Karakteristike motornih ulja
Sadržaj
Karakteristike motornih ulja pokazati kako se ulje ponaša u različitim temperaturnim i opterećenim uvjetima i na taj način pomoći vlasniku automobila da pravilno odabere tekućinu za podmazivanje za motor s unutarnjim sagorijevanjem. Dakle, pri odabiru je korisno obratiti pažnju ne samo na oznaku (naime, viskoznost i tolerancije proizvođača automobila), već i na tehničke karakteristike motornih ulja, kao što su kinematička i dinamička viskoznost, bazni broj, sadržaj sulfatnog pepela , volatilnost i drugo. Za većinu vlasnika automobila ovi pokazatelji ne govore ništa. O U stvari, oni skrivaju kvalitet ulja, njegovo ponašanje pod opterećenjem i druge operativne podatke.
Dakle, detaljno ćete naučiti o sljedećim parametrima:
- Kinematički viskozitet;
- Dinamički viskozitet;
- Indeks viskoznosti;
- volatilnost;
- kapacitet koksanja;
- sadržaj sulfatnog pepela;
- alkalni broj;
- gustina;
- Tačka paljenja;
- pour point;
- Aditivi;
- Životno vrijeme.
Glavne karakteristike motornih ulja
Sada prijeđimo na fizičke i kemijske parametre koji karakteriziraju sva motorna ulja.
Viskoznost je glavno svojstvo, zbog čega se utvrđuje mogućnost upotrebe proizvoda u različitim vrstama motora s unutarnjim izgaranjem. Može se izraziti u jedinicama kinematičke, dinamičke, uslovne i specifične viskoznosti. Stupanj duktilnosti materijala motora određuju dva indikatora - kinematička i dinamička viskoznost. Ovi parametri, zajedno sa sadržajem sulfatnog pepela, baznim brojem i indeksom viskoznosti, glavni su pokazatelji kvalitete motornih ulja.
Kinematička viskoznost
Grafikon zavisnosti viskoznosti od temperature motornog ulja
Kinematička viskoznost (visoka temperatura) je osnovni radni parametar za sve vrste ulja. To je omjer dinamičke viskoznosti i gustine tekućine na istoj temperaturi. Kinematička viskoznost ne utiče na stanje ulja, ona određuje karakteristike temperaturnih podataka. ovaj indikator karakterizira unutrašnje trenje sastava ili njegov otpor prema vlastitom toku. Opisuje tečnost ulja na radnim temperaturama od +100°C i +40°C. Mjerne jedinice - mm²/s (centiStokes, cSt).
Jednostavno rečeno, ovaj indikator pokazuje viskoznost ulja od temperature i omogućava vam da procijenite koliko brzo će se zgusnuti kada temperatura padne. Nakon svega što manje ulje mijenja svoj viskozitet s promjenom temperature, to je kvalitetniji ulje.
Dinamički viskozitet
Dinamički viskozitet ulja (apsolutni) pokazuje silu otpora uljne tekućine koja nastaje prilikom kretanja dva sloja ulja, međusobno udaljenih 1 cm, koji se kreću brzinom od 1 cm/s. Dinamička viskoznost je proizvod kinematičke viskoznosti ulja i njegove gustine. Jedinice ove vrijednosti su Pascal sekunde.
Jednostavno rečeno, pokazuje uticaj niske temperature na otpor pokretanja motora sa unutrašnjim sagorevanjem. A što je niža dinamička i kinematička viskoznost na niskim temperaturama, to će sistem za podmazivanje biti lakše pumpati ulje po hladnom vremenu, a starter će okretati ICE zamajac tokom hladnog starta. Indeks viskoznosti motornog ulja je također od velike važnosti.
Indeks viskoznosti
Brzina smanjenja kinematičke viskoznosti s porastom temperature karakterizira indeks viskoznosti ulja. Indeks viskoznosti ocjenjuje prikladnost ulja za date radne uvjete. da biste odredili indeks viskoznosti, uporedite viskoznost ulja na različitim temperaturama. Što je veći, viskozitet manje zavisi od temperature, a samim tim i bolji kvalitet. ukratko, Indeks viskoznosti označava "stepen razrjeđivanja" ulja.. Ovo je bezdimenzionalna veličina, tj. se ne mjeri ni u jednoj jedinici - to je samo broj.
Što je indeks niži viskozitet motornog ulja što se ulje više razrjeđuje, tj. debljina uljnog filma postaje vrlo mala (zbog čega dolazi do povećanog trošenja). Što je indeks veći viskozitet motornog ulja, manje ulja razrjeđuje, tj. predviđena je debljina uljnog filma neophodna za zaštitu trljajućih površina.
Ulja sa visokim indeksom osiguravaju performanse motora sa unutrašnjim sagorevanjem u širem temperaturnom opsegu (okolinu). Samim tim, omogućeno je lakše pokretanje motora sa unutrašnjim sagorevanjem na niskim temperaturama i dovoljna debljina uljnog filma (a samim tim i zaštita motora sa unutrašnjim sagorevanjem od habanja) na visokim temperaturama.
Visokokvalitetna mineralna motorna ulja obično imaju indeks viskoznosti 120-140, polusintetička 130-150, sintetička 140-170. Ova vrijednost ovisi o primjeni u sastavu ugljikovodika i dubini obrade frakcija.
Ovdje je potrebna ravnoteža, a pri odabiru vrijedi uzeti u obzir zahtjeve proizvođača motora i stanje pogonske jedinice. Međutim, što je veći indeks viskoznosti, to je širi temperaturni raspon u kojem se ulje može koristiti.
Isparavanje
Isparavanje (takođe nazvano isparljivost ili otpad) karakterizira količinu mase tekućine za podmazivanje koja je isparila u roku od jednog sata na temperaturi od +245,2 °C i radnom pritisku od 20 mm. rt. Art. (± 0,2). U skladu sa ACEA standardom. Izmjereno kao postotak ukupne mase, [%)]. Izvodi se pomoću specijalnog Noack aparata prema ASTM D5800; DIN 51581.
Tano veći viskozitet ulja, tako ima manju volatilnost prema Noaku. Specifične vrijednosti isparljivosti ovise o vrsti baznog ulja, tj. koje je postavio proizvođač. Vjeruje se da je dobra volatilnost u rasponu do 14%, iako se u prodaji nalaze i ulja čija volatilnost doseže 20%. Za sintetička ulja ova vrijednost obično ne prelazi 8%.
Općenito, može se reći da što je niža Noack vrijednost isparljivosti, to je manje sagorijevanje ulja. Čak i mala razlika - 2,5 ... 3,5 jedinica - može utjecati na potrošnju ulja. Viskozniji proizvod manje gori. Ovo se posebno odnosi na mineralna ulja.
Karbonizacija
Jednostavnim riječima, koncept koksanja je sposobnost ulja da formira smole i naslage u svojoj zapremini, koje su, kao što znate, štetne nečistoće u tekućini za podmazivanje. Kapacitet koksanja direktno zavisi od stepena njegovog pročišćavanja. Na to također utječe koje je bazno ulje izvorno korišteno za stvaranje gotovog proizvoda, kao i tehnologija proizvodnje.
Optimalni pokazatelj za ulja sa visokim nivoom viskoznosti je vrijednost 0,7%. Ako ulje ima nisku viskoznost, tada odgovarajuća vrijednost može biti u rasponu od 0,1 ... 0,15%.
Sulfatirani pepeo
Sadržaj sulfatnog pepela u motornom ulju (sulfatni pepeo) pokazatelj je prisustva aditiva u ulju, koji uključuju organska jedinjenja metala. Tokom rada maziva nastaju svi aditivi i aditivi - oni izgaraju, formirajući sam pepeo (šljaku i čađ) koji se taloži na klipovima, ventilima, prstenovima.
Sadržaj sulfatnog pepela u ulju ograničava sposobnost ulja da akumulira jedinjenja pepela. Ova vrijednost pokazuje koliko neorganskih soli (pepela) ostaje nakon sagorijevanja (isparavanja) ulja. To mogu biti ne samo sulfati (oni "plaše" vlasnike automobila, automobile s aluminijskim motorima koji se "plaše" sumporne kiseline). Sadržaj pepela se mjeri kao postotak ukupne mase kompozicije, [% mase].
Općenito, naslage pepela začepljuju filtere za čestice dizela i benzinske katalizatore. Međutim, to je istina ako postoji značajna potrošnja ICE ulja. Treba napomenuti da je prisustvo sumporne kiseline u ulju mnogo kritičnije od povećanog sadržaja sulfatnog pepela.
U sastavu ulja s punim pepelom, količina odgovarajućih aditiva može malo premašiti 1% (do 1,1%), u uljima srednjeg pepela - 0,6 ... 0,9%, u uljima s niskim pepelom - ne više od 0,5% . odnosno što je ova vrijednost niža, to bolje.
Niskopepelna ulja, tzv. Low SAPS (označena su prema ACEA C1, C2, C3 i C4). Oni su najbolja opcija za moderna vozila. Obično se koristi u automobilima sa sistemom za naknadnu obradu izduvnih gasova i automobilima koji rade na prirodni gas (sa TNG). Kritični sadržaj pepela za benzinske motore je 1,5%, za dizel motore je 1,8%, a za dizel motore velike snage 2%. Ali vrijedi napomenuti da ulja s niskim sadržajem pepela nisu uvijek sa niskim sadržajem sumpora, jer se nizak sadržaj pepela postiže nižim baznim brojem.
Puni aditivi za pepeo, oni su i Full SAPA (sa oznakom ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Negativno utiču na DPF filtere, kao i na postojeće trostepene katalizatore. Takva ulja se ne preporučuju za upotrebu u motorima opremljenim ekološkim sistemima Euro 4, Euro 5 i Euro 6.
Visok sadržaj sulfatnog pepela nastaje zbog prisutnosti aditiva za deterdžente koji sadrže metale u sastavu motornog ulja. Takve komponente su neophodne kako bi se spriječile naslage ugljika i stvaranje laka na klipovima i da bi se ulja dala neutralizirati kiseline, kvantitativno obilježene baznim brojem.
Alkalni broj
Ova vrijednost karakterizira koliko dugo ulje može neutralizirati za njega štetne kiseline, koje uzrokuju korozivno trošenje dijelova motora s unutarnjim sagorijevanjem i pojačavaju stvaranje raznih naslaga ugljika. Za neutralizaciju se koristi kalijum hidroksid (KOH). Odnosno bazni broj se mjeri u mg KOH po gramu ulja, [mg KOH/g]. Fizički, to znači da je količina hidroksida ekvivalentna učinku paketu aditiva. Dakle, ako je u dokumentaciji navedeno da je ukupan bazni broj (TBN - Total Base Number) npr. 7,5, onda to znači da je količina KOH 7,5 mg po gramu ulja.
Što je veći bazni broj, to će ulje duže moći neutralizirati djelovanje kiselina.nastaju tokom oksidacije ulja i sagorevanja goriva. Odnosno, biće moguće koristiti ga duže (iako na ovaj indikator utiču i drugi parametri). Slaba svojstva deterdženta su loša za ulje, jer će se u tom slučaju na dijelovima stvoriti neizbrisiv talog.
Tokom rada ulja u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, alkalni broj se neizbežno smanjuje, a neutralizujući aditivi se troše. Takvo smanjenje ima prihvatljive granice, izvan kojih ulje neće moći zaštititi od korozije kiselim spojevima. Što se tiče optimalne vrijednosti osnovnog broja, ranije se vjerovalo da će za benzinske ICE biti približno 8 ... 9, a za dizel motore - 11 ... 14. Međutim, moderne formulacije maziva obično imaju niže bazne brojeve, sve do 7 pa čak 6,1 mg KOH/g. Imajte na umu da u modernim ICE nemojte koristiti ulja sa baznim brojem 14 ili više.
Nizak bazni broj u savremenim uljima je napravljen veštački kako bi odgovarao trenutnim ekološkim zahtevima (EURO-4 i EURO-5). Dakle, kada se ova ulja sagore u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem, formira se mala količina sumpora, što pozitivno utiče na kvalitet izduvnih gasova. Međutim, ulje s niskim baznim brojem često ne štiti dijelove motora od habanja dovoljno dobro.
To znači da optimalni SC ne mora uvijek biti maksimalni ili minimalni broj.
Gustina
Gustina se odnosi na gustinu i viskozitet motornog ulja. Određeno na temperaturi okoline od +20°C. Mjeri se u kg/m³ (rijetko u g/cm³). Pokazuje omjer ukupne mase proizvoda i njegove zapremine i direktno ovisi o viskoznosti ulja i faktoru kompresije. Određeno je baznim uljem i baznim aditivima, a takođe snažno utiče na dinamičku viskoznost.
Ako je isparavanje ulja veliko, gustina će se povećati. Suprotno tome, ako ulje ima malu gustoću, a u isto vrijeme i visoku tačku paljenja (odnosno nisku vrijednost isparljivosti), onda se može suditi da je ulje napravljeno na visokokvalitetnom sintetičkom baznom ulju.
Što je veća gustoća, ulje lošije prolazi kroz sve kanale i praznine u motoru s unutrašnjim sagorijevanjem, a zbog toga se otežava rotacija radilice. To dovodi do povećanog trošenja, naslaga, naslaga ugljika i povećane potrošnje goriva. Ali niska gustoća maziva je također loša - zbog toga se formira tanak i nestabilan zaštitni film, njegovo brzo izgaranje. Ako motor s unutarnjim sagorijevanjem često radi u praznom hodu ili u start-stop načinu rada, onda je bolje koristiti manje gustu tekućinu za podmazivanje. I s produženim kretanjem pri velikim brzinama - gušće.
Stoga se svi proizvođači ulja pridržavaju raspona gustoće ulja koje proizvode u rasponu od 0,830....0,88 kg/m³, gdje se samo ekstremni rasponi smatraju najkvalitetnijim. Ali gustina od 0,83 do 0,845 kg / m³ je znak estera i PAO u ulju. A ako je gustina 0,855 ... 0,88 kg / m³, to znači da je dodano previše aditiva.
Tačka paljenja
Ovo je najniža temperatura na kojoj pare zagrijanog motornog ulja, pod određenim uvjetima, stvaraju mješavinu sa zrakom, koja eksplodira kada se podigne plamen (prvi bljesak). U tački paljenja, ulje se takođe ne zapali. Tačka paljenja se određuje zagrijavanjem motornog ulja u otvorenoj ili zatvorenoj posudi.
Ovo je pokazatelj prisustva frakcija niskog ključanja u ulju, što određuje sposobnost sastava da formira naslage ugljika i izgara u kontaktu s vrućim dijelovima motora. Kvalitetno i dobro ulje treba da ima što veću tačku paljenja. Moderna motorna ulja imaju tačku paljenja preko +200°C, obično +210…230°C i više.
Pour point
Vrijednost temperature u Celzijusima, kada ulje izgubi fizička svojstva, karakteristična za tekućinu, odnosno zamrzne, postaje nepokretno. Važan parametar za vozače koji žive u sjevernim geografskim širinama, kao i za druge vlasnike automobila koji često pokreću motor s unutrašnjim sagorijevanjem "hladno".
Iako se u stvarnosti, u praktične svrhe, vrijednost tačke stinjavanja ne koristi. Za karakterizaciju rada ulja u mrazu postoji još jedan koncept - minimalna temperatura pumpanja, odnosno minimalna temperatura na kojoj pumpa za ulje može pumpati ulje u sistem. I to će biti nešto više od tačke stinjavanja. Stoga je u dokumentaciji vrijedno obratiti pažnju na minimalnu temperaturu pumpanja.
Što se tiče točke tečenja, ona bi trebala biti 5 ... 10 stupnjeva niža od najnižih temperatura na kojima radi motor s unutrašnjim sagorijevanjem. Može biti -50°C ... -40°C i tako dalje, u zavisnosti od specifičnog viskoziteta ulja.
Aditivi
Pored ovih osnovnih karakteristika motornih ulja, možete pronaći i dodatne rezultate laboratorijskih ispitivanja na količinu cinka, fosfora, bora, kalcijuma, magnezijuma, molibdena i drugih hemijskih elemenata. Svi ovi aditivi poboljšavaju performanse ulja. Oni štite od ogrebotina i habanja motora sa unutrašnjim sagorevanjem, a takođe produžavaju rad samog ulja, sprečavajući ga da oksidira ili bolje drži međumolekularne veze.
Sumpor - ima svojstva ekstremnog pritiska. Fosfor, hlor, cink i sumpor - svojstva protiv habanja (jačaju uljni film). Bor, molibden - smanjuju trenje (dodatni modifikator za maksimalni efekat smanjenja habanja, zarezivanja i trenja).
Ali osim poboljšanja, oni imaju i suprotna svojstva. naime, talože se u obliku čađi u motoru sa unutrašnjim sagorevanjem ili ulaze u katalizator, gde se akumuliraju. Na primjer, za dizel motore sa DPF, SCR i konverterima za skladištenje, sumpor je neprijatelj, a za oksidacione pretvarače fosfor je neprijatelj. Ali aditivi za deterdžente (deterdženti) Ca i Mg formiraju pepeo tokom sagorevanja.
Zaštitna svojstva aditiva zavise od načina proizvodnje i kvaliteta sirovina, pa njihova količina nije uvijek pokazatelj najbolje zaštite i kvaliteta. Stoga, svaki proizvođač automobila ima svoja ograničenja za upotrebu u određenom motoru.
Vijek trajanja
U većini automobila ulje se mijenja ovisno o kilometraži automobila. Međutim, na nekim markama tekućina za podmazivanje na kanisterima, njihov rok trajanja je direktno naznačen. To je zbog hemijskih reakcija koje se dešavaju u ulju tokom njegovog rada. Obično se izražava kao broj mjeseci neprekidnog rada (12, 24 i dug životni vijek) ili broj kilometara.
Tablice parametara motornog ulja
Radi potpunosti informacija, predstavljamo nekoliko tabela koje pružaju informacije o ovisnosti nekih parametara motornog ulja o drugim ili o vanjskim faktorima. Počnimo sa grupom baznih ulja u skladu sa API standardom (API - American Petroleum Institute). Dakle, ulja se dijele prema tri pokazatelja - indeksu viskoznosti, sadržaju sumpora i masenom udjelu naftenoparafinskih ugljikovodika.
| Klasifikacija API-ja | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Sadržaj zasićenih ugljovodonika, % | > 90 | > 90 | PAO | Eteri | |
| Sadržaj sumpora, % | > 0,03 | ||||
| Indeks viskoznosti | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
Trenutno se na tržištu nalazi veliki broj aditiva za ulje koji na određeni način mijenjaju njegove karakteristike. Na primjer, aditivi koji smanjuju količinu izduvnih plinova i povećavaju viskoznost, aditivi protiv trenja koji čiste ili produžavaju vijek trajanja. Da biste razumjeli njihovu raznolikost, vrijedno je prikupiti informacije o njima u tabeli.
| Grupa imovine | Vrste aditiva | Imenovanje |
|---|---|---|
| Djelomična površinska zaštita | Deterdženti (deterdženti) | Štiti površine dijelova od stvaranja naslaga na njima |
| Disperzanti | Sprečava taloženje produkata habanja motora sa unutrašnjim sagorevanjem i razgradnju ulja (minimizira stvaranje mulja) | |
| Protiv habanja i ekstremnog pritiska | Smanjite trenje i habanje, spriječite zaglavljivanje i habanje | |
| Antikorozivno | Spriječite koroziju dijelova motora | |
| Transformirajte svojstva ulja | Depresor | Smanjite tačku smrzavanja. |
| Modifikatori viskoziteta | Proširite temperaturni raspon primjene, povećajte indeks viskoznosti | |
| Zaštita ulja | Anti-pjena | Spriječiti stvaranje pjene |
| Antioksidansi | Sprečiti oksidaciju ulja |
Promena nekih parametara motornog ulja navedenih u prethodnom odeljku direktno utiče na rad i stanje motora sa unutrašnjim sagorevanjem automobila. Ovo se može prikazati u tabeli.
| Indikator | Trend | Razlog | Kritični parametar | Šta utiče |
|---|---|---|---|---|
| Viskoznost | Povećava se | Proizvodi oksidacije | 1,5 puta povećanje | Početna svojstva |
| Pour point | Povećava se | Voda i proizvodi oksidacije | Nijedan | Početna svojstva |
| Alkalni broj | Smanjuje se | Akcija deterdženta | Smanjenje za 2 puta | Korozija i smanjen vijek trajanja dijelova |
| Sadržaj pepela | Povećava se | Alkalni aditivi | Nijedan | Pojava naslaga, trošenje dijelova |
| Mehaničke nečistoće | Povećava se | Proizvodi za habanje opreme | Nijedan | Pojava naslaga, trošenje dijelova |
Pravila odabira ulja
Kao što je gore spomenuto, izbor jednog ili drugog motornog ulja trebao bi se temeljiti ne samo na očitanjima viskoziteta i tolerancijama proizvođača automobila. Osim toga, postoje i tri obavezna parametra koja se moraju uzeti u obzir:
- svojstva maziva;
- radni uvjeti ulja (režim rada ICE);
- strukturne karakteristike motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
Prva točka uvelike ovisi o tome koja je vrsta ulja sintetička, polusintetička ili potpuno mineralna. Poželjno je da tekućina za podmazivanje ima sljedeće karakteristike performansi:
- Visoka svojstva dispergiranja-stabilizacije i solubilizacije deterdženta u odnosu na nerastvorljive elemente u ulju. Navedene karakteristike omogućuju vam da brzo i jednostavno očistite površinu radnih dijelova motora s unutarnjim sagorijevanjem od raznih zagađivača. Osim toga, zahvaljujući njima, lakše je očistiti dijelove od prljavštine tokom njihovog rastavljanja.
- Sposobnost neutralizacije djelovanja kiselina, čime se sprječava prekomjerno trošenje dijelova motora s unutrašnjim sagorijevanjem i povećava njegov ukupni resurs.
- Visoka termička i termooksidativna svojstva. Potrebni su za efikasno hlađenje klipnih prstenova i klipova.
- Niska isparljivost, kao i niska potrošnja ulja za otpad.
- Odsustvo sposobnosti stvaranja pjene u bilo kojem stanju, čak iu hladnom, čak iu vrućem.
- Potpuna kompatibilnost sa materijalima od kojih su napravljene zaptivke (obično guma otporna na ulje) koji se koriste u sistemu za neutralizaciju gasa, kao iu drugim sistemima motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
- Visokokvalitetno podmazivanje delova motora sa unutrašnjim sagorevanjem u svim, čak i kritičnim uslovima (za vreme mraza ili pregrevanja).
- Mogućnost pumpanja kroz elemente sistema za podmazivanje bez problema. Ovo ne samo da obezbeđuje pouzdanu zaštitu elemenata motora sa unutrašnjim sagorevanjem, već i olakšava pokretanje motora sa unutrašnjim sagorevanjem po hladnom vremenu.
- Ne ulazi u hemijske reakcije sa metalnim i gumenim elementima motora sa unutrašnjim sagorevanjem tokom dugog zastoja bez rada.
Navedeni pokazatelji kvalitete motornog ulja često su kritični, a ako su njihove vrijednosti ispod norme, onda je to prepuno nedovoljnog podmazivanja pojedinih dijelova motora s unutarnjim izgaranjem, njihovim prekomjernim trošenjem, pregrijavanjem i ovim obično dovodi do smanjenja resursa kako pojedinih delova tako i motora sa unutrašnjim sagorevanjem u celini.
svaki vozač bi trebao povremeno pratiti nivo motornog ulja u kućištu radilice, kao i njegovo stanje, jer normalan rad motora s unutarnjim izgaranjem izravno ovisi o tome. Što se tiče izbora, treba ga izvršiti, oslanjajući se prije svega na preporuke proizvođača motora. Pa, gore navedene informacije o fizičkim svojstvima i parametrima ulja sigurno će vam pomoći da napravite pravi izbor.
