Charakteristika motorových olejů
Obsah
Charakteristika motorových olejů ukazují, jak se olej chová v různých teplotních a zátěžových podmínkách, a pomáhají tak majiteli vozu správně vybrat mazací kapalinu pro spalovací motor. Při výběru je tedy užitečné věnovat pozornost nejen značení (jmenovitě viskozitě a tolerancím výrobců automobilů), ale také technickým vlastnostem motorových olejů, jako je kinematická a dynamická viskozita, základní číslo, obsah síranového popela , volatilita a další. Většině majitelů aut tyto ukazatele neříkají vůbec nic. A Ve skutečnosti skrývají kvalitu oleje, jeho chování při zatížení a další provozní údaje.
Dozvíte se tedy podrobně o následujících parametrech:
- Kinematická viskozita;
- Dynamická viskozita;
- index viskozity;
- volatilita;
- kapacita koksování;
- obsah síranového popela;
- alkalické číslo;
- Hustota;
- bod vzplanutí;
- bod tuhnutí;
- Aditiva;
- Život.
Hlavní vlastnosti motorových olejů
Nyní přejděme k fyzikálním a chemickým parametrům, které charakterizují všechny motorové oleje.
Viskozita je hlavní vlastností, díky které je určena schopnost použití produktu v různých typech spalovacích motorů. Může být vyjádřena v jednotkách kinematické, dynamické, podmíněné a specifické viskozity. Stupeň tažnosti materiálu motoru je určen dvěma ukazateli - kinematickou a dynamickou viskozitou. Tyto parametry spolu s obsahem síranového popela, základním číslem a viskozitním indexem jsou hlavními ukazateli kvality motorových olejů.
Kinematická viskozita
Graf závislosti viskozity na teplotě motorového oleje
Kinematická viskozita (vysoká teplota) je základním provozním parametrem pro všechny druhy olejů. Je to poměr dynamické viskozity k hustotě kapaliny při stejné teplotě. Kinematická viskozita neovlivňuje stav oleje, určuje charakteristiky teplotních údajů. tento indikátor charakterizuje vnitřní tření kompozice nebo její odpor vůči vlastnímu toku. Popisuje tekutost oleje při provozních teplotách +100°C a +40°C. Jednotky měření - mm² / s (centiStokes, cSt).
Jednoduše řečeno, tento indikátor ukazuje viskozitu oleje od teploty a umožňuje odhadnout, jak rychle zhoustne, když teplota klesne. Po všem čím méně olej mění svou viskozitu se změnou teploty, tím vyšší je kvalita oleje.
Dynamická viskozita
Dynamická viskozita oleje (absolutní) ukazuje odporovou sílu olejové kapaliny, ke které dochází při pohybu dvou vrstev oleje, vzdálených od sebe 1 cm, pohybujících se rychlostí 1 cm/s. Dynamická viskozita je součinem kinematické viskozity oleje a jeho hustoty. Jednotky této hodnoty jsou Pascal sekundy.
Jednoduše řečeno ukazuje vliv nízké teploty na startovací odpor spalovacího motoru. A čím nižší je dynamická a kinematická viskozita při nízkých teplotách, tím snadněji bude mazací systém čerpat olej v chladném počasí a pro startér bude při studeném startu otáčet setrvačníkem ICE. Velký význam má také index viskozity motorového oleje.
Viskozitní index
Rychlost poklesu kinematické viskozity s rostoucí teplotou je charakterizována viskozitní index oleje. Viskozitní index hodnotí vhodnost olejů pro dané provozní podmínky. za účelem stanovení viskozitního indexu porovnejte viskozitu oleje při různých teplotách. Čím vyšší je, tím méně závisí viskozita na teplotě, a tím lepší je její kvalita. Ve zkratce, Viskozitní index udává „stupeň zředění“ oleje.. Jedná se o bezrozměrnou veličinu, tzn. se neměří v žádných jednotkách - je to jen číslo.
Čím nižší je index viskozita motorového oleje tím více olej řídne, tj. tloušťka olejového filmu je velmi malá (v důsledku čehož dochází ke zvýšenému opotřebení). Čím vyšší je index viskozita motorového oleje, méně oleje ředí, tj. je zajištěna tloušťka olejového filmu nezbytná k ochraně třecích ploch.
Oleje s vysokým indexem zajišťují výkon spalovacího motoru v širším rozsahu teplot (prostředí). Tím je zajištěno snadnější spouštění spalovacího motoru při nízkých teplotách a dostatečná tloušťka olejového filmu (a tím ochrana spalovacího motoru před opotřebením) při vysokých teplotách.
Vysoce kvalitní minerální motorové oleje mají obvykle viskozitní index 120-140, polosyntetické 130-150, syntetické 140-170. Tato hodnota závisí na použití ve složení uhlovodíků a hloubce úpravy frakcí.
Zde je potřeba rozvaha a při výběru se vyplatí zvážit požadavky výrobce motoru a stav pohonné jednotky. Čím vyšší je však index viskozity, tím širší teplotní rozsah lze olej použít.
Vypařování
Odpařování (také nazývané těkavost nebo odpad) charakterizuje množství hmoty mazací kapaliny, která se odpaří během jedné hodiny při její teplotě +245,2 °C a provozním tlaku 20 mm. rt. Umění. (± 0,2). Odpovídá standardu ACEA. Měřeno jako procento celkové hmotnosti, [%]. Provádí se pomocí speciálního přístroje Noack podle ASTM D5800; DIN 51581.
Než vyšší viskozita oleje, má nižší volatilitu podle Noaka. Konkrétní hodnoty těkavosti závisí na typu základního oleje, tedy nastavené výrobcem. Předpokládá se, že dobrá těkavost je v rozsahu do 14 %, i když v prodeji jsou také oleje, jejichž těkavost dosahuje 20 %. U syntetických olejů tato hodnota obvykle nepřesahuje 8 %.
Obecně lze říci, že čím nižší je hodnota Noack volatility, tím nižší je vyhoření ropy. I malý rozdíl - 2,5 ... 3,5 jednotek - může ovlivnit spotřebu oleje. Více viskózní produkt hoří méně. To platí zejména pro minerální oleje.
Karbonizace
Jednoduše řečeno, koncept koksování je schopnost oleje tvořit pryskyřice a usazeniny ve svém objemu, což, jak víte, jsou škodlivé nečistoty v mazací kapalině. Koksovací kapacita přímo závisí na stupni jeho čištění. Na to má vliv i to, jaký základový olej byl původně použit k vytvoření hotového výrobku, a také technologie výroby.
Optimálním ukazatelem pro oleje s vysokou úrovní viskozity je hodnota 0,7%. Pokud má olej nízkou viskozitu, pak může být odpovídající hodnota v rozmezí 0,1 ... 0,15 %.
Síranový popel
Obsah sulfátového popela v motorovém oleji (sulfátový popel) je indikátorem přítomnosti aditiv v oleji, mezi které patří organické sloučeniny kovů. Během provozu maziva vznikají všechna aditiva a přísady - vyhoří a tvoří samotný popel (struska a saze), který se usazuje na pístech, ventilech, kroužcích.
Obsah sulfátového popela v oleji omezuje schopnost oleje akumulovat sloučeniny popela. Tato hodnota udává, kolik anorganických solí (popelu) zůstane po spálení (odpaření) oleje. Mohou to být nejen sulfáty ("vyděsí" majitele automobilů, automobily s hliníkovými motory, které se "bojí" kyseliny sírové). Obsah popela se měří jako procento celkové hmotnosti kompozice, [% hmotnosti].
Obecně platí, že usazeniny popela ucpávají filtry pevných částic a benzínové katalyzátory. To však platí, pokud dojde k výrazné spotřebě oleje ICE. Je třeba poznamenat, že přítomnost kyseliny sírové v oleji je mnohem kritičtější než zvýšený obsah síranového popela.
Ve složení plnopopelových olejů může množství vhodných přísad mírně překročit 1% (až 1,1%), ve středně popelových olejích - 0,6 ... 0,9%, v olejích s nízkým obsahem popela - ne více než 0,5% . resp. čím nižší je tato hodnota, tím lépe.
Oleje s nízkým obsahem popela, tzv. Low SAPS (jsou označeny podle ACEA C1, C2, C3 a C4). Jsou nejlepší volbou pro moderní vozidla. Obvykle se používá ve vozech se systémem dodatečné úpravy výfukových plynů a vozech na zemní plyn (s LPG). Kritický obsah popela u benzinových motorů je 1,5 %, u vznětových 1,8 % a u vysokovýkonných vznětových motorů 2 %. Je však třeba poznamenat, že oleje s nízkým obsahem popela nemají vždy nízký obsah síry, protože nízkého obsahu popela je dosaženo nižším základním číslem.
Plnopopelové přísady, jsou také Full SAPA (s označením ACEA A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5). Negativně ovlivňují DPF filtry, stejně jako stávající třístupňové katalyzátory. Takové oleje se nedoporučují pro použití v motorech vybavených ekologickými systémy Euro 4, Euro 5 a Euro 6.
Vysoký obsah síranového popela je způsoben přítomností detergentních přísad obsahujících kovy ve složení motorového oleje. Tyto složky jsou nezbytné k zabránění usazování uhlíku a tvorbě laku na pístech a k tomu, aby olejům poskytly schopnost neutralizovat kyseliny, kvantitativně charakterizované základním číslem.
Alkalické číslo
Tato hodnota charakterizuje, jak dlouho dokáže olej neutralizovat pro něj škodlivé kyseliny, které způsobují korozivní opotřebení dílů spalovacího motoru a podporují tvorbu různých karbonových usazenin. K neutralizaci se používá hydroxid draselný (KOH). Respektive základní číslo se měří v mg KOH na gram oleje[mg KOH/g]. Fyzikálně to znamená, že množství hydroxidu je svým účinkem ekvivalentní k balení aditiva. Pokud tedy dokumentace uvádí, že celkové základní číslo (TBN - Total Base Number) je například 7,5, pak to znamená, že množství KOH je 7,5 mg na gram oleje.
Čím vyšší číslo báze, tím déle bude olej schopen neutralizovat působení kyselin.vznikající při oxidaci ropy a spalování paliva. To znamená, že jej bude možné používat déle (i když na tento ukazatel mají vliv i jiné parametry). Nízké detergentní vlastnosti jsou pro olej špatné, protože v tomto případě se na dílech vytvoří nesmazatelná usazenina.
Během provozu oleje ve spalovacím motoru se alkalické číslo nevyhnutelně snižuje a neutralizační přísady se spotřebovávají. Takové snížení má přijatelné limity, za kterými nebude olej schopen chránit před korozí kyselými sloučeninami. Pokud jde o optimální hodnotu základního čísla, dříve se věřilo, že pro benzínové ICE to bude přibližně 8 ... 9 a pro dieselové motory - 11 ... 14. Moderní formulace maziv však mají obvykle nižší základní čísla, až 7 a dokonce 6,1 mg KOH/g. Vezměte prosím na vědomí, že v moderních ICE nepoužívejte oleje se základním číslem 14 nebo vyšším.
Nízké základní číslo v moderních olejích je vyrobeno uměle, aby vyhovovalo současným ekologickým požadavkům (EURO-4 a EURO-5). Takže při spalování těchto olejů ve spalovacím motoru vzniká malé množství síry, která má pozitivní vliv na kvalitu výfukových plynů. Olej s nízkým základním číslem však často dostatečně nechrání části motoru před opotřebením.
To znamená, že optimální SC nemusí být vždy maximální nebo minimální počet.
Hustota
Hustota se týká hustoty a viskozity motorového oleje. Stanoveno při okolní teplotě +20°C. Měří se v kg/m³ (zřídka v g/cm³). Ukazuje poměr celkové hmotnosti produktu k jeho objemu a přímo závisí na viskozitě oleje a faktoru stlačitelnosti. Je určena základním olejem a základními přísadami a také silně ovlivňuje dynamickou viskozitu.
Pokud je odpařování oleje vysoké, hustota se zvýší. Naopak, pokud má olej nízkou hustotu, a zároveň vysoký bod vzplanutí (tedy nízkou hodnotu těkavosti), pak lze soudit, že je olej vyroben na kvalitním syntetickém základovém oleji.
Čím vyšší je hustota, tím hůře olej prochází všemi kanály a mezerami ve spalovacím motoru, a proto je otáčení klikového hřídele obtížnější. To vede ke zvýšenému opotřebení, usazeninám, karbonovým usazeninám a zvýšené spotřebě paliva. Ale nízká hustota maziva je také špatná - kvůli ní se vytváří tenký a nestabilní ochranný film, jeho rychlé vyhoření. Pokud spalovací motor často běží na volnoběh nebo v režimu start-stop, pak je lepší použít mazací kapalinu s nižší hustotou. A při dlouhodobém pohybu při vysokých rychlostech - hustší.
Proto všichni výrobci olejů dodržují rozsah hustoty jimi vyráběných olejů v rozsahu 0,830 .... 0,88 kg / m³, kde pouze extrémní rozsahy jsou považovány za nejvyšší kvalitu. Ale hustota od 0,83 do 0,845 kg / m³ je známkou esterů a PAO v oleji. A pokud je hustota 0,855 ... 0,88 kg / m³, znamená to, že bylo přidáno příliš mnoho přísad.
Bod vzplanutí
Je to nejnižší teplota, při které páry zahřátého motorového oleje za určitých podmínek tvoří směs se vzduchem, která exploduje při vzplanutí plamene (první záblesk). Při bodu vzplanutí se olej také nevznítí. Bod vzplanutí se určuje zahřátím motorového oleje v otevřené nebo uzavřené nádobě.
To je indikátor přítomnosti nízkovroucích frakcí v oleji, který určuje schopnost kompozice tvořit uhlíkové usazeniny a vyhořet při kontaktu s horkými částmi motoru. Kvalitní a dobrý olej by měl mít bod vzplanutí co nejvyšší. Moderní motorové oleje mají bod vzplanutí vyšší než +200°C, obvykle +210…230°C a vyšší.
Pour point
Hodnota teploty ve stupních Celsia, kdy olej ztrácí své fyzikální vlastnosti, charakteristické pro kapalinu, to znamená, že zamrzá, se stává nehybným. Důležitý parametr pro motoristy žijící v severních zeměpisných šířkách a pro ostatní majitele automobilů, kteří často startují spalovací motor „za studena“.
Ačkoli Ve skutečnosti se pro praktické účely hodnota bodu tuhnutí nepoužívá. Pro charakterizaci provozu oleje v mrazu existuje další koncept - minimální čerpací teplota, tedy minimální teplota, při které je olejové čerpadlo schopno čerpat olej do systému. A bude o něco vyšší než bod tuhnutí. Proto v dokumentaci stojí za to věnovat pozornost minimální teplotě čerpání.
Pokud jde o bod tuhnutí, měl by být o 5 ... 10 stupňů nižší než nejnižší teploty, při kterých spalovací motor pracuje. Může to být -50°C ... -40°C a tak dále, v závislosti na konkrétní viskozitě oleje.
Aditiva
Kromě těchto základních charakteristik motorových olejů lze nalézt i další výsledky laboratorních testů na množství zinku, fosforu, bóru, vápníku, hořčíku, molybdenu a dalších chemických prvků. Všechny tyto přísady zlepšují výkonnost olejů. Chrání před poškrábáním a opotřebením spalovacího motoru a také prodlužují provoz samotného oleje, zabraňují jeho oxidaci nebo lepšímu držení mezimolekulárních vazeb.
Síra - má extrémní tlakové vlastnosti. Fosfor, chlor, zinek a síra - vlastnosti proti opotřebení (posilují olejový film). Bór, molybden - snižují tření (přídavný modifikátor pro maximální efekt snížení opotřebení, rýhování a tření).
Ale kromě vylepšení mají i opačné vlastnosti. totiž usazují se ve formě sazí ve spalovacím motoru nebo vstupují do katalyzátoru, kde se hromadí. Například pro dieselové motory s DPF, SCR a zásobníkovými měniči je nepřítelem síra a pro oxidační měniče je nepřítelem fosfor. Ale detergentní přísady (detergenty) Ca a Mg tvoří během spalování popel.
Ochranné vlastnosti přísad závisí na způsobu výroby a kvalitě surovin, proto jejich množství není vždy ukazatelem nejlepší ochrany a kvality. Proto má každá automobilka svá vlastní omezení pro použití v konkrétním motoru.
Životnost
U většiny aut se olej mění v závislosti na najetých kilometrech vozu. U některých značek mazacích kapalin na kanystrech je však přímo uvedeno datum spotřeby. To je způsobeno chemickými reakcemi, ke kterým dochází v oleji během jeho provozu. Obvykle se vyjadřuje jako počet měsíců nepřetržitého provozu (12, 24 a Long Life) nebo počet kilometrů.
Tabulky parametrů motorového oleje
Pro úplnost uvádíme několik tabulek, které poskytují informace o závislosti některých parametrů motorového oleje na jiných nebo na vnějších faktorech. Začněme skupinou základových olejů v souladu s normou API (API - American Petroleum Institute). Oleje se tedy dělí podle tří ukazatelů - viskozitního indexu, obsahu síry a hmotnostního podílu naftenoparafinových uhlovodíků.
| Klasifikace API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Obsah nasycených uhlovodíků, % | > 90 | > 90 | PAO | Ethers | |
| Obsah síry, % | > 0,03 | ||||
| Viskozitní index | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
V současné době je na trhu velké množství olejových přísad, které určitým způsobem mění jeho vlastnosti. Například přísady snižující množství výfukových plynů a zvyšující viskozitu, přísady proti tření, které čistí nebo prodlužují životnost. Abychom pochopili jejich rozmanitost, stojí za to shromáždit informace o nich v tabulce.
| Skupina nemovitostí | Typy aditiv | Jmenování |
|---|---|---|
| Ochrana povrchu dílů | Detergenty (detergenty) | Chrání povrchy dílů před tvorbou usazenin na nich |
| Dispergátory | Zabraňuje usazování produktů opotřebení spalovacího motoru a degradaci oleje (minimalizuje tvorbu kalu) | |
| Proti opotřebení a extrémnímu tlaku | Snižte tření a opotřebení, zabraňte zadření a oděru | |
| Antikorozní | Zabraňte korozi částí motoru | |
| Transformujte vlastnosti oleje | Depresor | Snižte bod mrazu. |
| Modifikátory viskozity | Rozšiřte teplotní rozsah aplikace, zvyšte index viskozity | |
| Ochrana před olejem | Proti pěnění | Zabraňte tvorbě pěny |
| Antioxidanty | Zabraňte oxidaci oleje |
Změna některých parametrů motorového oleje uvedených v předchozí části přímo ovlivňuje provoz a stav spalovacího motoru automobilu. To lze zobrazit v tabulce.
| Index | Trend | důvod | Kritický parametr | Co ovlivňuje |
|---|---|---|---|---|
| Viskozita | Stoupá | Oxidační produkty | 1,5násobný nárůst | Počáteční vlastnosti |
| Pour point | Stoupá | Voda a oxidační produkty | Ne | Počáteční vlastnosti |
| Alkalické číslo | Snižuje se | Čisticí prostředek | Snížit 2krát | Koroze a snížená životnost dílů |
| Obsah popela | Stoupá | Alkalické přísady | Ne | Vzhled usazenin, opotřebení dílů |
| Mechanické nečistoty | Stoupá | Výrobky opotřebení zařízení | Ne | Vzhled usazenin, opotřebení dílů |
Pravidla pro výběr oleje
Jak bylo uvedeno výše, výběr jednoho nebo druhého motorového oleje by měl být založen nejen na hodnotách viskozity a tolerancích výrobců automobilů. Kromě toho existují také tři povinné parametry, které je třeba vzít v úvahu:
- vlastnosti maziva;
- provozní podmínky oleje (pracovní režim ICE);
- konstrukční vlastnosti spalovacího motoru.
První bod do značné míry závisí na tom, jaký typ oleje je syntetický, polosyntetický nebo zcela minerální. Je žádoucí, aby mazací kapalina měla následující výkonnostní charakteristiky:
- Vysoké dispergační, stabilizační a solubilizační vlastnosti detergentů ve vztahu k nerozpustným prvkům v oleji. Uvedené vlastnosti umožňují rychle a snadno vyčistit povrch pracovních částí spalovacího motoru od různých nečistot. Navíc je díky nim snadnější očistit díly od nečistot při jejich demontáži.
- Schopnost neutralizovat účinky kyselin, čímž zamezuje nadměrnému opotřebení dílů spalovacího motoru a zvyšuje jeho celkové zdroje.
- Vysoké tepelné a tepelně-oxidační vlastnosti. Jsou potřebné pro účinné chlazení pístních kroužků a pístů.
- Nízká těkavost a také nízká spotřeba oleje na odpad.
- Absence schopnosti tvořit pěnu v jakémkoli stavu, i za studena, i za horka.
- Plná kompatibilita s materiály, ze kterých jsou těsnění vyrobena (obvykle pryž odolná proti oleji) používanými v systému neutralizace plynů, stejně jako v jiných systémech spalovacích motorů.
- Vysoce kvalitní mazání dílů spalovacího motoru za jakýchkoli, i kritických podmínek (během mrazu nebo přehřátí).
- Schopnost čerpat prvky mazacího systému bez problémů. To poskytuje nejen spolehlivou ochranu prvků spalovacího motoru, ale také usnadňuje startování spalovacího motoru v chladném počasí.
- Nevstupování do chemických reakcí s kovovými a pryžovými prvky spalovacího motoru při jeho dlouhé odstávce bez práce.
Uvedené ukazatele kvality motorového oleje jsou často kritické, a pokud jsou jejich hodnoty pod normou, pak je to zatíženo nedostatečným mazáním jednotlivých částí spalovacího motoru, jejich nadměrným opotřebením, přehříváním a tím. obvykle vede ke snížení zdrojů jak jednotlivých částí, tak i spalovacího motoru jako celku.
každý motorista by měl pravidelně sledovat hladinu motorového oleje v klikové skříni a její stav, protože na tom přímo závisí normální provoz spalovacího motoru. Pokud jde o výběr, měl by být proveden, především se spoléhat na doporučení výrobce motoru. No a výše uvedené informace o fyzikálních vlastnostech a parametrech olejů vám jistě pomohou se správným výběrem.
