Для определения испаряемости, или летучести моторного масла, применяется метод Нок.
Если после нагревания в течение часа 1 000 г моторного масла при температуре 250 °C остается 850 г масла, это означает, что его летучесть составляет 15 % (минус 150 г).
В соответствии с требованиями ACEA, испаряемость моторных масел класса A1/B1 не смеет превышать 15 %, у масел классов A3/B3, A3/B4, A5/B5, C1, C2, C3, E4, E6, E7, E9 этот показатель должен быть меньше 13 % или равен 13 %, а у масел класса C4 испаряемость должна быть меньше 11 % или равна 11 %.

Если моторное масло слишком летуче, его придется чаще заливать в двигатель и поэтому расход масла будет высоким.

Температура затвердевания (setting point)

Температура затвердевания - температура, при которой масло перестает быть жидкостью и застывает. При охлаждении масло перестает течь под воздействием силы тяжести.

Температура затвердевания часто ниже температуры застывания на 3–5 °C. Затвердевание масла обусловлено кристаллизацией парафинов, которые присутствуют в базовом масле. При соединении кристаллов парафина консистенция масла становится твердой и похожей на воск.

Температура застывания (pour point)

Температура застывания (точка текучести) - это самая низкая температура, при которой масло еще обладает способностью течь.

Температура застывания (pour point) и температура затвердевания (setting point) характеризуют физические свойства смазочного материала при низких температурах.

Числа нейтрализации моторных масел

TBN - Total Base Number, или общее щелочное число
Общее щелочное число показывает количество кислоты, необходимой для нейтрализации щелочей, содержащихся в 1 грамме моторного масла (выражается в мг KOH, или гидроокиси калия). Таким образом, TBN описывает количество слабых и сильных щелочей в составе моторного масла.

TAN - Total Acid Number, или общее кислотное число
Общее кислотное число показывает количество гидроокиси калия (KOH) в миллиграммах, которое необходимо для нейтрализации свободных кислот, находящихся в 1 грамме моторного масла. Таким образом, TAN выражает количество слабых и сильных кислот, содержащихся в моторном масле.

ТОП

SBN - Strong Base Number, или щелочное число для определения сильных кислот
Щелочное число для определения сильных кислот показывает количество кислоты, которое потребуется для нейтрализации сильных щелочей, содержащихся в 1 грамме моторного масла. Таким образом, SBN выражает количество сильных щелочей, прежде всего неорганических щелочей, присутствующих в моторном масле, что крайне редко встречается на практике.

SAN - Strong Acid Number, или число сильных кислот
Число сильных кислот показывает количество щелочи, необходимой для нейтрализации сильных кислот, содержащихся в 1 грамме моторного масла (выражается в мг KOH). Таким образом, SAN показывает количество сильных, или неорганических кислот, в составе моторного масла.

В качестве вспомогательного материала использовалась книга М. Наамса ”Mootoriõlid” (Таллинн, 1995).

Зависит ли срок службы масла в одном и том же двигателе от вида этого масла? Почему одно ходит от смены до смены, а другое приходится периодически подливать?

Статья на эту тему опубликована в ЗР, 2012, №7. А вот полный ее вариант – только здесь. Исследования проводил гуру по части масел, бензинов и прочей автохимии, доцент Санкт-Петербургского политехнического Университета Александр Шабанов.

Не так давно один знакомый полуолигарх (недоолигарх) пожаловался…

– Ничего не понимаю! Купил «Кайена Би-Турбо», а он масло жрет по два литра на тысячу! Причем – хорошей дорогой синтетики… Я не бедный, но жаба душит!

Задушила жаба – продал он «Поршика». Но вопрос все же остался – куда же уходит масло? И какое масло уходит меньше? Будем разбираться…

Для испытаний мы взяли семь масел разных типов, но одной группы по вязкости, соответствующей SAE 5W-40. При выборе попробовали перекрыть все основные группы базовых масел. Почему был сделан именно этот выбор, расскажем чуть ниже.

Основной причиной ухода масла является его угар: подробности – в «Нашей справке». На него влияют конструкция и состояние двигателя, режим эксплуатации, температура воздуха за бортом. И, конечно же, свойства самого моторного масла.

Ни один параметр масла напрямую не подсказывает, сколь быстро будет оно угорать. Косвенно об этом свидетельствуют две величины. Первая – испаряемость масла (см. врезку) и температура вспышки. Если первый параметр практически нигде не фигурирует, и раздобыть его сложно, то температура вспышки указывается во всех спецификациях масел. Это температура, при которой происходит воспламенение паров масла, испаренных с поверхности масляной пленки при воздействии открытого огня (в нашем случае – пламени от сгорания топлива). Зависит она от состава масла – чем больше в нем легких фракций, тем ниже температура вспышки.

Теперь понятно, почему мы выбрали столь разношерстную компанию для испытаний. Минеральное масло – «Лукойл Стандарт» 10W-40, с температурой вспышки по паспорту 217° С. Оно пойдет как база, с ним будем сравнивать другие. Три «полусинтетики» из группы 5W-40 – гидрокрекинговое масло ZIC A+ с температурой вспышки 235°С, Castrol Magnatec (232° С) и RAVENOL (224° С). «Синтетики» постарались взять с максимальным значением температура вспышки. Выбрали наш «ТОТЕК Астра Робот» на базе полиальфаолефинов (ПАО), относимый производителем к категории Full Synthetic – его температура вспышки 246° С. Компанию ему составил эстеровый Xenum X1 c рекордными 247° С. Ну, и чтобы рассеять сомнения о том, что «синтетики» горят меньше других масел, взяли еще одно масло – Neste Oil, также позиционируемое как «полная синтетика», с температурой вспышки 228° С. Вязкость всех масел – близкая, а вот основы – абсолютно разные, совсем разные: «минералки», простые и продвинутые гидрокрекинговые «полусинтетики», хорошие «синтетики» на базе ПАО и даже самые продвинутые синтетические масла на эстеровой базе.

Дальше – все просто. Строго дозированные 3 литра масла заливают в мотор, после чего – тридцатичасовой заезд на условной скорости 120 км/час. Движок простенький, «жигулевский» 21083, так что для него практически 4 тысячи километров пробега на постоянной скорости – серьезное испытание. После заезда масло практически до капли сливают по строго определенному ритуалу. Остается сравнить остатки.

Продукты сгорания масла влияют на токсичность отработавших газов- чтобы отследить, насколько, по ходу испытаний на фиксированном режиме работы замеряем содержание остаточных углеводородов в отработавших газах. Поскольку топливо одно и то же, то все различия, выходящие за предел погрешности измерения, можно отослать на так называемые «нетопливные СН», порождаемые испарением и сгоранием масла в цилиндрах.

Итог подтверждает наши предположения. Угорает меньше масло с более высокой температурой вспышки. Так, наш «ТОТЕК Астра Робот» показал лучший результат, в пределах погрешности измерения с ним лежит и бельгийский XENUM X1. И, действительно, температура вспышки у них лежит за 245° С. Среди всех «полусинтетик» лучший результат по угару показал корейский ZIC A+ с заявленными 235°С. А худший результат показала обычная «минералка» с ее 217° С. Данные замеров СН также косвенно подтверждают эти результаты.

Можно возразить: мол, и так ясно, что синтетика лучше минералки! А вот и нет! Сравните данные по полусинтетическому ZIC A+ и «полной синтетике» Neste Oil – кореец дает показатели пусть и немного, но лучшие! Оно и понятно – мотор наклеек на канистрах не читает, ему важны свойства углеводородной жидкости, залитой в поддон!

ЧТО ЗАЛИВАТЬ?

Итак, на что смотреть, когда выбираешь масло, чтобы его поменьше расходовалось? Вопрос особо актуален для побитых жизнью моторов, в которых одной заправки масла от смены до смены уже не хватает, а также для любителей быстро и далеко ездить, равно как и для владельцев мощных моторов с турбонаддувом.

Наш совет следующий: всем им показаны масла с пониженной испаряемостью! К сожалению, на канистрах ничего такого вы не прочитаете: придется полазить по сайтам производителей. И тут легче всего ориентироваться на температуру вспышки: она приводится для всех масел. Чем она выше, тем лучше. Как показали наши испытания, цифра выше 230° С обеспечивает сравнительно малый расход масла на угар. А уж если он лезет за 240° С, то и совсем хорошо. Правда, за все время работы с маслами в группе «сороковок» такими величинами могли похвастаться только две их марки: «XENUM X1» и наш «ТОТЕК Астра Робот.

Да, и что важно – температура вспышки масла различна для масел разных групп вязкости. Вязкость – первична, поэтому сначала подберем требуемое масло по SAE, а уж потом, в пределах выбранной группы, будем уточнять свой выбор, выискивая масло с максимальной температурой вспышки.

КУДА УХОДИТ МАСЛО?

Если на асфальте под машиной нет масляных луж, то есть все сальники целы, то основным источником расхода масла в моторе является его угар в цилиндрах. Для атмосферных двигателей он может определять до 80 – 90% всех потерь масла, для их коллег с турбонаддувом – до 60 – 70%. Следующий по значимости путь, по которому масло покидает мотор – это смазка турбокомпрессора; далее – протечки масла через маслоотражательные колпачки. Этот путь, впрочем, может стать основным, если они полностью изношены или совсем высохли. И кое-что уходит в виде паров масла через систему вентиляции масла.

Кстати, кроме денежек, улетающих с маслом, его большой расход чреват еще многими проблемами. Это – повышенный темп загрязнения внутренних поверхностей двигателя: ведь горит масло плохо и грязно. Это – снижение ресурса катализаторов, которые не в состоянии переварить продукты неполного сгорания тяжелых углеводородов масла. Это рост токсичности отработавших газов – ведь недаром сейчас «Це-Аши» в них разделяются на «топливные» и «нетопливные», то есть масляные.

ПОЧЕМУ И КАК УГОРАЕТ МАСЛО?

Бытует мнение – ВСЕ масло, попавшее в цилиндр, неизбежно и безвозвратно сгорает! Так ли это? Нет, не так!

Масло попадает в цилиндры в виде масляной пленки, оставляемой первым поршневым кольцом. Средняя ее толщина – до десяти-двадцати микрон, в зависимости от режима работы, степени износа двигателя, вязкости масла и еще кучи других параметров. Это доказано давно и точно! Если взять типичный полуторалитровый двигатель, то легко подсчитать, что при толщине масляной пленки в 10 мкм, за один цикл в цилиндры попадает около одного «кубика» масла. То есть, если бы оно все выгорало, то при 3000 об/мин. за минуту в трубу вылетало бы… 1,5 литра масла! Значит, за каждый цикл сгорает не вся масляная пленка, а только его малая часть.

Как это происходит? Вспомните, как ведет себя масло на сковородке, когда ее греете, прежде чем разбить на нее парочку-троечку яиц. Сначала оно растекается по горячей поверхности, потом, по мере нагрева сковородки, начинает кипеть и вонять на всю кухню. А, если плеснуть холодное масло сразу на раскаленную сковородку, то можно его брызгами и в лицо получить.

Теперь о том же, но «по научному». Когда масло прогрето ниже температуры кипения, оно испаряется медленно, диффундируя с нагретой поверхности. Когда начинает кипеть – испарение резко усиливается. А уж при очень высоких температурах микровзрывы отбрасывают капли масла от сковородки.

В цилиндре двигателя – все аналогично, разве что яиц там нет… И, судя по нашим оценкам, преобладать должен первый режим испарения масла, когда до его объемного кипения дело не доходит. Казалось бы, при огромных температурах сгорания топлива в цилиндрах, масло должно как минимум «шкворчать»! Но в том-то и дело, что сидит оно тонкой пленкой на сравнительно холодной поверхности цилиндра, охлаждаемого антифризом, и поэтому прогревается не так сильно. И лишь для некоторых режимов, когда педаль акселератора топится в пол, поверхностные слои пленки масла начинают кипеть. Именно поэтому при быстрой езде доливать масло приходится чаще.

ОБ ИСПАРЯЕМОСТИ МАСЛА

Скорость испарения масла должна зависеть от температуры начала его кипения, фракционного состава и толщины масляной пленки, формируемой первым поршневым кольцом на стенке цилиндра, которая, в свою очередь, зависит от высокотемпературной вязкости масла. Все это хорошо, но описания масел таких параметров обычно не содержат… Есть, правда, так называемая «испаряемость масла по NOACK» – чем она ниже, тем меньше склонность масел к угару. Принцип определения этого параметра прост – масло греют один час при температуре 250° С, после чего оценивают потерю массы. «Минералки» при этой пытке теряют до 22 – 25% , хорошие современные «синтетики» – менее 8 – 10%. Чем выше класс базового масла, тем ниже потери масла на испаряемость. Но, к сожалению, большинство фирм не указывают этот параметр в описаниях своих масел, выложенных на своих официальных сайтах.

Однако, в реальном двигателе все гораздо сложнее. Там при резко переменных температурах и давлениях испаряется тонкая пленка масла, чего ни одной модельной установкой не измеришь. Отсюда и возможные ошибки: из метода следует, что испаряемость более вязких масел ниже, а на практике с ростом вязкости масла растет его расход. Причина простая: толщина слоя масла на стенках цилиндра, а значит, его пропуск в зону прогрева и испарения, с ростом вязкости резко увеличивается.

Что такое температура вспышки индустриального масла? От каких показателей она зависит? Обо этом всем и не только расскажем дальше в статье.

В общем случае температурные характеристики индустриальных масел характеризуют критические точки их эксплуатации – высокотемпературные и низкотемпературные . К первым относят температуру вспышки и температуру воспламенения. Ко вторым – температуру застывания, равновесную температуру застывания и температуру помутнения.

Температура вспышки

Это температура, при которой происходит образование смеси паров нагреваемого нефтепродукта с окружающим воздухом, вспыхивающей при действии огня, но очень быстро гаснущей в связи с низкой интенсивностью испарения.

Температура воспламенения

Если индустриальное масло продолжать нагревать, то оно достигнет следующей точки – температуры воспламенения. При ней процесс горения масла происходит на протяжении не менее, чем пяти секунд.

В большинстве случаев температуру вспышки указывают среди типовых характеристик индустриальных масел. Она определяется фракционным составом масла и структурой молекул его базовых компонентов.

Температура вспышки индустриальных масел важна по нескольким причинам. Во-первых, она показывает пожароопасность масла , поэтому при покупке этого продукта желательно выбирать масла с более высоким значением температуры вспышки. Во-вторых, она дает представление о наличии летучих фракций в масле , испаряющихся быстрее в работающем двигателе (расход масла на угар). В-третьих, понижение температуры вспышки, выявленное при проведении анализа масла, указывает на его разбавление топливом .

Если замечено понижение температуры вспышки вместе с понижением вязкости индустриального масла, то это является тревожным сигналом – необходимо срочно проводить поиск неисправностей системы зажигания или системы подачи топлива.

Определение температуры вспышки

На практике температуру вспышки индустриального масла можно определить с помощью двух методов – в открытом и закрытом тигле.

Метод открытого тигла еще называют методом Кливленда , а метод закрытого тигла – методом Пенкси-Мартенса . Разница найденного численного значения температуры вспышки индустриального масла с помощью приведенных методов в большинстве случаев не превышает 20 ºС.

Для индустриальных масел применяется в основном метод открытого тигла (Кливленда). Метод закрытого тигла (Пенкси-Мартенса) используют в основном для определения температуры вспышки топлив. Но на практике бывают случаи определения данного параметра индустриальных масел с помощью метода Пенкси-Мартенса.

Значение температуры вспышки для основных марок индустриальных масел

	Марка масла	Температура вспышки,определяемая в открытом тигле, °С, не ниже
	И-5А
	И-8А
	И-12А
	И-12А 1
	И-20А
	И-30А
	И-40А
	И-50А

Часто можно услышать про такое понятие, как температура кипения моторного масла. На что влияет этот параметр и как он связан с похожими определениями, наподобие температуры горения или вспышки – рассмотрим ниже.

Температура вспышки моторного масла

Начнём рассматривать этот вопрос с минимальной температуры для трёх перечисленных в первом абзаце понятий и будем раскрывать их по возрастающей. Так как в случае с моторными маслами логически понять, какой же из пределов наступает первым, вряд ли получится.

При достижении температуры приблизительно в 210-240 градусов (в зависимости от качества базы и пакета присадок) отмечается точка вспышки моторного масла. Причём под словом «вспышка» подразумевается краткосрочное появление пламени без последующего горения.

Определяется температура воспламенения методом прогревания в открытом тигле. Для этого масло наливается в мерную металлическую чашу и разогревается без использования открытого пламени (например, на электрической плите). При достижении температуры, близкой к предполагаемой точке вспышки, при каждом поднятии на 1 градус над поверхностью тигля с маслом проводится источник открытого пламени (как правило, газовая горелка). Если испарения масла не вспыхивают, тигель прогревается на ещё 1 градус. И так до тех пор, пока не образуется первая вспышка.

Температура горения отмечается при такой отметке на термометре, когда пары масла не просто разово вспыхивают, а продолжают гореть. То есть горючие пары при нагревании масла выделяются с такой интенсивностью, что пламя на поверхности тигля не гаснет. В среднем подобное явление наблюдается через 10-20 градусов после достижения точки вспышки.

Для описания рабочих свойств моторного масла обычно отмечается только температура вспышки. Так как в реальных условиях температура горения практически никогда не достигается. Как минимум в том смысле, когда речь идёт об открытом, масштабном пламени.

Температура кипения моторного масла

Закипает масло при температуре примерно 270-300 градусов. Закипает в традиционном понятии, то есть с выделением пузырьков газа. Опять же, подобное явление крайне редко встречается в масштабе всего объёма смазочного материала. В поддоне масло никогда не достигнет этой температуры, так как двигатель откажет ещё задолго до достижения даже 200 градусов.

Кипят обычно небольшие скопления масла в наиболее горячих участках мотора и при явных сбоях в работе ДВС. Например, в головке блока цилиндров в полостях, близких к выпускным клапанам при нарушении в работе газораспределительного механизма.

Это явление крайне негативно сказывается на рабочих свойствах смазки. Параллельно образуются шламовые, сажевые или маслянистые отложения. Которые в свою очередь загрязняют мотор и могут стать причиной закупорки заборника масла или каналов смазки.

На молекулярном уровне в масле уже при достижении температуры вспышки происходят активные преобразования. Во-первых, из масла выпариваются лёгкие фракции. Это не только элементы базы, но и присадочные компоненты. Что само собой меняет свойства смазочного материала. И всегда не в лучшую сторону. Во-вторых, значительно ускоряется процесс окисления. А окислы в моторном масле – это бесполезный и даже вредный балласт. В-третьих, ускоряется процесс выгорания смазочного материала в цилиндрах двигателя, так как масло сильно разжижается и проникает в камеры сгорания в большем количестве.

Всё это сказывается в конечном итоге на ресурсе мотора. Поэтому, чтобы не доводить масло до кипения и не ремонтировать двигатель, необходимо внимательно следить за температурой. При отказе системы охлаждения или явных признаках перегрева масла (обильное образование шлама под клапанной крышкой и в поддоне, ускоренный расход смазки на угар, запах палёных нефтепродуктов при работе мотора) желательно провести диагностику и устранить причину образовавшейся проблемы.

Вязкость указывается непосредственно на канистре. Она состоит из сложного числа. Вязкость в данном случае обозначается вот так - 5w40, где w - первая буква английского слова winter, которое переводится как "зима". Цифра или цифры слева от w показывают зимний параметр, справа от w - летний параметр. Следует разобраться с зимним периодом.

Чем меньше цифра, стоящая слева от w, тем на более низкую температуру рассчитано масло. Стоит запомнить магическую цифру «35». Почему именно ее? Если вычесть от первой цифры вязкости 5w - 35 градусов, то полученный результат (-35°C) и будет той минимально допустимой температурой, при которой проворачивание мотора стартером возможно осуществить.

Запустится ли двигатель при такой температуре или нет, это вопрос другой. Очень многое зависит от:

1. Конструкции двигателя.
2. Технического состояния мотора.
3. Состояния топливной системы.
4. Состояния аккумулятора и топлива.

Среди автомобилистов гуляет число не 35, а 40 (масло 10w40). Что же оно значит? Это температура, при которой масло может быть прокачано масляным насосом, в этих случаях происходят критические изменения - узлы трения выходят из строя. Разница в пять градусов - это последняя страховка для двигателя автомобиля, равняться на эту цифру нельзя. Ниже приведена таблица вязкости.

Температурный диапазон может быть очень широким. В случае прогревания двигателя до рабочего состояния вязкость масла уменьшается до нормы. Рабочая температура двигателя не превышает нормы для своей нагрузки и укладывается в допустимый температурный режим. Моторесурс не повышается даже при высоком показании термометра и может работать достаточно долго.

Высокий уровень температуры в двигателе намного опаснее, чем низкий. Чрезмерное повышение может довести масло до кипения. Если не обратить на это внимания, то в дальнейшем возникнут проблемы. Смазка достигает кипения в пределах 250-260 °C, начинает дымиться и пузыриться.

Если высокая температура сохраняется долго, то снижается вязкость, и детали не могут качественно смазываться.

При повышении до 125°C наступают необратимые последствия, и масло начинает улетучиваться вместе с топливом, обойдя поршневые кольца.

Концентрация продукта становится достаточно низкой - при выхлопе его вообще не будет видно. Скорость расходования увеличивается, поэтому его надо постоянно доливать. Если уровень масла упал, то надо доливать до уровня оптимального. Во время кипения продукт теряет свои изначальные свойства и вязкость.

2 Застывания и вспышки

В случае когда вещество теряет свои агрегатные свойства, прекращает свою подвижность, то это состояние является температурой застывания. Усиленная кристаллизация парафина, находящего в масле, и увеличение степени вязкости - все это и характеризует застывание.

При низких температурах продукт становится вязким и малоподвижным. За счет выделения углеводородов в состав повышается пластичность, и консистенция постепенно начинает затвердевать.

Градус застывания может быть предельно-минимальной, при которой процесс циркуляции жидкости продолжается в системе, однако качество самого движения гораздо ухудшается.

Температура вспышки - положение диаметрально противоположное застыванию. Если поднести газовое пламя к поверхности масла, то возникнет вспышка. При нагревании продукта концентрация масляных паров над поверхностью очень велика, и это способствует столь высокому воспламенению.

Понижение температуры вспышки вместе с изменением вязкости могут свидетельствовать о неисправности двигателя. Основные неполадки: системы впрыска, подачи топлива, неисправности карбюратора.