Кальций в масле моторном для чего
Малозольные масла. Практика применения
7 сентября 2020, Олег ШАКИРОВ
Моторные масла с низким содержанием серы, фосфора и сульфатной зольности появились достаточно давно. Международная классификация Ассоциации европейских производителей автомобилей ACEA выделяет для них специальный класс. Сегодня мы разберемся, на что влияет сульфатная зольность, сера и фосфор в моторных маслах и почему малозольные масла становятся все более востребованными. Разобраться в данном вопросе нам помогут специалисты компании Liqui Moly, ведущего немецкого производителя моторных масел и автохимии.
Сульфатная зольность характеризует масло по количеству металлосодержащих присадок, которые влияют на объем шлаков, образующихся при сгорании топлива. Для установления этого показателя масло в лабораторных условиях нагревают до температуры около 775 °C, получившийся остаток обрабатывают серной кислотой — до тех пор, пока зола не перестанет уменьшаться.
Эта зола содержит соединения фосфора, серы, цинка и других металлов. Высокая зольность может привести к отложениям в двигателе и в выхлопной системе. Но при этом данные химические элементы содержатся в присадках, которые защищают двигатель от износа, моют его, не дают маслу пениться, появляться коррозии, увеличивают срок службы масла и т. д.
Единицей измерения принято считать процентное соотношение несжимаемой золы и изначальной массы масла. Чем выше содержание присадок, тем больше уровень зольности, при этом избыток или низкое содержание металлических компонентов негативно сказывается на работе двигателя. Большое количество отложений может спровоцировать повышение температуры в двигателе либо привести к прогару выпускных клапанов или поршней из-за раннего воспламенения топлива. Фосфор, сульфатная зола и сера способны негативно повлиять на работу систем нейтрализации выхлопных газов.
Малозольные моторные масла при работе в современных двигателях со сложными системами нейтрализации выхлопных газов способствуют уменьшению уровня токсичных веществ почти на 80 %. А это значит, что в скором времени все или почти все владельцы новых автомобилей и производители масел перейдут на малозольные моторные масла, ведь катализаторы для бензиновых двигателей принципиально изменились с 90-х годов.
Так, в современных автомобилях системы нейтрализации отработанных газов могут самоочищаться, сжигая сажу, но справиться с золой, содержащей в себе большое количество твердых несгораемых частиц, не так уж и просто. От этого страдают и ячейки сажевых фильтров, забиваясь отложениями. Существует мнение, что по вине несгораемых частиц в масле образуются царапины на стенках цилиндров. Об этом и о современных малозольных маслах мы поговорили с техническим специалистом Liqui Moly, Алексеем Исаченковым.
— На что влияет сульфатная зольность?
— Существует оксидная зольность и сульфатная зольность. Оксидная зольность относится к компрессорным маслам. Параметр сульфатной зольности для моторного масла косвенно показывает содержание металлосодержащих присадок. Масла разделяются на категории Full SAPS, Low SAPS, Mid SAPS. SAPS (Sulphated Ash, Phosphorus and Sulphur) — это показатель масла по трем параметрам: сульфатная зола, фосфор и сера. Если мы откроем параметры ACEA или свежие API, то в них есть показатель нормирования сульфатной зольности и прописано содержание фосфора и серы.
— Какое масло можно считать малозольным?
— Это зависит от конкретного класса. Например, в классе ACEA С3 допускается не более 0,8 %. Масла называют малозольными, подразумевая, что они относятся к какой-то категории: либо Mid SAPS, либо Low SAPS. Малозольное масло — это не научный и не технический термин.
— Какое масло у Liqui Moly относится к малозольному?
— В первую очередь это серия масел Top Tec, но также масло Low SAPS, Mid SAPS присутствует в сериях Special Tec и Synthoil.
— Малозольные масла появились из-за экологических требований и применения в автомобилях сложных нейтрализаторов и сажевых фильтров?
— Если говорить про масла Low SAPS, то они действительно появились из-за требований к совместимости с системами нейтрализации выхлопных газов. Впервые в истории ограничения в масле коснулись содержания фосфора из-за окислительных нейтрализаторов с платиной. Появились такие катализаторы вследствие введения норм Евро 3. Атомы фосфора при взаимодействии с платиной дают невосстановимые вещества, от чего окислительные катализаторы быстро выходят из строя.
Для современного бензинового двигателя с многокаскадной системой очистки выхлопа необходимо строго малозольное масло. При работе современных дизельных двигателей, где установлен сажевый фильтр, в атмосферу поступает меньшее количество окислов азота. Это связано в первую очередь с тем, что в таких двигателях искусственно снижается температура в камере сгорания и ограничиваются параметры распыла топлива. Побочным продуктом такой работы является образование сажи в выхлопе.
В современных грузовых автомобилях установлены сажевые фильтры и системы нейтрализации отработанных газов, где используются жидкости AdBlue (более известны как «мочевина»), в результате почти нет проблем по закислению масла, а окислы азота восстанавливаются в выхлопе. Достигается оптимальный режим в камере сгорания, при этом конструкция двигателя нацелена на максимально низкий расход топлива и на достижение максимального КПД без роста выбросов в атмосферу.
В таких двигателях малозольные масла очень долго работают. Есть примеры, где интервал замены масла на грузовых автомобилях составляет 100 тыс. км, но при условии, что режим движения исключительно междугородный. Первой на такой интервал выходила Scania, у которой щелочность масла была выше 16, сульфатная зольность была 1,6 и выше. Это требование производителя, поскольку они устанавливают регламент по замене масла. В свою очередь, в бензиновых двигателях образование окислов азота из-за высокой температуры неизбежно, уже в некоторых странах на бензиновые двигатели стали устанавливать сажевые фильтры.
Отдельно я выделю азиатские автомобильные бренды, где в трехкомпонентных нейтрализаторах для восстановления окислов азота применяется родий (металл платиновой группы), который тоже не любит фосфор. Поэтому в нормах ILSAC фосфор нормируется еще строже, зато не ограничена сульфатная зольность.
В случае выхода из строя многоступенчатых систем нейтрализации выхлопа, стоимость замены сопоставима со стоимостью двигателя. В нашей стране очень редко меняют такие системы, обычно сажевый фильтр и нейтрализатор варварски удаляют из автомобиля. Такое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к побочным последствиям: помимо увеличения выбросов в атмосферу в таких автомобилях увеличивается расход топлива и они склонны к накоплению топлива в моторном масле.
— Почему большинство людей рекомендуют использовать обычные полнозольные масла?
— Моющие свойства маслу обеспечивают щелочные присадки. Почти всегда это различные соединения металлов. Исключением являются щелочные присадки на основе органики, но их применяют достаточно редко из-за высокой стоимости и малой стойкости. Самые массовые моющие присадки — это химические соединения кальция, противоизносные присадки содержат цинк, противозадирные присадки содержат фосфор.
Полнозольное масло лучше моет, лучше защищает от износа, но, правда, само дает больше отложений при попадании в камеру сгорания. Поэтому всегда нормы сульфатной зольности должны быть грамотно подобраны. Для старых автомобилей необходимо масло с высокой щелочностью, а малозольное масло в таких двигателях будет иметь не очень большой срок службы.
Стоит также учитывать регионы, где эксплуатируют автомобиль. В странах, где продают бензин не выше класса Евро 3, стоит сократить интервалы замены масла. Если при такой эксплуатации менять масло раз в 15 тыс. км, то за первую половину пробега кислоты «съедят» щелочные присадки, после чего будет закисляться база, что приведет к образованию шлама в двигателе.
Но бывают исключения. Когда, к примеру, малозольное масло необходимо заливать даже в двигатели старой конструкции, а именно в ситуации, когда в качестве топлива используется газ. В двигателях, переведенных на работу с бензина на газ, меняется характер горения в цилиндрах. Полнозольные масла могут давать очень большое количество отложений в зоне поршневых колец, ведь топливо изначально газообразное и до момента сгорания оно может реагировать по-другому с различными присадками. Поэтому во избежание износа шатунно-поршневой группы лучше использовать любое масло Liqui Moly из серии Top Tec. Можно также использовать масло Optimal 5w-30, которое не является полностью малозольным, но благодаря использованию современного пакета присадок не дает отложений в газовых двигателях. В таких маслах мы на канистре, прямо на этикетке указываем яркую аббревиатуру SNG (компримированный (сжатый) природный газ (метан)) и LPG (сжиженный нефтяной газ (пропан-бутан)).
— Как малозольные масла влияют на работу современных двигателей?
— Необходимо обязательно выделить проблемы LSPI (Low Speed Pre-ignition), когда речь идет о нежелательном раннем зажигании. Эти проблемы касаются малообъемных двигателей, оснащенных турбокомпрессорами и прямым впрыском топлива. В подобных двигателях опасно заливать масло с большим содержанием кальция. Так, General Motors в своих моделях требует применять dexos 1 Generation 2, и на основе этого допуска вышел стандарт API SN plus. Поэтому правильно подобранное масло помогает предотвратить LSPI. Там, где малозольные масла рекомендуют автопроизводители, без них не обойтись.
— В двигателях с алюминиевыми блоками с никасиловым и алюсиловым покрытием необходимо применять исключительно малозольное масло?
— Изначально эти покрытия применялись в мотоциклетных двигателях, а мотоциклетные масла не отличаются малозольностью. В современных автомобилях лучше не играть с выбором масла. Например, «Мерседес» в легковой линейке AMG и Brabus требует строгого применения масла с допуском 229,5, а это полнозольное масло со щелочью около 10. В таких двигателях процесс горения настроен именно так, чтобы обеспечивать максимальную отдачу мощности, но при этом автомобили должны укладываться в экологические нормы.
Чаще всего мы сталкиваемся с ситуацией, когда потребитель заливает масло, неправильно подобранное к автомобилю или к условиям эксплуатации. Если в автомобиль не внесены изменения в конструкцию, то мы рекомендуем заливать исключительно тот класс масла, который установил автопроизводитель, но, учитывая некоторые регионы эксплуатации в России, иногда мы рекомендуем сократить сроки замены масла по следующим причинам:
2) в случаях продолжительной работы двигателя на холостом ходу. Это касается зимней эксплуатации. Например, 20 минут такой эксплуатации эквивалентно 100–150 км пробега для автомобильного масла и шатунно-поршневой группы, и к концу межсервисного пробега при такой эксплуатации масло уже не обеспечит должную защиту. Многие автопроизводители даже указывают необходимость сокращать сроки замены масла в 2 раза при длительных прогревах двигателя.
ТОП препаратов кальция
Кальций является одним из электролитов в организме. Это минерал, который несет электрический заряд при растворении в крови. Роль кальция в организме сложно переоценить, т. к. он является строительным материалом для костных структур, поддерживает здоровье клеточных мембран и принимает участие в передаче нервных импульсов. Также кальций обладает детоксикационным, противовоспалительным и противоаллергенным действием.
Лучшие препараты кальция представлены в рейтинге ниже. ТОП составлен в зависимости от эффективности и безопасности лекарственных средств, а также на основе отзывов. Не менее важный критерий – соответствие цена-качество. Самостоятельно подобрать лекарство непросто. Для начала следует проконсультироваться с врачом и при необходимости пройти обследование, чтобы уточнить диагноз.
Классификация препаратов кальция
Дефицит кальция часто развивается ползуче, а затем долго остается незамеченным. Это состояние может оказать негативное влияние на здоровье костей. Таким образом, увеличивается риск развития остеопороза и переломов костей.
Эксперты рекомендуют принимать добавки кальция только при доказанном дефиците данного минерала и витамина D или, а также при существующем остеопорозе. Главное – правильно подобрать препарат и дозировку.
Причины дефицита кальция в организме
Чтобы правильно выполнять свои разнообразные задачи, кальций должен присутствовать в организме в достаточном количестве. Но что такое достаточное количество? Суточные потребности разнятся в зависимости возрастных групп. В отличие от многих других питательных веществ, потребность в кальции не зависит от половой принадлежности. Мужчины и женщины нуждаются в минерале в одинаковой степени.
Таблица – Суточная потребность в кальции в зависимости от возраста
Моторное масло: из чего состоит и как его правильно выбирать
Без моторного масла двигатели внутреннего сгорания работают очень недолго.
В сети полно доказательств — например, эксперимент британского автожурналиста Мэта Уотсона, ведущего ютуб-канала carwow. Он поставил рядом Форд Фокус 2, Пежо 208 и Хонду Цивик 6, слил везде антифриз и масло, запустил двигатели и положил по камню на педали газа.
Двигатель Форда прожил 20 секунд, Пежо продержался 47 секунд, а вот на Хонде пришлось поездить: она всех удивила и работала долго. В любом случае без масла рано или поздно клинит даже такие двигатели, как у этого Цивика 2000 года.
Моторное масло образует на деталях двигателя прочную масляную пленку и предотвращает их износ. Но не все так просто: оно должно смазывать, снижать трение, охлаждать, очищать, защищать от коррозии. Все это — при высоких температурах и больших нагрузках и желательно с самого начала работы двигателя.
В этом материале мы расскажем, чем моторные масла различаются, как их подбирать и как часто нужно проходить техобслуживание с заменой масла и масляного фильтра.
Что вы узнаете
Чем различаются синтетика, полусинтетика и минералка
Готовое моторное масло, которое продают в магазинах, — сложная смесь базового масла и пакета специальных присадок, которые защищают двигатель от износа. Базовое масло определяет свойства готового продукта.
По международной классификации Американского института нефти все базовые масла делятся на пять основных категорий, или групп. Чем выше группа базового масла, тем выше качество готового продукта — моторного масла.
Минеральные масла — первая и вторая группы. Когда нефть перерабатывают, она разделяется на фракции. 2—5% из них — масляные. Масляные фракции депарафинизируют и чистят методом базовой селективной очистки. Так они становятся базовым маслом первой категории.
В результате гидроочистки такого масла получается масло второй категории. Это и есть минеральные масла, их делают прямо из сырой нефти.
Моторные масла с минеральной основой сильно густеют при низких температурах, быстро окисляются при контакте с кислородом, склонны к образованию отложений и по своим экологическим показателям не соответствуют современным требованиям. Поэтому их применяют лишь в очень старых автомобилях с простыми малонагруженными двигателями.
Синтетические масла — третья группа. Такие масла также производят из нефти, но процесс более сложный. Масляные фракции нефти проходят атмосферную и вакуумную перегонку, каталитическую гидродепарафинизацию, гидрокрекинг и гидроочистку.
К третьей группе относятся и базовые масла типа gas-to-liquid — GTL. Такое масло делают из метана методом газожидкостной конверсии. Преимущество этого метода синтеза — базовое масло получается чистое, почти без примесей. «Газовые» моторные масла распространены — например, линейка Shell Helix Ultra.
Когда смешивают базовые масла первой и второй групп с маслами третьей группы, получается полусинтетическое базовое масло. Базовые масла третьей группы гораздо чище минеральных, у них значительно выше индекс вязкости, в них почти нет ароматических углеводородов, серы и азота, они более устойчивы к окислению и служат вдвое дольше.
В подавляющем большинстве современных авто в качестве как первичных, так и сервисных заливок используют моторные масла, произведенные на основе базового масла третьей группы.
Полностью синтетические масла — четвертая группа: ПАО и эстеры. Базовые масла четвертой группы — это настоящая синтетика, полученная методом органического синтеза из этилена — газа, который образуется при переработке нефти. Они называются полиальфаолефинами, или ПАО.
У таких масел отличные температурные свойства и высокая стойкость к окислению, но стоят они гораздо дороже, чем масла третьей группы. Масла четвертой группы практически не смешиваются с присадками, так что при создании масел с применением ПАО их доля в канистре чаще всего не более трети, остальное — базовые масла других групп.
Пятая группа — это прочие базовые масла, которые не вошли в группы 1—4. Это чистая синтетика — эфиры, эстеры и полиалкиленгликоли (PAG). Масла пятой группы имеют характеристики, близкие к идеальным, и стоят очень дорого. Поэтому в составе готовых «эстеровых» масел обычно не более 3% базовых масел пятой группы.
Бывают и исключения. Существуют моторные масла, которые на 70% состоят из полностью синтетических базовых масел. Но, к сожалению, надпись «полностью синтетическое» на канистре не указывает на истинный состав масла: это просто маркетинговый термин. Понять, на какой основе делали масло, можно только после лабораторных исследований, на которых специалисты детально изучают физико-химические характеристики готового продукта.
Технические характеристики моторных масел
Технические характеристики моторных масел — это количественное выражение определенных свойств масла в физических величинах или коэффициентах. Они показывают, при каких условиях моторное масло защищать двигатель от износа, коррозии, загрязнений, возникающих в ходе работы. Информацию о типовых характеристиках можно найти в листе технического описания (TDS, Technical Data Sheet).
Вязкость
Вязкость — это свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении ее слоев под действием внешний силы. Вязкость моторного масла влияет на износ шеек коленвала и вкладышей подшипников, количество отводимого тепла от узлов трения, а так же топливную экономичность. Среди основных показателей выделяют кинематическую и динамическую вязкость.
Температура вспышки (flash point)
Температура вспышки — самая низкая температура, при которой пары смазочного материала образуют смесь с воздухом, воспламеняющуюся при контакте с огнем. Само масло при этом еще не воспламеняется. Параметр характеризует наличие в масле легколетучих фракций, которые при смешивании с воздухом образуют горючую смесь. Чем меньше этот показатель, тем меньше расход на угар и выше качество базовых масел. Определяют в открытом или закрытом тигле, в последнем случае она на 20-25 градусов ниже.
Испаряемость по методу Ноака
Испаряемость по NOACK — это показатель, характеризующий склонность масла к угару/испарению. Испаряемость по НОАК выражается в процентах, и чем эта цифра меньше, тем меньше расход масла на угар.
Как определяют испаряемость по НОАК?
Стандартизирован тест Селби-Ноака в методе ASTM D5800. Образец масла весом 65 г помещают в специальный аппарат, нагревают до 245,2 °С и в течение 60 минут пропускают над нагретым образцом постоянный поток воздуха с помощью вакуумного насоса.
Для качественных моторных масел показатель испаряемости обычно не превышает 14%. Косвенно по этому числу можно оценивать качество базовых масел.
Температура застывания (solidification point)
Температура застывания — это температура, при которой масло теряет свою подвижность и тягучесть. Застывшим считается масло, которое удерживается в неподвижном состоянии 5 секунд под углом 90 градусов.
Производители снижают температуру застывания с помощью специальных присадок — депрессоров, которые не дают парафину укрупняться, увеличивать плотность, создавая псевдокристаллические структуры. Снижение динамической вязкости CCS добивается путем подбора нужного базового масла и полимера-загустителя. Поэтому температура застывания и низкотемпературная вязкость могут быть никак не связаны между собой. Кроме того, чрезмерное содержание депрессора может приводить к увеличению вязкости CCS.
Температура потери текучести (pour point)
Температура потери текучести — это самая низкая температура, при которой моторное масло еще сохраняет текучесть. Она показывает возможность переливания моторного масла без необходимости подогрева. Температура застывания, согласно стандартам, на 3°С выше температуры потери текучести. Метод измерения — ASTM D97.
Общее щелочное число (Total Base Number, TBN)
Общее щелочное число (TBN, Total Base Number) — это показатель, который характеризует общую щелочность масла. Выражается количеством гидроокиси калия (KOH) в мг на 1 г смазочного материала. В маслах щелочное число повышают моющие и диспергирующие присадки, поэтому по этому показателю косвенно можно судить о сроке служба масла.
Зачем нужна щелочь в масле?
Процесс сгорания топлива в двигателе сопровождается выделением осадков кислотной природы. Попадая в картер, они провоцируют окисление поверхностей, что приводит к коррозии и образованию шламовых отложений, которые нарушают циркуляцию масла. Как итог — масляное голодание и отказ силового агрегата.
Щелочные компоненты необходимы для нейтрализации кислотных продуктов горения. Моющие присадки растворяют твердые отложения и препятствуют образованию новых, диспергирующие же удерживают твердые вещества во взвешенном состоянии и расщепляют кислоты на нейтральные фракции.
В процессе работы масла щелочные присадки постепенно расходуются, щелочное число падает
Следует отметить, что в реальной жизни практически не бывает ситуаций, чтобы щелочное число приблизилось к нулю в результате выработки. Однако затягивать с заменой масла не стоит.
Высокое щелочное число — показатель качества?
Высокое щелочное число — отличное преимущество для клиентов, которые не сильно разбираются в параметрах моторных масел. Дело в том, что высокий показатель TBN повышает другой, очень важный фактор — содержание сульфатной золы, которая оказывает негативное влияние на каталитический нейтрализатор выхлопной системы, оседает на маслосъемных кольцах и клапанах. Кроме того, если головка поршня покроется твердым нагаром от высокозольного масла, хонинговальные риски, которые способствуют удержанию масляной пленки, начинают стираться. Последствия этого — «масложор», прогар клапанов, разрушение катализатора — тема для отдельной статьи.
Именно поэтому в последнее время получили распространение средне- и малозольные масла (Mid и Low SAPS), которые имеют сниженное содержание сульфатной золы и щелочи.
Важно понимать, что о моющих способностях масла свидетельствует содержание нейтральных солей, а не общее щелочное число TBN. Нейтральные соли не повышают TBN, поэтому низкое содержание щелочи не является показателем низкого качества моторного масла.
На качество моторного масла влияют не только моющие, но и антиокислительные, диспергирующие, противоизносные, противозадирные присадки, а так же качество базового масла.
Выбирать масла с высоким щелочным числом стоит в том случае, если качество топлива в вашем регионе оставляет желать лучшего. Высокое содержание серы приводит к быстрому окислению масла, поэтому масло с высоким TBN прослужит немного дольше.
Кислотное число (Total Acid Number, TAN)
TAN — показатель, характеризующий наличие в масле кислот, которые приводят к коррозии металлов. По этому показателю можно косвенно судить о качестве базового масла. В хорошо очищенных маслах II и III группы, например, TAN будет меньше, чем в I группе. Стандартный метод измерения — ASTM D664
Сульфатная зольность
Зольность — это показатель содержания в масле несгораемых неорганических примесей. Эти примеси являются следствием наличия в масле комплекса присадок.
В любом ДВС некоторое количество моторного масла уходит «на угар», т.е. испаряется при высокой температуре, в результате чего образуются твердые продукты сгорания, которые, смешиваясь со смолистыми отложениями, становятся абразивом. Кроме того, сульфатная зольность влияет на срок службы катализаторов и сажевых фильтров.
Для определения зольности используются такие международные стандарты, как DIN 51 575, ASTM D482, ISO 6245.
Полнозольные (Full SAPS) масла
По классификации ACEA — A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/
B5. Такие масла могут негативно сказываться на многоступенчатых каталитических нейтрализаторах и фильтрах DPF. Типичное значение зольности — 0,9 — 1,1%.
Среднезольные (Mid SAPS) масла
Согласно классификации ACEA имеют обозначения C2 и C3. Зольность таких масел колеблется в диапазоне 0,6-0,9%.
Малозольные (Low SAPS) масла
По классификации ACEA — C1 и C4. По стандарту содержание сульфатной золы не должно превышать 0,5%.