Contido de cinzas de aceite
Contido
Contido de cinzas de aceite caracterizado por dous conceptos: contido de cinzas de aceite base e contido de cinzas de sulfato. En resumo, o contido habitual de cinzas indica o ben que se limpou a base base, sobre a que se fará o aceite final no futuro (é dicir, a presenza de varias sales e impurezas non combustibles, incluídas metálicas). En canto ao contido de cinzas de sulfato, caracteriza o aceite acabado, que contén unha certa cantidade de aditivos, e indica con precisión a súa cantidade e composición (é dicir, a presenza de sodio, potasio, fósforo, xofre e outros elementos nel).
Se o contido de cinzas de sulfato é alto, isto levará á formación dunha capa abrasiva nas paredes do motor de combustión interna e, en consecuencia, o rápido desgaste do motor, é dicir, unha diminución do seu recurso. O baixo contido de cinzas convencionais garante que o sistema de tratamento posterior dos gases de escape estea protexido da contaminación. En xeral, os indicadores de contido de cinzas son un concepto bastante complicado, pero interesante, polo que tentaremos poñer todo en orde.
Que é o contido de cinzas e que afecta
O contido de cinzas é un indicador da cantidade de impurezas non combustibles. En calquera motor de combustión interna, unha certa cantidade de aceite cheo vai "para residuos", é dicir, se evapora a alta temperatura cando entra nos cilindros. Como resultado, nas súas paredes fórmanse produtos de combustión, ou simplemente cinzas, que conteñen diversos elementos químicos. E é a partir da composición da cinza e da súa cantidade que se pode xulgar o notorio contido de cinzas do aceite. este indicador afecta a capacidade de formación de depósitos de carbono nas pezas do motor de combustión interna, así como o rendemento dos filtros de partículas (despois de todo, o hollín a proba de lume obstruye os panales). Polo tanto, non pode superar o 2%. Dado que hai dous contidos de cinzas, considerarémolos á súa vez.
Contido de cinzas de aceite base
Comecemos polo concepto de contido de cinza común, como un máis sinxelo. De acordo coa definición oficial, o contido de cinzas é unha medida da cantidade de impurezas inorgánicas restantes da combustión dunha mostra de aceite, que se expresa como unha porcentaxe da masa do aceite que se está a probar. Este concepto adoita utilizarse para caracterizar aceites sen aditivos (incluídos aceites de base), así como diversos fluídos lubricantes que non se utilizan nos motores de combustión interna nin na tecnoloxía de máquinas en xeral. normalmente, o valor do contido total de cinzas está no rango de 0,002% a 0,4%. En consecuencia, canto menor sexa este indicador, máis limpo será o aceite probado.
Que inflúe no contido de cinzas? O contido normal (ou básico) de cinzas afecta a calidade da purificación do aceite, que tampouco contén aditivos. E dado que actualmente están presentes en case todos os aceites de motor usados, o concepto de contido de cinzas ordinarias non se usa moito, senón que úsase nun sentido amplo o concepto de contido de cinzas de sulfato. pasemos a el.
Cinzas sulfatadas
Impurezas no aceite
Entón, o contido de cinzas de sulfato (outro nome para o nivel ou indicador de escouras de sulfato) é un indicador para determinar aditivos que inclúen compostos metálicos orgánicos (é dicir, os seus sales constituíntes de cinc, potasio, magnesio, calcio, bario, sodio e outros elementos). . Cando se queima aceite con tales aditivos, fórmase cinzas. Por suposto, cantos máis haxa no aceite, máis cinzas haberá. Á súa vez, mestúrase con depósitos resinosos no motor de combustión interna (isto é especialmente certo se o motor de combustión interna é vello e/ou o aceite non se cambiou durante moito tempo), polo que un abrasivo fórmase capa sobre as partes de rozamento. Durante o funcionamento, raian e desgastan a superficie, reducindo así o recurso do motor de combustión interna.
O contido de cinzas sulfatadas tamén se expresa como porcentaxe do peso do aceite. Non obstante, para determinalo, é necesario realizar un procedemento especial coa queima e calcinación da masa de proba. E a porcentaxe tómase do saldo sólido. Ao mesmo tempo, úsase ácido sulfúrico no traballo para illar os sulfatos da masa. De aquí vén o nome de cinzas de sulfato.. Consideraremos o algoritmo exacto para realizar medicións segundo GOST a continuación.
Efecto do contido de cinzas de sulfato
Agora pasemos á cuestión de que afectan as cinzas de sulfato. Pero antes diso, hai que aclarar que o seu concepto está directamente relacionado co concepto do número base de aceite de motor. Este valor permítelle establecer a cantidade de depósitos de carbono na cámara de combustión. Normalmente o aceite chega alí a través dos aneis do pistón, fluíndo polas paredes dos cilindros. A cantidade de ditas cinzas afecta directamente ao funcionamento do sistema de ignición, así como ao arranque do motor de combustión interna na estación fría.
A dependencia do número base no tempo
Entón, o contido de cinzas de sulfato é directamente proporcional ao valor inicial do número base de aceite tamén non usado (ou só cheo). Ao mesmo tempo, debe entenderse que o número de base non é un indicador absoluto da capacidade de neutralización dun fluído lubricante e co paso do tempo cae. Isto débese á presenza de xofre e outros compoñentes nocivos no combustible. E canto máis pobre é o combustible (canto máis xofre nel), máis rápido cae o número base.
Teña en conta que o contido de cinzas de sulfato afecta directamente o punto de inflamación do aceite de motor, é dicir, co paso do tempo, a medida que se queiman os aditivos da súa composición, o valor da temperatura mencionada diminúe. Tamén reduce o rendemento do propio aceite, por moi alta que sexa.
O uso de aceites baixos en cinzas ten "dúas caras da moeda". Por unha banda, o seu uso está xustificado, xa que estes compostos están deseñados para evitar a contaminación rápida dos sistemas de escape (é dicir, equipados con catalizadores, filtros de partículas, sistemas EGR). Por outra banda, os aceites baixos en cinzas non proporcionan (reducen) o nivel de protección necesario para as pezas do motor de combustión interna. E aquí, ao elixir un aceite, cómpre escoller o "medio dourado" e guiarse polas recomendacións do fabricante do automóbil. É dicir, mira o valor do contido de cinzas e o número alcalino!
O papel do xofre na formación de cinzas
Teña en conta que o contido normal de cinzas dos aceites de motor non ten nada que ver co nivel de xofre neles. É dicir, os aceites baixos en cinzas non serán necesariamente baixos en xofre, e esta cuestión debe aclararse por separado. Cabe engadir que o contido en cinzas de sulfato tamén afecta á contaminación e ao funcionamento do filtro de partículas (posibilidade de rexeneración). O fósforo, pola súa banda, desactiva gradualmente o catalizador de monóxido de carbono posterior á combustión, así como os hidrocarburos non queimados.
En canto ao xofre, interrompe o funcionamento do neutralizador de óxidos de nitróxeno. Desafortunadamente, a calidade do combustible en Europa e no espazo postsoviético é moi diferente, non nos beneficia. é dicir, hai moito xofre no noso combustible, que é moi prexudicial para os motores de combustión interna porque, ao mesturarse con auga a altas temperaturas, forma ácidos nocivos (principalmente sulfúricos), que corroen as partes do motor de combustión interna. Polo tanto, é mellor que o mercado ruso elixa un aceite cun número de base alto. E como se mencionou anteriormente, nos aceites onde hai un alto número alcalino, hai un alto contido de cinzas. Ao mesmo tempo, debe entenderse que non hai aceite universal e debe seleccionarse de acordo co combustible utilizado e as características do motor de combustión interna. Primeiro de todo, debes partir das recomendacións do fabricante do automóbil (é dicir, o seu motor de combustión interna).
Cal é o requisito para o contido de cinzas do aceite
Cinza da queima de petróleo
O baixo contido de cinzas dos aceites modernos vén ditado polos requisitos ambientais de Euro-4, Euro-5 (obsoleto) e Euro-6, que son válidos en Europa. De acordo con eles, os aceites modernos non deben obstruír moito os filtros de partículas e os catalizadores dos automóbiles e liberar un mínimo de substancias nocivas ao medio ambiente. tamén están deseñados para minimizar os depósitos de hollín nas válvulas e cilindros. Con todo, en realidade, este enfoque reduce drasticamente o recurso dos modernos motores de combustión interna, pero tamén é beneficioso para os fabricantes de automóbiles, xa que leva directamente a substitución frecuente dun coche polos propietarios de vehículos en Europa (demanda dos consumidores).
En canto aos condutores domésticos (aínda que isto aplícase máis ao combustible doméstico), na maioría dos casos, os aceites con baixo contido de cinzas afectarán negativamente aos forros, aos dedos e tamén contribuirán a raspar as faldas do motor de combustión interna. Non obstante, cun baixo contido de cinzas de aceites, a cantidade de depósitos nos aneis do pistón será menor.
Curiosamente, o nivel de contido de cinzas de sulfato nos aceites americanos (estándares) é menor que nos europeos. Isto débese ao uso de aceites base de alta calidade pertencentes ao grupo 3 e/ou 4 (elaborados a base de polialfaolefinas ou mediante tecnoloxía de hidrocraqueo).
Células do catalizador obstruídas con hollín
Algunhas palabras sobre os motores de combustión interna dos novos modelos, nos que os bloques de cilindros están feitos de aluminio cun revestimento adicional (moitos coches modernos da empresa VAG e algúns "xaponeses"). En Internet, escriben moito sobre o feito de que tales motores teñen medo ao xofre, e isto é certo. Non obstante, no aceite de motor, a cantidade deste elemento é moito menor que no combustible. Polo tanto, en primeiro lugar, recoméndase o seu uso estándar de gasolina Euro-4 e superiore tamén utilizar aceites baixos en xofre. Pero lembre que o aceite baixo en xofre non sempre é un aceite baixo en cinzas. Polo tanto, comprobe sempre o contido de cinzas nunha documentación separada que describa as características típicas dun determinado aceite de motor.
Produción de aceites baixos en cinzas
a necesidade da fabricación de aceites baixos en cinzas xurdiu en gran parte debido aos requisitos ambientais (os notorios estándares Euro-x). Na fabricación de aceites de motor, conteñen (en diferentes cantidades, dependendo de moitas cousas) xofre, fósforo e cinzas (convértese máis tarde en sulfato). Así, o uso dos seguintes compostos químicos leva á aparición dos elementos mencionados na composición dos aceites:
- dialquilditiofosfato de cinc (o chamado aditivo multifuncional con propiedades antioxidantes, antidesgaste e de presión extrema);
- O sulfonato de calcio é un deterxente, é dicir, un aditivo de deterxente.
En base a isto, os fabricantes atoparon varias solucións para reducir o contido de cinzas dos aceites. Polo tanto, actualmente están en uso os seguintes:
- a introdución de aditivos deterxentes non no aceite, senón no combustible;
- uso de antioxidantes sen cinzas de alta temperatura;
- o uso de dialquilditiofosfatos sen cinzas;
- o uso de sulfonatos de magnesio baixos en cinzas (sen embargo, en cantidades limitadas, xa que tamén contribúen á formación de depósitos no motor de combustión interna), así como aditivos deterxentes de alquilfenol;
- o uso de compoñentes sintéticos na composición de aceites (por exemplo, ésteres e aditivos espesantes resistentes á degradación, necesarios para garantir as características de viscosidade-temperatura desexadas e baixa volatilidade, é dicir, aceites base de 4 ou 5 grupos).
As tecnoloxías químicas modernas permiten obter facilmente aceite con calquera contido de cinzas. Só tes que escoller a composición que mellor se adapte a un coche en particular.
Estándares de nivel de cinza
A seguinte pregunta importante é determinar estándares de contido de cinzas. Paga a pena mencionar de inmediato que dependerán non só do tipo de motor de combustión interna (para gasolina, motores diésel de combustión interna, así como para motores de combustión interna con equipo de globo de gas (GBO), estes indicadores diferirán), senón que tamén sobre as normas ambientais actuais (Euro-4, Euro-5 e Euro-6). Na maioría dos aceites base (é dicir, antes da introdución de aditivos especiais na súa composición), o contido de cinzas é insignificante e é de aproximadamente 0,005%. E despois da adición de aditivos, é dicir, a fabricación de aceite de motor preparado, este valor pode alcanzar o 2% que permite GOST.
Os estándares de contido de cinzas para aceites de motor están claramente indicados nos estándares da Asociación Europea de Fabricantes de Automóbiles ACEA e as desviacións delas son inaceptables, polo que todos os fabricantes de aceites de motor modernos (con licenza) sempre se guían por estes documentos. Presentamos os datos en forma de táboa para a norma ambiental actualmente estendida Euro-5, que combina os valores dos aditivos químicos e as normas individuais existentes.
| Requisitos da API | SL | SM | SN-RC/ILSAC GF-5 | CJ-4 |
|---|---|---|---|---|
| Contido de fósforo, % | 0,1 máximo | 0,06-0,08 | 0,06-0,08 | 0,12 máximo |
| Contido de xofre, % | - | 0,5-0,7 | 0,5-0,6 | 0,4 máximo |
| Cinzas sulfatadas, % | - | - | - | 1 máximo |
| Requisitos ACEA para motores de gasolina | C1-10 | C2-10 | C3-10 | C4-10 |
| - | SAPS baixos | MidSAPS | MidSAPS | SAPS baixos |
| Contido de fósforo, % | 0,05 máximo | 0,09 máximo | 0,07-0,09 máx | 0,09 máximo |
| Contido de xofre, % | 0,2 máximo | 0,3 máximo | 0,3 máximo | 0,2 máximo |
| Cinzas sulfatadas, % | 0,5 máximo | 0,8 máximo | 0,8 máximo | 0,5 máximo |
| Número base, mg KOH/g | - | - | 6 min | 6 min |
| Requisitos ACEA para motores diésel comerciais | E4-08 | E6-08 | E7-08 | E9-08 |
| Contido de fósforo, % | - | 0,08 máximo | - | 0,12 máximo |
| Contido de xofre, % | - | 0,3 máximo | - | 0,4 máximo |
| Cinzas sulfatadas, % | 2 máximo | 1 máximo | 1 máximo | 2 máximo |
| Número base, mg KOH/g | 12 min | 7 min | 9 min | 7 min |
Como se pode ver na táboa anterior, é difícil xulgar o contido de cinzas segundo o estándar API estadounidense, e isto débese a que o contido de cinzas non é tan escrupuloso no Novo Mundo. é dicir, simplemente indican que aceites están nos botes: cinzas medias e cheas (MidSAPS). Como tal, non teñen cinzas baixas. Polo tanto, ao elixir un ou outro aceite, cómpre centrarse principalmente na marca ACEA.
Por exemplo, baseándose na información proporcionada de acordo coa norma Euro-5, que é válida e relevante en 2018 no territorio da Federación Rusa, para un coche moderno de gasolina está permitido encher aceite C3 segundo ACEA (normalmente SN segundo API) - o contido de cinzas de sulfato non supera o 0,8% (cinsa media). Se falamos de motores diésel que funcionan en condicións difíciles, por exemplo, a norma ACEA E4 non permite superar o 2% do contido de cinzas sulfatadas no combustible.
Requisitos de contido de cinzas para vehículos de GLP
En canto aos coches con equipamento de cilindro de gas, é mellor que o usen aceites baixos en cinzas. Isto débese á composición química da gasolina e do gas (non importa metano, propano ou butano). Hai máis partículas sólidas e elementos nocivos na gasolina e, para non estropear todo o sistema, débense usar aceites especiais con baixo contido de cinzas. Os fabricantes de lubricantes ofrecen específicamente aos consumidores os chamados aceites "gas" deseñados para o ICE correspondente.
Non obstante, o seu inconveniente importante é o seu alto custo e, para aforrar cartos, pode simplemente mirar as características e tolerancias dos aceites de "gasolina" comúns e escoller a composición de baixo contido de cinzas adecuada. E recorda que cómpre cambiar estes aceites segundo a normativa especificada, a pesar de que a transparencia da minería será moito maior que a dos aceites tradicionais.
Método de determinación do contido de cinzas
Pero, como se determina o contido de cinzas do aceite do motor e como entender con que contido de cinzas o aceite no recipiente? É máis fácil para o consumidor determinar o contido de cinzas do aceite de motor simplemente polas designacións da etiqueta do recipiente. Neles, o contido de cinzas adoita indicarse segundo a norma ACEA (norma europea para fabricantes de automóbiles). De acordo con el, todos os aceites actualmente vendidos divídense en:
- cinza chea. Teñen un paquete completo de aditivos. En inglés, teñen a designación - Full SAPS. Segundo a norma ACEA, están designados polas seguintes letras: A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. As impurezas de cinza aquí son aproximadamente 1 ... 1,1% da masa total do fluído lubricante.
- cinza mediana. Teñen un paquete reducido de aditivos. Referido como medio SAPS ou medio SAPS. Segundo ACEA denomínanse C2, C3. Do mesmo xeito, nos aceites de cinzas medias, a masa de cinzas será de aproximadamente 0,6 ... 0,9%.
- Cinza baixa. O contido mínimo de aditivos que conteñan metais. Designado baixo SAPS. Segundo ACEA denomínanse C1, C4. Para baixas cinzas, o valor correspondente será inferior ao 0,5%.
Teña en conta que, nalgúns casos, os aceites con denominacións ACEA de C1 a C5 combínanse nun grupo chamado "baixa cinza". é dicir, esta información pódese atopar na Wikipedia. Non obstante, isto non é do todo correcto, xa que tal enfoque simplemente indica que todos estes os lubricantes son compatibles con convertidores catalíticos, e nada máis! De feito, a gradación correcta dos aceites polo contido de cinzas dáse arriba.
.
Estándares de cinza
Proba de diferentes mostras de aceite
Hai un estándar interestatal ruso GOST 12417-94 "Produtos petrolíferos. Método para determinar as cinzas de sulfato, segundo o cal calquera pode medir o contido de cinzas de sulfato do aceite que se está a probar, xa que non require equipos e reactivos complexos. Tamén existen outras normas, incluso internacionais, para determinar o contido de cinzas, a saber, ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.
En primeiro lugar, hai que sinalar que GOST 12417-94 define o contido de cinzas de sulfato como un residuo despois da carbonización dunha mostra, tratada con ácido sulfúrico e calcinada a peso constante. A esencia do método de verificación é bastante sinxela. Na súa primeira etapa, tómase unha determinada masa do aceite probado e quéimase ata formar un residuo carbonoso. entón cómpre esperar a que se arrefríe o residuo resultante e tratalo con ácido sulfúrico concentrado. acende máis a unha temperatura de +775 graos centígrados (permítese unha desviación de 25 graos nunha dirección e a outra) ata que o carbono estea completamente oxidado. A cinza resultante dáselle un tempo para arrefriar. Despois diso, trátase con ácido sulfúrico diluído (en volumes iguais con auga) e calcínase á mesma temperatura ata que o seu valor de masa se faga constante.
Baixo a influencia do ácido sulfúrico, a cinza resultante será o sulfato, de onde, de feito, veu a súa definición. a continuación, compare a masa da cinza resultante e a masa inicial do aceite probado (a masa de cinzas divídese pola masa do aceite queimado). A relación de masa exprésase como unha porcentaxe (é dicir, o cociente resultante multiplícase por 100). Este será o valor desexado do contido de cinzas de sulfato.
En canto ao contido habitual de cinzas (básicos), tamén existe un estándar estatal GOST 1461-75 chamado "Oleo e produtos petrolíferos. Método para determinar o contido de cinzas”, segundo o cal se verifica a presenza de diversas impurezas nocivas no aceite de proba. Debido ao feito de que implica procedementos complexos, e máis aínda para diversas aplicacións, non presentaremos a súa esencia neste material. Se o desexa, este GOST pódese atopar facilmente en Internet.
Tamén hai un ruso GOST 12337-84 "Aceites de motor para motores diésel" (última edición do 21.05.2018/XNUMX/XNUMX). Explica claramente os valores de varios parámetros para aceites de motor, incluídos os domésticos utilizados en ICE diésel de varias capacidades. Indica os valores permitidos de varios compoñentes químicos, incluíndo a cantidade de depósitos de hollín permitidos.
