Charakteristika motorových olejov
Obsah
Charakteristika motorových olejov ukázať, ako sa olej správa v rôznych teplotných a zaťažovacích podmienkach, a tým pomôcť majiteľovi vozidla správne vybrať mazaciu kvapalinu pre spaľovací motor. Pri výbere je preto užitočné venovať pozornosť nielen značeniu (konkrétne viskozite a toleranciám výrobcov automobilov), ale aj technickým vlastnostiam motorových olejov, ako je kinematická a dynamická viskozita, základné číslo, obsah síranového popola. , volatilita a iné. Pre väčšinu majiteľov áut tieto ukazovatele nehovoria vôbec nič. A V skutočnosti skrývajú kvalitu oleja, jeho správanie pri zaťažení a ďalšie prevádzkové údaje.
Dozviete sa teda podrobne o nasledujúcich parametroch:
- Kinematická viskozita;
- Dynamická viskozita;
- index viskozity;
- volatilita;
- kapacita koksovania;
- obsah síranového popola;
- alkalické číslo;
- Hustota;
- Bod vzplanutia;
- bod tuhnutia;
- Prísady;
- Život.
Hlavné charakteristiky motorových olejov
Teraz prejdime k fyzikálnym a chemickým parametrom, ktoré charakterizujú všetky motorové oleje.
Viskozita je hlavnou vlastnosťou, vďaka ktorej je určená schopnosť použitia produktu v rôznych typoch spaľovacích motorov. Môže byť vyjadrená v jednotkách kinematickej, dynamickej, podmienenej a špecifickej viskozity. Stupeň ťažnosti materiálu motora je určený dvoma ukazovateľmi - kinematickou a dynamickou viskozitou. Tieto parametre spolu s obsahom síranového popola, základným číslom a indexom viskozity sú hlavnými ukazovateľmi kvality motorových olejov.
Kinematická viskozita
Graf závislosti viskozity od teploty motorového oleja
Kinematická viskozita (vysoká teplota) je základným prevádzkovým parametrom pre všetky druhy olejov. Je to pomer dynamickej viskozity k hustote kvapaliny pri rovnakej teplote. Kinematická viskozita neovplyvňuje stav oleja, určuje charakteristiky teplotných údajov. tento indikátor charakterizuje vnútorné trenie kompozície alebo jej odpor voči vlastnému toku. Popisuje tekutosť oleja pri prevádzkových teplotách +100°C a +40°C. Jednotky merania - mm² / s (centiStokes, cSt).
Jednoducho povedané, tento indikátor ukazuje viskozitu oleja od teploty a umožňuje vám odhadnúť, ako rýchlo zhustne, keď teplota klesne. Po všetkom čím menej olej mení svoju viskozitu so zmenou teploty, tým je olej kvalitnejší.
Dynamická viskozita
Dynamická viskozita oleja (absolútna) ukazuje odporovú silu olejovej tekutiny, ktorá vzniká pri pohybe dvoch vrstiev oleja, vzdialených od seba 1 cm, pohybujúcich sa rýchlosťou 1 cm/s. Dynamická viskozita je súčinom kinematickej viskozity oleja a jeho hustoty. Jednotky tejto hodnoty sú Pascal sekundy.
Jednoducho povedané, ukazuje vplyv nízkej teploty na štartovací odpor spaľovacieho motora. A čím nižšia je dynamická a kinematická viskozita pri nízkych teplotách, tým ľahšie bude mazací systém čerpať olej v chladnom počasí a štartér bude otáčať zotrvačníkom ICE pri studenom štarte. Veľký význam má aj index viskozity motorového oleja.
Viskozitný index
Rýchlosť poklesu kinematickej viskozity so zvyšujúcou sa teplotou je charakterizovaná index viskozity olejov. Viskozitný index hodnotí vhodnosť olejov pre dané prevádzkové podmienky. na určenie indexu viskozity porovnajte viskozitu oleja pri rôznych teplotách. Čím je vyššia, tým menej závisí viskozita od teploty, a teda tým lepšia je jej kvalita. Stručne, Viskozitný index udáva „stupeň riedenia“ oleja.. Ide o bezrozmernú veličinu, t.j. sa nemeria v žiadnych jednotkách - je to len číslo.
Čím nižší je index viskozita motorového oleja tým viac sa olej riedi, t.j. hrúbka olejového filmu sa stáva veľmi malou (v dôsledku čoho dochádza k zvýšenému opotrebovaniu). Čím vyšší je index viskozita motorového oleja, menej oleja riedi, t.j. je zabezpečená hrúbka olejového filmu potrebná na ochranu trecích plôch.
Oleje s vysokým indexom zabezpečujú výkon spaľovacieho motora v širšom rozsahu teplôt (prostredia). Tým je zabezpečený ľahší štart spaľovacieho motora pri nízkych teplotách a dostatočná hrúbka olejového filmu (a tým ochrana spaľovacieho motora pred opotrebovaním) pri vysokých teplotách.
Vysokokvalitné minerálne motorové oleje majú zvyčajne index viskozity 120-140, polosyntetické 130-150, syntetické 140-170. Táto hodnota závisí od použitia v zložení uhľovodíkov a hĺbky spracovania frakcií.
Tu je potrebná rovnováha a pri výbere sa oplatí zvážiť požiadavky výrobcu motora a stav pohonnej jednotky. Čím vyšší je však index viskozity, tým širší teplotný rozsah je možné použiť.
Odparovanie
Vyparovanie (tiež nazývané prchavosť alebo odpad) charakterizuje množstvo hmoty mazacej kvapaliny, ktorá sa odparila za jednu hodinu pri jej teplote +245,2 °C a prevádzkovom tlaku 20 mm. rt. čl. (± 0,2). Vyhovuje štandardu ACEA. Merané ako percento z celkovej hmotnosti, [%]. Vykonáva sa pomocou špeciálneho prístroja Noack podľa ASTM D5800; DIN 51581.
Než vyššia viskozita oleja, má nižšiu volatilitu podľa Noaka. Konkrétne hodnoty prchavosti závisia od typu základného oleja, t.j. stanovené výrobcom. Predpokladá sa, že dobrá volatilita je v rozsahu do 14 %, hoci v predaji sa nachádzajú aj oleje, ktorých volatilita dosahuje 20 %. Pri syntetických olejoch táto hodnota zvyčajne nepresahuje 8 %.
Vo všeobecnosti sa dá povedať, že čím nižšia je hodnota Noackovej volatility, tým nižšie je vyhorenie ropy. Aj malý rozdiel - 2,5 ... 3,5 jednotiek - môže ovplyvniť spotrebu oleja. Viskóznejší produkt horí menej. To platí najmä pre minerálne oleje.
Karbonizácia
Jednoducho povedané, koncept koksovania je schopnosť oleja vytvárať živice a usadeniny vo svojom objeme, čo, ako viete, sú škodlivé nečistoty v mazacej kvapaline. Koksovacia kapacita priamo závisí od stupňa jeho čistenia. Ovplyvňuje to aj to, aký základový olej bol pôvodne použitý na vytvorenie hotového produktu, ako aj technológia výroby.
Optimálnym ukazovateľom pre oleje s vysokou úrovňou viskozity je hodnota 0,7%. Ak má olej nízku viskozitu, potom môže byť zodpovedajúca hodnota v rozsahu 0,1 ... 0,15%.
Síranový popol
Obsah sulfátového popola v motorovom oleji (sulfátový popol) je indikátorom prítomnosti aditív v oleji, medzi ktoré patria organické zlúčeniny kovov. Počas prevádzky maziva sa vyrábajú všetky prísady a prísady - horia a vytvárajú samotný popol (troska a sadze), ktorý sa usadzuje na piestoch, ventiloch, krúžkoch.
Obsah sulfátového popola v oleji obmedzuje schopnosť oleja akumulovať zlúčeniny popola. Táto hodnota udáva, koľko anorganických solí (popolov) zostane po spálení (odparení) oleja. Môžu to byť nielen sírany ("vystrašia" majiteľov áut, autá s hliníkovými motormi, ktoré sa "boja" kyseliny sírovej). Obsah popola sa meria ako percento celkovej hmotnosti kompozície, [% hmotnosti].
Vo všeobecnosti usadeniny popola upchávajú filtre pevných častíc a benzínové katalyzátory. To však platí, ak dôjde k výraznej spotrebe oleja ICE. Je potrebné poznamenať, že prítomnosť kyseliny sírovej v oleji je oveľa kritickejšia ako zvýšený obsah síranového popola.
V zložení plnopopolových olejov môže množstvo vhodných prísad mierne prekročiť 1% (až 1,1%), v olejoch so stredným popolom - 0,6 ... 0,9%, v olejoch s nízkym obsahom popola - nie viac ako 0,5% . resp. čím je táto hodnota nižšia, tým lepšie.
Oleje s nízkym obsahom popola, takzvané Low SAPS (sú označené podľa ACEA C1, C2, C3 a C4). Sú najlepšou voľbou pre moderné vozidlá. Zvyčajne sa používa v autách so systémom dodatočnej úpravy výfukových plynov a autách na zemný plyn (s LPG). Kritický obsah popola pre benzínové motory je 1,5%, pre dieselové motory je to 1,8% a pre vysokovýkonné dieselové motory sú 2%. Je však potrebné poznamenať, že oleje s nízkym obsahom popola nie sú vždy s nízkym obsahom síry, pretože nízky obsah popola sa dosahuje nižším základným číslom.
Plnopopolové prísady, sú tiež Full SAPA (s označením ACEA A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5). Negatívne ovplyvňujú DPF filtre, ako aj existujúce trojstupňové katalyzátory. Takéto oleje sa neodporúčajú používať v motoroch vybavených environmentálnymi systémami Euro 4, Euro 5 a Euro 6.
Vysoký obsah síranového popola je spôsobený prítomnosťou detergentných prísad obsahujúcich kovy v zložení motorového oleja. Takéto zložky sú potrebné na zabránenie usadenín uhlíka a tvorby laku na piestoch a na poskytnutie schopnosti olejov neutralizovať kyseliny, ktorá je kvantitatívne charakterizovaná základným číslom.
Alkalické číslo
Táto hodnota charakterizuje, ako dlho dokáže olej neutralizovať pre neho škodlivé kyseliny, ktoré spôsobujú korozívne opotrebovanie častí spaľovacieho motora a podporujú tvorbu rôznych karbónových usadenín. Na neutralizáciu sa používa hydroxid draselný (KOH). Respektíve základné číslo sa meria v mg KOH na gram oleja[mg KOH/g]. Fyzikálne to znamená, že množstvo hydroxidu je ekvivalentné účinku v balení aditíva. Takže ak dokumentácia uvádza, že celkové základné číslo (TBN - Total Base Number) je napríklad 7,5, potom to znamená, že množstvo KOH je 7,5 mg na gram oleja.
Čím vyššie je číslo bázy, tým dlhšie bude olej schopný neutralizovať pôsobenie kyselín.vznikajúce pri oxidácii ropy a spaľovaní paliva. To znamená, že ho bude možné používať dlhšie (hoci tento ukazovateľ ovplyvňujú aj iné parametre). Nízke detergentné vlastnosti sú pre olej zlé, pretože v tomto prípade sa na častiach vytvorí nezmazateľný nános.
Počas prevádzky oleja v spaľovacom motore sa alkalické číslo nevyhnutne znižuje a neutralizačné prísady sa spotrebúvajú. Takéto zníženie má prijateľné limity, po prekročení ktorých nebude olej schopný chrániť pred koróziou kyslými zlúčeninami. Pokiaľ ide o optimálnu hodnotu základného čísla, predtým sa verilo, že pre benzínové ICE to bude približne 8 ... 9 a pre dieselové motory - 11 ... 14. Moderné formulácie mazív však majú zvyčajne nižšie základné čísla, až 7 a dokonca 6,1 mg KOH/g. Upozorňujeme, že v moderných ICE nepoužívajte oleje so základným číslom 14 alebo vyšším.
Nízke základné číslo v moderných olejoch je vyrobené umelo, aby vyhovovalo súčasným environmentálnym požiadavkám (EURO-4 a EURO-5). Takže pri spaľovaní týchto olejov v spaľovacom motore vzniká malé množstvo síry, čo má pozitívny vplyv na kvalitu výfukových plynov. Olej s nízkym základným číslom však často dostatočne nechráni časti motora pred opotrebovaním.
To znamená, že optimálny SC nemusí byť vždy maximálny alebo minimálny počet.
hustota
Hustota sa vzťahuje na hustotu a viskozitu motorového oleja. Stanovené pri teplote okolia +20°C. Meria sa v kg/m³ (zriedkavo v g/cm³). Ukazuje pomer celkovej hmotnosti produktu k jeho objemu a priamo závisí od viskozity oleja a faktora stlačiteľnosti. Je určený základným olejom a základnými prísadami a tiež silne ovplyvňuje dynamickú viskozitu.
Ak je odparovanie oleja vysoké, hustota sa zvýši. Naopak, ak má olej nízku hustotu, a zároveň vysoký bod vzplanutia (teda nízku hodnotu prchavosti), potom sa dá usúdiť, že je olej vyrobený na kvalitnom syntetickom základovom oleji.
Čím vyššia je hustota, tým horšie prechádza olej cez všetky kanály a medzery v spaľovacom motore, a preto sa otáčanie kľukového hriadeľa stáva ťažším. To vedie k zvýšenému opotrebovaniu, usadeninám, uhlíkovým usadeninám a zvýšenej spotrebe paliva. Ale nízka hustota maziva je tiež zlá - kvôli nej sa vytvára tenký a nestabilný ochranný film, jeho rýchle vyhorenie. Ak spaľovací motor často beží na voľnobeh alebo v režime štart-stop, potom je lepšie použiť mazaciu kvapalinu s menšou hustotou. A pri dlhšom pohybe pri vysokých rýchlostiach - hustejšie.
Preto všetci výrobcovia olejov dodržiavajú rozsah hustoty nimi vyrábaných olejov v rozsahu 0,830 .... 0,88 kg / m³, kde sa za najvyššiu kvalitu považujú len extrémne rozsahy. Ale hustota od 0,83 do 0,845 kg / m³ je znakom esterov a PAO v oleji. A ak je hustota 0,855 ... 0,88 kg / m³, znamená to, že bolo pridaných príliš veľa prísad.
Bod vzplanutia
Toto je najnižšia teplota, pri ktorej pary zohriateho motorového oleja za určitých podmienok tvoria zmes so vzduchom, ktorá pri vznietení plameňa exploduje (prvý záblesk). Pri bode vzplanutia sa olej tiež nezapáli. Bod vzplanutia sa určuje zahrievaním motorového oleja v otvorenom alebo uzavretom pohári.
Toto je indikátor prítomnosti nízkovriacich frakcií v oleji, ktorý určuje schopnosť kompozície vytvárať uhlíkové usadeniny a vyhorieť pri kontakte s horúcimi časťami motora. Kvalitný a dobrý olej by mal mať čo najvyšší bod vzplanutia. Moderné motorové oleje majú bod vzplanutia vyšší ako +200°C, zvyčajne +210…230°C a vyšší.
Bod nalievania
Hodnota teploty v stupňoch Celzia, keď olej stratí svoje fyzikálne vlastnosti, charakteristické pre kvapalinu, to znamená, že zamrzne, sa stáva nehybnou. Dôležitý parameter pre motoristov žijúcich v severných zemepisných šírkach a pre ostatných majiteľov automobilov, ktorí často štartujú spaľovací motor „za studena“.
Hoci V skutočnosti sa na praktické účely hodnota bodu tuhnutia nepoužíva. Na charakterizáciu prevádzky oleja v mraze existuje ďalší koncept - minimálna teplota čerpania, teda minimálna teplota, pri ktorej je olejové čerpadlo schopné pumpovať olej do systému. A bude o niečo vyššia ako bod tuhnutia. Preto v dokumentácii stojí za to venovať pozornosť minimálnej teplote čerpania.
Pokiaľ ide o bod tuhnutia, mal by byť o 5 ... 10 stupňov nižší ako najnižšie teploty, pri ktorých pracuje spaľovací motor. Môže to byť -50°C ... -40°C atď., v závislosti od konkrétnej viskozity oleja.
prísady
Okrem týchto základných charakteristík motorových olejov môžete nájsť aj ďalšie výsledky laboratórnych testov na množstvo zinku, fosforu, bóru, vápnika, horčíka, molybdénu a ďalších chemických prvkov. Všetky tieto prísady zlepšujú výkon olejov. Chránia pred poškriabaním a opotrebovaním spaľovacieho motora a tiež predlžujú chod samotného oleja, bránia jeho oxidácii alebo lepšiemu držaniu medzimolekulových väzieb.
Síra - má extrémne tlakové vlastnosti. Fosfor, chlór, zinok a síra - vlastnosti proti opotrebovaniu (posilňujú olejový film). Bór, molybdén - znižujú trenie (dodatočný modifikátor pre maximálny efekt zníženia opotrebenia, ryhovania a trenia).
No okrem vylepšení majú aj opačné vlastnosti. menovite sa usadzujú vo forme sadzí v spaľovacom motore alebo vstupujú do katalyzátora, kde sa hromadia. Napríklad pre dieselové motory s DPF, SCR a zásobníkovými meničmi je nepriateľom síra a pre oxidačné konvertory je nepriateľom fosfor. Ale detergentné prísady (detergenty) Ca a Mg tvoria počas spaľovania popol.
Ochranné vlastnosti prísad závisia od spôsobov výroby a kvality surovín, takže ich množstvo nie je vždy ukazovateľom najlepšej ochrany a kvality. Preto má každá automobilka svoje vlastné obmedzenia pre použitie v konkrétnom motore.
Životnosť
Vo väčšine áut sa olej mení v závislosti od najazdených kilometrov auta. Na niektorých značkách mazacích kvapalín na nádobách je však priamo uvedený dátum spotreby. Je to spôsobené chemickými reakciami, ktoré sa vyskytujú v oleji počas jeho prevádzky. Zvyčajne sa vyjadruje ako počet mesiacov nepretržitej prevádzky (12, 24 a Long Life) alebo počet kilometrov.
Tabuľky parametrov motorového oleja
Pre úplnosť informácií uvádzame niekoľko tabuliek, ktoré informujú o závislosti niektorých parametrov motorového oleja od iných alebo od vonkajších faktorov. Začnime skupinou základových olejov v súlade s normou API (API - American Petroleum Institute). Oleje sú teda rozdelené podľa troch ukazovateľov - indexu viskozity, obsahu síry a hmotnostného podielu naftenoparafínových uhľovodíkov.
| Klasifikácia API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Obsah nasýtených uhľovodíkov, % | > 90 | > 90 | PAO | estery | |
| Obsah síry, % | > 0,03 | ||||
| Viskozitný index | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
V súčasnosti je na trhu veľké množstvo olejových aditív, ktoré určitým spôsobom menia jeho vlastnosti. Napríklad prísady, ktoré znižujú množstvo výfukových plynov a zvyšujú viskozitu, prísady proti treniu, ktoré čistia alebo predlžujú životnosť. Aby sme pochopili ich rozmanitosť, stojí za to zhromaždiť informácie o nich v tabuľke.
| Skupina nehnuteľností | Typy aditív | Menovanie |
|---|---|---|
| Ochrana povrchu dielov | Čistiace prostriedky (detergenty) | Chráni povrchy dielov pred tvorbou usadenín na nich |
| Dispergátory | Zabraňuje usadzovaniu produktov opotrebovania spaľovacieho motora a degradácii oleja (minimalizuje tvorbu kalu) | |
| Proti opotrebovaniu a extrémnemu tlaku | Znížte trenie a opotrebovanie, zabráňte zadretiu a odieraniu | |
| Antikorózny | Zabráňte korózii častí motora | |
| Transformujte vlastnosti oleja | Depresor | Znížte bod mrazu. |
| Modifikátory viskozity | Rozšírte teplotný rozsah aplikácie, zvýšte index viskozity | |
| Ochrana pred olejom | Proti peneniu | Zabráňte tvorbe peny |
| Antioxidanty | Zabráňte oxidácii oleja |
Zmena niektorých parametrov motorového oleja uvedených v predchádzajúcej časti priamo ovplyvňuje činnosť a stav spaľovacieho motora automobilu. Dá sa to zobraziť v tabuľke.
| Index | Trend | dôvod | Kritický parameter | Čo ovplyvňuje |
|---|---|---|---|---|
| viskozita | Zvyšuje sa | Oxidačné produkty | 1,5-násobné zvýšenie | Počiatočné vlastnosti |
| Bod nalievania | Zvyšuje sa | Voda a produkty oxidácie | Nie | Počiatočné vlastnosti |
| Alkalické číslo | Znižuje sa | Činnosť čistiaceho prostriedku | Znížiť 2-krát | Korózia a znížená životnosť dielov |
| Obsah popola | Zvyšuje sa | Alkalické prísady | Nie | Vzhľad usadenín, opotrebovanie dielov |
| Mechanické nečistoty | Zvyšuje sa | Produkty opotrebovania zariadení | Nie | Vzhľad usadenín, opotrebovanie dielov |
Pravidlá výberu oleja
Ako bolo uvedené vyššie, výber jedného alebo druhého motorového oleja by mal byť založený nielen na údajoch o viskozite a toleranciách výrobcov automobilov. Okrem toho existujú aj tri povinné parametre, ktoré je potrebné vziať do úvahy:
- vlastnosti maziva;
- prevádzkové podmienky oleja (prevádzkový režim ICE);
- konštrukčné vlastnosti spaľovacieho motora.
Prvý bod do značnej miery závisí od toho, aký typ oleja je syntetický, polosyntetický alebo úplne minerálny. Je žiaduce, aby mazacia kvapalina mala nasledujúce výkonnostné charakteristiky:
- Vysoké dispergačné, stabilizačné a solubilizačné vlastnosti detergentov vo vzťahu k nerozpustným prvkom v oleji. Uvedené vlastnosti umožňujú rýchlo a jednoducho vyčistiť povrch pracovných častí spaľovacieho motora od rôznych nečistôt. Navyše je vďaka nim jednoduchšie vyčistiť diely od nečistôt pri ich demontáži.
- Schopnosť neutralizovať účinky kyselín, čím zabraňuje nadmernému opotrebovaniu častí spaľovacieho motora a zvyšuje jeho celkové zdroje.
- Vysoké tepelné a tepelno-oxidačné vlastnosti. Sú potrebné na efektívne chladenie piestnych krúžkov a piestov.
- Nízka prchavosť, ako aj nízka spotreba oleja na odpad.
- Absencia schopnosti tvoriť penu v akomkoľvek stave, dokonca aj za studena, dokonca aj za tepla.
- Plná kompatibilita s materiálmi, z ktorých sú vyrobené tesnenia (zvyčajne guma odolná voči olejom), ktoré sa používajú v systéme neutralizácie plynu, ako aj v iných systémoch spaľovacích motorov.
- Kvalitné mazanie dielov spaľovacieho motora v akýchkoľvek, aj kritických podmienkach (pri mrazoch alebo prehriatí).
- Schopnosť pumpovať cez prvky mazacieho systému bez problémov. To poskytuje nielen spoľahlivú ochranu prvkov spaľovacieho motora, ale tiež uľahčuje štartovanie spaľovacieho motora v chladnom počasí.
- Nevstupovanie do chemických reakcií s kovovými a gumenými prvkami spaľovacieho motora počas jeho dlhých odstávok bez práce.
Uvedené ukazovatele kvality motorového oleja sú často kritické a ak sú ich hodnoty pod normou, je to spojené s nedostatočným mazaním jednotlivých častí spaľovacieho motora, ich nadmerným opotrebovaním, prehrievaním a to zvyčajne vedie k zníženiu zdrojov tak jednotlivých častí, ako aj spaľovacieho motora ako celku.
každý motorista by mal pravidelne monitorovať hladinu motorového oleja v kľukovej skrini, ako aj jeho stav, pretože od toho priamo závisí normálna prevádzka spaľovacieho motora. Pokiaľ ide o výber, mal by sa vykonať predovšetkým na základe odporúčaní výrobcu motora. No a vyššie uvedené informácie o fyzikálnych vlastnostiach a parametroch olejov vám určite pomôžu pri správnom výbere.
