Caracteristicile uleiurilor de motor
Conținut
Caracteristicile uleiurilor de motor arată cum se comportă uleiul în diferite condiții de temperatură și încărcare și, prin urmare, ajută proprietarul mașinii să selecteze corect lichidul de lubrifiere pentru motorul cu ardere internă. Deci, atunci când alegeți, este util să acordați atenție nu numai marcajului (și anume, vâscozitatea și toleranțele producătorilor de mașini), ci și caracteristicilor tehnice ale uleiurilor de motor, cum ar fi vâscozitatea cinematică și dinamică, numărul de bază, conținutul de cenușă sulfat. , volatilitatea și altele. Pentru majoritatea proprietarilor de mașini, acești indicatori nu spun absolut nimic. R De fapt, ele ascund calitatea uleiului, comportamentul acestuia sub sarcină și alte date operaționale.
Deci, veți afla în detaliu despre următorii parametri:
- Vâscozitatea cinematică;
- Vascozitate dinamica;
- indicele de vâscozitate;
- volatilitate;
- capacitatea de cocsificare;
- conținut de cenușă sulfat;
- număr alcalin;
- Densitate;
- Punct de aprindere;
- punct de curgere;
- aditivi;
- Durata de viață.
Principalele caracteristici ale uleiurilor de motor
Acum să trecem la parametrii fizici și chimici care caracterizează toate uleiurile de motor.
Vâscozitatea este proprietatea principală, datorită căreia se determină capacitatea de a utiliza produsul în diferite tipuri de motoare cu ardere internă. Poate fi exprimat în unități de vâscozitate cinematică, dinamică, condiționată și specifică. Gradul de ductilitate al materialului motor este determinat de doi indicatori - vâscozități cinematice și dinamice. Acești parametri, împreună cu conținutul de cenușă de sulfat, numărul de bază și indicele de vâscozitate, sunt principalii indicatori ai calității uleiurilor de motor.
Vâscozitatea cinematică
Graficul dependenței vâscozității de temperatura uleiului de motor
Vâscozitatea cinematică (temperatura ridicată) este parametrul de bază de funcționare pentru toate tipurile de uleiuri. Este raportul dintre vâscozitatea dinamică și densitatea unui lichid la aceeași temperatură. Vâscozitatea cinematică nu afectează starea uleiului, ea determină caracteristicile datelor de temperatură. acest indicator caracterizează frecarea internă a compoziției sau rezistența acesteia la curgerea proprie. Descrie fluiditatea uleiului la temperaturi de funcționare de +100°C și +40°C. Unități de măsură - mm² / s (centiStokes, cSt).
În termeni simpli, acest indicator arată vâscozitatea uleiului de la temperatură și vă permite să estimați cât de repede se va îngroșa când temperatura scade. Dupa toate acestea cu cât uleiul își schimbă mai puțin vâscozitatea cu o schimbare a temperaturii, cu atât calitatea uleiului este mai mare.
Vascozitate dinamica
Vâscozitatea dinamică a uleiului (absolută) arată forța de rezistență a fluidului uleios care apare în timpul deplasării a două straturi de ulei, aflate la distanță de 1 cm unul de celălalt, deplasându-se cu o viteză de 1 cm/s. Vâscozitatea dinamică este produsul dintre vâscozitatea cinematică a uleiului și densitatea acestuia. Unitățile acestei valori sunt Pascal secunde.
Mai simplu spus, arată efectul temperaturii scăzute asupra rezistenței la pornire a unui motor cu ardere internă. Și cu cât vâscozitatea dinamică și cinematică este mai mică la temperaturi scăzute, cu atât va fi mai ușor pentru sistemul de lubrifiere să pompeze ulei pe vreme rece, iar demarorul să rotească volantul ICE în timpul pornirii la rece. Indicele de vâscozitate al uleiului de motor este, de asemenea, de mare importanță.
Indicele de viscozitate
Viteza de scădere a vâscozității cinematice cu creșterea temperaturii se caracterizează prin indicele de vâscozitate uleiuri. Indicele de vâscozitate evaluează adecvarea uleiurilor pentru condiții de operare date. pentru a determina indicele de vâscozitate, comparați vâscozitatea uleiului la diferite temperaturi. Cu cât este mai mare, cu atât vâscozitatea depinde mai puțin de temperatură și, prin urmare, cu atât calitatea sa este mai bună. Pe scurt, Indicele de vâscozitate indică „gradul de subțiere” al uleiului.. Aceasta este o cantitate adimensională, adică nu se măsoară în nicio unitate - este doar un număr.
Cu cât indicele este mai mic vâscozitatea uleiului de motor cu atât uleiul se subțiază mai mult, adică grosimea peliculei de ulei devine foarte mică (din cauza căreia există o uzură crescută). Cu cât indicele este mai mare vâscozitatea uleiului de motor, mai putin uleiul subtiaza, adică se prevede grosimea peliculei de ulei necesara pentru protejarea suprafetelor de frecare.
Uleiurile cu un indice ridicat asigură performanța motorului cu ardere internă într-un interval mai larg de temperatură (mediu). În consecință, se asigură o pornire mai ușoară a motorului cu ardere internă la temperaturi scăzute și o grosime suficientă a peliculei de ulei (și deci protecția motorului cu ardere internă împotriva uzurii) la temperaturi ridicate.
Uleiurile de motor minerale de înaltă calitate au de obicei un indice de vâscozitate de 120-140, semisintetice 130-150, sintetice 140-170. Această valoare depinde de aplicarea în compoziția hidrocarburilor și de adâncimea de tratare a fracțiilor.
Aici este nevoie de un echilibru, iar atunci când alegeți, merită să luați în considerare cerințele producătorului motorului și starea unității de alimentare. Cu toate acestea, cu cât indicele de vâscozitate este mai mare, cu atât intervalul de temperatură în care uleiul poate fi utilizat este mai larg.
Evaporare
Evaporarea (numită și volatilitate sau deșeuri) caracterizează cantitatea de masă a fluidului lubrifiant care s-a evaporat în decurs de o oră la temperatura sa de +245,2 ° C și o presiune de funcționare de 20 mm. rt. Artă. (± 0,2). Conform standardului ACEA. Măsurat ca procent din masa totală, [%]. Se realizează folosind un aparat special Noack conform ASTM D5800; DIN 51581.
R§RμRј vâscozitate mai mare a uleiului, asa de are o volatilitate mai mică potrivit lui Noak. Valorile specifice de volatilitate depind de tipul de ulei de bază, adică stabilit de producător. Se crede că volatilitatea bună este în intervalul de până la 14%, deși la vânzare se găsesc și uleiuri, a căror volatilitate ajunge la 20%. Pentru uleiurile sintetice, această valoare nu depășește de obicei 8%.
În general, se poate spune că cu cât valoarea volatilității Noack este mai mică, cu atât epuizarea uleiului este mai mică. Chiar și o mică diferență - 2,5 ... 3,5 unități - poate afecta consumul de ulei. Un produs mai vâscos arde mai puțin. Acest lucru este valabil mai ales pentru uleiurile minerale.
Carbonizare
Cu cuvinte simple, conceptul de cocsificare este capacitatea unui ulei de a forma rășini și depuneri în volumul său, care, după cum știți, sunt impurități dăunătoare dintr-un fluid lubrifiant. Capacitatea de cocsificare depinde direct de gradul de purificare. Acest lucru este afectat și de ce ulei de bază a fost utilizat inițial pentru a crea produsul finit, precum și de tehnologia de producție.
Indicatorul optim pentru uleiurile cu un nivel ridicat de vâscozitate este valoarea 0,7%. Dacă uleiul are o vâscozitate scăzută, atunci valoarea corespunzătoare poate fi în intervalul 0,1 ... 0,15%.
Conținut de cenușă sulfatată
Conținutul de cenușă de sulfat al uleiului de motor (cenusa sulfatată) este un indicator al prezenței aditivilor în ulei, care includ compuși organici metalici. În timpul funcționării lubrifiantului, se produc toți aditivii și aditivii - se ard, formând însăși cenușa (zgură și funingine) care se depune pe pistoane, supape, inele.
Conținutul de cenușă sulfatată al uleiului limitează capacitatea uleiului de a acumula compuși de cenușă. Această valoare indică câte săruri anorganice (cenuşă) rămân după arderea (evaporarea) uleiului. Poate fi nu numai sulfați (ei „sperii” proprietarii de mașini, mașini cu motoare din aluminiu care se „teme” de acid sulfuric). Conținutul de cenușă este măsurat ca procent din masa totală a compoziției, [% masă].
În general, depozitele de cenușă înfundă filtrele de particule diesel și catalizatorii de benzină. Totuși, acest lucru este adevărat dacă există un consum semnificativ de ulei ICE. Trebuie remarcat faptul că prezența acidului sulfuric în ulei este mult mai critică decât conținutul crescut de cenușă de sulfat.
În compoziția uleiurilor cu cenușă completă, cantitatea de aditivi adecvați poate depăși ușor 1% (până la 1,1%), în uleiuri cu cenușă medie - 0,6 ... 0,9%, în uleiuri cu conținut scăzut de cenușă - nu mai mult de 0,5% . Respectiv, cu cât această valoare este mai mică, cu atât mai bine.
Uleiuri cu conținut scăzut de cenușă, așa-numitele Low SAPS (sunt etichetate conform ACEA C1, C2, C3 și C4). Sunt cea mai bună opțiune pentru vehiculele moderne. Folosit de obicei la mașinile cu sistem de posttratare a gazelor de eșapament și la mașinile care funcționează pe gaz natural (cu GPL). Conținutul critic de cenușă pentru motoarele pe benzină este de 1,5%, pentru motoarele diesel este de 1,8%, iar pentru motoarele diesel de mare putere este de 2%. Dar este de remarcat faptul că uleiurile cu conținut scăzut de cenușă nu sunt întotdeauna cu conținut scăzut de sulf, deoarece conținutul scăzut de cenușă este obținut printr-un număr de bază mai mic.
Aditivi complet de cenușă, sunt și Full SAPA (cu marcaj ACEA A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5). Afectează negativ filtrele DPF, precum și catalizatorii existenți în trei etape. Astfel de uleiuri nu sunt recomandate pentru utilizare la motoarele echipate cu sisteme de mediu Euro 4, Euro 5 și Euro 6.
Conținutul ridicat de cenușă de sulfat se datorează prezenței aditivilor detergenți care conțin metale în compoziția uleiului de motor. Astfel de componente sunt necesare pentru a preveni depunerile de carbon și formarea de lac pe pistoane și pentru a da uleiurilor capacitatea de a neutraliza acizii, caracterizată cantitativ prin numărul de bază.
Număr alcalin
Această valoare caracterizează cât timp uleiul poate neutraliza acizii dăunători pentru acesta, care provoacă uzura corozivă a pieselor motorului cu ardere internă și sporesc formarea diferitelor depuneri de carbon. Hidroxidul de potasiu (KOH) este utilizat pentru neutralizare. Respectiv numărul de bază se măsoară în mg KOH per gram de ulei, [mg KOH/g]. Din punct de vedere fizic, aceasta înseamnă că cantitatea de hidroxid este echivalentă în efect cu pachetul de aditivi. Deci, dacă documentația indică faptul că numărul total de bază (TBN - Total Base Number) este, de exemplu, 7,5, atunci aceasta înseamnă că cantitatea de KOH este de 7,5 mg per gram de ulei.
Cu cât este mai mare numărul de bază, cu atât uleiul va fi capabil să neutralizeze mai mult acțiunea acizilor.formate în timpul oxidării uleiului și arderii combustibilului. Adică se va putea folosi mai mult timp (deși alți parametri influențează și acest indicator). Proprietățile scăzute ale detergentului sunt dăunătoare pentru ulei, deoarece în acest caz se va forma un depozit de neșters pe piesele.
În timpul funcționării uleiului în motorul cu ardere internă, numărul alcalin scade inevitabil, iar aditivii de neutralizare sunt epuizați. O astfel de reducere are limite acceptabile, dincolo de care uleiul nu va putea proteja împotriva coroziunii de către compușii acizi. În ceea ce privește valoarea optimă a numărului de bază, se credea anterior că pentru ICE-urile pe benzină ar fi de aproximativ 8 ... 9, iar pentru motoarele diesel - 11 ... 14. Cu toate acestea, formulările moderne de lubrifianți au de obicei numere de bază mai mici, până la 7 și chiar 6,1 mg KOH/g. Vă rugăm să rețineți că în ICE-urile moderne nu folosiți uleiuri cu un număr de bază de 14 sau mai mare.
Numărul de bază scăzut din uleiurile moderne este realizat artificial pentru a se potrivi cerințelor actuale de mediu (EURO-4 și EURO-5). Deci, atunci când aceste uleiuri sunt arse în motorul cu ardere internă, se formează o cantitate mică de sulf, care are un efect pozitiv asupra calității gazelor de eșapament. Cu toate acestea, uleiul cu un număr de bază scăzut adesea nu protejează suficient de bine piesele motorului de uzură.
Aceasta înseamnă că SC optim nu trebuie să fie întotdeauna numărul maxim sau minim.
densitate
Densitatea se referă la densitatea și vâscozitatea uleiului de motor. Determinat la o temperatură ambiantă de +20°C. Se măsoară în kg/m³ (rar în g/cm³). Arată raportul dintre masa totală a produsului și volumul său și depinde direct de vâscozitatea uleiului și de factorul de compresibilitate. Este determinat de uleiul de bază și aditivii de bază și, de asemenea, afectează puternic vâscozitatea dinamică.
Dacă evaporarea uleiului este mare, densitatea va crește. În schimb, dacă uleiul are o densitate scăzută și, în același timp, un punct de aprindere ridicat (adică o valoare scăzută de volatilitate), atunci se poate aprecia că uleiul este fabricat pe ulei de bază sintetic de înaltă calitate.
Cu cât densitatea este mai mare, cu atât uleiul trece mai rău prin toate canalele și golurile din motorul cu ardere internă și, din această cauză, rotația arborelui cotit devine mai dificilă. Acest lucru duce la o uzură crescută, depuneri, depuneri de carbon și un consum crescut de combustibil. Dar densitatea scăzută a lubrifiantului este, de asemenea, rea - din cauza acesteia, se formează o peliculă de protecție subțire și instabilă, arderea sa rapidă. Dacă motorul cu ardere internă funcționează adesea la ralanti sau în modul pornire-oprire, atunci este mai bine să utilizați un fluid lubrifiant mai puțin dens. Și cu mișcare prelungită la viteze mari - mai dens.
Prin urmare, toți producătorii de ulei aderă la intervalul de densitate a uleiurilor produse de ei în intervalul 0,830 .... 0,88 kg / m³, unde doar intervalele extreme sunt considerate de cea mai înaltă calitate. Dar densitatea de la 0,83 la 0,845 kg / m³ este un semn al esterilor și PAO-urilor în ulei. Și dacă densitatea este de 0,855 ... 0,88 kg / m³, aceasta înseamnă că au fost adăugați prea mulți aditivi.
Punct de aprindere
Aceasta este cea mai scăzută temperatură la care vaporii de ulei de motor încălzit, în anumite condiții, formează un amestec cu aerul, care explodează la aprinderea unei flăcări (prima fulgerare). La punctul de aprindere, uleiul nu se aprinde. Punctul de aprindere este determinat prin încălzirea uleiului de motor într-o cană deschisă sau închisă.
Acesta este un indicator al prezenței fracțiilor cu punct de fierbere scăzut în ulei, care determină capacitatea compoziției de a forma depozite de carbon și de a arde în contact cu piesele fierbinți ale motorului. Un ulei de calitate și bun ar trebui să aibă un punct de aprindere cât mai mare posibil. Uleiurile de motor moderne au un punct de aprindere care depășește +200°C, de obicei +210…230°C și mai mare.
Punct de curgere
Valoarea temperaturii în Celsius, atunci când uleiul își pierde proprietățile fizice, caracteristice unui lichid, adică îngheață, devine imobil. Un parametru important pentru șoferii care trăiesc în latitudinile nordice și pentru alți proprietari de mașini care pornesc adesea motorul cu ardere internă „la rece”.
Deși, în realitate, în scopuri practice, valoarea punctului de curgere nu este utilizată. Pentru a caracteriza funcționarea uleiului în îngheț, există un alt concept - temperatura minima de pompare, adică temperatura minimă la care pompa de ulei poate pompa ulei în sistem. Și va fi puțin mai mare decât punctul de turnare. Prin urmare, în documentație merită să acordați atenție temperaturii minime de pompare.
În ceea ce privește punctul de curgere, acesta ar trebui să fie cu 5 ... 10 grade mai mic decât cele mai scăzute temperaturi la care funcționează motorul cu ardere internă. Poate fi de -50°C ... -40°C și așa mai departe, în funcție de vâscozitatea specifică a uleiului.
aditivi
Pe lângă aceste caracteristici de bază ale uleiurilor de motor, puteți găsi și rezultate suplimentare ale testelor de laborator pentru cantitatea de zinc, fosfor, bor, calciu, magneziu, molibden și alte elemente chimice. Toți acești aditivi îmbunătățesc performanța uleiurilor. Ele protejează împotriva uzării și uzurii motorului cu ardere internă și, de asemenea, prelungesc funcționarea uleiului în sine, împiedicându-l să se oxideze sau să mențină mai bine legăturile intermoleculare.
Sulful - are proprietăți de presiune extremă. Fosfor, clor, zinc și sulf - proprietăți anti-uzură (întărește pelicula de ulei). Bor, molibden - reduce frecarea (modificator suplimentar pentru efectul maxim de reducere a uzurii, scorurilor și frecării).
Dar, pe lângă îmbunătățiri, au și proprietăți opuse. și anume, se depun sub formă de funingine în motorul cu ardere internă sau intră în catalizator, unde se acumulează. De exemplu, pentru motoarele diesel cu DPF, SCR și convertoare de stocare, sulful este inamicul, iar pentru convertoarele de oxidare, inamicul este fosforul. Dar aditivii detergenți (detergenți) Ca și Mg formează cenușă în timpul arderii.
Proprietățile de protecție ale aditivilor depind de metodele de fabricație și de calitatea materiilor prime, astfel încât cantitatea acestora nu este întotdeauna un indicator al celei mai bune protecție și calitate. Prin urmare, fiecare producător auto are propriile limitări pentru utilizarea într-un anumit motor.
Durata de viață a serviciului
La majoritatea mașinilor, uleiul se schimbă în funcție de kilometrajul mașinii. Cu toate acestea, pe unele mărci de fluide lubrifiante de pe recipiente, este indicată direct data de expirare a acestora. Acest lucru se datorează reacțiilor chimice care apar în ulei în timpul funcționării acestuia. De obicei, este exprimat ca numărul de luni de funcționare continuă (12, 24 și Long Life) sau numărul de kilometri.
Tabelele parametrilor uleiului de motor
Pentru caracterul complet al informațiilor, vă prezentăm mai multe tabele care oferă informații despre dependența unor parametri ai uleiului de motor față de alții sau de factori externi. Să începem cu un grup de uleiuri de bază în conformitate cu standardul API (API - American Petroleum Institute). Deci, uleiurile sunt împărțite în funcție de trei indicatori - indicele de vâscozitate, conținutul de sulf și fracția de masă a hidrocarburilor naftenoparafină.
| Clasificare API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Conținut de hidrocarburi saturate, % | > 90 | > 90 | PAO | Eteri | |
| Conținut de sulf, % | > 0,03 | ||||
| Indicele de viscozitate | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
În prezent, pe piață se află un număr mare de aditivi pentru ulei, care într-un anumit fel îi schimbă caracteristicile. De exemplu, aditivi care reduc cantitatea de gaze de eșapament și cresc vâscozitatea, aditivi anti-fricțiune care curăță sau prelungesc durata de viață. Pentru a înțelege diversitatea lor, merită să colectați informații despre ei într-un tabel.
| Grup de proprietate | Tipuri de aditivi | Numire |
|---|---|---|
| Protecția suprafeței părții | Detergenți (detergenți) | Protejează suprafețele pieselor de formarea depunerilor pe acestea |
| Dispersanții | Previne depunerea produselor de uzură a motoarelor cu ardere internă și degradarea uleiului (minimizează formarea nămolului) | |
| Anti-uzură și presiune extremă | Reduceți frecarea și uzura, preveniți griparea și uzura | |
| Anti-coroziune | Preveniți coroziunea pieselor motorului | |
| Transformă proprietățile uleiului | Depresor | Reduceți punctul de îngheț. |
| Modificatori de vâscozitate | Extindeți intervalul de temperatură de aplicare, creșteți indicele de vâscozitate | |
| Protecția uleiului | Anti-spumă | Preveniți formarea spumei |
| Antioxidanți | Preveniți oxidarea uleiului |
Schimbarea unora dintre parametrii uleiului de motor enumerați în secțiunea anterioară afectează în mod direct funcționarea și starea motorului cu ardere internă al mașinii. Acest lucru poate fi afișat într-un tabel.
| Index | Tendinţă | Provoca | Parametru critic | Ce afectează |
|---|---|---|---|---|
| viscozitate | Creste | Produse de oxidare | Crește de 1,5 ori | Proprietăți de pornire |
| Punct de curgere | Creste | Apa si produse de oxidare | Nu | Proprietăți de pornire |
| Număr alcalin | Scăderi | Acțiunea detergentului | Scade de 2 ori | Coroziunea și durata de viață redusă a pieselor |
| Continut de cenusa | Creste | Aditivi alcalini | Nu | Apariția depunerilor, uzura pieselor |
| Impurități mecanice | Creste | Produse de uzura echipamentelor | Nu | Apariția depunerilor, uzura pieselor |
Reguli de selecție a uleiului
După cum sa menționat mai sus, alegerea unuia sau altuia ulei de motor ar trebui să se bazeze nu numai pe citirile de vâscozitate și toleranțele producătorilor de mașini. În plus, există și trei parametri obligatorii care trebuie luați în considerare:
- proprietăți lubrifiante;
- condiții de funcționare a uleiului (mod de funcționare ICE);
- caracteristicile structurale ale motorului cu ardere internă.
Primul punct depinde în mare măsură de ce tip de ulei este sintetic, semisintetic sau complet mineral. Este de dorit ca fluidul de lubrifiere să aibă următoarele caracteristici de performanță:
- Proprietăți ridicate de dispersie-stabilizare și solubilizare a detergentului în raport cu elementele insolubile din ulei. Caracteristicile menționate vă permit să curățați rapid și ușor suprafața pieselor de lucru ale motorului cu ardere internă de diferiți contaminanți. În plus, datorită acestora, este mai ușor să curățați piesele de murdărie în timpul demontării lor.
- Capacitatea de a neutraliza efectele acizilor, prevenind astfel uzura excesivă a pieselor motorului cu ardere internă și crescând resursele totale ale acestuia.
- Proprietăți termice și termo-oxidative ridicate. Sunt necesare pentru a răci eficient segmentele pistonului și pistoanele.
- Volatilitate redusă, precum și consum redus de ulei pentru deșeuri.
- Absența capacității de a forma spumă în orice stare, chiar și la rece, chiar și la cald.
- Compatibilitate deplină cu materialele din care sunt realizate garniturile (de obicei cauciuc rezistent la ulei) utilizate în sistemul de neutralizare a gazelor, precum și în alte sisteme de motoare cu ardere internă.
- Lubrifierea de înaltă calitate a pieselor motorului cu ardere internă în orice condiții, chiar critice (în timpul înghețului sau supraîncălzirii).
- Capacitatea de a pompa prin elementele sistemului de lubrifiere fără probleme. Acest lucru nu numai că oferă o protecție fiabilă a elementelor motorului cu ardere internă, dar facilitează și pornirea motorului cu ardere internă pe vreme rece.
- Nu intră în reacții chimice cu elementele metalice și din cauciuc ale motorului cu ardere internă în timpul perioadei lungi de oprire fără lucru.
Indicatorii enumerați ai calității uleiului de motor sunt adesea critici, iar dacă valorile lor sunt sub normă, atunci aceasta este plină de lubrifiere insuficientă a pieselor individuale ale motorului cu ardere internă, uzura excesivă a acestora, supraîncălzirea și aceasta. duce de obicei la o scădere a resursei atât a pieselor individuale cât și a motorului cu ardere internă în ansamblu .
orice șofer ar trebui să monitorizeze periodic nivelul uleiului de motor din carter, precum și starea acestuia, deoarece funcționarea normală a motorului cu ardere internă depinde direct de aceasta. În ceea ce privește alegerea, aceasta ar trebui efectuată, bazându-se, în primul rând, pe recomandările producătorului motorului. Ei bine, informațiile de mai sus despre proprietățile fizice și parametrii uleiurilor vă vor ajuta cu siguranță să faceți alegerea corectă.
