Öljyn tuhkapitoisuus
Pitoisuus
Öljyn tuhkapitoisuus jolle on tunnusomaista kaksi käsitettä: perusöljyn tuhkapitoisuus ja sulfaattituhkapitoisuus. Lyhyesti sanottuna tavallinen tuhkapitoisuus osoittaa, kuinka hyvin pohjapohja on puhdistettu, jolle lopullinen öljy valmistetaan tulevaisuudessa (eli erilaisten suolojen ja palamattomien, mukaan lukien metallisten, epäpuhtauksien läsnäolo siinä). Mitä tulee sulfaattituhkapitoisuuteen, se kuvaa valmiin öljyn, joka sisältää tietyn määrän lisäaineita, ja osoittaa tarkasti niiden määrän ja koostumuksen (eli natriumin, kaliumin, fosforin, rikin ja muiden alkuaineiden läsnäolon siinä).
Jos sulfaattituhkapitoisuus on korkea, tämä johtaa hankaavan kerroksen muodostumiseen polttomoottorin seinille ja vastaavasti moottorin nopeaan kulumiseen, eli sen resurssien vähenemiseen. Perinteisen tuhkapitoisuuden alhainen taso varmistaa, että pakokaasujen jälkikäsittelyjärjestelmä on suojattu lialta. Yleensä tuhkapitoisuusindikaattorit ovat melko monimutkainen käsite, mutta mielenkiintoinen, joten yritämme laittaa kaiken järjestykseen.
Mikä on tuhkapitoisuus ja mihin se vaikuttaa
Tuhkapitoisuus on palamattomien epäpuhtauksien määrän indikaattori. Missä tahansa polttomoottorissa tietty määrä täytettyä öljyä menee "jätteeksi", eli se haihtuu korkeassa lämpötilassa joutuessaan sylintereihin. Tämän seurauksena niiden seinille muodostuu palamistuotteita tai yksinkertaisesti tuhkaa, joka sisältää erilaisia kemiallisia alkuaineita. Ja juuri tuhkan koostumuksesta ja sen määrästä voidaan päätellä öljyn pahamaineinen tuhkapitoisuus. tämä indikaattori vaikuttaa hiilikerrostumien kykyyn muodostua polttomoottorin osiin sekä hiukkassuodattimien suorituskykyyn (loppujen lopuksi palonkestävä noki tukkii hunajakennoja). Siksi se ei voi ylittää 2 prosenttia. Koska tuhkapitoisuuksia on kaksi, tarkastelemme niitä vuorotellen.
Perusöljyn tuhkapitoisuus
Aloitetaan tavallisen tuhkapitoisuuden käsitteestä yksinkertaisempana. Virallisen määritelmän mukaan tuhkapitoisuus on mitta öljynäytteen palamisesta jäljelle jääneiden epäorgaanisten epäpuhtauksien määrästä, joka ilmaistaan prosentteina testattavan öljyn massasta. Tätä käsitettä käytetään yleensä karakterisoitaessa lisäaineita sisältämättömiä öljyjä (mukaan lukien perusöljyt) sekä erilaisia voitelunesteitä, joita ei käytetä polttomoottoreissa tai konetekniikassa yleensä. tavallisesti kokonaistuhkapitoisuuden arvo on välillä 0,002 % - 0,4 %. Näin ollen, mitä pienempi tämä indikaattori, sitä puhtaampi on testattu öljy.
Mikä vaikuttaa tuhkapitoisuuteen? Normaali (tai emäksinen) tuhkapitoisuus vaikuttaa öljyn puhdistuksen laatuun, joka ei myöskään sisällä lisäaineita. Ja koska niitä on tällä hetkellä lähes kaikissa käytetyissä moottoriöljyissä, tavallisen tuhkapitoisuuden käsitettä ei käytetä laajalti, vaan sulfaattituhkapitoisuuden käsitettä käytetään laajassa merkityksessä. siirrytään siihen.
Sulfaattituhka
Epäpuhtaudet öljyssä
Joten sulfaattituhkapitoisuus (toinen nimi sulfaattikuonan tasolle tai indikaattorille) on indikaattori sellaisten lisäaineiden määrittämiseksi, jotka sisältävät orgaanisia metalliyhdisteitä (eli niiden sisältämiä sinkin, kaliumin, magnesiumin, kalsiumin, bariumin, natriumin ja muiden alkuaineiden suoloja). . Kun tällaisia lisäaineita sisältävää öljyä poltetaan, muodostuu tuhkaa. Luonnollisesti mitä enemmän niitä on öljyssä, sitä enemmän tuhkaa tulee. Se puolestaan sekoittuu polttomoottorin hartsikerrostumiin (tämä pätee erityisesti, jos polttomoottori on vanha ja/tai öljyä ei ole vaihdettu siihen pitkään aikaan), minkä seurauksena hankaava aine muodostuu. kerros muodostuu hankausosille. Käytön aikana ne naarmuttavat ja kuluttavat pintaa vähentäen siten polttomoottorin resursseja.
Sulfaattituhkapitoisuus ilmaistaan myös prosentteina öljyn painosta. Sen määrittämiseksi on kuitenkin suoritettava erityinen menettely testimassan polttamiseen ja kalsinointiin. Ja prosenttiosuus otetaan kiinteästä saldosta. Samanaikaisesti rikkihappoa käytetään työssä sulfaattien eristämiseksi massasta. Tästä tulee nimi sulfaattituhka.. Tarkastelemme tarkkaa algoritmia mittausten suorittamiseksi GOST:n mukaan.
Sulfaattituhkapitoisuuden vaikutus
Siirrytään nyt kysymykseen mitä sulfaattituhka vaikuttaa. Mutta ennen sitä on selvennettävä, että sen käsite liittyy suoraan moottoriöljyn perusnumeron käsitteeseen. Tämän arvon avulla voit asettaa polttokammiossa olevien hiilikerrostumien määrän. Yleensä öljy pääsee sinne männänrenkaiden kautta ja virtaa alas sylinterien seinämiä pitkin. Mainitun tuhkan määrä vaikuttaa suoraan sytytysjärjestelmän toimintaan sekä polttomoottorin käynnistymiseen kylmänä vuodenaikana.
Perusluvun riippuvuus ajasta
Sulfaattituhkapitoisuus on siis suoraan verrannollinen myös käyttämättömän (tai vain täytetyn) öljyn perusluvun alkuarvoon. Samalla on ymmärrettävä, että perusluku ei ole absoluuttinen indikaattori voitelunesteen neutralointikyvystä, ja ajan myötä se putoaa. Tämä johtuu rikin ja muiden haitallisten komponenttien läsnäolosta polttoaineessa. Ja mitä huonompi polttoaine (mitä enemmän siinä on rikkiä), sitä nopeammin perusluku putoaa.
Huomaa, että sulfaattituhkapitoisuus vaikuttaa suoraan moottoriöljyn leimahduspisteeseen, nimittäin ajan myötä, kun sen koostumuksessa olevat lisäaineet palavat, mainitun lämpötilan arvo laskee. Se myös heikentää itse öljyn suorituskykyä riippumatta siitä, kuinka korkealaatuista se on.
Vähätuhkaisten öljyjen käytöllä on "kolikon kaksi puolta". Toisaalta niiden käyttö on perusteltua, koska tällaiset yhdisteet on suunniteltu estämään pakojärjestelmien nopea saastuminen (eli varustettu katalyyteillä, hiukkassuodattimilla, EGR-järjestelmillä). Toisaalta vähätuhkaiset öljyt eivät tarjoa (vähennä) polttomoottorin osien vaadittua suojaustasoa. Ja täällä, kun valitset öljyä, sinun on valittava "kultainen keskitie" ja noudatettava autonvalmistajan suosituksia. Eli katso tuhkapitoisuuden ja alkaliluvun arvoa!
Rikin rooli tuhkan muodostumisessa
Huomaa, että moottoriöljyjen normaali tuhkapitoisuus sillä ei ole mitään tekemistä niiden rikkipitoisuuden kanssa. Eli vähätuhkaiset öljyt eivät välttämättä ole vähärikkisiä, ja tämä asia on selvitettävä erikseen. On syytä lisätä, että sulfaattituhkapitoisuus vaikuttaa myös saastumiseen ja hiukkassuodattimen toimintaan (regeneroitumismahdollisuus). Fosfori puolestaan sammuttaa vähitellen hiilimonoksidin jälkipolton katalyytin sekä palamattomat hiilivedyt.
Mitä tulee rikkiin, se häiritsee typen oksidin neutraloijan toimintaa. Valitettavasti polttoaineen laatu Euroopassa ja Neuvostoliiton jälkeisessä tilassa on hyvin erilainen, ei meidän eduksemme. nimittäin polttoaineessamme on paljon rikkiä, joka on erittäin haitallista polttomoottoreille, koska se muodostaa korkeissa lämpötiloissa veteen sekoitettuna haitallisia happoja (pääasiassa rikkihappoa), jotka syövyttävät polttomoottorin osia. Siksi Venäjän markkinoiden on parempi valita öljy, jolla on korkea perusluku. Ja kuten edellä mainittiin, öljyissä, joissa on korkea alkaliluku, on korkea tuhkapitoisuus. Samalla on ymmärrettävä, että yleisöljyä ei ole olemassa, ja se on valittava käytetyn polttoaineen ja polttomoottorin ominaisuuksien mukaan. Ensinnäkin sinun on perustuttava autonvalmistajan suosituksiin (eli sen polttomoottoriin).
Mikä on öljyn tuhkapitoisuuden vaatimus
Tuhka öljyn palamisesta
Nykyaikaisten öljyjen alhaisen tuhkapitoisuuden sanelevat Euroopassa voimassa olevat Euro-4, Euro-5 (vanhentunut) ja Euro-6 ympäristövaatimukset. Niiden mukaan nykyaikaiset öljyt eivät saisi suuresti tukkia hiukkassuodattimia ja auton katalyyttejä ja vapauttaa mahdollisimman vähän haitallisia aineita ympäristöön. ne on myös suunniteltu minimoimaan venttiileihin ja sylintereihin kertynyttä nokea. Todellisuudessa tämä lähestymistapa vähentää jyrkästi nykyaikaisten polttomoottoreiden resursseja, mutta se on hyödyllistä myös autonvalmistajille, koska se johtaa suoraan auton omistajat vaihtavat usein autoa Euroopassa (kuluttajakysyntä).
Mitä tulee kotimaisiin autoilijoihin (vaikka tämä koskee enemmän kotimaista polttoainetta), useimmissa tapauksissa vähätuhkaiset öljyt vaikuttavat haitallisesti vuorauksiin, sormiin ja vaikuttavat myös polttomoottorin helmien naarmuuntumiseen. Kuitenkin, kun öljyjen tuhkapitoisuus on alhainen, männänrenkaiden kerrostumien määrä on pienempi.
Mielenkiintoista on, että amerikkalaisten öljyjen (standardien) sulfaattituhkapitoisuus on alhaisempi kuin eurooppalaisissa. Tämä johtuu korkealaatuisten ryhmään 3 ja/tai 4 kuuluvien perusöljyjen käytöstä (valmistettu polyalfaolefiinien pohjalta tai hydrokrakkausteknologiaa käyttäen).
Katalyyttikennot ovat tukkeutuneet noesta
Muutama sana uusien mallien polttomoottoreista, joissa sylinterilohkot on valmistettu alumiinista lisäpinnoitteella (monet nykyaikaiset autot VAG-konsernilta ja jotkut "japanilaiset"). Internetissä he kirjoittavat paljon siitä, että tällaiset moottorit pelkäävät rikkiä, ja tämä on totta. Moottoriöljyssä tämän elementin määrä on kuitenkin paljon pienempi kuin polttoaineessa. Siksi ensinnäkin on suositeltavaa käyttää bensiinistandardi Euro-4 ja korkeampija käytä myös vähärikkisiä öljyjä. Muista kuitenkin, että vähärikkinen öljy ei aina ole vähätuhkaista! Tarkista siis aina tuhkapitoisuus erillisestä dokumentaatiosta, joka kuvaa tietyn moottoriöljyn tyypilliset ominaisuudet.
Vähätuhkaisten öljyjen tuotanto
vähätuhkaisten öljyjen valmistuksen tarve syntyi suurelta osin ympäristövaatimusten vuoksi (huomautetut Euro-x-standardit). Moottoriöljyjen valmistuksessa ne sisältävät (eri määriä, monista asioista riippuen) rikkiä, fosforia ja tuhkaa (se muuttuu myöhemmin sulfaatiksi). Joten seuraavien kemiallisten yhdisteiden käyttö johtaa mainittujen alkuaineiden esiintymiseen öljyjen koostumuksessa:
- sinkkidialkyyliditiofosfaatti (niin sanottu monikäyttöinen lisäaine, jolla on antioksidanttisia, kulumista estäviä ja äärimmäisiä paineominaisuuksia);
- kalsiumsulfonaatti on pesuaine, eli pesuaineen lisäaine.
Tämän perusteella valmistajat ovat löytäneet useita ratkaisuja öljyjen tuhkapitoisuuden vähentämiseen. Eli tällä hetkellä käytössä ovat seuraavat:
- pesuainelisäaineiden lisääminen ei öljyyn, vaan polttoaineeseen;
- tuhkattomien korkean lämpötilan antioksidanttien käyttö;
- tuhkattomien dialkyyliditiofosfaattien käyttö;
- vähätuhkaisten magnesiumsulfonaattien käyttö (kuitenkin rajoitettuina määrinä, koska tämä edistää myös saostumien muodostumista polttomoottorissa) sekä pesuaineiden alkyylifenolilisäaineita;
- synteettisten komponenttien käyttö öljyjen koostumuksessa (esimerkiksi hajoamista kestävät esterit ja sakeuttamislisäaineet, jotka ovat tarpeen haluttujen viskositeetti-lämpötila-ominaisuuksien ja alhaisen haihtuvuuden varmistamiseksi, nimittäin perusöljyt 4 tai 5 ryhmästä).
Nykyaikaiset kemialliset tekniikat mahdollistavat helposti minkä tahansa tuhkapitoisuuden öljyn saamisen. Sinun tarvitsee vain valita tiettyyn autoon parhaiten sopiva koostumus.
Tuhkatason standardit
Seuraava tärkeä kysymys on määrittää tuhkapitoisuusstandardit. On syytä mainita heti, että ne eivät riipu vain polttomoottorin tyypistä (bensiini-, diesel-polttomoottoreille sekä polttomoottoreille, joissa on kaasupallolaitteet (GBO), nämä indikaattorit vaihtelevat), mutta myös nykyisiin ympäristöstandardeihin (Euro-4, Euro-5 ja Euro-6). Useimmissa perusöljyissä (eli ennen erityisten lisäaineiden lisäämistä niiden koostumukseen) tuhkapitoisuus on merkityksetön ja noin 0,005%. Ja lisäaineiden lisäämisen, eli valmiin moottoriöljyn valmistuksen, jälkeen tämä arvo voi saavuttaa GOSTin salliman 2 prosentin.
Moottoriöljyjen tuhkapitoisuusstandardit on selvästi esitetty Euroopan autovalmistajien liiton ACEA:n standardeissa, eikä niistä voida poiketa, joten kaikki nykyaikaiset (lisensoidut) moottoriöljyjen valmistajat noudattavat aina näitä asiakirjoja. Esitämme tiedot taulukon muodossa tällä hetkellä laajalle levinneelle ympäristöstandardille Euro-5, joka yhdistää kemiallisten lisäaineiden arvot ja yksittäiset olemassa olevat standardit.
| API-vaatimukset | SL | SM | SN-RC/ILSAC GF-5 | CJ-4 |
|---|---|---|---|---|
| Fosforipitoisuus, % | 0,1 max | 0,06-0,08 | 0,06-0,08 | 0,12 max |
| Rikkipitoisuus, % | - | 0,5-0,7 | 0,5-0,6 | 0,4 max |
| Sulfaattituhka, % | - | - | - | 1 max |
| ACEA:n vaatimukset bensiinimoottoreille | C1-10 | C2-10 | C3-10 | C4-10 |
| - | LowSAPS | MidSAPS | MidSAPS | LowSAPS |
| Fosforipitoisuus, % | 0,05 max | 0,09 max | 0,07-0,09 maks | 0,09 max |
| Rikkipitoisuus, % | 0,2 max | 0,3 max | 0,3 max | 0,2 max |
| Sulfaattituhka, % | 0,5 max | 0,8 max | 0,8 max | 0,5 max |
| Perusluku, mg KOH/g | - | - | 6 min | 6 min |
| ACEA:n vaatimukset kaupallisille dieselmoottoreille | E4-08 | E6-08 | E7-08 | E9-08 |
| Fosforipitoisuus, % | - | 0,08 max | - | 0,12 max |
| Rikkipitoisuus, % | - | 0,3 max | - | 0,4 max |
| Sulfaattituhka, % | 2 max | 1 max | 1 max | 2 max |
| Perusluku, mg KOH/g | 12 min | 7 min | 9 min | 7 min |
Kuten yllä olevasta taulukosta voidaan nähdä, tuhkapitoisuutta on vaikea arvioida amerikkalaisen API-standardin mukaan, ja tämä johtuu siitä, että tuhkapitoisuus ei ole niin tunnollinen uudessa maailmassa. nimittäin ne yksinkertaisesti osoittavat, mitkä öljyt ovat kanistereissa - täysi, keskituhka (MidSAPS). Sellaisenaan niissä ei ole vähätuhkaa. Siksi, kun valitset yhden tai toisen öljyn, sinun on keskityttävä ensisijaisesti ACEA-merkintään.
Esimerkiksi Venäjän federaation alueella vuonna 5 voimassa olevan Euro-2018-standardin mukaisesti annettujen tietojen perusteella nykyaikaiselle bensiiniautolle on sallittua täyttää C3-öljyä ACEA:n mukaan (yleensä SN API:n mukaan) - sulfaattituhkapitoisuus on enintään 0,8% (keskikokoinen tuhka). Jos puhumme vaikeissa olosuhteissa toimivista dieselmoottoreista, niin esimerkiksi ACEA E4 -standardi ei salli ylittää 2 % polttoaineen sulfatoituneesta tuhkasta.
Nestekaasuajoneuvojen tuhkapitoisuusvaatimukset
Mitä tulee autoihin, joissa on kaasusylinterilaitteet, niitä on parempi käyttää vähätuhkaiset öljyt. Tämä johtuu bensiinin ja kaasun kemiallisesta koostumuksesta (metaanista, propaanista tai butaanista riippumatta). Bensiinissä on enemmän kiinteitä hiukkasia ja haitallisia alkuaineita, ja jotta koko järjestelmää ei pilata, on käytettävä erityisiä vähätuhkaisia öljyjä. Voiteluaineiden valmistajat tarjoavat kuluttajille nimenomaan niin kutsuttuja "kaasuöljyjä", jotka on suunniteltu vastaavaan ICE:hen.
Niiden merkittävä haittapuoli on kuitenkin korkea hinta, ja säästääksesi rahaa voit yksinkertaisesti tarkastella tavallisten "bensiini"öljyjen ominaisuuksia ja toleransseja ja valita sopivan vähätuhkaisen koostumuksen. Ja muista, että sinun on vaihdettava tällaiset öljyt määritettyjen määräysten mukaisesti huolimatta siitä, että kaivostoiminnan läpinäkyvyys on paljon suurempi kuin perinteisten öljyjen!
Menetelmä tuhkapitoisuuden määrittämiseksi
Mutta miten moottoriöljyn tuhkapitoisuus määritetään ja kuinka ymmärtää, millä tuhkapitoisuudella kanisterin öljy on? Kuluttajan on helpointa määrittää moottoriöljyn tuhkapitoisuus yksinkertaisesti säiliön etiketissä olevien merkintöjen perusteella. Niissä tuhkapitoisuus ilmoitetaan yleensä ACEA-standardin (autonvalmistajien eurooppalainen standardi) mukaisesti. Sen mukaan kaikki tällä hetkellä myytävät öljyt jaetaan:
- täyttä tuhkaa. Heillä on täydellinen lisäainepaketti. Englanniksi niillä on nimitys - Full SAPS. ACEA-standardin mukaan ne on merkitty seuraavilla kirjaimilla - A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Tuhkaepäpuhtaudet ovat tässä noin 1 ... 1,1 % voitelunesteen kokonaismassasta.
- keskimääräistä tuhkaa. Niissä on alennettu lisäainepaketti. Kutsutaan nimellä Middle SAPS tai Mid SAPS. ACEA:n mukaan ne on merkitty C2, C3. Vastaavasti keskisuurissa tuhkaöljyissä tuhkamassa on noin 0,6 ... 0,9 %.
- Matala tuhka. Metallia sisältävien lisäaineiden vähimmäispitoisuus. Määrätty matala SAPS. ACEA:n mukaan ne on merkitty C1, C4. Vähätuhkaiselle vastaava arvo on alle 0,5 %.
Huomaa, että joissakin tapauksissa öljyt, joilla on ACEA-merkinnät C1-C5, yhdistetään yhdeksi ryhmäksi nimeltä "vähätuhka". nimittäin sellaiset tiedot löytyvät Wikipediasta. Tämä ei kuitenkaan ole täysin oikein, koska tällainen lähestymistapa yksinkertaisesti osoittaa, että kaikki nämä voiteluaineet ovat yhteensopivia katalysaattoreiden kanssa, eikä mitään muuta! Itse asiassa öljyjen oikea lajittelu tuhkapitoisuuden mukaan on annettu edellä.
.
Tuhkastandardit
Erilaisten öljynäytteiden testaus
On olemassa Venäjän valtioiden välinen standardi GOST 12417-94 "Öljytuotteet. Sulfaattituhkan määritysmenetelmä, jonka mukaan kuka tahansa voi mitata testattavan öljyn sulfaattituhkapitoisuuden, koska se ei vaadi monimutkaisia laitteita ja reagensseja. Tuhkapitoisuuden määrittämiseen on myös muita, myös kansainvälisiä standardeja, nimittäin ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.
Ensinnäkin on huomautettava, että GOST 12417-94 määrittelee sulfaattituhkapitoisuuden jäännökseksi näytteen karbonoinnin jälkeen, käsitelty rikkihapolla ja kalsinoitu vakiopainoon. Varmennusmenetelmän ydin on melko yksinkertainen. Ensimmäisessä vaiheessa otetaan tietty massa testattua öljyä ja poltetaan hiilipitoiseksi jäännökseksi. sitten sinun on odotettava tuloksena olevan jäännöksen jäähtymistä ja käsiteltävä se väkevällä rikkihapolla. sytytä edelleen +775 celsiusasteen lämpötilassa (25 asteen poikkeama yhteen suuntaan ja toiseen on sallittu), kunnes hiili on täysin hapettunut. Tuloksena olevan tuhkan annetaan jäähtyä jonkin aikaa. Sen jälkeen sitä käsitellään laimealla (samalla määrällä vettä) rikkihapolla ja kalsinoidaan samassa lämpötilassa, kunnes sen massa-arvo muuttuu vakioksi.
Rikkihapon vaikutuksesta tuloksena oleva tuhka on sulfaattia, josta sen määritelmä itse asiassa tuli. vertaa sitten syntyneen tuhkan massaa testatun öljyn alkumassaan (tuhkamassa jaetaan palaneen öljyn massalla). Massasuhde ilmaistaan prosentteina (eli saatu osamäärä kerrotaan 100:lla). Tämä on haluttu sulfaattituhkapitoisuuden arvo.
Mitä tulee tavanomaiseen (perus) tuhkapitoisuuteen, sille on olemassa myös valtion standardi GOST 1461-75 nimeltä "Öljy ja öljytuotteet. Tuhkapitoisuuden määritysmenetelmä”, jonka mukaisesti testiöljystä tarkistetaan, onko siinä erilaisia haitallisia epäpuhtauksia. Koska se sisältää monimutkaisia toimenpiteitä ja vielä enemmän erilaisiin sovelluksiin, emme esittele sen olemusta tässä materiaalissa. Haluttaessa tämä GOST löytyy helposti Internetistä.
Siellä on myös yksi venäläinen GOST 12337-84 "Dieselmoottoreiden moottoriöljyt" (viimeinen painos 21.05.2018). Siinä esitetään selvästi moottoriöljyjen eri parametrien arvot, mukaan lukien kotimaiset, joita käytetään eri tehoisissa diesel-ICE:issä. Se osoittaa erilaisten kemiallisten komponenttien sallitut arvot, mukaan lukien sallittujen nokikertymien määrä.
