Влияние содержания химических элементов на результат анализа моторного масла

Чтобы правильно прочитать анализ масла необходимо знать, какая роль отводится каждому компоненту, и в какой мере изменения его качеств могут влиять на работоспособность двигателя. Рассмотрим основные составляющие вещества, и их возможные изменения в результатах испытаний.

Соединения и комплексы молибдена (Mo) в свежих маслах применяются в качестве модификатора трения. Основная задача этих соединений — снизить негативное воздействие трения деталей двигателя. Кроме этих качеств молибден отвечает за снижение уровня шума при работе мотора, проявляет антиоксидантные свойства и существенно снижает износ деталей. Органическое соединение MoDTC в маслах содержится в количестве 50-75ppm, такой показатель является самым оптимальным. Содержание 500-1100ppm соответствует рекордным показателям, влияющих на мощность силового агрегата.

Присадка ZDDP нацелена на снижение износа, антикоррозийное действие, антизадирное и антиокислительное свойства. В ней содержится элемент фосфор (Р). Такая присадка применяется практически во всех смазочных продуктах. Фосфор присутствует и в молибденовых комплексах.

Еще один элемент присадки ZDDP — цинк (Zn). Его действие идентично фосфору. В результатах испытаний упоминаются оба вещества в паре.

Следует учитывать, что цинк — составляющая деталей мотора: из оцинкованного металла выполнены трубки, радиаторы, составляющие резьбовых соединений. В некоторых двигателях применяются подшипники, изготовленные из сплава, содержащего данный элемент.

Очень редко в привычных для автолюбителей продуктах может встречается барий (Ва). Его действие направлено на защиту от коррозии и очищение поверхности (использование в присадках в качестве диспергирующих добавок и моющих компонентов).

В состав большинства смазочных жидкостей входит сукцинимид бора, который является беззольным дисперсантом. Кроме того, он нейтрализует кислоты и способен растворять антифрикционные и противоизносные присадки. Содержание бора (В) в свежей смазке в среднем 75ppm. В процессе выработки его содержание снижается.

Магний (Mg) и его соединения применяются в присадках, обладающих комплексом качеств:

• моющие;
• нейтрализующие;
• диспергирующие;
• антикоррозийные;
• снижающие зольность и содержание серы.

У присадок с Mg (сульфонат магния) есть один минус: они недостаточно эффективны в нейтрализации кислот по сравнению с присадками, содержащими кальций (Са). В анализах характерна такая картина: щелочное число продукта не снизилось, а кислотное возросло. Это указывает на то, что процесс нейтрализации не достаточно эффективен. В результате тестирования Са и Mg указывают в паре.

На наличие в продукте сульфонатов Са указывают значения в анализе:

• Са — 3000-3200ppm;
• наличие серы – 0.400;
• зольность — 1.3-1.4%.

Салицилаты проявляют себя несколько иначе:

• Са — 1700-2500ppm;
• количество серы почти вдвое снижено (0.230);
• зольность – 0.8-1.15%.

Сульфонаты и салицилаты натрия (Na) используются в качестве компонентов нейтрализаторов кислот. Некоторые торговые марки используют эти сложные соединения дополнительно с кальциевыми. Такой «союз» обеспечивает наименьшую зольность.

Олово (Sn) присутствует в материалах деталей (вкладыши, подшипники, клапаны). При значительном износе клапанов или вкладышей в отработанном образце может быть обнаружен этот элемент.

Свинец (Pb) в результате анализа указывает на износ подшипников и вкладышей.

Содержание алюминия (Al) в свежих образцах масел (с Мо) или в виде мусора не считается отклонением от нормы. В отработанных образцах может указывать на износ поршней, деталей маслонасоса, теплообменника и других деталей, покрытие которых имеет в составе этот элемент.

Железо (Fe) указывает на износ узлов (кулачки, распредвалы и др), а также появляется в результатах исследований при притирке цепи ГРМ и звезд. Количество обнаруженного железа растет с длительностью пробега автомобиля.

В норме содержание хрома (Cr) 1-2ppm, а при значении более 5-7ppm имеет место проблем в ЦПГ (цилиндpо-поpшневая группа). Высокое содержание хрома говорит об износе уплотнителей.

Довольно часто в результате исследования фиксируется содержание меди (Cu) как в свежих, так и в рабочих образцах. Ее можно встретить в новых авто как результат притирки деталей. Иногда следы вещества имеются в отработках в условиях летней эксплуатации.

В деталях турбонагнеталей и клапанах имеется никель (Ni). При износе его следы могут обнаружиться в отработанном материале, но встречается эта проблема крайне редко.

 

Титан (Ti) содержится в присадках, действие которых характеризуется:

• хорошей растворимостью в масле;
• антизадирными свойствами;
• антиоксидантными;
• снижающими износ.

Марганец (Mn) чаще всего встречается в топливных присадках. Обнаруживается в смазках редко.

В свежих образцах не содержится литий (Li). Его присутствие в отработке говорит о загрязнении смазкой в заводский условиях или при ремонте мотора на СТО.

В отработанные образцы калий (K) попадает из топливных присадок, незамерзающей жидкости (антифриза) через прокладку ГБЦ.

Кремний (Si) свидетельствует о попадании пыли, песка и загрязнений силиконовыми герметиками при ремонтно-диагностических манипуляциях.

Кинематическая вязкость при 40C в отработанном масле показывает степень снижения свойств. Если этот показатель превысит уровень в неотработанном образце, значит, имеет место полимеризация продуктов сгорания.

Кинематическая вязкость при 100C градусах должна соответствовать классификации SAE. Несоответствие отмечается, хоть и нечасто, и относится к производственным ошибкам. Существуют специальные таблицы значений КВ при 100C. Если в рабочем варианте это число снижено, то требуется произвести замену масла.

Индекс вязкости определяется при 40C и 100C градусах.

На антиоксидантную способность указывает так называемое щелочное число. В свежих маслах параметр определяется от 5 до 12 мг на 1г. В отработках при показателе менее 2.5 мг стимулируется повышение кислотности, что указывает на исчерпание ресурса щелочи. Такие продукты уже не справляются с поставленной задачей. Требуется замена смазочного материала.

Кислотное число определяется методом ASTM D 974. Нормальный показатель от 1.5 до 3.0 мг. КОН на 1г. в свежих образцах.

Температура вспышки масла определяется в градусах Цельсия. В открытом тигле этот параметр равен 225C, в закрытом — 200C. Снижение показателя говорит о проникновение топлива в моторную жидкость.

Сульфатная зольность указывается в %. Присутствие компонента – это продукт сгорания металлосодержащих присадок. Оптимальный вариант — рекомендуемый уровень этого значения без отклонений в любую из сторон.

Температура застывания измеряется в градусах Цельсия. Параметр определяется опытным путем и зависит от внешних температур и эксплуатационных условий.

Динамическая вязкость CCS выражается в мПас и должна соответствовать классификации SAE J300.

Испарение масс NOACK показывает сколько масла сможет испариться за единицу времени (1 час) при +250C. Чем ниже этот показатель (выражается в %), тем стабильнее термодинамика, и потери на испарение минимальны.

pH — кислотность показывает содержание ионов водорода в жидкости. Измеряется с помощью pH-метра. При значении рН от 3.5 требуется замена масла.

Количество серы не должно превышать 0.03%. Такой показатель указывает на безопасность и чистоту продукта, зависит от пакета используемых присадок.

Окисление исчисляется в условных единицах IR Units и измеряется инфракрасным спектрометре Фурье. Значение выше 15 в свежем испытуемом образце указывает на присутствие эстеров.

Нитрация измеряется аналогично окислению. Это значение важно для определения интервала замены. С увеличением пробега оно возрастает. В свежих образцах составляет 5-7 у.е.

HTHS (высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) выражается в миллипаскалях в секунду. Применять материалы с высоким показателем HTHS можно только в агрегатах, которым они рекомендованы производителем.

Совокупность всех показателей в лабораторном анализе моторных масел обозначит картину качественных характеристик, и поможет выявить причину неисправности в двигателе.