Металлы в моторном масле

Обновлено: 28.04.2024

В процессе эксплуатации моторное масло может постепенно менять свой цвет. Это объясняется изменением качества состава. Главная причина такого явления - попадание грязи в систему. Не всегда она представляет собой пыль и подобные загрязнения. Моторное масло может забиваться стальной стружкой. Рассмотрим, откуда она появляется, как определить ее критическое количество, и с какими неприятностями при появлении абразива можно столкнуться.

Неотъемлемым процессом при работе силового агрегата в автомобиле является трение. Чтобы металлические комплектующие не наносили друг другу повреждения, в моторе используется специализированная смазка. Она не только справляется с высокими температурами, но и выполняет свои функции на протяжении длительного срока. Главные задачи моторного масла - смазывать и охлаждать комплектующие мотора. Еще одна важная функция - очистка силового агрегата от сажи, нагара и различных отложений. Все загрязнения в ходе работы двигателя уходят в мотор.

Во время трения элементов в моторе образуется стальная стружка. Если ее немного, она начинает вымываться маслом, оседать в фильтре и поддоне, где находится специальный магнит. Если же металлическая стружка накапливается в большом количестве, можно столкнуться с серьезными неприятностями. К примеру, из-за грязного масла начинают забиваться каналы, а пропускная способность сокращается.

Если к такой жидкости поднести магнит, могут начать накапливаться частицы металла

Определить, что в двигателе много стальной стружки, можно по некоторым факторам - увеличение расхода масла, стуки в моторе, прострелы во время скидывания газа, цвет состава. Загрязненное моторное масло будет не прозрачным, так как в оттенке есть металлический отлив. Если к такой жидкости поднести магнит, могут начать накапливаться частицы металла. Остается определить причину образования чрезмерного количества стальной стружки.

Причин повышенного износа комплектующих может быть много - старый мотор, неправильное обслуживание или эксплуатация, непрофессиональный ремонт. Стружка образуется, когда есть задиры на шейках коленчатого вала и износ вкладышей. Если проигнорировать такой дефект, в дальнейшем можно ожидать больших неприятностей - проворот вкладышей или заклинивший мотор. Если после капитального ремонта силового агрегата забыть промыть масляные магистрали, можно быстро испортить новое масло. В таком случае повторный ремонт может оказаться не за горами.

Многие автовладельцы экономят на обслуживании силовых агрегатов - покупают более бюджетные комплектующие, не обращаются за ремонтом к специалистам

Образование стальной стружки может быть вызвано износом масляного насоса, цилиндров, поршней и шестеренок. К аналогичной проблеме может привести использование некачественного масла. Автомобилист может самостоятельно создавать такую проблему, когда не щадит в эксплуатации мотор - не прогревает или забывает проводить проверку уровня масла. Многие автовладельцы экономят на обслуживании силовых агрегатов - покупают более бюджетные комплектующие, не обращаются за ремонтом к специалистам. Двигатель - сердце транспортного средства, за которым нужно следить особенно тщательно.

Итог. Стальная стружка в моторном масле - неприятное явление, появление которого может быть вызвано различными причинами. При своевременном и правильном обслуживании мотора такой дефект возникает редко.

Свойства моторных масел

Рассмотрим, какими же свойствами должно обладать хорошее масло, чтобы выполнять все функции, возложенные на него.

В двигателе внутреннего сгорания неизбежны высокотемпературные отложения. Умение их смывать — одно из важнейших свойств моторного масла. Но смыть недостаточно, частицы этих отложений необходимо измельчить и нейтролизовать. За это отвечают диспергирующие свойства масла.

Моюще-диспергирующие свойства характеризуют способность масла обеспечивать необходимую чистоту деталей двигателя, поддерживать продукты окисления и загрязнения во взвешенном состоянии. Чем выше моюще — диспергирующие свойства масла, тем больше нерастворимых веществ — продуктов старения может удерживаться в работающем масле без выпадения в осадок, и тем меньше нагаров и лакообразных отложений образуется на поверхности деталей. А вследствие этого — может достигаться более высокая допустимая температура в двигателе (степень форсирования ДВС).

В составах моторных масел в качестве моющих присадок используют сульфонаты, алкилфеноляты, алкилсалицилаты и фосфонаты кальция или магния. Рациональное сочетание этих зольных присадок друг с другом и с беззольными дисперсантами-присадками, обеспечивает уменьшение низкотемпературных отложений в двигателе и положительно влияет на скорость загрязнения масляных фильтров. Модифицированные термостойкие беззольные дисперсанты также способствуют уменьшению нагарообразования на поршнях и кольцах.

При работе ДВС на топливе с увеличенным содержанием серы, моющие присадки, повышающие в масле щелочное число, препятствуют образованию отложений на деталях двигателя путем нейтрализации кислот, образующихся из продуктов сгорания топлива.

Металлсодержащие моющие присадки повышают зольность масла, что может привести к образованию зольных отложений в камере сгорания, замыканию электродов свечей зажигания, преждевременному воспламенению рабочей смеси, прогару выпускных клапанов, снижению детонационной стойкости топлива. Поэтому сульфатную зольность моторных масел ограничивают верхним пределом. Ее допустимое значение зависит от типа и конструкции двигателя, расхода масла на угар, условий эксплуатации, (в частности, от вида применяемого топлива). Наименее зольные масла необходимы для смазывания двухтактных бензиновых двигателей, а также двигателей работающих на газе.

Антиокислительные свойства в значительной степени определяют стойкость масла к старению. Условия работы моторных масел в двигателях настолько жестки, что предотвратить их окисление полностью практически не возможно.

Окисление масла приводит к росту его вязкости и коррозионности, склонности к образованию отложений, загрязнению масляных фильтров и другим неблагоприятным последствиям (затруднение холодного пуска, ухудшение прокачиваемости масла).

Значительно затормозить процессы окисления масла можно соответствующей очисткой базовых масел от нежелательных соединений, присутствующих в сырье, использованием синтетических базовых компонентов, а также введением эффективных антиокислительных присадок.

Окисление масла в двигателе наиболее интенсивно происходит в тонких пленках масла на поверхностях деталей, нагревающихся до высокой температуры и соприкасающихся с горячими газами (поршень, цилиндр, поршневые кольца, направляющие и клапаны). В объеме масло окисляется менее интенсивно, так как в поддоне картера, радиаторе, маслопроводах температура ниже и поверхность контакта масла с окисляющей газовой средой меньше.

На скорость и глубину окислительных процессов значительно влияют загрязнения неорганического происхождения, которые накапливаются в масле в результате изнашивания деталей двигателя, (соединения меди, железа и других металлов, образующиеся в результате коррозии деталей двигателя). Еще больше на окисление масла влияют попадающие в него продукты неполного сгорания топлива. Они проникают в масло вместе с газами, прорывающимися из надпоршневого пространства в картер.

Стойкость моторных масел к окислению, повышается введением в его состав антиокислительных присадок. Наилучший антиокислительный эффект достигается при добавлении в масло присадок, обладающих различным механизмом действия. В качестве антиокислительных присадок к моторным маслам применяют диалкил и диарилдитиофосфаты цинка, которые улучшают противоизносные и антикоррозионные свойства. Их часто комбинируют друг с другом и с беззольными антиокислителями. Довольно энергичными антиокислителями являются некоторые моюще-диспергирующие присадки, в частности, алкилсалицилатные и алкилфенольные.

Противоизносные свойства моторного масла зависят от химического состава базового масла, общего состава присадок и вязкостно-температурных характеристик масла. Это в основном и определяет температурные пределы его применяемости (защита деталей от износа при холодном запуске двигателя и максимальных температурных нагрузках).

При работе на топливе с высоким содержанием серы, а также в условиях, способствующих образованию азотной кислоты из продуктов сгорания (газовые двигатели, дизели с высоким наддувом), важнейшей характеристикой способности масла является предотвращение коррозионного износа поршневых колец и цилиндров.
Множественность факторов, влияющих на износ деталей в ДВС и принципиальные различия режимов трения, затрудняют оптимизацию противоизносных свойств моторных масел. Придание маслу максимальной нейтрализующей способности и введение в его состав дитиофосфатов цинка, часто оказывается достаточным для предотвращения коррозионно-механического изнашивания и избежание задиров. Однако тенденция к применению маловязких масел, для достижения экономии топлива и уменьшения расхода на угар, требует улучшения противоизносных свойств масел. Это достигается введением специальных присадок, содержащих серу, фосфор, галогены, бор, а также беззольные дисперсанты, содержащие противоизносные фрагменты.

Большое влияние на износ оказывает наличие в масле абразивных загрязнений. Их наличие в свежем масле не допускается, а масло, работающее в двигателе, должно подвергаться очистке в фильтрах, центрифугах, сепараторах. Высокие диспергирующие свойства масла так же уменьшают вред, оказываемый действием абразивных частиц.

Антикоррозионные свойства моторных масел зависят от состава базовых компонентов, концентрации и эффективности антикоррозионных, антиокислительных присадок и деактиваторов металлов. Антикоррозионные присадки защищают антифрикционные материалы, образуя на их поверхности прочную защитную пленку. Антиокислители препятствуют образованию агрессивных кислот, а присадки-деактиваторы предохраняют поверхности металлов от коррозионного разрушения. Минеральные масла из малосернистой нефти, с высоким содержанием парафиновых углеводородов, наиболее подвержены коррозионности в процессе старения. Их углеводороды, в ходе окисления, образуют органические кислоты, которые взаимодействуют с цветными металлами и их сплавами.

Вязкостно-температурные свойства — одна из важнейших характеристик моторного масла. От этих свойств зависит в каком диапазоне температур окружающей среды, данное масло сможет обеспечить запуск двигателя без предварительного подогрева, беспрепятственное прокачивание насосом по всей системе, надежное смазывание, очистка и охлаждение деталей двигателя при наибольших допустимых нагрузках.

Даже в умеренных климатических условиях, диапазон изменения температуры масла от холодного пуска зимой до максимального прогрева, в подшипниках коленчатого вала или в зоне поршневых колец составляет от -30° до +150°С. Вязкость масел в этом интервале температур изменяется многократно.

Летние масла, имеющие достаточную вязкость при высокой температуре, обеспечивают легкий запуск двигателя при температуре окружающей среды не ниже 0°С. В свою очередь зимние масла, обеспечивающие холодный пуск при отрицательных температурах, имеют недостаточную вязкость при высокой температуре. Таким образом, сезонные масла независимо от их наработки (пробега автомобиля) необходимо менять дважды в год, или использовать так называемые «всесезонные» масла.

Вязкостно-температурные свойства «всесезонных» масел таковы, что при отрицательных температурах они подобны зимним, а в области высоких температур — летним. Вязкостные присадки относительно мало повышают вязкость базового масла при низкой температуре, но значительно увеличивают ее при высокой температуре.

В отличие от сезонных, «всесезонные» масла изменяют вязкость под влиянием не только температуры, но и скорости сдвига, причем это изменение временное. С уменьшением скорости относительного перемещения смазываемых деталей вязкость возрастает, а с увеличением — снижается. Этот эффект больше проявляется при низкой температуре, но сохраняется и при высокой, что имеет два позитивных последствия: большее снижение вязкости в начале проворачивания холодного двигателя стартером, облегчая его запуск, а в прогретом двигателе, небольшое снижение вязкости масла в зазорах между поверхностями трения деталей, уменьшает потери энергии на трение и дает экономию топлива.

Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, динамическая вязкость, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостно-температурной зависимости, рассчитываемый по значениям кинематической вязкости масла, измеренной при 40° и 100°С. Синтетические базовые компоненты имеют индекс вязкости 120-150, что дает возможность получать на их основе всесезонные масла с очень широким температурным диапазоном работоспособности.

К низкотемпературным характеристикам масел относят температуру застывания, при которой масло не течет под действием силы тяжести, т. е. теряет текучесть. Она должна быть на 5-7°С ниже той температуры, при которой масло должно обеспечивать прокачиваемость. В большинстве случаев застывание моторных масел обусловлено образованием в объеме охлаждаемого масла кристаллов парафинов.

Температура застывания масла указывает только на возможность перелить масло из канистры в картер двигателя, не прибегая к предварительному подогреву. Однозначной взаимосвязи температуры застывания масла с его пусковыми свойствами на холоде не существует.

Температура вспышки. Если масло нагревать, то его пары образуют с воздухом смесь. Температуру, при которой эти пары способны воспламениться, называют температурой вспышки. Температура вспышки связана с фракционным составом масла и структурой молекул базовых компонентов. При прочих равных условиях высокая температура вспышки предпочтительна. Она существенно снижается по сравнению с исходным значением, если в процессе работы масло разжижается топливом из-за неисправностей двигателя. В сочетании со снижением вязкости масла, понижение температуры вспышки служит сигналом для поиска неисправностей системы подачи топлива, системы зажигания или карбюратора.

Сульфатная зольность. При сгорании масла образуется зола, которая, в свою очередь, состоит из солей и минералов, находящихся в масле во взвешенном состоянии. При очистке базового масла зольность должна быть минимальной и составляет порядка 0,005% и меньше. Однако, при введении необходимых для качественного масла присадок, зольность резко возрастает и достигает 1-1,5%. Сульфатная зольность масла в процессе работы двигателя, почти не изменяется и в нормативной документации ограничена верхним пределом. Это обусловлено тем, что излишне зольное масло может способствовать повышенному износу деталей, вследствие абразивного воздействия на поверхности трения, а также приводить к преждевременному воспламенению рабочей смеси из-за образования отложений в камере сгорания и неблагоприятно влиять на работоспособность свечей зажигания.

Базовые масла практически беззольны. Довольно высокая сульфатная зольность моторных масел в основном, обусловлена наличием в их составе моющих присадок, содержащих металлы. Эти присадки необходимы для предотвращения нагара и лакообразования на поршнях, кольцах, клапанах и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральное соединение. В противном случае эти кислоты вызвали бы коррозионный износ деталей двигателя и усилили процессы образования различных углеродистых отложений. При работе масла в двигателе, щелочное число неизбежно снижается. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим свою работоспособность. Поэтому, при прочих равных условиях, предпочтительнее масло у которого щелочное число выше.

Диагностика двигателя по содержанию металлов в масле

Хочу поделиться тем, что узнал после своей "капиталки". Отдав нормальное кол-во денег на ремонт двигателя начал интересоваться — почему же случаются эти капиталки. Понятно когда пробег пол миллиона км, там естественный износ. Но когда пробег меньше 200 000 км? Кто ищет, тот всегда найдет. Ниже то, что знаю. Уместная критика только приветствуется, так как мне еще очень далеко до полного понимания работы масла. Ну и свои дополнения, если есть у кого, или замечания добавляйте. Так же этим постом хочу предупредить о всяких "советчиков" со словами "нормальное масло, сам катал", "машине нравится", "грамм масла не сожрала" и "во все свои бывшие заливал — нормально".

Бывает что ездит человек на не правильно подобранном масле год-два, потом ее благополучно продает. К примеру в овощ залито 5W60, ездит на ней на работу и домой. Раз в месяц в магазин в соседний район, зимой пару раз бочком минут 10, летом по трассе пару раз до 180 км/ч. Потом продает ее и рассказывает народу про то, какое масло хорошее, и про то, что разговоры про капиталку из за неправильного масла — ерунда, и что он то знает что да как, тем более сам проверял. Тем временем новый хозяин машины уже ищет хорошего мастера и деньги на капиталку. Вот именно второй хозяин потом распускает слухи про "неправильный движок Субару". Так почему проворачивает вкладыши или цилиндр начинает стучать? Ну, прямая причина ясна — износ. Но почему он появляется? Движка слабая? Как любят говорить про Субару те, кто ее не понимает. Ответ, как мне кажется, в правильности подбора вязкости масла в соответствии с условиями эксплуатации двигателя.
В общем если залить спортивное масло с соответствующей вязкостью в обычный овощ, то он от этого спортивнее не станет, а только наоборот.
Можно ли предугадать капиталку (актуально для Субару) до появления стуков и потери компрессии? Примерно можно, если посмотреть что содержит отработанное масло, то будет ясна степень износа входящих в состав двигателя компонентов не прибегая к его разбору.

ИНДИКАТОРЫ ИЗНОСА НЕКОТОРЫХ УЗЛОВ ДВИГАТЕЛЯ.
Подшипники = Свинец + Олово (Медь/Алюминий). Все вращающиеся внутренние детали двигателя оснащены подшипниками скольжения. Поверхность подшипников покрывает сплав, в который входит свинец и олово. Присутствие в пробе масла двух этих металлов означает о начале износа подшипников. Если вместе с свинцом и оловом обнаружена медь или алюминий, то это указывает на серьезный износ подшипников.
Распредвал = Железо. Если в пробе масла обнаружено содержание железа, превышающее уровень нормального износа, а концентрации других металлов — в норме – это указывает на износ деталей в системе газораспределительного механизма (распредвал, толкатели, рокеры и т.д.).
Коленчатый вал = Железо + Свинец + Олово + (Медь/Алюминий). Высокие концентрации всех этих металлов сопровождают износ коленчатого вала и соответственно подшипников скольжения.
Цилиндры = Железо + Хром и/или Алюминий. Хром попадает в масло от поршневых колец, алюминий – от поршней и железо – от цилиндров. Присутствие в масле этих металлов обусловлено износом поршневой группы. Интенсивное нарастание этих элементов свидетельствует ненормальном износе и как следствие – задире.
Поршни = Алюминий. Поршни в основном состоят из алюминия. Износ поршней за частую вызван абразивными частицами (пыль, грязь) попадающими в масло. Другая причина – перегрев двигателя. Кроме того, попадание топлива в масло снижает его смазывающие свойства, а это увеличивает трение и, следовательно, износ поршней.
Поршневые кольца = Хром + топливо или грязь. Кольца выполняют две основные функции в двигателе: предотвращают попадание прорыв газов в систему смазки и препятствуют попаданию масла в камеру сгорания. Износ колец легко определяется по концентрации хрома и вызывается абразивным износом от частиц грязи и пыли.
Блок цилиндров / Впускной коллектор = Примесь антифриза или Натрий/Калий. Натрий, калий и иногда кремний входят в состав антифриза. Через камеру сгорания они попадают в масло и служат индикаторами протечек в системе охлаждения. Выявление факта попадания антифриза на ранней стадии позволяет избежать дорогостоящего ремонта.
Вода = Вода в масле. Вода в масле накапливается как правило в период зимней эксплуатации автомобиля, когда двигатель работает на низком температурном режиме. Может являться индикатором протечек в системе охлаждения. Повышенное содержание воды ускоряет окисление, нитрование масел и приводит к потере диспергирующих свойств.
Воздушный фильтр = Кремний. Пыль находиться в воздухе вокруг нас и чрезвычайно важно избегать её попадания в двигатель. Абразивный износ, вызываемый частицами пыли, которые попали через воздушный фильтр или через неплотности воздушного тракта, приводит к быстрому выходу двигателя из строя. Повышение концентрации кремния в пробе указывает на попадание пыли с воздухом и требует замены воздушного фильтра и смены масла, а также, проверки герметичности воздушного тракта.

Железо (Fe) Более 100 промилле
Повышенное содержание – признак износа коленвала, клапанов, гильз цилиндров, подшипников

Хром (Cr) Более 10 промилле
Повышенное содержание – признак износа поршневых колец, подшипников либо загрязнения антифризом

Медь (Cu) Более 20 промилле
Повышенное содержание – признак износа подшипников и втулок

Олово (Sn) Более 10 промилле
Повышенное содержание – признак износа подшипников и втулок

Алюминий (Al) Более 20 промилле (или более 80 ‰ для двигателей с алюминиевым блоком цилиндров)
Повышенное содержание – признак износа поршней и блока цилиндров

Свинец (Pb) Более 25 промилле
Повышенное содержание – признак износа подшипников. Данные предельные значения не действуют в том оборудовании, где используется этилированный бензин

Бор (B ) Более 20 промилле
Повышенное содержание – признак протечки антифриза. Некоторые масла содержат присадку, диспергирующую бор. Протестируйте образец свежего масла.

Кремний (Si) Более 20 промилле
Повышенное содержание – признак загрязнения масла пылью или песком. Также может указывать на повышенное содержание кремниевой антипенной присадки. Протестируйте образец свежего масла.

Магний (Mg), кальций (Ca), барий (Ba), натрий (Na), фосфор (P), цинк (Zn)
Такие элементы могут содержаться в добавленных в масло присадках. Они остаются в масле и не разрушаются.

Так же при тяжелых условиях почти все авто производители советуют сократить интервалы замены масла в 2 раза! И еще есть такая штука как моточасы. То есть не важен пробег, а время работы двигателя.

Условия эксплуатации относятся к тяжелым, если они соответствуют указанным ниже:

Движение при сильной запыленности окружающего воздуха;
Движение по ухабистым и/или залитым водой дорогам, холмистой или по горной местности;
Эксплуатация Автомобиля при среднемесячной температуре окружающего воздуха ниже -30° С и/или выше +30° С
Эксплуатация Автомобиля с длительными периодами работы двигателя на холостом ходу и/или поездками на небольшие расстояния при низких температурах окружающего воздуха
Движение с частыми интенсивными торможениями
Буксировка прицепа
Эксплуатация Автомобиля в режиме такси, прокатного автомобиля или используемого в любых других коммерческих целях;
Эксплуатация Автомобиля при условии более 50% времени работы двигателя в режиме холостого хода
Эксплуатация Автомобиля при условии более 50% времени в режиме движения со скоростью более 120 км/ч
Эксплуатация Автомобиля в качестве транспортного средства специальных и оперативных служб таких как: (включая, но не ограничиваясь) милиция, служба спасения, скорая медицинская помощь, аварийные службы и т.п.

Химические свойства и характеристики масел

Щёлочность и кислотность масел (alkalinity, acidity). Очищенное минеральное масло, как правило, является химически нейтральным. Для нейтрализации кислот, образующихся во время работы при сгорании сернистого дизельного топлива или окисления углеводородных молекул масла, в моторные и трансмиссионные масла добавляют щелочные присадки. Обычно эту задачу выполняют моющие и диспергирующие присадки – детергенты (поверхностно-активные вещества). Чем больше щелочность масла, тем больше его рабочий ресурс. Поэтому для моторных и трансмиссионных масел в качестве эксплуатационного показателя указывается общее щелочное число TBN. В некоторые индустриальные масла (охлаждающие смазочные жидкости и др.) добавляют активные сернистые присадки, которые имеют слабую кислотную реакцию. В связи с этим, в качестве показателя химических свойств, указывается общее кислотное число TAN. Этот показатель иногда определяется и при анализе работающего или отработанного масла как показатель степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива.

Щелочность и кислотность масел выражаются через количество (в мг) гидроокиси калия (KOH), эквивалентное содержанию всех видов щелочей в 1 г масла или необходимое для нейтрализации всех кислот в 1 г масла – и для щёлочности, и для кислотности дименсия та же самая (мг KOH/1г масла).

Для определения кислотности проводится титрование гидроокисью калия, а для определения щёлочности – соляной кислотой. В настоящее, время для этих целей чаще используют метод потенциометрического титрования.
В документах, сопровождающих товарные продукты смазочных материалов, щёлочность и кислотность выражаются через:

— Общее щелочное число (TBN)
— Число нейтрализации
— Общее кислотное число (TAN)
— Число сильных кислот (SAN)

Общее щелочное число TBN (total base number) показывает общую щелочность масла, включая вносимую моющими и диспергирующими присадками, которые обладают щелочными свойствами. Общее щелочное число выражается через количество гидроокиси калия в мг, эквивалентное количеству всех щелочных компонентов, находящихся в 1 г масла (мг КОН/г).

Моторное масло должно обладать определённой щёлочностью для сохранения моющих свойств, способности к нейтрализации кислот и подавления процессов коррозии. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть переведено в нейтральные соединения. В противном случае эти кислоты вызывают коррозионный износ деталей двигателя и усиливают процессы образования отложений. При работе масла в двигателе щелочное число неизбежно снижается, нейтрализующие присадки срабатываются. Такое снижение имеет допустимые пределы, по достижении которых масло считается утратившим работоспособность. Считают, что при уменьшении щелочности масла примерно на 50% от начальной величины, масло следует заменить.

Число нейтрализации (neutralization number, neut number). Показывает щелочность или кислотность масла и выражается через количество соляной кислоты или гидроокиси калия в мг, необходимое для нейтрализации оснований и кислот, находящихся в 1г масла. Число нейтрализации определяется потенциометрическим титрованием (по ASTM D 664) или колориметрическим титрованием.

Общее кислотное число ТAN (total acid number). Как моторное, так и трансмиссионное масло может содержать и кислотные, и щелочные компоненты, содержание которых может быть определено раздельно. Кислотные компоненты нового масла могут иметь слабую кислотность, которая не оказывает заметного влияния на коррозию металлов и называется общим кислотным числом масла TAN. TAN масла выражается через количество гидроокиси калия в мг, необходимое для нейтрализации слабых кислот, находящихся в 1 г масла и определяется по стандартным методикам ASTM D 664 и ГОСТ 11362-96. При анализе работающих жидкостей автоматической коробки передач (ATF), а также трансмиссионных и моторных масел, иногда определяется TAN, как один из показателей, характеризующих образование кислот при окислении масел.

Число сильных кислот (strong acid number). В автомобильных маслах сильные кислоты должны отсутствовать, но они могут образовываться при продолжительной работе моторного масла. Появление в масле сильных кислот означает необходимость замены масла, так как такие кислоты вызывают интенсивный коррозионный износ и образование шлама. SAN как и TAN, выражается через количество КОН, необходимое для нейтрализации соответствующих (сильных) кислот.

Содержание серы (sulfur content) – это показатель для оценки сернистости масла. Соединения серы попадают в масло из нефти или с серосодержащими присадками. По содержанию серы в масле без присадок делаются выводы об антикоррозионных свойствах базового масла. При наличии серосодержащих присадок, содержание серы указывает на их наличие (не сработанность).

Коксуемость, склонность к коксованию (coceability, coking tendency, carbonization). При достаточно высокой температуре масло разлагается и образуются твёрдые углеродистые продукты. Термостойкость масла определяется его склонностью к коксованию. Коксование- склонность масла при нагревании образовывать остаток (после испарения всех летучих фракций) с последующим термическим разложением остатка масла в отсутствие воздуха. Это показатель чистого масла, так как присадки могут оказывать значительное влияние на коксуемость. Поэтому коксуемость определяется только для базовых масел.

Зольность (ash content) — это количество золы, образующееся при сгорании масла. Чистое свежее масло без присадок должно сгорать без остатка. Образование золы из масла без присадок является показателем его засоренности. Присадки в товарном масле значительно увеличивают зольность. Зольность определяется путем сжигания установленного количества масла в открытом тигле с последующим прокаливанием остатка и выражается в процентах от начальной массы масла (ISO 6245, EN 7, DIN EN 7, ASTM D 482, ГОСТ 1461-75).

Сульфатная зольность (sulfated ash) — это показатель содержания присадок, в основном органических соединений металлов. Золу составляют продукты окисления органических соединений металлов — окиси (например BaO, CaO, MgO) и сульфаты металлов (например BaSO4, CaSO4, MgS04). Для сравнения зольности разных масел, все окиси металлов переводятся в сульфаты. Масло нагревается до образования твердого углеродистого остатка, который обрабатывается серной кислотой для превращения окисей металлов в сульфаты. Затем сульфаты прокаливаются при температуре 775°С до образования сульфатной золы. Сульфатная зольность для автомобильных масел определяется по стандартам ASTM D 874, ГОСТ 12417-73 или DIN 51 575 и выражается в процентах от начальной массы масла.

Сульфатная зольность является прямым показателем количества присадок в масле, поэтому присутствие присадок проверяется именно по сульфатной зольности. Довольно высокая сульфатная зольность моторных масел (по сравнению с другими маслами) в основном обусловлена наличием в их составе моющих присадок, содержащих металлы. Эти присадки необходимы для предотвращения отложений на поршнях и придания маслам способности нейтрализовывать кислоты. Излишне зольное масло может приводить к преждевременному воспламенению рабочей смеси из-за образования отложений в камере сгорания, неблагоприятно влиять на работоспособность свечей зажигания, способствовать по-вышенному износу деталей вследствие абразивного воздействия на поверхности трения.

Сульфатная зольность ограничивается нормативной документацией на производство моторных масел только в Европе (классификация АСЕА). В моторных маслах для бензиновых двигателей сульфатная зольность не должна превышать 1,5%, для дизельных двигателей малой мощности -1,8% и для дизельных двигателей высокой мощности — 2,0%.

Химический состав масла (chemical constitution of oil). Качество масла, в значительной степени, зависит от его группового химического состава, т.е. от соотношения парафинов, ароматических соединений и нафтенов. При оценке качества масла и присвоении категории качества, химический состав масла не определяется, так как многие свойства масла существенно улучшаются введением соответствующих присадок. Иногда, в описаниях масла производители указывают основной класс соединений, так как они характеризуют некоторые общие эксплуатационные свойства. Например, парафиновые масла отличаются высоким индексом вязкости, хорошей стойкостью к окислению, а нафтеновые масла — высокой липкостью, хорошими смазывающими свойствами и т.д.

При разработке новых сортов масел, соотношение соединений нефти и другие химические показатели определяются при помощи инфракрасной (ИК) спектроскопии, хроматографии и других методов анализа.

Химические методы анализа более широко применяются при анализе работающего масла для идентификации и определения количества продуктов окисления и загрязнения. Например, по результатам определения количества металлов делаются выводы о процессах износа деталей двигателя, по содержанию карбонильных групп (ИК спектроскопия) — о степени окисления масла и ресурсе работы.

Летучесть, испаряемость, потери от испарения (volatility, oil loss by evaporation). Во время работы двигателя, вследствие высокой температуры, наиболее легкие фракции масла улетучиваются. Склонность масла к испарению, согласно требованиям АСЕА, оценивается метолом Нок (Noack volatility test, CEC-L-40-A-93, DIN 51 581). По этому методу испарение определяется при температуре масла 250°С в течении 1 часа. В Америке для определения испарения масел бензиновых двигателей используют метод Нок или аналогичный метод воздушной струи (air jet test, ASTM D 972), а также метод вакуумной дистилляции (ASTM D 1160) или хроматографии при температуре 371 °С (ASTM D 2887). Для масел дизельных двигателей (в Америке) обычно определяют общие потери масла в моторных испытаниях (IK, IN, Т8) в г/кВт ч. Согласно ГОСТ 10306-75 потери от испарения определяются пропусканием воздуха через нагретое масло. Испаряемость в чашечке определяется по ГОСТ 20354-74.

Что делать, если в масле стальная стружка?

Металлическая стружка — это то, что вы никогда не захотите найти в моторном масле при его замене. Вот что это значит и что может быть причиной.

Есть несколько проблем, которые наверняка вызовут серьезную тревогу у всех владельцев автомобилей, и металлическая стружка в масле — одна из них. Если вы заметили стальную стружку в масле во время регулярного технического обслуживания, вам необходимо принять срочные меры.

Мы рассмотрим причину загрязнения масла и покажем вам, какие проблемы это может создать. Мы также изучаем ваши дальнейшие действия, чтобы убедиться, что ваш автомобиль работает так, как было задумано.

Что вызывает металлическую стружку в масле?

Наиболее распространенной причиной появления стальной стружки в моторном масле являются плохие шатунные или коренные подшипники. Если это алюминий или металл, это может быть из-за поршней, неисправного масляного насоса или изношенных распределительных валов.

Моторное масло необходимо для надлежащей смазки двигателя и обеспечения правильной работы деталей. Без этой смазки металлические детали будут притираться друг к другу, что сократит срок службы двигателя.

Иногда скорость поршней и отсутствие смазки могут привести к тому, что некоторые металлические частицы оторвутся от внутренних компонентов. В некоторых случаях это не имело большого значения, так как металлические частицы задерживались фильтром и удалялись во время настройки. Однако, если в масле появляется большое количество металлической стружки, это указывает на то, что металлические компоненты внутри откалываются.

Различные типы металлической стружки

1. Железная стружка

Если стружка, которую вы видите в масле, железная, у вас проблема с одной из вращающихся частей внутри двигателя. Распределительный и коленчатый вал изготовлены из железа.

Кроме того, из железа можно изготовить различные детали клапанного механизма. В любом случае вам предстоит серьезный ремонт, который не стоит откладывать.

2. Латунная, бронзовая или медная стружка

Бронза, медь и латунь имеют уникальный внешний вид, который, несомненно, отличается от остальных. Если вы заметили эту цветную стружку в масле, возможно, вы имеете дело с изношенными втулками.

Проблема также может быть связана с неисправным подшипником внутри двигателя. Несмотря на то, что эти детали небольшие, обе из них создают большие проблемы для вашего двигателя, когда они выходят из строя.

3. Хромовая или молибденовая стружка

Эта стружка серебристо-серого цвета также может быть похожа на алюминий. Однако поршни сделаны из хрома и молибдена.

Когда вы видите эту стружку, вы почти можете поспорить, что поршни изношены. Также может произойти поломка поршневых колец.

4. Алюминиевая стружка

Эти стружки, как правило, возникают из-за износа поверхности двигателя. Есть несколько изношенных компонентов, которые могут стать причиной появления алюминиевой стружки.

Возможно, вы имеете дело с верхними подшипниками распредвала. В противном случае это может быть связано с алюминиевыми крышками.

Какие проблемы вызывает металлическая стружка в масле?

1. Грубый холостой ход

Когда ваш автомобиль работает на холостом ходу, все должно быть гладко. Однако вибрация или тряска на холостом ходу могут указывать на наличие в масле металлической стружки.

Когда для компонентов двигателя недостаточно смазки, металлические детали начинают тереться друг о друга. Со временем куски металла отваливаются и попадают в масло. Грубый холостой ход — это просто признак того, что двигатель работает не так, как должен.

2. Шумы двигателя

Когда двигатель не получает нужного количества смазки, вы, вероятно, заметите странные звуки. Поскольку масло не движется свободно в двигателе, вы можете начать слышать тикающие звуки.

В некоторых случаях эти звуки присутствуют все время. В других случаях вы услышите тиканье только при первом запуске автомобиля.

3. Стук в двигателе

Стук в двигателе является распространенным признаком неисправности двигателя. Это может быть вызвано пренебрежением регулярной заменой масла и фильтров.

Чем дольше вы позволяете загрязнениям накапливаться в масле, тем большей нагрузке подвергаются внутренние компоненты. К стуку в двигателе всегда следует относиться серьезно и следить за ним до того, как двигатель выйдет из строя.

4. Плохое ускорение

Снижение производительности всегда свидетельствует о том, что с двигателем что-то не так. Если вы нажимаете на педаль акселератора, но не видите отклика, вам следует обратить на это внимание.

Снижение мощности двигателя означает, что двигатель не может работать должным образом. Он может испытывать дополнительную нагрузку из-за загрязненного масла.

5. Сигнальные лампы приборной панели

Кроме того, есть некоторые предупреждения о том, что автомобиль может работать с пониженной мощностью. Когда вы видите индикатор, это признак того, что вам следует немедленно осмотреть автомобиль.

Как починить машину, если вы нашли металлическую стружку в масле

Если в моторном масле очень мало металлической стружки, то зачастую это не проблема, износ со временем. Однако их много, и бывает это после непродолжительной замены масла; может у тебя проблема с двигателем.

Хотя вы надеетесь, что устранение проблем с двигателем будет дешевым и простым, обычно это не так. Однако, чем дольше вы что-то отпускаете, тем дороже это может стать. То, что может быть простым решением, например, быстрой заменой масла, может быстро превратиться в полную замену двигателя.

Отнесите свой автомобиль механику для полного осмотра. Они смогут сказать, какой ущерб был нанесен, и, если это ремонтопригодно. В некоторых случаях деталь можно заменить, а в других случаях лучшим решением может быть капитальный ремонт двигателя.

Ремонт двигателя может обойтись довольно дорого. Тем не менее, восстановление двигателя дает вам множество новых деталей вместе с двигателем. Чтобы выполнить перестроение, произойдет следующее:

Крышки двигателя, крепеж и клапаны снимаются.
Поршни и кольца будут сняты и отремонтированы.
Добавлены новые прокладки и уплотнения.
Параллельно можно решить любые другие вопросы.

Если вы водите небольшой компактный автомобиль, ремонт двигателя не займет много времени. Однако, если у вас есть пикап или внедорожник с большим двигателем V8, это займет некоторое время. Однако при правильном уходе за двигателем и регулярной замене масла вам никогда не придется беспокоиться о металлической стружке в двигателе.

Читайте также: