 -0.47 -0.47 -0.31 -045 -0145 ZN 0.08 -0,15 0,02 0,53 0,50 -0,51 1 0,03 0,99
Мо 0,92 0,95 0.88 0.83 0.20151 0.76 -0,46 -0,46 -0 0.03 1 -0,04 0.55
Р 0,01 -0,22 -0,04 0,60 0,98 0,56 -0,47 0,99 -0,04 1 -0.83 -0.49 -049
COF 0,41 0,73 0.73 0.68 -0.84 -0,84 -0.92 -0,31 -0,79 0,55 -0,83 1 0,82
WSD 0,75 0,76 -0,97 0,88 -0,35 0,65 0,82 1

Не актуальны.

При изучении коэффициентов корреляции физико-химических и трибологических свойств было замечено, что кинематическая вязкость при 40°C имеет положительный коэффициент корреляции 0,83, что указывает на прямое влияние плотности на вязкость. Положительная корреляция 0,92 между металлической добавкой Мо и плотностью и 0,95 между Мо и кинематической вязкостью при 40°С показывает, что Мо положительно влияет на плотность и кинематическую вязкость смазки. Очень высокий положительный коэффициент корреляции 0.94 между индексом вязкости и щелочным числом является четким показателем того, что дополнительная нейтрализация образующейся кислоты улучшает индекс вязкости масла, тем самым продлевая срок службы. Примеси металлов Zn и P имеют очень высокое значение коэффициента корреляции 0,96 и 0,98 соответственно, при этом TAN указывает на то, что, хотя они улучшают характеристики масла, они вызывают увеличение кислотности смазочного материала. Впоследствии это приводит к увеличению трения, так как взаимодействие между поверхностями усиливает окисление, и оксиды в целом адсорбируются на поверхности [20].Отрицательная корреляция значимости между WSD и TAN со значением -0,55 и между COF и TAN со значением -0,84 указывает на то, что увеличение значения TAN не влияет на COF и WSD, поскольку TBN также имеет сильную отрицательную корреляцию -0,92 с COF и — 0,91 с ВСД. Это означает, что образованию кислот в процессе препятствует наличие оснований в пакете присадок. Сильная положительная корреляция 0,82 является случайной, так как доказано, что они практически не связаны между собой, так как одни смазочные материалы придают антифрикционные свойства, а другие — только противоизносные.

3.5. Регрессионный анализ свойств смазки

Регрессионный анализ был выполнен для оценки причинно-следственной связи коэффициента трения и WSD с физико-химическими характеристическими свойствами. Линейная регрессия — это метод, используемый для установления причинно-следственной связи между зависимой переменной и двумя или более независимыми переменными. Это помогает установить взаимосвязь между интересующими параметрами. Зависимая переменная, коэффициент трения () и независимые переменные, плотность при 15°C (), кинематическая вязкость при 40°C () и TAN для выбранных смазочных материалов приведены в таблице 8.


Сл. номер COF () плотность, () @ 15 ° C Кинематическая вязкость, @ 40 ° C Tan
1 0,1429 0.8711 123.06 0.44
2 2 0.1155 0.8910 166.71 1.93
3 0.1416 0.8695 154,93 0,93
4 0,0890 0,8655 83,68 2,13
5 0,0881 0,8526 79,82 2

Модель множественной регрессии первого порядка была реализована на данных, приведенных в таблице 8, и была установлена ​​статистика регрессии. Регрессионная статистика включала определение значений коэффициента корреляции () и стандартной ошибки ().Значения, полученные в настоящем анализе, представляют сильную взаимосвязь между переменными. Затем был выполнен ANOVA (дисперсионный анализ) для определения уровня вариабельности в регрессионной модели. Значение и параметры, а именно степени свободы (df), сумма квадратов (SS) и средний квадрат (MS), полученные из ANOVA, приведены в таблице 9. Источник

DF SS MS MS Значение


Regress 3 0.003263 0,001088 10,8076 0,005098
Остаточная 7 0,000705 0,000101
Итого 10 0,003968

Вывод для множественной регрессии был позже сделан путем подгонки линейного уравнения к наблюдаемым данным. Была принята аппроксимация методом наименьших квадратов, и были определены линейные невязки.Статистика теста, то есть отношение наклона и стандартного отклонения в каждом наблюдении, приведена в таблице 10. Значение вывода обеспечивает значение вероятности, связанное с двусторонним тестом.




Стандартный -Test Value

Интернал 0.085467 0.2280 0.3748 0,7189
Плотность при 15 ° С () 0,033305 0,2740 0,1215 0,9067
Кинематическая вязкость при 40 ° С () 0,000241 0,0001 1,7749 0.1192
Tan 0.0064 0,01189

После определения коэффициента перехвата и независимых переменных Уравнение регрессии записано в линейной форме, как где плотность при 15°C – кинематическая вязкость при 40°C, TAN – общее кислотное число.

Значимость (табл. 10) для соотношения (4) составляет 0,005098, что значительно меньше 0,1, что означает более надежную формулу.

4. Заключение

В настоящем исследовании были проведены экспериментальные исследования по изучению изменчивости характеристик и установлению корреляции между характерными свойствами моторных масел. Проведены эксперименты по изучению физико-химических, реологических и трибологических свойств моно- и всесезонных моторных масел различных стандартов качества API.Таким образом, на основе проведенных исследований можно сделать следующие общие выводы: (i) Коммерческие моторные масла почти аналогичны по своим физико-химическим характеристикам. Тем не менее, синтетические смазочные материалы обладают высокими индексом вязкости и щелочным числом и более высокими концентрациями присадок по сравнению с маслами на минеральной основе. (ii) Реологическое поведение смазочных материалов показывает, что изменение вязкости в зависимости от температуры для тестируемых моторных масел подчиняется уравнению Рейнольдса. Смазочные материалы описывают неньютоновское разжижение при сдвиге со значениями индекса степенной зависимости, близкими к 0.99.(iii) Трибологические характеристики смазочных материалов показывают, что смазка на синтетической основе обладает лучшими антифрикционными и противоизносными свойствами, чем смазочные материалы на минеральной основе. Коэффициент трения колеблется от 0,0881 до 0,1429 для испытуемых смазок. Точно так же диаметр пятна износа варьируется от 0,391 мм до 0,746 мм для испытанных смазочных материалов. Трибологические характеристики смазочных материалов в основном зависят от вязкости и присутствующих присадок. (iv) Изношенные поверхности показывают, что смазочные материалы на синтетической основе приводят к меньшей поверхности износ, в то время как современные смазочные материалы на минеральной основе демонстрируют сильное истирание.Все смазочные материалы способны образовывать тонкую граничную пленку на стальных поверхностях. (v) Корреляционный анализ показывает, что на характеристики трения и износа смазочных материалов влияет их вязкость. На вязкость, в свою очередь, влияют плотность, значения TAN и TBN. Кроме того, на TAN и TBN влияет концентрация микроэлементов, присутствующих в используемых присадках. (vi) Эмпирическое соотношение, коррелирующее значения трения, вязкости, плотности и TAN смазочных материалов, дает достаточную степень надежности при максимальное отклонение 14% от экспериментальных результатов.

Номенклатура
Tan: TAN: TAN: TAN: TBN.
WSD: WSD. VisCity
: Абсолютная температура
: Индекс энергетики
: Коэффициент трения
: Плотность на 15 ° C
: Кинематический вязкость при 40°C
: Кинемати С вязкостью на 100 ° C
Множественные: Коэффициент нескольких корреляций
: Коэффициент определения
SS: Сумма квадратов
DF: Степень свободы
MS: MS: Средний квадратный
Ошибка MS: Ошибка в квадрате Средняя ошибка
SS Остаток: Остаточная сумма квадратов Остаточная сумма квадратов
SS Всего: Общая сумма квадратов.
Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Общее базовое число — United Lubricants

пятница, 28 февраля 2020 г.

Общее щелочное число (TBN)
При выборе моторного масла необходимо учитывать множество факторов, поскольку масла должны хорошо смазывать, охлаждать и очищать двигатель. Общее щелочное число (TBN) — это свойство, которое измеряет способность масла нейтрализовать кислоты, образующиеся во время работы двигателя.Как правило, масла с более высоким TBN лучше нейтрализуют кислоты и побочные продукты сгорания, что увеличивает срок службы масла и улучшает защиту от коррозии. Поскольку измерения TBN обычно используются в качестве индикатора того, сколько присадки осталось для нейтрализации кислот, они особенно полезны, когда операторы хотят увеличить интервалы замены.

Производителям двигателей могут потребоваться различные уровни TBN в зависимости от конкретной технологии конструкции двигателя. Масла для дизельных двигателей обычно имеют более высокое TBN для защиты от образования кислот, вызванных неполным сгоранием топлива.Щелочное число свежего масла обычно находится в диапазоне от 7 до 10 для бензиновых двигателей и от 10 до 14 для дизельных двигателей. Если TBN падает до значения, при котором масло больше не может нейтрализовать кислоты, обычно около 3, это обычно указывает на то, что пришло время заменить масло.

Наиболее распространенными причинами падения TBN являются окисление масла и низкокачественное топливо с высоким содержанием серы. Окисление масла происходит естественным образом с течением времени и обычно наблюдается при увеличенных интервалах замены. Это также связано с рабочими температурами; масла, подвергающиеся воздействию более высоких рабочих температур, особенно при перегреве двигателя, быстрее окисляются.Низкокачественное топливо с более высоким содержанием серы также снижает TBN. Серная кислота, образующаяся в процессе горения, нейтрализуется, что приводит к соответствующему снижению TBN.

TBN — это лишь один из многих параметров моторного масла, важных для долговечности двигателя и увеличения интервалов обслуживания. Лучший способ узнать, выполняет ли ваша смазка свою работу, — использовать анализ масла. В рамках плановой программы технического обслуживания анализ масла может помочь установить безопасные и правильные интервалы замены. Тесты физических свойств отработанного масла могут выявить металлы износа или загрязняющие вещества, такие как антифриз или грязь, до того, как будет нанесено какое-либо необратимое повреждение.

Обратитесь к своему дистрибьютору United Lubricants за информацией о том, как анализ моторного масла может помочь вам. Вам будет легче отдыхать, зная, что вы устанавливаете интервалы замены, которые сокращают непредвиденные поломки и время простоя, а также продлевают срок службы оборудования. Вы даже можете быть уверены, что современные масла с более низкой вязкостью, улучшающие топливную экономичность, продолжают обеспечивать необходимую защиту от износа.

Назад к новостям Анализ масла

: почему это лучший способ определить, исправен ли ваш двигатель

Смазка является жизненной силой механического оборудования.И так же, как кровь нашего тела может стать анемичной или испытать дисбаланс клеток крови или тромбоцитов, что сигнализирует о биологических проблемах, «кровь» оборудования может иметь признаки износа и загрязнения. Если гематология — это наука о крови, то трибология — это наука о смазке, износе и контроле трения.

Эксперты по анализу масла и смазке корпорации Noria приводят несколько «болезней», которые можно обнаружить при анализе масла:

• Всплеск уровня железа и алюминия предупреждает об износе поршня и цилиндра перед серьезным отказом.

• Степень износа подшипников можно определить до того, как коленчатый вал станет сильно задирным.

• Разжижение топлива, утечки охлаждающей жидкости и загрязнение водой можно обнаружить до того, как они станут серьезными проблемами.

• Загрязнение и сажа могут указывать на засорение системы впуска воздуха, неэффективные масляные фильтры, плохое сгорание или богатое соотношение воздух/топливо.

И это не только моторные масла.Нория также подчеркивает важность регулярного анализа проб масла в гидравлических системах, трансмиссиях, коробках передач, дифференциалах и других системах со смазкой без сгорания. К ним могут относиться:

• Высокий уровень алюминия указывает на неисправность гидравлического насоса или гидротрансформатора.

• Высокий уровень содержания хрома, выявляющий задиры штока гидравлического цилиндра или износ шестерен и подшипников.

 

Параметры анализа

Анализ масла также имеет решающее значение для определения надлежащих интервалов замены масла и замены фильтров во всех типах двигателей и оборудования.Для правильной интерпретации анализа масла жизненно важны многие параметры, в том числе:

• Вязкость

• Тип масла

• Часы или мили наработки

• Марка и модель компонента или системы, из которой был взят образец 

Эта информация должна быть напечатана на карточке, обычно вложенной в коробку с пробами масла, при этом пробы масла отбираются через равные промежутки времени.Как и в любой механической системе, она должна достичь своей рабочей температуры до того, как будет взят образец, чтобы убедиться, что образец завершил полную циркуляцию в системе. Кроме того, пробу всегда следует брать из одного и того же места в системе, например, из фильтра предварительной очистки, линии возврата масла с клапаном.

 

Из воздуха в двигатель

Марк Барнс, вице-президент группы Des-Case по обеспечению надежности оборудования, делает следующий убедительный вывод о загрязнении двигателей твердыми частицами:

«Возможно, самый большой убийца двигателя — это внешнее загрязнение в виде пыли и грязи, всасываемой в двигатель каждую минуту работы через воздухозаборник.Загрязнение частицами может быть смертельным для двигателей — даже микроскопические частицы размером не больше эритроцита могут привести к значительному сокращению ожидаемого срока службы двигателя».

Барнс добавил, что многие OEM-производители двигателей, такие как GM и Cummins, доказали, что частицы размером менее 10 микрон в три раза чаще вызывают износ важных поршневых колец и подшипников, чем более крупные частицы (см. Диаграмму 1). Эти частицы размером в десятую часть человеческого волоса легко проходят через воздушный фильтр во впускной коллектор двигателя.

 

Повреждение моторного масла

По словам Джона Бейкера из Amsoil, «моторное масло портится и становится непригодным для эксплуатации из-за накопления загрязняющих веществ в масле и химических изменений (обеднение присадок и окисление) в самом масле». Он указывает на различные загрязнения и их источники в блоге AMSOIL.com:

.

 

Абразивы

• Пыль и грязь. Они могут проникать в двигатели через воздухоочистители, маслоналивные крышки и системы вентиляции картера.Надлежащее техническое обслуживание двигателя необходимо для сведения к минимуму количества загрязняющих веществ, попадающих в систему смазки, и продления срока службы двигателя.

• Металлические частицы от нормального износа двигателя, а также частицы дорожной пыли и грязи. Они могут улавливаться и циркулировать в двигателе с маслом и не могут быть полностью удалены масляными фильтрами.

 

Побочные продукты сгорания

• Водяной пар и пар, образующийся при сгорании при высокой температуре двигателя.Они выходят через выхлоп, конденсируются в жидкость при низких температурах двигателя, таких как запуск, прогрев и короткие поездки, и попадают в картерное масло, что приводит к образованию отложений и коррозии.

• Кислоты , полученные в процессе сжигания. Они попадают в картерное масло, смешиваются с водой и вызывают коррозию.

• Сажа и сажа. Они образуются в результате неполного сгорания, когда двигатели работают на слишком богатой смеси или на слишком большом количестве топлива, и повышают уровень загрязнения.

• Разбавление топливом , снижающее прочность масла и увеличивающее расход масла при ненормальном запуске или работе двигателя. Это приводит к отложениям несгоревшего топлива на стенках цилиндров. Это просачивается через кольца в картер, где снижает вязкость масла и может быть серьезной проблемой в автомобилях, постоянно используемых для коротких поездок.

 

Срок годности

Для возвратно-поступательных и скользящих компонентов смазка является жизненно важной жидкостью для обеспечения эффективности и долговечности двигателя.Как и кровь, смазка не имеет бесконечного срока хранения. Для большинства смазочных материалов рекомендованный срок годности основан главным образом на присадках к смазочным материалам. Например, смазочные материалы, содержащие ингибиторы ржавчины, могут утратить свои характеристики уже после шести месяцев хранения из-за деградации присадок.

С другой стороны, некоторые смазочные материалы с легкими добавками могут храниться до трех лет. Информацию о сроке годности можно получить у поставщиков и производителей смазочных материалов.

 

Реальные преимущества

Портленд, штат Орегон Производитель асфальта, заполнителей и продукции для ландшафтного дизайна Baker Rock Resources в течение нескольких лет активно поддерживает мониторинг, анализ и контроль загрязнения нефти.В 2015 году компания получила награду в рамках программы обеспечения надежности сертифицированного лабораторного оборудования за выдающиеся достижения в области смазывания.

Брайан Янг, директор отдела оборудования компании Baker, имеет твердое мнение об анализе масла и других процессах контроля загрязнения. «Каждый, от единственного владельца-оператора до менеджера автопарка, должен иметь стандартные процедуры и методы отбора проб масла», — говорит Янг. Для этого требуется нечто большее, чем просто «обслуживание флажков».

«Если вы не можете понять показания, пройдите обучение», — говорит он.«Если ваша компания по анализу масла не помогает анализировать образец, смените лабораторию. Нет смысла сэмплировать, если вы не используете результаты. Кроме того, если вы понимаете важность сэмплирования и можете читать сэмпл, не пренебрегайте фильтром. Вам нужно искать блеск, который может указывать на ранний отказ, а не только на нормальный износ и деградацию масла».

 

Практические кейсы

Вера Baker Rock в испытания, анализ и профилактическое обслуживание масла не ограничивается их наградами.Компания достигла уровня незапланированных чрезвычайных ситуаций, который составляет от 1,5 до 2 процентов в течение всего сезона для одного из крупнейших карьеров в штате. И у компании есть несколько реальных примеров, в которых использование анализа масла привело к значительной экономии или предотвращению дорогостоящих простоев.

Увеличенные интервалы замены масла: Анализ на машине показал, что ожидаемая деградация масла, истощение пакета присадок, загрязнение и потеря смазки не происходили при рекомендуемых производителем интервалах замены масла.Компания рассудила, что если масло не имеет ни одной из этих проблем и соответствует спецификациям OEM, нет причин его менять.

Продолжая тщательно отбирать пробы и проверять машину каждые 250 часов, компания безопасно увеличила срок службы масла до 1658 часов, что эквивалентно семи заменам масла в соответствии со стандартом OEM на 250 часов. Результатом стала экономия 20 часов труда и 224 литров масла. Компания применила эти выводы к нескольким активам, обеспечив значительную экономию.

Выявленные тенденции: Пробы масла в главных передачах двух бульдозеров Baker Rock показали аномальное количество кремния, что требует наблюдения. Результаты проб выявили продолжающееся проникновение грязи, а в результате детальных проверок были обнаружены выходы из строя уплотнений. Компания повторно опломбировала и вернула машины в эксплуатацию с минимальным временем простоя и затратами на ремонт.

Ранние признаки неисправности двигателя: Проба масла на старом C13 Cat показала подъем хрома,

уровня меди и железа.Дальнейший постоянный мониторинг показал, что уровни продолжали расти, в то время как физико-химические показатели начали повышаться при окислении, нитрации и сульфатировании.

Сопоставив эти данные с расходом топлива, компания пришла к выводу, что двигатель изнашивается. Это позволило им вывести грузовик из эксплуатации в выбранное ими время для ремонта до того, как износ потребует замены основных компонентов или вентилируемого блока.

Предотвращение простоя основного оборудования: Периодически зафиксирован сильный нагрев стационарной гидравлической системы.Он был обнаружен с помощью термографии на главном подшипнике. Компания не могла рисковать серьезным сбоем, поскольку это был основной актив без резервной копии. Анализ масла не показал поломки компонента, но при вскрытии фильтра обнаружились искры от металлических частиц на поверхностях подшипников, которые начали растрескиваться. Еще более существенный вредный результат заключался в том, что тяжелые волокна из магазинной ветоши забивали фильтр и ограничивали поток масла и возможности фильтрации.

(PDF) ВЛИЯНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОТОРНОГО МАСЛА НА ЕГО ВЯЗКОСТЬ

Выводы

1.

Чтобы обеспечить хорошую и долгую эксплуатацию машин, необходимо защитить их от старения и износа. Чтобы предотвратить износ и истирание, защита машины

должна быть на максимально возможном уровне.

2. На основании проведенного исследования можно сделать вывод о правильности выбора моторного масла Volkswagen

Transporter. В течение всего срока службы

результаты показали лишь незначительное снижение динамической вязкости. На основании полученных результатов

можно констатировать, что масло очень хорошо защитило двигатель

и осталось в классе вязкости, указанном производителем.

3. Результаты показывают, что анализа вышеуказанных элементов недостаточно

для полной оценки степени деградации моторного масла. Для комплексной оценки качества моторного масла

необходимо

провести более углубленные исследования.

Ссылки

Agoston A., Ötsch C, Jakoby B., 2005, Датчики вязкости для контроля состояния моторного масла —

Применение и интерпретация результатов, Sens.Актуаторы, A 121

Аль-Гути, М.А., Аль-Дегс, Ю.С., Амер, М., 2010, Применение хемометрики и FTIR для

определения индекса вязкости и щелочного числа моторных масел, Таланта 81

Дроздзиэль П. ., Игнатюк П., 2004, Ocena zmian własności oleju silnikowego w trakcie stanowiskowych

rozruchów silnika spalinowego. Wydawnictwo ITE,Tribologia 2/2004.

Инаятулла О., Джамалудин Н., Али А., Нор М.Дж.М. , 2011, Применение метода акустической эмиссии

для наблюдения за вязкостью моторного масла, в: 2-я Международная конференция по приборостроению

Управление и автоматика, 2011.

Джейкоби Б.; Шерер М. ; Баскис М. ; Eisenschmid H., 2003, Датчик вязкости автомобильного моторного масла

, IEEE Sens. J. 3.

Jakóbiec J., 2008, Monitorowanie właściwości użytkowych oleju silnikowego w exploatacji.

Самоходовый транспорт,Варшава.

Jakóbec J., Budzik G., 2007, Czynniki mające wpływ na stopień degradacji oleju silnikowego w

okresie exploatacji.Archiwum Mororyzacji

Wydawnictwo Naukowe PTNM, (3/2007).

Карпович И.А., Оджаев В.Б., Азарко И.И., Янковский О.Н. , 2001, Универсальное устройство для контроля качества моторного масла

, в: 11-я Международная конференция по микроволновым технологиям и телекоммуникациям

Technology Conference Proceedings IEEE Cat No01EX487.

Kral J., Konecny ​​B., Kral J., Madac K., Fedorko G., Molnar V., 2014, Деградация и химия

Замена масел с длительным сроком службы после интенсивного использования в автомобильных двигателях, Измерение 50.

Litwiński М., 2011, Badania wybranych właściwości olejów silnikowych w warunkach exploatacji.

Докторская площадь, Краков.

Подняло А., 2002, Paliwa, oleje i smary w ekologicznej exploatacji

Wydawnictwo Naukowo-

Techniczne,Warszawa.

Schramm G., 1994, Практический подход к реологии и реометрии, Gebrueder HAAKE GmbH,

Karlsruhe 1994, (przekład Wiśniewski R.), Zabrze (1998).

Уржендовска В., Стемпень З., 2008, Porównawcze badanie degradacji oleju smarowego w silniku

wysokoprężnym z bezposrednim, wysokociśnieniowym wtryskiem paliwa, zasilanym

Какие параметры следует контролировать в биогазовых моторных маслах?

Какие параметры следует контролировать в моторных маслах, работающих на биогазе?

Двигатели на биогазе находятся в авангарде возобновляемых источников энергии и существуют уже два последних десятилетия. Хотя они могут производить энергию, эти двигатели имеют различные рабочие условия по сравнению с двигателями, работающими на природном газе, и требуют специальных смазочных материалов.Биогазовые двигатели являются синонимом суровых условий эксплуатации, включая загрязнение и изменение температурных условий. Следовательно, смазочные материалы, разрабатываемые для этих двигателей, должны иметь хорошо сбалансированный химический состав присадок и составы масел для решения этих условий. Правильная смазка — это половина дела, вторая половина включает в себя мониторинг состояния этой смазки для прогнозирования и предотвращения будущих отказов.

Традиционно для определения подходящих интервалов замены масла использовались TAN, TBN, элементный анализ, тесты на загрязнение и изменения условий эксплуатации.Этих методов уже недостаточно, поскольку изменения характеристик смазочного материала своевременно не отражаются должным образом. Таким образом, пользователи не могут точно предсказать, можно ли безопасно продлить срок службы масла. Следовательно, следует контролировать еще один параметр, чтобы помочь пользователям прогнозировать продление срока службы масла для двигателей, работающих на биогазе.


Общие сведения о биогазовых двигателях

Прежде чем мы сможем углубиться в аспекты мониторинга состояния двигателей, работающих на биогазе, нам необходимо понять их работу.Биогаз – это вид газа, образующийся в результате биологического разложения органических веществ в отсутствие кислорода. Этот вид газа можно использовать в качестве биотоплива. Существует несколько типов биогаза, которые могут включать:

* Биогаз , полученный путем анаэробного сбраживания или ферментации биоразлагаемых материалов, таких как биомасса, навоз, сточные воды, бытовые отходы, зеленые отходы и энергетические культуры. Этот тип биогаза в основном состоит из углекислого газа и метана.

* Древесный газ , полученный путем газификации древесины или другой биомассы.Этот тип биогаза в основном состоит из азота, водорода, окиси углерода со следовыми количествами метана.

* Свалочный газ обычно имеет концентрацию метана 50%, однако передовые технологии обработки отходов могут производить биогаз с содержанием метана 55-75%. Этот химический состав варьируется в зависимости от происхождения процесса анаэробного пищеварения.

Важно определить тип биогаза, так как его состав может помочь нам при просмотре отчетов об анализе нефти.


Составление биогазовых моторных масел

Условия эксплуатации двигателей, работающих на биогазе, отличаются от условий работы двигателей, работающих на природном газе. Таким образом, компенсации должны быть сделаны соответственно. Вот некоторые условия эксплуатации биогазовых двигателей:

* Загрязнение – наличие двуокиси углерода, воды, сероводорода (кислоты) и твердых частиц (силоксанов)

* Более высокие температуры сгорания

* Работа двигателя требует круглосуточной работы во избежание выброса метана

Эти условия создают дополнительные нагрузки на смазку, и разработчики должны разрабатывать масла, которые могут адекватно справляться с этими условиями, защищая оборудование.

В результате маркетинговых исследований моторных масел, работающих на биогазе, было обнаружено следующее:

* Окисление – это основная часть процесса старения биогаза. Враждебная среда двигателя поддерживает химические реакции, катализируемые теплом.

* Жертвенные добавки – существует ряд жертвенных добавок, которые истощаются, но их можно соответствующим образом восполнить.

* Загрязняющие вещества естественного происхождения – они могут создавать проблемы во время работы и способствовать разложению масла.

Эти показатели играют важную роль при составлении рецептур масел для этих типов двигателей.

Следует отметить, что при сжигании биогаза, содержащего силоксаны, обычно выделяется кремний, который может соединяться со свободным кислородом или различными другими элементами. Обычно формируются отложения, содержащие в основном кремнезем (SiO2) или силикаты, которые могут содержать кальций, серу, цинк или фосфор. Эти белые минеральные отложения накапливаются на поверхности толщиной в несколько миллиметров и должны быть удалены химическими или механическими средствами.Мы должны быть осторожны с этим при разработке смазочных материалов для этих типов двигателей.

Кроме того, в масла обычно добавляют антиоксиданты, чтобы улучшить их устойчивость к окислению. Моторные масла на биогазе не являются исключением. Антиоксиданты являются жертвенными по своей природе и будут истощаться в течение всего срока службы смазки. Отслеживая и измеряя скорость истощения антиоксидантов, можно прогнозировать изменения в масле, что может позволить пользователям обнаруживать аномально окисленные или деградировавшие смазочные материалы.


Контроль параметров

При рассмотрении параметров моторных масел, работающих на биогазе, необходимо учитывать следующее:

* Вязкость – показывает увеличение значения как прямое следствие окисления после образования отложений.

* Окисление – эти полярные побочные продукты обычно образуются после истощения антиоксидантов. Они могут воздействовать на лак, образование шлама и коррозию.

* Нитрование – деградация может происходить из-за реакции масла с газообразными продуктами NOx во время сгорания. При воздействии жестких условий нитрования продукты нитрования могут вызвать увеличение вязкости, кислотности и нерастворимых веществ.

* Кислотный номер – определяет накопление органических кислот в масле.

* Базовый номер – контролирует уровень истощения моющих присадок в масле.

* ЛИНЕЙКА – определяет количество отдельных антиоксидантов, присутствующих в системе.

* Спектрографический анализ – может контролировать изнашиваемые металлы, элементы присадок (для контроля истощения присадок) и серу (отслеживает возможное влияние, вызванное качеством газа – h3S).

* I-pH-значение – дает информацию о коррозионно-активных кислотах из-за плохого качества газа из биогаза, которые не могут быть обнаружены AN или BN.

* Содержание топлива – при использовании газовых двигателей с пилотным впрыском необходимо контролировать содержание топлива. Это особенно важно, если используются критически важные виды топлива, такие как растительные масла.

Все они сильно зависят от типа биогаза и условий его эксплуатации. Мы провели два тематических исследования с различными средами и сферами применения моторных масел на биогазе и нашли несколько весьма наводящих на размышления выводов!


Практический пример 1 – Биогазовый двигатель DEUTZ (зеленые отходы)

Мы проверили 8 биогазовых двигателей DEUTZ, которые работали на метане, полученном в результате ферментации растительных отходов. В этих двигателях использовались масла, разработанные для типичных операций на биогазе.В этом случае масло не содержало цинка и состояло из двух разных типов беззольных/не содержащих металлов антиоксидантов.

Было обнаружено, что увеличение кислотного числа было менее предсказуемым, но самое высокое кислотное число было показано при самых низких концентрациях оставшихся антиоксидантов. Окисление с помощью FTIR постепенно увеличивается (при использовании метода FTIR). Антиоксидант № 1 истощается в течение 50% жизненного цикла, за которым следует истощение антиоксиданта № 2, который остается в концентрациях выше 50%.


Пример 2 – Биогазовый двигатель Jenbacher

В рамках данного тематического исследования мы провели мониторинг биогазового двигателя Jenbacher, использующего современную формулу, не содержащую цинка, содержащую амины и фенолы.Было обнаружено, что антиоксидант № 1 и № 2 истощается до значения, которое составляет 20% от исходного базового масла. Самое высокое кислотное число было показано, когда содержание антиоксидантов было самым низким. Вязкость увеличивалась очень близко к пределу, когда истощение антиоксидантов составляло 20%.

Для обоих этих тематических исследований мы видим, что единственным параметром, который дал адекватное предупреждение, был мониторинг антиоксидантов с помощью теста RULER. Как вязкость, так и кислотное число показали значительное увеличение только тогда, когда антиоксиданты значительно истощились или масло приблизилось к концу своего срока службы.