Sadržaj uljnog pepela
Sadržaj
Sadržaj uljnog pepela karakteriziraju dva koncepta: sadržaj pepela baznog ulja i sadržaj sulfatnog pepela. Ukratko, uobičajeni sadržaj pepela ukazuje na to koliko je dobro očišćena bazna baza, na kojoj će se u budućnosti proizvoditi konačno ulje (odnosno, prisutnost raznih soli i nezapaljivih, uključujući metalne, nečistoće u njemu). Što se tiče sadržaja sulfatnog pepela, on karakterizira gotovo ulje, koje sadrži određenu količinu aditiva, te precizno ukazuje na njihovu količinu i sastav (naime, prisutnost natrijuma, kalija, fosfora, sumpora i drugih elemenata u njemu).
Ako je sadržaj sulfatnog pepela visok, to će dovesti do stvaranja abrazivnog sloja na zidovima motora s unutarnjim izgaranjem i, shodno tome, brzog trošenja motora, odnosno smanjenja njegovog resursa. Nizak nivo konvencionalnog sadržaja pepela osigurava da je sistem za naknadnu obradu izduvnih gasova zaštićen od kontaminacije. Općenito, indikatori sadržaja pepela su prilično kompliciran koncept, ali zanimljiv, pa ćemo pokušati sve dovesti u red.
Šta je sadržaj pepela i na šta utiče
Sadržaj pepela je pokazatelj količine nezapaljivih nečistoća. U svakom motoru sa unutrašnjim sagorevanjem određena količina napunjenog ulja ide "na otpad", odnosno isparava na visokoj temperaturi kada uđe u cilindre. Kao rezultat toga, na njihovim zidovima nastaju proizvodi izgaranja, ili jednostavno pepeo, koji sadrži različite kemijske elemente. A po sastavu pepela i njegovoj količini može se suditi o ozloglašenom sadržaju pepela u ulju. ovaj pokazatelj utječe na sposobnost stvaranja naslaga ugljika na dijelovima motora s unutarnjim sagorijevanjem, kao i na performanse filtera čestica (na kraju krajeva, vatrostalna čađa začepljuje saće). Stoga ne može biti veća od 2%. Budući da postoje dva sadržaja pepela, razmotrit ćemo ih redom.
Sadržaj pepela u baznom ulju
Počnimo s konceptom običnog sadržaja pepela, kao jednostavnijim. U skladu sa zvaničnom definicijom, sadržaj pepela je mjera količine neorganskih nečistoća koja preostaje od sagorijevanja uzorka ulja, a koja se izražava kao postotak mase ulja koje se ispituje. Ovaj koncept se obično koristi za karakterizaciju ulja bez aditiva (uključujući bazna ulja), kao i raznih tečnosti za podmazivanje koje se ne koriste u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem ili u mašinskoj tehnologiji uopšte. obično je vrijednost ukupnog sadržaja pepela u rasponu od 0,002% do 0,4%. Shodno tome, što je niži ovaj indikator, to je testirano ulje čistije.
Šta utiče na sadržaj pepela? Normalan (ili osnovni) sadržaj pepela utiče na kvalitetu prečišćavanja ulja, koje takođe ne sadrži aditive. A budući da su trenutno prisutna u gotovo svim korištenim motornim uljima, koncept običnog sadržaja pepela nije u širokoj upotrebi, već se umjesto toga koristi koncept sulfatnog pepela u širem smislu. pređimo na to.
Sulfatirani pepeo
Nečistoće u ulju
Dakle, sadržaj sulfatnog pepela (drugi naziv za nivo ili indikator sulfatne troske) je indikator za određivanje aditiva koji uključuju organska jedinjenja metala (odnosno, njihove sastavne soli cinka, kalija, magnezija, kalcija, barija, natrijuma i drugih elemenata) . Kada se ulje sa takvim aditivima sagori, nastaje pepeo. Naravno, što ih je više u ulju, to će biti više pepela. On se zauzvrat miješa sa smolastim naslagama u motoru s unutarnjim sagorijevanjem (ovo je posebno istinito ako je motor s unutarnjim sagorijevanjem star i/ili ulje u njemu nije mijenjano duže vrijeme), zbog čega dolazi do abraziva sloj se formira na dijelovima koji se trljaju. Tokom rada, oni grebu i troše površinu, čime se smanjuju resursi motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
Sadržaj sulfatnog pepela se takođe izražava kao procenat težine ulja. Međutim, da bi se to utvrdilo, potrebno je provesti poseban postupak sa spaljivanjem i kalciniranjem testne mase. A procenat se uzima iz solidnog bilansa. Istovremeno se u radu koristi sumporna kiselina za izolaciju sulfata iz mase. Odatle dolazi naziv sulfatni pepeo.. U nastavku ćemo razmotriti tačan algoritam za izvođenje mjerenja prema GOST-u.
Utjecaj sadržaja sulfatnog pepela
Sada pređimo na pitanje na šta utiče sulfatni pepeo. Ali prije toga, mora se razjasniti da je njegov koncept direktno povezan s konceptom osnovnog broja motornog ulja. Ova vrijednost vam omogućava da podesite količinu naslaga ugljika u komori za sagorijevanje. Obično ulje tamo dolazi kroz klipne prstenove, teče niz zidove cilindara. Količina pomenutog pepela direktno utiče na funkcionisanje sistema paljenja, kao i na pokretanje motora sa unutrašnjim sagorevanjem u hladnoj sezoni.
Ovisnost baznog broja o vremenu
Dakle, sadržaj sulfatnog pepela je direktno proporcionalan početnoj vrijednosti baznog broja također neiskorištenog (ili samo napunjenog) ulja. U isto vrijeme, mora se shvatiti da osnovni broj nije apsolutni pokazatelj neutralizacijske sposobnosti tekućine za podmazivanje i s vremenom opada. To je zbog prisustva sumpora i drugih štetnih komponenti u gorivu. I što je gorivo siromašnije (što je više sumpora u njemu), osnovni broj brže pada.
Imajte na umu da sadržaj sulfatnog pepela direktno utiče na tačku paljenja motornog ulja, naime, vremenom, kako aditivi u njegovom sastavu izgore, vrednost navedene temperature opada. Također smanjuje performanse samog ulja, bez obzira koliko je kvalitetno.
Upotreba ulja sa malo pepela ima "dve strane medalje". S jedne strane, njihova upotreba je opravdana, jer su takvi spojevi dizajnirani da spriječe brzo zagađenje izduvnih sistema (naime, opremljenih katalizatorima, filterima za čestice, EGR sistemima). S druge strane, ulja s malo pepela ne pružaju (smanjuju) potreban nivo zaštite za dijelove motora s unutrašnjim sagorijevanjem. I ovdje, prilikom odabira ulja, morate odabrati „zlatnu sredinu“ i voditi se preporukama proizvođača automobila. Odnosno, pogledajte vrijednost sadržaja pepela i alkalnog broja!
Uloga sumpora u formiranju pepela
Imajte na umu da je normalan sadržaj pepela motornih ulja nema nikakve veze sa nivoom sumpora u njima. Odnosno, ulja s malo pepela neće nužno imati nisko sumpora, a ovo pitanje treba posebno razjasniti. Vrijedi dodati da sadržaj sulfatnog pepela također utiče na zagađenje i rad filtera za čestice (mogućnost regeneracije). Fosfor, s druge strane, postepeno onemogućava katalizator za naknadno sagorijevanje ugljičnog monoksida, kao i neizgorene ugljovodonike.
Što se tiče sumpora, on remeti rad neutralizatora dušikovog oksida. Nažalost, kvalitet goriva u Evropi i na postsovjetskom prostoru je veoma različit, ne u našu korist. Naime, u našem gorivu ima dosta sumpora, koji je veoma štetan za motore sa unutrašnjim sagorevanjem jer, kada se pomeša sa vodom na visokim temperaturama, stvara štetne kiseline (uglavnom sumporne) koje nagrizaju delove motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Stoga je za rusko tržište bolje izabrati ulje s visokim baznim brojem. I kao što je već spomenuto, u uljima gdje postoji visok alkalni broj, postoji visok sadržaj pepela. U isto vrijeme, mora se shvatiti da ne postoji univerzalno ulje, te se mora odabrati u skladu s upotrijebljenim gorivom i karakteristikama motora s unutarnjim sagorijevanjem. Prije svega, morate se graditi na preporukama proizvođača automobila (naime, njegov motor s unutarnjim sagorijevanjem).
Koji je zahtjev za sadržaj pepela ulja
Pepeo od sagorevanja ulja
Nizak sadržaj pepela u modernim uljima diktiran je ekološkim zahtjevima Euro-4, Euro-5 (zastarjelo) i Euro-6, koji vrijede u Europi. U skladu s njima, moderna ulja ne bi trebala uvelike začepiti filtere čestica i katalizatore automobila, te ispuštati minimum štetnih tvari u okoliš. takođe su dizajnirani da minimiziraju naslage čađi na ventilima i cilindrima. Međutim, u stvarnosti, ovaj pristup naglo smanjuje resurse modernih motora sa unutrašnjim sagorevanjem, ali je koristan i za proizvođače automobila, jer direktno vodi do česta zamjena automobila od strane vlasnika automobila u Evropi (potrošačka potražnja).
Što se tiče domaćih vozača (iako se to više odnosi na domaće gorivo), u većini slučajeva, ulja s malo pepela negativno će utjecati na košuljice, prste, a također će doprinijeti habanju rubova u motoru s unutrašnjim sagorijevanjem. Međutim, s niskim sadržajem pepela u uljima, količina naslaga na klipnim prstenovima bit će manja.
Zanimljivo je da je nivo sadržaja sulfatnog pepela u američkim uljima (standardima) niži nego u evropskim. To je zbog upotrebe visokokvalitetnih baznih ulja iz grupe 3 i/ili 4 (napravljenih na bazi polialfaolefina ili tehnologijom hidrokrekinga).
Ćelije katalizatora začepljene čađom
Nekoliko riječi o motorima s unutarnjim sagorijevanjem novih modela, u kojima su blokovi cilindara izrađeni od aluminija s dodatnim premazom (mnogi moderni automobili iz koncerna VAG i neki "japanci"). Na internetu puno pišu o tome da se takvi motori boje sumpora, i to je istina. Međutim, u motornom ulju količina ovog elementa je mnogo manja nego u gorivu. Stoga se prije svega preporučuje korištenje benzinski standard Euro-4 i višea također koristite ulja sa niskim sadržajem sumpora. Ali, zapamtite da ulje s niskim sadržajem sumpora nije uvijek ulje s malo pepela! Stoga uvijek provjerite sadržaj pepela u posebnoj dokumentaciji koja opisuje tipične karakteristike određenog motornog ulja.
Proizvodnja niskopepelnih ulja
Potreba za proizvodnjom ulja s malo pepela nastala je uglavnom zbog ekoloških zahtjeva (zloglasni Euro-x standardi). U proizvodnji motornih ulja sadrže (u različitim količinama, ovisno o mnogo čemu) sumpor, fosfor i pepeo (kasnije postaje sulfat). Dakle, upotreba sljedećih hemijskih spojeva dovodi do pojave navedenih elemenata u sastavu ulja:
- cink dialkilditiofosfat (tzv. multifunkcionalni aditiv sa antioksidativnim svojstvima, protiv habanja i ekstremnog pritiska);
- kalcijum sulfonat je deterdžent, odnosno dodatak deterdžentu.
Na osnovu toga, proizvođači su pronašli nekoliko rješenja za smanjenje sadržaja pepela u uljima. Na primjer, trenutno se koriste sljedeće:
- uvođenje aditiva za deterdžente ne u ulje, već u gorivo;
- upotreba visokotemperaturnih antioksidansa bez pepela;
- upotreba bezpepelnih dialkilditiofosfata;
- korištenje magnezijevih sulfonata s malo pepela (ipak, u ograničenim količinama, jer to također doprinosi stvaranju naslaga u motoru s unutarnjim sagorijevanjem), kao i aditiva za deterdžente alkilfenola;
- upotreba sintetičkih komponenti u sastavu ulja (na primjer, esteri i aditivi za zgušnjavanje otporni na razgradnju, neophodni za osiguranje željenih viskozitetno-temperaturnih karakteristika i niske isparljivosti, odnosno bazna ulja iz 4 ili 5 grupe).
Savremene hemijske tehnologije omogućavaju lako dobijanje ulja sa bilo kojim sadržajem pepela. Samo trebate odabrati kompoziciju koja je najprikladnija za određeni automobil.
Standardi nivoa pepela
Sljedeće važno pitanje je odrediti standardi za sadržaj pepela. Vrijedi odmah spomenuti da će ovisiti ne samo o vrsti motora s unutarnjim sagorijevanjem (za benzinske, dizel motore s unutarnjim sagorijevanjem, kao i motore s unutarnjim sagorijevanjem s plinskom balonskom opremom (GBO), ovi pokazatelji će se razlikovati), već takođe na postojeće ekološke standarde (Euro-4, Euro-5 i Euro-6). U većini baznih ulja (odnosno prije uvođenja posebnih aditiva u njihov sastav) sadržaj pepela je neznatan i iznosi oko 0,005%. A nakon dodavanja aditiva, odnosno proizvodnje gotovog motornog ulja, ova vrijednost može dostići 2% koliko GOST dozvoljava.
Standardi za sadržaj pepela za motorna ulja jasno su navedeni u standardima Europskog udruženja proizvođača automobila ACEA, a odstupanja od njih su neprihvatljiva, stoga se svi moderni (licencirani) proizvođači motornih ulja uvijek rukovode ovim dokumentima. Podatke predstavljamo u obliku tabele za trenutno rasprostranjeni ekološki standard Euro-5, koji kombinuje vrednosti hemijskih aditiva i pojedinačnih postojećih standarda.
| API zahtjevi | SL | SM | SN-RC/ILSAC GF-5 | CJ-4 |
|---|---|---|---|---|
| Sadržaj fosfora, % | 0,1 max | 0,06-0,08 | 0,06-0,08 | 0,12 max |
| Sadržaj sumpora, % | - | 0,5-0,7 | 0,5-0,6 | 0,4 max |
| sulfatni pepeo, % | - | - | - | 1 max |
| ACEA zahtjevi za benzinske motore | C1-10 | C2-10 | C3-10 | C4-10 |
| - | LowSAPS | MidSAPS | MidSAPS | LowSAPS |
| Sadržaj fosfora, % | 0,05 max | 0,09 max | 0,07-0,09 maks | 0,09 max |
| Sadržaj sumpora, % | 0,2 max | 0,3 max | 0,3 max | 0,2 max |
| sulfatni pepeo, % | 0,5 max | 0,8 max | 0,8 max | 0,5 max |
| Bazni broj, mg KOH/g | - | - | 6 min | 6 min |
| ACEA zahtjevi za komercijalne dizel motore | E4-08 | E6-08 | E7-08 | E9-08 |
| Sadržaj fosfora, % | - | 0,08 max | - | 0,12 max |
| Sadržaj sumpora, % | - | 0,3 max | - | 0,4 max |
| sulfatni pepeo, % | 2 max | 1 max | 1 max | 2 max |
| Bazni broj, mg KOH/g | 12 min | 7 min | 9 min | 7 min |
Kao što se može vidjeti iz gornje tabele, teško je suditi o sadržaju pepela prema američkom API standardu, a to je zbog činjenice da sadržaj pepela nije tako skrupulozan u Novom svijetu. naime, jednostavno označavaju koja se ulja nalaze u kanisterima - puni, srednji pepeo (MidSAPS). Kao takvi, nemaju malo pepela. Stoga, pri odabiru jednog ili drugog ulja, morate se prvenstveno fokusirati na ACEA oznaku.
Na primjer, na osnovu informacija datih u skladu sa standardom Euro-5, koji je važeći i relevantan u 2018. godini na teritoriji Ruske Federacije, za moderni benzinski automobil dozvoljeno je sipati ulje C3 prema ACEA (obično SN prema API) - sadržaj sulfatnog pepela nije veći od 0,8% (srednji pepeo). Ako govorimo o dizel motorima koji rade u teškim uvjetima, onda, na primjer, standard ACEA E4 ne dopušta prekoračenje 2% sadržaja sulfatnog pepela u gorivu.
Zahtjevi za sadržaj pepela za vozila na TNG
Što se tiče automobila sa opremom za plinske cilindre, bolje je da ih koriste ulja sa malo pepela. To je zbog hemijskog sastava benzina i gasa (bez obzira na metan, propan ili butan). U benzinu ima više čvrstih čestica i štetnih elemenata, a kako se ne bi pokvario cijeli sistem, potrebno je koristiti posebna ulja s malo pepela. Proizvođači maziva posebno nude potrošačima takozvana „plinska“ ulja dizajnirana za odgovarajući ICE.
Međutim, njihov značajan nedostatak je njihova visoka cijena, a kako biste uštedjeli novac, možete jednostavno pogledati karakteristike i tolerancije običnih "benzinskih" ulja i odabrati odgovarajući sastav s malo pepela. I zapamtite da takva ulja trebate mijenjati prema navedenim propisima, unatoč činjenici da će transparentnost rudarenja biti mnogo veća od one kod tradicionalnih ulja!
Metoda za određivanje sadržaja pepela
Ali kako se određuje sadržaj pepela u motornom ulju i kako razumjeti s kojim je sadržajem pepela ulje u kanisteru? Potrošaču je najlakše odrediti sadržaj pepela u motornom ulju jednostavno prema oznakama na etiketi posude. Sadržaj pepela na njima obično je naznačen prema ACEA standardu (evropski standard za proizvođače automobila). U skladu s tim sva ulja koja se trenutno prodaju dijele se na:
- puni pepeo. Imaju kompletan paket aditiva. Na engleskom imaju oznaku - Full SAPS. Prema ACEA standardu, oni su označeni sljedećim slovima - A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Nečistoće pepela ovdje su oko 1 ... 1,1% ukupne mase tekućine za podmazivanje.
- srednji pepeo. Imaju smanjeni paket aditiva. Pominje se kao srednji SAPS ili srednji SAPS. Prema ACEA-i oni su označeni kao C2, C3. Slično, u uljima srednjeg pepela, masa pepela će biti oko 0,6 ... 0,9%.
- Low Ash. Minimalni sadržaj aditiva koji sadrže metal. Određen niskim SAPS. Prema ACEA-i oni su označeni kao C1, C4. Za malo pepela, odgovarajuća vrijednost će biti manja od 0,5%.
Imajte na umu da se u nekim slučajevima ulja s ACEA oznakama od C1 do C5 kombiniraju u jednu grupu koja se naziva "malo pepela". naime, takve informacije se mogu naći na Wikipediji. Međutim, to nije sasvim tačno, jer takav pristup jednostavno ukazuje na sve to maziva su kompatibilna sa katalizatorima, i ništa više! Zapravo, tačna gradacija ulja prema sadržaju pepela je data gore.
.
Standardi pepela
Ispitivanje različitih uzoraka ulja
Postoji ruski međudržavni standard GOST 12417-94 „Naftni proizvodi. Metoda za određivanje sulfatnog pepela, prema kojoj svako može izmjeriti sadržaj sulfatnog pepela u ulju koje se ispituje, jer to ne zahtijeva složenu opremu i reagense. Postoje i drugi, uključujući međunarodne, standardi za određivanje sadržaja pepela, a to su ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.
Prije svega, treba istaći da GOST 12417-94 definira sadržaj sulfatnog pepela kao ostatak nakon karbonizacije uzorka, tretiranog sumpornom kiselinom i kalciniranog do konstantne težine. Suština metode verifikacije je prilično jednostavna. U prvoj fazi, određena masa ispitivanog ulja se uzima i spaljuje do ugljičnog ostatka. zatim morate pričekati da se dobijeni ostatak ohladi i tretirati ga koncentriranom sumpornom kiselinom. dalje zapaliti na temperaturi od +775 stepeni Celzijusa (dozvoljeno je odstupanje od 25 stepeni u jednom i drugom smeru) dok se ugljenik potpuno ne oksidira. Dobijenom pepelu se daje neko vrijeme da se ohladi. Nakon toga se tretira razrijeđenom (u jednakim količinama s vodom) sumpornom kiselinom i kalcinira na istoj temperaturi dok njegova masena vrijednost ne postane konstantna.
Pod uticajem sumporne kiseline, nastali pepeo će biti sulfat, odakle je, zapravo, i došla njegova definicija. zatim uporedi masu nastalog pepela i početnu masu ispitivanog ulja (masa pepela je podeljena sa masom izgorelog ulja). Maseni omjer se izražava u postocima (tj. rezultirajući količnik se množi sa 100). Ovo će biti željena vrijednost sadržaja sulfatnog pepela.
Što se tiče uobičajenog (osnovnog) sadržaja pepela, za njega postoji i državni standard GOST 1461-75 pod nazivom „Nafta i naftni proizvodi. Metoda određivanja sadržaja pepela”, u skladu sa kojom se ispitno ulje provjerava na prisustvo raznih štetnih nečistoća u njemu. Zbog činjenice da uključuje složene postupke, a još više za različite primjene, u ovom materijalu nećemo iznositi njegovu suštinu. Po želji, ovaj GOST se lako može pronaći na Internetu.
Postoji i jedan ruski GOST 12337-84 "Motorna ulja za dizel motore" (poslednje izdanje od 21.05.2018.). U njemu su jasno navedene vrijednosti različitih parametara za motorna ulja, uključujući domaća koja se koriste u dizelskim ICE-ovima različitih kapaciteta. Označava dopuštene vrijednosti različitih kemijskih komponenti, uključujući količinu dopuštenih naslaga čađi.
