Гост 32328-2013 нефтепродукты и смазочные материалы. определение кислотного и щелочного чисел титрованием с цветным индикатором

G-Energy F Synth EC 5W-30 Secured fuel economy

Масло Газпромнефти расфасовано в Италии в канистру с дизайном самого Джуджаро! Густой запах — как у подсолнечного масла. Продукт с допуском Ford WSS-M2C913-С не потерялся на фоне именитых конкурентов: расход на угар средний, синтетическая «основа» стабильна, рекордно низкое кислотное число во время эксплуатации растет незначительно. Причем надпись на канистре «Secured fuel economy» (улучшенная топливная экономичность) полностью оправдана: к концу пробега масло G-Energy экономило по 0,24 л бензина на 100 км в сравнении с маслом Shell. Однако запас по щелочному числу невелик — высокосернистое топливо противопоказано.

Как рассчитать TBN?

Прибор для расчета TBN

Чтобы рассчитать щелочное число моторного масла нужно определить сумму всех щелочных добавок, содержащихся в смазочной жидкости. Индекс определяют по массе гидроксида калия на каждый грамм смазки. TBN измеряют в единицах мгКОН/г.

Самым точным и распространенным методом определения данного параметра для двигателя является перемножение удельной массы серы на 20. Соответственно, для бензиновых моторов TBN будет не таким высоким, как для дизельных агрегатов, так как в солярке больше серы

Многие применяют данные способ, но специалисты рекомендуют использовать его крайне осторожно и всегда сверять данные с руководством по эксплуатации авто

Химические процессы, протекающие в смазочной системе двигателя

В то время как двигатель автомобиля работает, в камере сгорания происходят сложные химические процессы. Так, чтобы получить в камере взрывной эффект, в карбюраторе формируется смесь, которая включает в себя впрыскиваемое топливо и воздух.

Во время этого процесса происходит формирование соединения, которое при горении отрицательно воздействует на внутренние компоненты двигателя и эксплуатационные свойства смазок. Кислотные продукты горения увеличивают скорость протекания процесса коррозии и износа двигателя. На масло продукты горения также влияет негативно: под его воздействием смазка рано теряет химически активные присадки, необходимые для стабильной работы.

Если силовой агрегат ко всему прочему является и значительно изношенным, то прибавляется ещё одна проблема: повышается риск проникновения в картер отработанного газа вместе с продуктами горения, которые со временем начинают реакции окисление вместе со смазкой. А масло, содержащее в себе большое количество продуктов окисления, контактируя внутри двигателя с деталями, вызывает ускоренную коррозию и, как следствие, влияет на преждевременный вывод из строя.

Чтобы нейтрализовать негативное влияние кислотной среды используется щёлочь. Реакция нейтрализации кислотных продуктов, находящихся в составе моторного масла, протекает в картере; каналах, участвующих в подаче смазки. Набор присадок машинного масла, содержащих в своём составе щёлочные компоненты, эффективно нейтрализуют агрессивные кислотные продукты.

Со временем реакции нейтрализации протекают всё медленнее, подавляя меньшее число кислотностей, которые в свою очередь оседают на стенках и поверхностях смазочной системы, засоряя её. Это ведёт к тому, что ток смазки в каналах ухудшается, что может повлечь за собой массу проблем:

• «масляное голодание» распредвала (за этим обычно следует скорый износ опорных шеек);
• также из-за этого вкладыши на коленвале могут начать срабатывать слишком рано, так как в каналах происходит блокирование циркуляции смазки.

Идентичность

Все Фокусы были в одинаковой комплектации Comfort (даже цвет одинаков!) и, судя по VIN-номерам, из одной партии. Так что грех было не устроить им «проверку на идентичность». Компрессия во всех 32 цилиндрах лежала в пределах 14,5—15,1 кгс/см2, а газоанализатор зафиксировал отклонение от общего фона только у одной машины: 0,15% угарного газа в выхлопе против средних 0,03—0,07%. Испытатели не отметили существенной разницы в характеристиках двигателей, тормозной динамике, управляемости и комфорте — Фокусы в простенькой комплектации огорчали посредственной шумоизоляцией, но радовали классной эргономикой, хорошей плавностью хода и отличной обратной связью на руле. Разве что на одной машине сцепление «схватывало» в самом верху, скорее всего, из-за неверной регулировки привода. Но на корректность испытаний это не повлияло.

Плотность моторного масла при 15 градусах

Плотность не так часто используется при рассмотрении технических параметров масла, но это довольно важный параметр, от которого зависит, насколько хорошо масло будет создавать нужное давление, то есть как быстро и эффективно жидкость будет достигать всех деталей и обеспечивать им надежную смазку. От плотности зависит и качество отведения тепла маслом от деталей и охлаждения двигателя.

По сути от плотности зависит кинематическая вязкость, то есть саму кинематическую вязкость вычисляют, использую значение динамической вязкости и плотности масла. Поскольку температура влияет на плотность, для моторного масла температура измерения данного параметра равняется 15 градусам.

Плотность отработанного масла

В целом плотность масла определяет тип основы и состав присадок. Плотность масла ниже, чем эталонная – то есть плотность дистиллированной воды, так как в смазке в большом количестве присутствуют легкие примеси. С пробегом эти примеси испаряются, а тяжелые наоборот накапливаются, из-за чего плотность отработки масла будет выше, чем у свежего. Измерение плотности – это хороший способ определение подделки. Некоторые подделки – это очищенные отработанные масла, но как бы их не очищали или не дополняли добавками, плотность все равно не вернется к первоначальному значению.

Как измеряется плотность

Плотность моторных масел измеряется по общим правилам физики – соотношение веса к объему, то есть кг/м3. Сама по себе плотность масла не так важна, если только вы не хотите проверить масло на подделку. Важнее сохранение этого параметра, то есть текучести, при изменении температур. Плотность моторных масел измеряется при +15 градусах, в то время как в двигателе температура меняется в широком диапазоне от плюса, до минусы при холодном пуске зимой

По этой причине при рассмотрении технических характеристик при оценке масла большее внимание уделяется динамической и кинематической вязкости, которые по сути являются производными от значения плотности

Значение плотности для синтетики и минералки

По большому счету плотность масла зависит именно от типа основы. Минеральные масла гораздо гуще, поэтому менее стабильны при повышении температуры, чем синтетика. Для минералки диапазон плотности составляет 875-856 кг/м3. Для синтетики 840-860 кг/м3. Но, как я уже говорил выше, важна не сама плотность, а сохранение текучести при рабочей температуре, то есть кинематическая вязкость.

Shell Helix Ultra Extra 5W-30

Shell Helix Ultra Extra имеет длинный список одобрений разных автопроизводителей, но — только не фирмы Ford. А ведь это формальный повод для снятия автомобиля с заводской гарантии! Хотя на самом деле в двигателе Фокуса Shell показал себя с лучшей стороны: масло неагрессивное, с очень сбалансированным пакетом присадок и малым расходом на угар. А износ стальных деталей и вовсе наименьший! Недостатков у сверхсовременного продукта два: заоблачная цена и малый «запас прочности» по отношению к высокосернистому топливу.

Химический смысл щелочного числа

Щелочное число моторного масла (в англоязычной литературе обозначается аббревиатурой TBN) – это величина, указывающая на количество гидроксидов калия в одном грамме моторного масла. Единица измерения – мгКОН/г.

Как известно, щёлочь является некой противоположностью кислот. Большинство кислот, вне зависимости от химических элементов, их образующих, при взаимодействии со щелочами нейтрализуются. То есть теряют свою способность отдавать катион водорода и преобразовываются в менее активные химические соединения.

Гидроксид калия обладает одним из сильнейших свойств нейтрализации кислот. Одновременно с этим раствор КОН имеет мощные расщепляющие, растворяющие и моющие свойства. Это соединение, например, широко применяется при производстве промышленных моющих составов. Поэтому для моторных масел при подсчёте щелочного числа за базовый компонент взят именно гидроксид калия.

Классификация моторных масел по ГОСТ

Классификация по ГОСТ 17479.1 была принята еще в СССР в 1985 году, но из-за меняющихся требований в автомобилестроении в 2015 году была переиздана. Соответствует международным стандартам. По вязкости делится по аналогу с SAE на:

• Летние масла – 8, 10, 12, 14, 16, 20, 24.
• Зимние – 3з, 4з, 5з, 6з, 8.

Индекс 8 зачастую используется как летний, так и зимний. Всесезонные масла обозначаются через дробь – 5з/12 и т.п.

По области применения масла по ГОСТу делятся на 6 групп, обозначаемых буквами русского алфавита от А до Е. Могут иметь цифровые индексы, где 1 обозначает принадлежность к бензиновым маслам, а 2 к дизельным. Если индекса нет, значит масло универсальное и подходит для любого типа топлива. Аналогично классификации API.

ГОСТ для трансмиссионных масел

Принадлежность масел к этой категории показывает маркировка «ТМ», далее идет цифра, которая указывает на группу эксплуатационных характеристик смазки, далее цифра, указывающая вязкость. Могут использоваться дополнительные знаки, указывающие на особенные свойства масла – это строчные буквы: «рк» — рабоче-консервационные масла, «з» — с загущающей присадкой и тому подобные. То есть маркировка масла по ГОСТу может выглядеть примерно так: ТМ-5-12 (рк).

Для отечественных смазок установлено 4 класса вязкости, для каждого класса есть свои нормы пределов кинематического значения при 100оС, классы 9, 12, 18 имеют значения отрицательных температур, при которых продолжают выполнять свои функции. По назначениям и свойствам делятся на 5 групп, в которых описываются основные свойства.

Индекс вязкости

Вязкость смазочных материалов меняется обратно пропорционально температуре. При нагревании масла показатель снижается, а при охлаждении – увеличивается. В продуктах разных марок изменение характеристики происходит с различной скоростью. Для измерения динамики существует специальное понятие – индекс вязкости. Чем выше его значение, тем меньше вязкостные свойства материала зависят от температуры. Продукты с большим индексом обеспечивают надежную защиту двигателя в разных климатических условиях. Масла с низким значением показателя эксплуатируются в узком диапазоне температур, так как при нагревании материалы утрачивают смазывающую способность, а при охлаждении быстро густеют.

Общий обзор брендов

Выбирая какое масло для двигателя лучше, внимание важно обращать на бренд. В некоторых случаях цена не соответствует качеству, так как приходится дополнительно платить за имя компании. Также следует учитывать, что в зависимости от основы, масла делятся на:

Также следует учитывать, что в зависимости от основы, масла делятся на:

• синтетическое;
• полусинтетическое;
• минеральное.

Наибольшей популярностью пользуются синтетические и полусинетические смазки 5W-30 и 10W-40. Они подходят для практически всех транспортных средств. При этом в моторы автомобилей, возраст которых составляет несколько десятилетий, допускается заливать минеральные всесезонные масла. Изношенные моторы таких машин съедают до литра смазки на 100-1000 км пробега. Поэтому при таком расходе масла переплата за синтетику будет огромной, что и оправдывает использование минералки.

Согласно классификации по API масла делятся на Service и Commercial. Первые подходят для бензиновых двигателей, а вторые для дизельных.

Castrol Magnatec 5W-30 А1

Несмотря на голубой овал на канистре и соответствие допуску Ford WSS-M2C913-С, масло Magnatec A1 не является «официальным» для Форда — это место в линейке Кастрола занимает более дорогой сорт Magnatec Professional A5. Но и более доступный продукт хорошо сбалансирован — ни одного провала. Разжижение масла невелико, равно как и угар. Проблем с запуском в мороз до –27°С Castrol не создает, несмотря на визуально большую вязкость, чем у остальных семи масел. Еще Castrol отличается самым высоким щелочным числом у нового масла и самой высокой кислотностью на финише теста: это говорит о том, что масло Magnatec будет отлично работать, даже если заправлять автомобиль высокосернистым бензином. Но менять масло надо будет чаще.

Основные характеристики масел

Температура вспышки.

Этот показатель характеризует наличие в масле легкокипящих фракций, и, соответственно, связан с испаряемостью масла в процессе эксплуатации. У хороших масел температура вспышки должна быть выше 225 С. У недостаточно качественных масел маловязкие фракции быстро испаряются и выгорают, ведя к высокому расходу масла и ухудшению его низкотемпературных свойств.

Температура застывания

Это температура, при которой масло практически полностью теряет текучесть (подвижность). Температура застывания характеризует момент резкого увеличения вязкости при снижении температуры, или кристаллизации парафина вместе с повышением вязкости в такой степени, что масло становится твердым.

Щелочное число (TBN).

Показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. TBN характеризует способность масла нейтрализовывать вредные кислоты, поступающие в него в процессе работы двигателя и противодействовать отложениям. Чем ниже TBN, тем меньше активных присадок осталось в масле. TBN большинства масел для бензиновых двигателей обычно имеет значения в пределах 8-9 единиц, а для дизельных двигателей около 11-14. При работе моторного масла общее щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Значительное падение числа TBN приводит к кислотной коррозии, а также загрязнению внутренних частей двигателя.

Кислотное число (TAN).

Кислотное число является показателем, характеризующим наличие в моторных маслах продуктов окисления. Чем меньше его абсолютное значение, тем лучше условия работы масла в двигателе и тем больше его остаточный ресурс. Повышение числа TAN служит показателем окисления масла, вызванного длительным временем использования и/или рабочей температурой. Общее кислотное число определяется для анализа состояния моторных масел, как показателя степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива.

Вопросы и ответы

В завершении статьи рассмотрим ряд вопросов и ответов, касающихся HTHS. Вот основные:

1. Почему многие производители бюджетных и минеральных смазок не пишут на коробке HTHS? Параметр вязкости указывается на изделиях, которые могут выйти из допустимого параметра густоты. Заводы-изготовители обязаны указывать эти данные, но они часто игнорируют это требование из-за значительного превышения граничного значения.
2. Почему HTHS не анализируется при проверке отработавшего масла? При длительной работе мотора качество загустителя ухудшается, а HTHS уменьшается. В случае разрушения загустителя необходимо держать под контролем вязкость. При этом параметр HTHS не интересен лаборантам.
3. Почему в маслах небольшой вязкости показатель HTHS максимально близок к нижней границе? В таких изделиях почти нет загустителя, поэтому производители подбирают параметр HTHS для достижения необходимых характеристик.

Классификация моторных масел по API

Основное предназначение системы классификации моторных масел по API — разделение по качеству. В соответствии с категориями классу назначается буквенное обозначение. Первая буква означает тип двигателя (S — бензиновый, C — дизельный), вторая — уровень рабочих характеристик (чем ниже уровень, тем выше буква в алфавите).

Классификация моторных масел по API для бензиновых двигателей

Таблица «Классификация моторных масел по API для бензиновых двигателей

Стандарт API SL

Масла класса SL подходят для многоклапанных, турбированных, работающих на обедненных смесях ДВС с повышенными требованиями к экологичности и энергосбережению.

Стандарт API SM

Стандарт утвержден в 2004 году. По сравнению с SL улучшены антиокислительные, противоизносные и низкотемпературные свойства.

Стандарт API SN

Утвержден в 2010 году. Масла категории SN обладают улучшенными антиокислительными, моющими и высокотемпературными свойствами, обеспечивают высокую защиту от коррозии и износа. Отлично подходят для двигателей с турбонаддувом. Масла стандарта SN могут квалифицироваться как энергосберегающие и соответствовать стандарту GF-5.

Стандарт API SN+

Промежуточный стандарт, введенный в 2018 году. Предназначен турбированных двигателей, оборудованных непосредственным впрыском топлива. Масла стандарта SN+ предотвращают преждевременное воспламенение смеси в цилиндре (LSPI), характерное для многих современных двигателей (GDI, TSI и т.д.)

Отличия стандартов API SN и SN+

Стандарт API SP

Введен 1 мая 2020 года. Масла этой категории превосходят свойства моторных масел классов API SN и API SN+ по следующим пунктам:

• Защита от преждевременного неконтролируемого воспламенения топливовоздушной смеси (LSPI, Low Speed Pre Ignition);
• Защита от высокотемпературных отложений в турбокомпрессоре;
• Защита от высокотемпературных отложений на поршне;
• Защита от износа цепи ГРМ;
• Более высокие требования к количеству образуемого маслом шлама и лака;

Классификация моторных масел по API для дизельных двигателей

Таблица «Классификация моторных масел по API для дизельных двигателей

Стандарт API CF-4

Масла стандарта API CF-4 обеспечивают защиту от нагара на поршнях, снижают расход на угар. Предназначены для применения в четырехтактных дизельных ДВС, работающих на высоких скоростях.

Стандарт API CF-2

Масла стандарта API CF-2 предназначены для использования в двухтактных дизельных ДВС. Предотвращают стирание цилиндров и колец.

Стандарт API CG-4

Эффективно подавляют образование высокотемпературного нагара на поршнях, износ, образование сажи, пены и окисление. Основной недостаток — зависимость ресурса масла от качества топлива.

Стандарт API CI-4

Стандарт введен в 2002 году. Масла стандарта CI-4 обладают улучшенными моюще-диспергирующими свойствами, повышенной устойчивостью к термическому окислению, сниженным расходом на угар и улучшенной холодной прокачиваемостью по сравнению с маслами стандарта CH-4.

Стандарт CJ-4

Стандарт введен в 2006 году. Масла CJ-4 предназначены для ДВС, оборудованных сажевыми фильтрами и другими системами обработки выхлопных газов. Допускается использование топлива с содержанием серы до 500 ppm.

Стандарт CK-4

Новый стандарт полностью основан на предыдущем CJ-4, при этом было добавлено два новых моторных теста, на аэрацию и окисление, и ужесточен один лабораторный. Допускается использование топлива с содержанием серы до 500 ppm.

1. Защита от полировки гильзы цилиндра
2. Совместимость с сажевыми фильтрами
3. Защита от коррозии
4. Предотвращение загущения от окисления
5. Защита от высокотемпературных отложений
6. Защита от воздействия сажи
7. Противоизносные свойства

Показатель щелочного числа

Для того чтобы определить степень качества масел, рассматривается их вязкость, а также температурный режим, необходимый для обеспечения смазкой нормальной работы двигателя внутреннего сгорания. Кроме этих двух основных критериев используются и другие характеристики — например, щелочное число (TBN — буквенный индекс, используемый для обозначения этого параметра).

Эта характеристика помогает определить качество смазочной жидкости, а также продолжительность её эффективной работы. Этот параметр позволяет узнать об общем состоянии жидкости, её щёлочности. Щёлочность меняется, когда в состав смазки добавляют диспергирующие и моющие присадки, призванные удерживать продукты горения от оседания на стенках двигателя. Если говорить кратко, то эта характеристика показывает насколько моторное масло готово противостоять процессам окисления.

Уровень способности масел к такому сопротивлению определяется числом TBN. Общий показатель TBN определяют суммой щелочных добавок, содержащихся в смазочной жидкости, куда входят такие металлы, как Na, Ba, Mg, Ca; определяется данная характеристика массой гидроксида калия, содержащегося в грамме смазочной жидкости, отсюда можно сделать вывод о том, что единицей измерения щелочного числа является мгКОН/г.

Щелочное число TBN характеризует способность масла к нейтрализации кислот, образующихся в процессе работы двигателя. Набор щелочных присадок подбирается под конкретный двигатель, так как условия работы, уровень кислотности каждого могут отличаться. Например, карбюраторным бензиновым моторам требуется всего лишь около 2 мг щелочей — немного, по сравнению с двигателями, использующими топливо с высоким процентом серы в составе. Число TBN становится меньше во время службы смазочной жидкости, и с длительным сроком эксплуатации уровень TBN может значительно понизиться.