Zawartość popiołu olejowego

Zawartość popiołu olejowego charakteryzuje się dwoma pojęciami: zawartość popiołu z oleju bazowego i zawartość popiołu siarczanowego. Krótko mówiąc, zwykła zawartość popiołu wskazuje, jak dobrze oczyszczono bazę bazową, na której w przyszłości powstanie olej końcowy (to znaczy obecność w nim różnych soli i niepalnych, w tym metalicznych, zanieczyszczeń). Jeśli chodzi o zawartość popiołu siarczanowego, to charakteryzuje on gotowy olej, który zawiera pewną ilość dodatków, i precyzyjnie wskazuje ich ilość i skład (mianowicie obecność w nim sodu, potasu, fosforu, siarki i innych pierwiastków).

Jeśli zawartość popiołu siarczanowego jest wysoka, doprowadzi to do powstania warstwy ściernej na ściankach silnika spalinowego, a tym samym do szybkiego zużycia silnika, czyli zmniejszenia jego zasobów. Niski poziom konwencjonalnej zawartości popiołu zapewnia ochronę układu oczyszczania spalin przed zanieczyszczeniem. Ogólnie rzecz biorąc, wskaźniki zawartości popiołu to dość skomplikowana koncepcja, ale interesująca, dlatego postaramy się wszystko uporządkować.

Co to jest zawartość popiołu i na co wpływa

Zawartość popiołu jest wskaźnikiem ilości niepalnych zanieczyszczeń. W każdym silniku spalinowym pewna ilość napełnionego oleju jest „odpadem”, to znaczy odparowuje w wysokiej temperaturze, gdy wchodzi do cylindrów. W rezultacie na ich ściankach tworzą się produkty spalania, czyli po prostu popiół, zawierający różne pierwiastki chemiczne. I to na podstawie składu popiołu i jego ilości można ocenić osławioną zawartość popiołu w oleju. wskaźnik ten wpływa na zdolność do tworzenia się osadów węgla na częściach silników spalinowych, a także na działanie filtrów cząstek stałych (w końcu ognioodporne sadze zatykają plastry miodu). Dlatego nie może przekroczyć 2%. Ponieważ istnieją dwie zawartości popiołu, rozważymy je po kolei.

Zawartość popiołu z oleju bazowego

Zacznijmy od pojęcia zwykłej zawartości popiołu, jako prostszego. Zgodnie z oficjalną definicją zawartość popiołu jest miarą ilości zanieczyszczeń nieorganicznych pozostałych po spaleniu próbki oleju, wyrażoną jako procent masy badanego oleju. Pojęcie to jest zwykle używane do charakteryzowania olejów bez dodatków (w tym olejów bazowych), a także różnych płynów smarnych, które nie są stosowane w silnikach spalinowych lub ogólnie w technologii maszynowej. zazwyczaj wartość całkowitej zawartości popiołu mieści się w zakresie od 0,002% do 0,4%. Odpowiednio, im niższy ten wskaźnik, tym czystszy testowany olej.

Co wpływa na zawartość popiołu? Normalna (lub zasadowa) zawartość popiołu wpływa na jakość oczyszczania oleju, który również nie zawiera dodatków. A ponieważ są one obecnie obecne w prawie wszystkich zużytych olejach silnikowych, pojęcie zwykłej zawartości popiołu nie jest szeroko stosowane, ale pojęcie zawartości popiołu siarczanowego jest używane w szerokim znaczeniu. przejdźmy do tego.

Zawartość popiołu siarczanowego

Zanieczyszczenia w oleju

Tak więc zawartość popiołu siarczanowego (inna nazwa poziomu lub wskaźnika żużli siarczanowych) jest wskaźnikiem do oznaczania dodatków zawierających organiczne związki metali (mianowicie ich sole składowe cynku, potasu, magnezu, wapnia, baru, sodu i innych pierwiastków ) . Podczas spalania oleju z takimi dodatkami powstaje popiół. Oczywiście im więcej ich będzie w oleju, tym więcej popiołu będzie. Ten z kolei miesza się z osadami żywicznymi w silniku spalinowym (jest to szczególnie prawdziwe, jeśli silnik spalinowy jest stary i/lub olej nie był w nim wymieniany przez długi czas), w wyniku czego ścierniwo warstwa jest tworzona na częściach trących. Podczas pracy rysują i zużywają powierzchnię, zmniejszając tym samym zasoby silnika spalinowego.

Zawartość popiołu siarczanowego jest również wyrażona jako procent masy oleju. Jednak aby to ustalić, konieczne jest przeprowadzenie specjalnej procedury ze spaleniem i kalcynacją masy testowej. A procent jest pobierany z równowagi stałej. Jednocześnie w pracach wykorzystywany jest kwas siarkowy w celu izolacji siarczanów z masy. Stąd pochodzi nazwa popiół siarczanowy.. Poniżej rozważymy dokładny algorytm wykonywania pomiarów zgodnie z GOST.

Często na zawartość popiołu siarczanowego wskazuje angielski skrót SA – od siarczanu i popiołu – popiół.

Wpływ zawartości popiołu siarczanowego

Przejdźmy teraz do pytania na co wpływa popiół siarczanowy?. Ale wcześniej należy wyjaśnić, że jego koncepcja jest bezpośrednio związana z koncepcją liczby bazowej oleju silnikowego. Wartość ta pozwala ustawić ilość nagaru w komorze spalania. Zwykle olej dostaje się tam przez pierścienie tłokowe, spływając po ściankach cylindrów. Ilość tego popiołu bezpośrednio wpływa na pracę układu zapłonowego, a także rozruch silnika spalinowego w zimnych porach roku.

Zależność liczby bazowej od czasu

Tak więc zawartość popiołu siarczanowego jest wprost proporcjonalna do początkowej wartości liczby zasadowej również niezużytego (lub tylko napełnionego) oleju. Jednocześnie należy rozumieć, że liczba podstawowa nie jest bezwzględnym wskaźnikiem zdolności neutralizującej płynu smarującego i z czasem spada. Wynika to z obecności siarki i innych szkodliwych składników w paliwie. A im gorsze paliwo (im więcej w nim siarki), tym szybciej spada liczba podstawowa.

Należy pamiętać, że zawartość popiołu siarczanowego ma bezpośredni wpływ na temperaturę zapłonu oleju silnikowego, a mianowicie wraz z upływem czasu w miarę wypalania się dodatków w jego składzie wartość wspomnianej temperatury spada. Zmniejsza również działanie samego oleju, niezależnie od jego jakości.

Stosowanie olejów niskopopiołowych ma „dwie strony medalu”. Z jednej strony ich stosowanie jest uzasadnione, gdyż takie związki mają za zadanie zapobiegać szybkiemu zanieczyszczaniu układów wydechowych (a mianowicie wyposażonych w katalizatory, filtry cząstek stałych, układy EGR). Z drugiej strony oleje niskopopiołowe nie zapewniają (redukują) wymaganego poziomu ochrony części silników spalinowych. I tutaj, wybierając olej, musisz dokonać wyboru „złotego środka” i kierować się zaleceniami producenta samochodu. To znaczy, spójrz na wartość zawartości popiołu i liczby alkalicznej!

Rola siarki w tworzeniu popiołu

Należy pamiętać, że normalna zawartość popiołu w olejach silnikowych nie ma nic wspólnego z poziomem w nich siarki. Oznacza to, że oleje o niskiej zawartości popiołu niekoniecznie będą zawierały niską zawartość siarki i tę kwestię należy wyjaśnić osobno. Warto dodać, że zawartość popiołu siarczanowego wpływa również na zanieczyszczenie i pracę filtra cząstek stałych (możliwość regeneracji). Fosfor natomiast stopniowo wyłącza katalizator dopalania tlenku węgla, a także niespalonych węglowodorów.

Natomiast siarka zaburza działanie neutralizatora tlenku azotu. Niestety, jakość paliwa w Europie i na obszarze postsowieckim jest bardzo różna, nie na naszą korzyść. mianowicie w naszym paliwie znajduje się dużo siarki, która jest bardzo szkodliwa dla silników spalinowych, ponieważ po zmieszaniu z wodą w wysokich temperaturach tworzy szkodliwe kwasy (głównie siarkowe), które powodują korozję części silnika spalinowego. Dlatego dla rynku rosyjskiego lepiej jest wybrać olej o wysokiej liczbie zasadowej. A jak wspomniano powyżej, w olejach o wysokiej liczbie alkalicznej występuje duża zawartość popiołu. Jednocześnie należy rozumieć, że nie ma uniwersalnego oleju i należy go dobierać zgodnie z zastosowanym paliwem i cechami silnika spalinowego. Przede wszystkim musisz oprzeć się na zaleceniach producenta samochodu (a mianowicie jego silniku spalinowym).

Jakie są wymagania dotyczące zawartości popiołu w oleju?

Popiół z wypalenia oleju

Niska zawartość popiołu w nowoczesnych olejach jest podyktowana wymaganiami środowiskowymi Euro-4, Euro-5 (przestarzałe) i Euro-6, które obowiązują w Europie. Zgodnie z nimi nowoczesne oleje nie powinny mocno zatykać filtrów cząstek stałych i katalizatorów samochodowych, a także uwalniać do środowiska minimum szkodliwych substancji. są również zaprojektowane tak, aby zminimalizować osadzanie się sadzy na zaworach i cylindrach. Jednak w rzeczywistości takie podejście znacznie zmniejsza zasoby nowoczesnych silników spalinowych, ale jest to również korzystne dla producentów samochodów, ponieważ bezpośrednio prowadzi do częsta wymiana auta przez właścicieli aut w Europie (popyt konsumentów).

Jeśli chodzi o krajowych kierowców (chociaż dotyczy to bardziej paliwa domowego), w większości przypadków oleje o niskiej zawartości popiołu będą miały negatywny wpływ na wkładki, palce, a także przyczynią się do zdzierania osłon w silniku spalinowym. Jednak przy niskiej zawartości popiołu w olejach ilość osadów na pierścieniach tłokowych będzie mniejsza.

Co ciekawe, poziom zawartości popiołu siarczanowego w olejach amerykańskich (normy) jest niższy niż w europejskich. Wynika to z zastosowania wysokiej jakości olejów bazowych należących do grupy 3 i/lub 4 (wytwarzanych na bazie polialfaolefin lub w technologii hydrokrakingu).

Stosowanie dodatkowych dodatków, na przykład do czyszczenia układu paliwowego, może prowadzić do powstania dodatkowej warstwy sadzy, dlatego z takimi preparatami należy obchodzić się ostrożnie.

Ogniwa katalizatora zatkane sadzą

Kilka słów o silnikach spalinowych nowych modeli, w których bloki cylindrów wykonane są z aluminium z dodatkową powłoką (wiele nowoczesnych aut koncernu VAG i niektóre „japońskie”). W Internecie dużo piszą o tym, że takie silniki boją się siarki i to prawda. Jednak w oleju silnikowym ilość tego pierwiastka jest znacznie mniejsza niż w paliwie. Dlatego przede wszystkim zaleca się stosowanie benzyna standardowa Euro-4 i wyższaa także stosować oleje niskosiarkowe. Pamiętaj jednak, że olej o niskiej zawartości siarki nie zawsze jest olejem o niskiej zawartości popiołu! Dlatego zawsze sprawdzaj zawartość popiołu w osobnej dokumentacji, która opisuje typowe właściwości danego oleju silnikowego.

Produkcja olejów niskopopiołowych

potrzeba produkcji olejów niskopopiołowych wynikała w dużej mierze z wymagań środowiskowych (osławione normy Euro-x). W produkcji olejów silnikowych zawierają (w różnych ilościach, w zależności od wielu rzeczy) siarkę, fosfor i popiół (później staje się siarczanem). Tak więc zastosowanie następujących związków chemicznych prowadzi do pojawienia się wymienionych pierwiastków w składzie olejków:

• dialkiloditiofosforan cynku (tzw. wielofunkcyjny dodatek o właściwościach przeciwutleniających, przeciwzużyciowych i ekstremalnych);
• sulfonian wapnia jest detergentem, to znaczy dodatkiem detergentowym.

Na tej podstawie producenci znaleźli kilka rozwiązań zmniejszających zawartość popiołu w olejach. Tak więc obecnie w użyciu są:

• wprowadzenie dodatków detergentowych nie do oleju, ale do paliwa;
• stosowanie bezpopiołowych przeciwutleniaczy wysokotemperaturowych;
• zastosowanie bezpopiołowych dialkiloditiofosforanów;
• stosowanie niskopopiołowych sulfonianów magnezu (jednak w ograniczonych ilościach, gdyż przyczynia się to również do powstawania osadów w silniku spalinowym), a także detergentowych dodatków alkilofenolowych;
• zastosowanie w składzie olejów składników syntetycznych (np. estrów i dodatków zagęszczających odpornych na degradację, niezbędnych do zapewnienia pożądanej charakterystyki lepkościowo-temperaturowej i niskiej lotności, czyli olejów bazowych z 4 lub 5 grup).

Nowoczesne technologie chemiczne pozwalają w łatwy sposób uzyskać olej o dowolnej zawartości popiołu. Wystarczy wybrać kompozycję, która najlepiej pasuje do konkretnego samochodu.

Normy poziomu popiołu

Kolejnym ważnym pytaniem jest ustalenie standardy zawartości popiołu. Warto od razu wspomnieć, że będą one zależeć nie tylko od rodzaju silnika spalinowego (w przypadku benzynowych, wysokoprężnych silników spalinowych, a także silników spalinowych z wyposażeniem balonów gazowych (GBO) wskaźniki te będą się różnić), ale także na obecnych normach środowiskowych (Euro-4, Euro-5 i Euro-6). W większości olejów bazowych (czyli przed wprowadzeniem do ich składu specjalnych dodatków) zawartość popiołu jest nieznaczna i wynosi około 0,005%. A po dodaniu dodatków, czyli wytworzeniu gotowego oleju silnikowego, wartość ta może osiągnąć 2%, na które pozwala GOST.

Normy zawartości popiołu dla olejów silnikowych są wyraźnie określone w normach Europejskiego Stowarzyszenia Producentów Samochodów ACEA, a odstępstwa od nich są niedopuszczalne, dlatego wszyscy współcześni (licencjonowani) producenci olejów silnikowych zawsze kierują się tymi dokumentami. Przedstawiamy dane w formie tabeli dla aktualnie obowiązującej normy środowiskowej Euro-5, która łączy w sobie walory dodatków chemicznych i poszczególnych istniejących norm.

Wymagania API	SL	SM	SN-RC/ILSAC GF-5	CJ-4
Zawartość fosforu,%	0,1 maks	0,06-0,08	0,06-0,08	0,12 maks
Zawartość siarki, %	-	0,5-0,7	0,5-0,6	0,4 maks
Popiół siarczanowy, %	-	-	-	1 maks
Wymagania ACEA dla silników benzynowych	C1-10	C2-10	C3-10	C4-10
-	Niski SAPS	MidSAPS	MidSAPS	Niski SAPS
Zawartość fosforu,%	0,05 maks	0,09 maks	0,07-0,09 max	0,09 maks
Zawartość siarki, %	0,2 maks	0,3 maks	0,3 maks	0,2 maks
Popiół siarczanowy, %	0,5 maks	0,8 maks	0,8 maks	0,5 maks
Liczba zasadowa, mg KOH/g	-	-	6 min	6 min
Wymagania ACEA dla komercyjnych silników wysokoprężnych	E4-08	E6-08	E7-08	E9-08
Zawartość fosforu,%	-	0,08 maks	-	0,12 maks
Zawartość siarki, %	-	0,3 maks	-	0,4 maks
Popiół siarczanowy, %	2 maks	1 maks	1 maks	2 maks
Liczba zasadowa, mg KOH/g	12 min	7 min	9 min	7 min

Jak widać z powyższej tabeli, trudno jest ocenić zawartość popiołu według amerykańskiego standardu API, a wynika to z faktu, że zawartość popiołu nie jest tak skrupulatna w Nowym Świecie. mianowicie wskazują po prostu, jakie oleje są w kanistrach - pełny, średni popiół (MidSAPS). Jako takie nie mają niskiego popiołu. Dlatego wybierając taki czy inny olejek, musisz skupić się przede wszystkim na oznaczeniu ACEA.

Angielski skrót SAPS oznacza popiół siarczanowy, fosfor i siarkę.

Na przykład na podstawie informacji dostarczonych zgodnie z normą Euro-5, która jest ważna i aktualna w 2018 r. na terytorium Federacji Rosyjskiej, w nowoczesnym samochodzie benzynowym dozwolone jest wlewanie oleju C3 zgodnie z ACEA (zwykle SN wg API) - zawartość popiołu siarczanowego nie przekracza 0,8% (popiół średni). Jeśli mówimy o silnikach wysokoprężnych pracujących w trudnych warunkach, to np. norma ACEA E4 nie dopuszcza przekroczenia 2% zawartości popiołu siarczanowego w paliwie.

Zgodnie z międzynarodowymi wymaganiami dotyczącymi olejów silnikowych do silników benzynowych zawartość popiołu siarczanowego nie powinna przekraczać - 1.5%, dla oleju napędowego ICE niska moc - 1.8% a dla diesli o dużej mocy - 2.0%.

Wymagania dotyczące zawartości popiołu dla pojazdów LPG

Jeśli chodzi o samochody z wyposażeniem na butle gazowe, to lepiej z nich korzystać oleje o niskiej zawartości popiołu. Wynika to ze składu chemicznego benzyny i gazu (niezależnie od metanu, propanu czy butanu). W benzynie jest więcej cząstek stałych i szkodliwych pierwiastków, a aby nie zepsuć całego układu, należy stosować specjalne oleje o niskiej zawartości popiołu. Producenci smarów specjalnie oferują konsumentom tak zwane oleje „gazowe” zaprojektowane dla odpowiedniego ICE.

Jednak ich istotną wadą jest ich wysoki koszt, a aby zaoszczędzić pieniądze, wystarczy spojrzeć na właściwości i tolerancje zwykłych olejów „benzynowych” i wybrać odpowiednią kompozycję o niskiej zawartości popiołu. I pamiętaj, że musisz wymieniać takie oleje zgodnie z określonymi przepisami, mimo że przezroczystość wydobycia będzie znacznie wyższa niż w przypadku tradycyjnych olejów!

Metoda oznaczania zawartości popiołu

Ale jak określa się zawartość popiołu w oleju silnikowym i jak zrozumieć, z jaką zawartością popiołu olej w kanistrze? Konsumentowi najłatwiej jest określić zawartość popiołu w oleju silnikowym po prostu na podstawie oznaczeń na etykiecie pojemnika. Na nich zawartość popiołu jest zwykle wskazywana zgodnie ze standardem ACEA (europejski standard dla producentów samochodów). Zgodnie z nim wszystkie obecnie sprzedawane oleje dzielą się na:

• pełny popiół. Posiadają kompletny pakiet dodatków. W języku angielskim mają oznaczenie - Full SAPS. Zgodnie ze standardem ACEA są one oznaczone następującymi literami - A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5. Zanieczyszczenia popiołu stanowią tutaj około 1 ... 1,1% całkowitej masy płynu smarującego.
• średni popiół. Posiadają zredukowany pakiet dodatków. Określany jako Middle SAPS lub Mid SAPS. Według ACEA są one oznaczone jako C2, C3. Podobnie w olejach średniopopiołowych masa popiołu będzie wynosić około 0,6…0,9%.
• O niskiej zawartości popiołu. Minimalna zawartość dodatków zawierających metal. Wyznaczony Low SAPS. Według ACEA są one oznaczone jako C1, C4. W przypadku niskiego popiołu odpowiednia wartość będzie mniejsza niż 0,5%.

Należy pamiętać, że w niektórych przypadkach oleje z oznaczeniami ACEA od C1 do C5 są łączone w jedną grupę zwaną „niskopopiołową”. mianowicie takie informacje można znaleźć w Wikipedii. Nie jest to jednak do końca poprawne, gdyż takie podejście po prostu wskazuje, że wszystkie te smary są kompatybilne z katalizatorami i nic więcej! W rzeczywistości prawidłowa gradacja olejów według zawartości popiołu została podana powyżej.

.

Oleje noszące oznaczenie ACEA A1/B1 (przestarzałe od 2016 roku) oraz A5/B5 to tzw. oszczędzanie energii, i nie można ich używać wszędzie, ale tylko w silnikach specjalnie zaprojektowanych do silników (zwykle nowe modele samochodów, na przykład w wielu „Koreańczykach”). Dlatego określ ten punkt w instrukcji swojego samochodu.

Standardy popiołu

Testowanie różnych próbek oleju

Istnieje rosyjska międzystanowa norma GOST 12417-94 „Produkty naftowe. Metoda oznaczania popiołu siarczanowego, zgodnie z którą każdy może zmierzyć zawartość popiołu siarczanowego w badanym oleju, ponieważ nie wymaga to skomplikowanego sprzętu i odczynników. Istnieją również inne, w tym międzynarodowe normy określające zawartość popiołu, a mianowicie ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.

Przede wszystkim należy zauważyć, że GOST 12417-94 określa zawartość popiołu siarczanowego jako pozostałość po karbonizacji próbki, potraktowanej kwasem siarkowym i kalcynowanej do stałej masy. Istota metody weryfikacji jest dość prosta. W pierwszym etapie pewna masa badanego oleju jest pobierana i spalana do pozostałości węglowej. następnie musisz poczekać, aż uzyskana pozostałość ostygnie i potraktować ją stężonym kwasem siarkowym. dalej zapalają się w temperaturze +775 stopni Celsjusza (dopuszczalne jest odchylenie 25 stopni w jednym kierunku, a w drugim), aż węgiel zostanie całkowicie utleniony. Powstały popiół ma trochę czasu na ostygnięcie. Następnie jest traktowany rozcieńczonym (w równych objętościach wodą) kwasem siarkowym i kalcynowany w tej samej temperaturze, aż jego wartość masy stanie się stała.

Pod wpływem kwasu siarkowego powstały popiół będzie siarczanem, skąd w rzeczywistości pochodzi jego definicja. następnie porównaj masę powstałego popiołu z masą początkową badanego oleju (masę popiołu dzielimy przez masę spalonego oleju). Stosunek mas jest wyrażony w procentach (czyli otrzymany iloraz jest mnożony przez 100). Będzie to pożądana wartość zawartości popiołu siarczanowego.

Jeśli chodzi o zwykłą (podstawową) zawartość popiołu, istnieje również stanowy standard GOST 1461-75 o nazwie „Produkty naftowe i olejowe. Metoda określania zawartości popiołu”, zgodnie z którą olej testowy jest sprawdzany pod kątem obecności w nim różnych szkodliwych zanieczyszczeń. Ze względu na to, że obejmuje skomplikowane procedury, a tym bardziej do różnych zastosowań, nie będziemy w tym materiale przedstawiać jego istoty. W razie potrzeby ten GOST można łatwo znaleźć w Internecie.

Istnieje również jeden rosyjski GOST 12337-84 „Oleje silnikowe do silników Diesla” (ostatnie wydanie z 21.05.2018 r.). Wyraźnie określa wartości różnych parametrów olejów silnikowych, w tym krajowych stosowanych w silnikach Diesla o różnych pojemnościach. Wskazuje dopuszczalne wartości różnych składników chemicznych, w tym ilość dopuszczalnych osadów sadzy.