Щелочное число как оно влияет на работу двигателя

Рейтинг лучших моторных масел

На сегодняшний день единой методики определения числа TBN не существует. Разными специалистами и научно-исследовательскими центрами предлагаются разнообразные способы определения этой характеристики смазочной жидкости, разработанные на основе разных показателей качества, набора присадок и лабораторных экспериментов.

Прибор для определения щелочного числа масла (титрометр)

Самая популярная на сегодняшний день методика по определению щелочного числа заключается в следующем: удельный вес серы, которая содержится в топливе умножается на 20. ГОСТы позволяют содержание только 0,5% серы в топливе, следовательно, при умножении величина щелочного числа получается равна 10.

Этот пример отражает действительную величину числа TBN для двигателей, работающих на дизельном топливе. Так как солярка обладает высоким процентом содержащейся серы, чем бензин, то число TBN смазочных жидкостей для дизельных двигателей выше

Этот метод является не единственным, и к нему рекомендуется относиться осторожно. Специалисты советуют автовладельцам руководствоваться официальными паспортами и сервисными книжками

Химические реакции в смазочном комплексе

В камере сгорания мотора при его функционировании происходят сложные химические реакции. Взрывной эффект создается в камере благодаря тому, что в карбюраторе формируется соединение, которое состоит из горючего и кислорода.

При этом появляется довольно агрессивная смесь. При сгорании она отрицательно влияет на моторные запчасти из металла, эксплуатационные показатели смазки.

Продукты сгорания, подвергшиеся окислению, убыстряют изнашивание запчастей, увеличивают коррозийное воздействие. Ресурс моторного масла значительно снижается из-за продуктов горения топливно-воздушного соединения.

Стоит сказать, что смазочная жидкость, которая перенасыщена продуктами окисления, при соприкосновении с моторными запчастями продолжает негативно воздействовать на агрегат. Это приводит к быстрому ржавлению деталей из металла, поломке ДВС.

Общеизвестно, что щелочные элементы считаются главным врагом кислотных. Кислоты, содержащиеся в масляной жидкости, нейтрализуются в картерном узле, маслоканалах, шестернях насоса.

Если в смазке есть щелочь, происходит ее реакция с кислотами, нейтрализация последних. Постепенно, в результате множества химических взаимодействий, щелочные элементы все хуже и хуже осуществляют нейтрализацию побочных продуктов сгорания.

Из-за этого определенная доля данных смесей, которые не взаимодействовали с щелочными элементами, откладывается в виде сажевых и шламовых отложений на деталях, засоряет масляный комплекс.

В результате ухудшается ток смазки в маслоканалах. Подобное состояние может привести к масляному голоданию распредвала, изнашиванию шеек опоры, преждевременному срабатыванию вкладышей коленвала, в загрязненных каналах которого происходит блокировка циркулирующего автомасла.

Теперь, зная, что щелочное число — это показатель защищенности масла от кислот, а продукты сгорания топлива и есть эти кислоты, можно делать выводы про важность этого показателя. Есть такое мнение, что щелочное число для масла можно вычислить, умножив число содержания серы в топливе на 20. Что-то в этом есть. Если учесть, что ГОСТ для топлива ограничивает содержание серы 0,5%, то умножая его на 20 получаем 10. Вполне справедливый показатель щелочного числа для дизельного двигателя. Кстати, в этом разница моторных масел для дизельных (более дизельных, когда возможно применение в «смешанном парке») масел и бензиновых. У дизелей щелочное число выше, потому что и серы в солярке в среднем 0,2-0,3%, а в бензине около 0,02%.

Но использовать вышеизложенную информацию как руководство к действию не стоит. Для этого есть сервисная книжка. Просто нужно иметь ввиду, что используя низкокачественное топливо, Вы помогаете маслу вырабатывать моторесурс, выжигая щелочные присадки. Соответственно, требуется более частая замена масла. И еще. Увидеть работу щелочных присадок можно открыв крышку заливной горловины. Если мотор не «труп», и замена и выбор масла соблюдены — Вы увидите чистую промасленную поверхность. А если — нет, то… нет.

В ближайшее время на страницы сайта «Масла и смазки для авто» вернутся характеристики различных масел (сейчас редактируются), где Вы сможете увидеть и сравнить показатели щелочного числа для различных масел.

Оценка щелочного числа моторного масла

Щелочное число почти всегда указывается на канистре с маслом на тыльной стороне этикетки. В настоящее время этот показатель варьируется в пределах от 5 (для самых простых и дешёвых смазочных материалов) до 14 мгКОН/г.

При прочих равных в дизельных моторах образуется больше окислов. Во-первых, это связано с составом топлива. Содержание серы в дизельном топливе значительно выше, чем в бензине. А сера склонна формировать различные оксиды при воздействии высоких температур.

Во-вторых, условия работы дизельного двигателя более суровые. Выше давление, выше температура в камере сгорания. Как следствие, активнее идёт процесс выгорания масла.

Поэтому для чисто дизельных масел нормальным считается щелочное число от 9 мгКОН/г и выше. У бензиновых моторов требования несколько занижены. Для нефорсированных двигателей, работающих на бензине, достаточным будет 7-8 мгКОН/г.

Однако есть масла, в которых щелочное число ниже. Это вовсе не означает, что масло плохое, и лучше избегать его использования. Нужно понимать, что моющие свойства у таких масел будут ниже. А это означает, что ближе к замене (когда и так изначально невысокое количество щёлочи снизится) ускорится процесс образования шлама. Поэтому масла с низким щелочным числом рекомендуется менять чаще.

Обратной стороной медали выступает и то, что с усилением пакета присадок снижается и щелочное число. То есть в теории, особенно для недорогих масел, как раз таки высокое щелочное число может указывать на обеднённый состав других важных присадок.

Щелочное число и кислотное число — параметры масла, которые расскажут о его остаточном ресурсе

• Поделиться в Facebook
• Поделиться в LinkedIn
• Поделиться в Twitter
• Share on VKontakte
• Отправить по email
• Печать страницы

Часто в процессе эксплуатации механизмы внезапно выходят из строя, казалось бы, без причины. Однако анализ работавшего в механизме масла покажет существенные отклонения его характеристик от нормы, например, снижение щелочного числа и, как следствие, повышение кислотного.

Что обозначают кислотное и щелочное число?

Кислотное число (КЧ) – это мера содержания кислот в масле, определяемое, как правило, для индустриальных масел, которые предназначены для систем без картера.

Щелочное число (ЩЧ) – это мера запаса щелочности масла, определяемое, как правило, у моторных масел, которые используются в системах с картером. Картер, в данном случае, является сборником кислот, образующихся в масле при сгорании топлива и попадающих туда при прорыве продуктов сгорания.

Изменение двух параметров масла — кислотного и щелочного чисел — явления взаимосвязанные. Значение КЧ в процессе эксплуатации всегда становится выше, а ЩЧ ниже. Именно баланс между этими двумя показателями — критерий, показывающий остаточный ресурс смазочного материала.

Масло, вступая в реакцию с кислородом, подвергается необратимому разложению – окислению, что ведет к образованию шлама, лакообразных отложений, коррозии и в итоге выходу техники из строя.

Для замедления начала окисления применяют антиокислительные присадки (антиоксиданты), а в моторные масла ещё и высокощелочные моющие присадки (детергенты). Первые – противодействуют окислению, вторые – нейтрализуют вредные кислоты, образующиеся при сгорании топлива. Но защищая масла, и те и другие присадки исчерпываются, что отражается на показателях КЧ и ЩЧ.

Увеличение КЧ относительно свежего рабочего масла говорит о степени деградации масла или загрязнении кислотами. А снижение ЩЧ о степени исчерпания запаса щелочности, способной нейтрализовать кислоты.

И если КЧ в моторном масле стало больше, чем ЩЧ, то данный показатель говорит о начале активного смолообразования. И в результате образовывается не только шлак, нагар и шлам, оседающий на самых прогретых частях двигателя, но и происходит разъедание деталей, таких как турбина, клапаны, поршневые кольца.

Как определяются данные числа?

Оба числа определяют титрованием, результат которого выражают в мг гидроксида калия (КОН), необходимом:

• для нейтрализации кислых компонентов в 1 г масла – в случае определения КЧ,
• для нейтрализации избытка кислоты, который потребовался для нейтрализации запаса щелочности 1 г масла – в случае ЩЧ.

При титровании на КЧ применяют щелочь — раствор гидроксида калия (КОН), а для ЩЧ — кислоту, и чаще всего соляную, при этом результат в обоих случаях выражают в мг КОН на 1 г масла, исходя из того, что 1 единица ЩЧ нейтрализует 1 единицу КЧ.

Процесс анализа в лаборатории SGS:

• Отбирается проба масла.
• В нее добавляется реагент с известной концентрацией вещества.
• Наполненная емкость ставится в автоподатчик прибора.
• Прибор определяет щелочное число масла, оценивая достижение точки эквивалентности и рассчитывает результаты по графику. По точке эквивалентности вычисляется щелочное число или кислотное число образца в миллиграммах.

Если простыми словами, то суть тестирования сводится к расчету количества щелочи или кислоты, которое требуется для того, чтобы сделать кислотно-щелочной баланс масла нейтральным.

Кислотное и щелочное число вне нормы. Что делать?

Причины изменения КЧ и ЩЧ могут быть естественные – старение масла при замедленном окислении, либо влияние внешних факторов, когда происходит преждевременное окисление. В первом случае возможны следующие варианты:

• восстановление масла путем добавления присадок

• частичная или полная замена масла.

Во втором важно установить причину быстрого изменения с последующей заменой (либо если возможно восстановлением) масла. Это позволит выявить первопричины повышенного износа деталей и избежать отказа оборудования.

Для установки причин быстрого изменения КЧ и/или ЩЧ проводятся дополнительные лабораторные испытания, такие как элементный анализ, инфракрасная спектрометрия, содержание влаги, вискозиметрия и другие, которые позволят определить источник загрязнения масла, повлекший данные изменения.

Для анализа работающего масла такие показатели как КЧ и ЩЧ входят в обязательный список испытаний, необходимый для принятия важных решений при обслуживании машин по их фактическому состоянию.

О КОМПАНИИ SGS

Группа SGS является мировым лидером в области независимой экспертизы, контроля, испытаний и сертификации. Основанная в 1878 году, сегодня SGS признана эталоном качества и деловой этики. В состав SGS входят свыше 2 600 офисов и лабораторий по всему миру, в которых работает 94 000 сотрудников.

Как рассчитать TBN?

Прибор для расчета TBN

Чтобы рассчитать щелочное число моторного масла нужно определить сумму всех щелочных добавок, содержащихся в смазочной жидкости. Индекс определяют по массе гидроксида калия на каждый грамм смазки. TBN измеряют в единицах мгКОН/г.

Самым точным и распространенным методом определения данного параметра для двигателя является перемножение удельной массы серы на 20. Соответственно, для бензиновых моторов TBN будет не таким высоким, как для дизельных агрегатов, так как в солярке больше серы. Многие применяют данные способ, но специалисты рекомендуют использовать его крайне осторожно и всегда сверять данные с руководством по эксплуатации авто.

Способы определения щелочного числа

В 2019 году не существует определенной, общепринятой системы характеристики TBN. Институты мировых компаний предлагают различные способы определения показателя, разработанные по принципу предельной эффективности и рациональности.

Ниже приведены самые популярные и доступные способы.

Титрометрия

Процедура выполняется исключительно в химической лаборатории, при наличии реагентов и специализированного оборудования – титрометра.

Показатель щелочного числа определяется по расходу количества реагента, необходимого для проведения реакции. Конечный результат точен и не требует дополнительных исследований.

Вычислительный метод

Данная методика условна, но практикуется повсеместно.

Суть в ограничениях пропорций горючей смеси – по регламенту дизель не может содержать более 0,5 % сернистых компонентов.

Для вычислений, необходимо умножить показатель массовой доли серы на 20 единиц, для получения требуемого количества щелочи в масле. К примеру:

0,5% × 20 = 10 мг КОН/г, где:

• «0,5» – максимальный процент содержания серы;
• «20» – коэффициент умножения;
• «10» – требуемое общее количество щелочных присадок для полной нейтрализации кислот.