Ölaschegehalt
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Ölaschegehalt gekennzeichnet durch zwei Konzepte: Grundölaschegehalt und Sulfataschegehalt. Kurz gesagt, der übliche Aschegehalt gibt an, wie gut die Basisbasis gereinigt wurde, auf der das endgültige Öl in Zukunft hergestellt wird (dh das Vorhandensein verschiedener Salze und nicht brennbarer, einschließlich metallischer Verunreinigungen darin). Der Sulfataschegehalt charakterisiert das fertige Öl, das eine bestimmte Menge an Additiven enthält, und gibt genau deren Menge und Zusammensetzung an (nämlich das Vorhandensein von Natrium, Kalium, Phosphor, Schwefel und anderen Elementen darin).
Wenn der Gehalt an Sulfatasche hoch ist, führt dies zur Bildung einer Schleifschicht an den Wänden des Verbrennungsmotors und dementsprechend zu einem schnellen Verschleiß des Motors, dh zu einer Verringerung seiner Ressource. Der geringe konventionelle Aschegehalt sorgt dafür, dass das Abgasnachbehandlungssystem vor Verunreinigungen geschützt wird. Im Allgemeinen sind Aschegehaltsindikatoren ein ziemlich kompliziertes Konzept, aber interessant, daher werden wir versuchen, alles in Ordnung zu bringen.
Was ist Aschegehalt und was beeinflusst er?
Der Aschegehalt ist ein Indikator für die Menge an nicht brennbaren Verunreinigungen. In jedem Verbrennungsmotor wird eine bestimmte Menge an eingefülltem Öl "verschwendet", dh es verdampft bei hoher Temperatur, wenn es in die Zylinder eintritt. Infolgedessen bilden sich an ihren Wänden Verbrennungsprodukte oder einfach Asche, die verschiedene chemische Elemente enthalten. Und an der Zusammensetzung der Asche und ihrer Menge kann man den notorischen Aschegehalt des Öls ablesen. Dieser Indikator beeinflusst die Fähigkeit von Kohlenstoffablagerungen auf Teilen von Verbrennungsmotoren sowie die Leistung von Partikelfiltern (schließlich verstopft feuerfester Ruß Waben). Daher darf er 2 % nicht überschreiten. Da es zwei Aschegehalte gibt, betrachten wir diese der Reihe nach.
Aschegehalt des Grundöls
Beginnen wir mit dem einfacheren Konzept des gewöhnlichen Aschegehalts. Gemäß der offiziellen Definition ist der Aschegehalt ein Maß für die Menge an anorganischen Verunreinigungen, die bei der Verbrennung einer Ölprobe zurückbleibt, und wird in Prozent der Masse des zu untersuchenden Öls ausgedrückt. Dieses Konzept wird üblicherweise verwendet, um Öle ohne Additive (einschließlich Grundöle) sowie verschiedene Schmierflüssigkeiten zu charakterisieren, die nicht in Verbrennungsmotoren oder allgemein in der Maschinentechnik verwendet werden. üblicherweise liegt der Wert des Gesamtaschegehalts im Bereich von 0,002 % bis 0,4 %. Je niedriger dieser Indikator ist, desto sauberer ist das getestete Öl.
Was beeinflusst den Aschegehalt? Der normale (oder basische) Aschegehalt beeinflusst die Qualität der Ölreinigung, die auch keine Additive enthält. Und da sie derzeit in fast allen gebrauchten Motorölen vorhanden sind, wird das Konzept des gewöhnlichen Aschegehalts nicht weit verbreitet, sondern das Konzept des Sulfataschegehalts im weiten Sinne verwendet. gehen wir weiter.
Sulfatasche
Verunreinigungen im Öl
Der Sulfataschegehalt (ein anderer Name für den Gehalt oder Indikator von Sulfatschlacken) ist also ein Indikator zur Bestimmung von Zusatzstoffen, die organische Metallverbindungen enthalten (nämlich ihre Salze aus Zink, Kalium, Magnesium, Calcium, Barium, Natrium und anderen Elementen). . Wenn Öl mit solchen Zusätzen verbrannt wird, entsteht Asche. Je mehr davon im Öl vorhanden sind, desto mehr Asche wird natürlich vorhanden sein. Es wiederum vermischt sich mit verharzten Ablagerungen im Verbrennungsmotor (dies gilt insbesondere dann, wenn der Verbrennungsmotor alt ist und/oder das Öl dort längere Zeit nicht gewechselt wurde), wodurch ein Schleifmittel entsteht An reibenden Teilen bildet sich eine Schicht. Im Betrieb zerkratzen und verschleißen sie die Oberfläche und schonen so die Ressourcen des Verbrennungsmotors.
Der Sulfataschegehalt wird ebenfalls als Prozentsatz des Ölgewichts ausgedrückt. Um sie zu bestimmen, ist jedoch ein spezielles Verfahren mit Brennen und Kalzinieren der Testmasse erforderlich. Und der Prozentsatz wird von der festen Waage genommen. Gleichzeitig wird bei der Arbeit Schwefelsäure verwendet, um Sulfate aus der Masse zu isolieren. Daher kommt auch der Name Sulfatasche.. Wir werden den genauen Algorithmus zur Durchführung von Messungen nach GOST unten betrachten.
Auswirkung des Sulfataschegehalts
Kommen wir nun zur Frage nach was beeinflusst sulfatasche. Zuvor muss jedoch klargestellt werden, dass sein Konzept in direktem Zusammenhang mit dem Konzept der Basenzahl von Motoröl steht. Mit diesem Wert können Sie die Menge an Kohlenstoffablagerungen in der Brennkammer einstellen. Normalerweise gelangt Öl durch die Kolbenringe dorthin und fließt an den Wänden der Zylinder herunter. Die Menge dieser Asche beeinflusst direkt die Funktion des Zündsystems sowie den Start des Verbrennungsmotors in der kalten Jahreszeit.
Die Abhängigkeit der Basiszahl von der Zeit
Der Sulfataschegehalt ist also direkt proportional zum Anfangswert der Basenzahl auch von ungebrauchtem (oder nur befülltem) Öl. Gleichzeitig muss verstanden werden, dass die Basenzahl kein absoluter Indikator für die Neutralisierungsfähigkeit einer Schmierflüssigkeit ist und mit der Zeit abnimmt. Dies ist auf das Vorhandensein von Schwefel und anderen schädlichen Bestandteilen im Kraftstoff zurückzuführen. Und je ärmer der Kraftstoff (je mehr Schwefel darin), desto schneller sinkt die Basenzahl.
Bitte beachten Sie, dass der Gehalt an Sulfatasche den Flammpunkt des Motoröls direkt beeinflusst, nämlich im Laufe der Zeit, wenn die Additive in seiner Zusammensetzung ausbrennen, nimmt der Wert der genannten Temperatur ab. Es reduziert auch die Leistung des Öls selbst, egal wie hochwertig es ist.
Der Einsatz aschearmer Öle hat „zwei Seiten der Medaille“. Einerseits ist ihre Verwendung gerechtfertigt, da solche Verbindungen dazu bestimmt sind, eine schnelle Verschmutzung von Abgassystemen (nämlich ausgestattet mit Katalysatoren, Partikelfiltern, AGR-Systemen) zu verhindern. Andererseits bieten (reduzieren) aschearme Öle nicht das erforderliche Schutzniveau für Teile von Verbrennungsmotoren. Und hier müssen Sie bei der Auswahl eines Öls die „goldene Mitte“ wählen und sich an den Empfehlungen des Autoherstellers orientieren. Das heißt, schauen Sie sich den Wert des Aschegehalts und der Alkalizahl an!
Die Rolle des Schwefels bei der Aschebildung
Bitte beachten Sie den normalen Aschegehalt von Motorenölen hat nichts mit dem Schwefelgehalt in ihnen zu tun. Das heißt, aschearme Öle müssen nicht unbedingt schwefelarm sein, und diese Frage muss gesondert geklärt werden. Es ist erwähnenswert, dass der Gehalt an Sulfatasche auch die Verschmutzung und den Betrieb des Partikelfilters (Möglichkeit der Regeneration) beeinflusst. Phosphor hingegen deaktiviert allmählich den Katalysator für die Nachverbrennung von Kohlenmonoxid sowie von unverbrannten Kohlenwasserstoffen.
Schwefel stört den Betrieb des Stickoxid-Neutralisators. Leider ist die Kraftstoffqualität in Europa und im postsowjetischen Raum sehr unterschiedlich, nicht zu unserem Vorteil. Unser Kraftstoff enthält nämlich viel Schwefel, der für Verbrennungsmotoren sehr schädlich ist, da er bei hohen Temperaturen beim Mischen mit Wasser schädliche Säuren (hauptsächlich Schwefelsäure) bildet, die die Teile des Verbrennungsmotors angreifen. Daher ist es für den russischen Markt besser, ein Öl mit einer hohen Basenzahl zu wählen. Und wie oben erwähnt, gibt es in Ölen mit einer hohen Alkalizahl einen hohen Aschegehalt. Gleichzeitig muss verstanden werden, dass es kein Universalöl gibt und es entsprechend dem verwendeten Kraftstoff und den Eigenschaften des Verbrennungsmotors ausgewählt werden muss. Zunächst müssen Sie auf den Empfehlungen des Autoherstellers (nämlich seines Verbrennungsmotors) aufbauen.
Was ist die Anforderung für den Aschegehalt von Öl?
Asche aus Ölbrand
Der niedrige Aschegehalt moderner Öle wird durch die in Europa gültigen Umweltauflagen Euro-4, Euro-5 (veraltet) und Euro-6 vorgegeben. Dementsprechend sollten moderne Öle Partikelfilter und Autokatalysatoren nicht stark verstopfen und ein Minimum an Schadstoffen in die Umwelt abgeben. Sie sind auch darauf ausgelegt, Rußablagerungen an Ventilen und Zylindern zu minimieren. In Wirklichkeit ist dieser Ansatz jedoch reduziert die Ressourcen moderner Verbrennungsmotoren stark, aber es ist auch für die Autohersteller von Vorteil, da es direkt dazu führt häufiger Austausch eines Autos durch Autobesitzer in Europa (Verbrauchernachfrage).
Was inländische Autofahrer betrifft (obwohl dies eher für Haushaltskraftstoff gilt), wirken sich aschearme Öle in den meisten Fällen nachteilig auf Laufbuchsen und Finger aus und tragen auch zum Abrieb der Schürzen im Verbrennungsmotor bei. Bei einem niedrigen Aschegehalt von Ölen ist jedoch die Menge an Ablagerungen auf den Kolbenringen geringer.
Interessanterweise ist der Gehalt an Sulfatasche in amerikanischen Ölen (Standards) niedriger als in europäischen. Dies ist auf die Verwendung hochwertiger Grundöle der Gruppe 3 und / oder 4 (hergestellt auf Basis von Polyalphaolefinen oder mit Hydrocracking-Technologie) zurückzuführen.
Mit Ruß verstopfte Katalysatorzellen
Ein paar Worte zu den Verbrennungsmotoren neuer Modelle, bei denen die Zylinderblöcke aus Aluminium mit zusätzlicher Beschichtung bestehen (viele moderne Autos des VAG-Konzerns und einige „Japaner“). Im Internet schreiben sie viel darüber, dass solche Motoren Angst vor Schwefel haben, und das stimmt. Im Motoröl ist die Menge dieses Elements jedoch viel geringer als im Kraftstoff. Daher wird zunächst die Verwendung empfohlen Benzinnorm Euro-4 und höherund auch schwefelarme Öle verwenden. Denken Sie jedoch daran, dass schwefelarmes Öl nicht immer aschearmes Öl ist! Überprüfen Sie den Aschegehalt daher immer in einer separaten Dokumentation, die die typischen Eigenschaften eines bestimmten Motoröls beschreibt.
Herstellung aschearmer Öle
Der Bedarf für die Herstellung aschearmer Öle entstand größtenteils aufgrund von Umweltanforderungen (der berüchtigten Euro-x-Norm). Bei der Herstellung von Motorölen enthalten sie (in unterschiedlichen Mengen, abhängig von vielen Dingen) Schwefel, Phosphor und Asche (wird später zu Sulfat). Die Verwendung der folgenden chemischen Verbindungen führt also zum Auftreten der genannten Elemente in der Zusammensetzung von Ölen:
- Zinkdialkyldithiophosphat (das sogenannte multifunktionale Additiv mit Antioxidans-, Antiverschleiß- und Hochdruckeigenschaften);
- Calciumsulfonat ist ein Waschmittel, dh ein Waschmittelzusatz.
Auf dieser Grundlage haben Hersteller mehrere Lösungen gefunden, um den Aschegehalt von Ölen zu reduzieren. Derzeit sind z. B. folgende im Einsatz:
- das Einbringen von Waschmittelzusätzen nicht in das Öl, sondern in den Kraftstoff;
- Verwendung von aschefreien Hochtemperatur-Antioxidantien;
- die Verwendung von aschefreien Dialkyldithiophosphaten;
- die Verwendung von aschearmen Magnesiumsulfonaten (allerdings in begrenzten Mengen, da dies auch zur Bildung von Ablagerungen im Verbrennungsmotor beiträgt) sowie detergierenden Alkylphenol-Additiven;
- die Verwendung synthetischer Komponenten in der Zusammensetzung von Ölen (z. B. abbaubeständige Ester und Verdickungsadditive, die zur Gewährleistung der gewünschten Viskositäts-Temperatur-Eigenschaften und geringen Flüchtigkeit erforderlich sind, nämlich Grundöle aus 4 oder 5 Gruppen).
Moderne chemische Technologien ermöglichen die einfache Gewinnung von Öl mit beliebigem Aschegehalt. Sie müssen nur die Zusammensetzung auswählen, die für ein bestimmtes Auto am besten geeignet ist.
Standards für den Aschegehalt
Die nächste wichtige Frage ist zu bestimmen Standards für den Aschegehalt. Es ist gleich zu erwähnen, dass sie nicht nur vom Typ des Verbrennungsmotors abhängen (bei Benzin-, Diesel-Verbrennungsmotoren sowie Verbrennungsmotoren mit Gasballonausrüstung (GBO) unterscheiden sich diese Indikatoren), sondern auch auf die aktuellen Umweltnormen (Euro-4, Euro-5 und Euro-6). In den meisten Grundölen (dh vor der Einführung spezieller Additive in ihre Zusammensetzung) ist der Aschegehalt unbedeutend und beträgt ungefähr 0,005%. Und nach der Zugabe von Additiven, dh der Herstellung von fertigem Motoröl, kann dieser Wert den von GOST zugelassenen Turm von 2% erreichen.
Die Standards für den Aschegehalt von Motorölen sind in den Standards des europäischen Verbands der Autohersteller ACEA eindeutig festgelegt, und Abweichungen davon sind nicht akzeptabel, daher orientieren sich alle modernen (lizenzierten) Motorölhersteller immer an diesen Dokumenten. Wir präsentieren die Daten in Form einer Tabelle für die derzeit weit verbreitete Umweltnorm Euro-5, die die Werte von chemischen Zusatzstoffen und einzelnen bestehenden Standards kombiniert.
| API-Anforderungen | SL | SM | SN-RC/ILSAC GF-5 | CJ-4 |
|---|---|---|---|---|
| Der Phosphorgehalt,% | 0,1 max | 0,06-0,08 | 0,06-0,08 | 0,12 max |
| Schwefelgehalt, % | - | 0,5-0,7 | 0,5-0,6 | 0,4 max |
| Sulfatasche, % | - | - | - | 1 max |
| ACEA-Anforderungen für Benzinmotoren | C1-10 | C2-10 | C3-10 | C4-10 |
| - | LowSAPS | MidSAPS | MidSAPS | LowSAPS |
| Der Phosphorgehalt,% | 0,05 max | 0,09 max | 0,07-0,09 max | 0,09 max |
| Schwefelgehalt, % | 0,2 max | 0,3 max | 0,3 max | 0,2 max |
| Sulfatasche, % | 0,5 max | 0,8 max | 0,8 max | 0,5 max |
| Basenzahl, mg KOH/g | - | - | 6 min | 6 min |
| ACEA-Anforderungen für kommerzielle Dieselmotoren | E4-08 | E6-08 | E7-08 | E9-08 |
| Der Phosphorgehalt,% | - | 0,08 max | - | 0,12 max |
| Schwefelgehalt, % | - | 0,3 max | - | 0,4 max |
| Sulfatasche, % | 2 max | 1 max | 1 max | 2 max |
| Basenzahl, mg KOH/g | 12 min | 7 min | 9 min | 7 min |
Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, ist es schwierig, den Aschegehalt nach dem amerikanischen API-Standard zu beurteilen, was darauf zurückzuführen ist, dass der Aschegehalt in der Neuen Welt nicht so gewissenhaft ist. Sie zeigen nämlich einfach an, welche Öle sich in Kanistern befinden - voll, mittlere Asche (MidSAPS). Als solche sind sie nicht aschearm. Daher müssen Sie sich bei der Auswahl des einen oder anderen Öls in erster Linie auf die ACEA-Kennzeichnung konzentrieren.
Beispielsweise darf auf der Grundlage der Angaben gemäß der Euro-5-Norm, die 2018 auf dem Territorium der Russischen Föderation gültig und relevant ist, für ein modernes Benzinauto C3-Öl nach ACEA (normalerweise SN nach API) - der Gehalt an Sulfatasche beträgt nicht mehr als 0,8% (mittlere Asche). Wenn wir über Dieselmotoren sprechen, die unter schwierigen Bedingungen betrieben werden, dann erlaubt beispielsweise der ACEA E4-Standard nicht mehr als 2 % des Sulfataschegehalts im Kraftstoff.
Anforderungen an den Aschegehalt für LPG-Fahrzeuge
Bei Autos mit Gasflaschenausrüstung ist es besser, sie zu verwenden Öle mit niedrigem Aschegehalt. Das liegt an der chemischen Zusammensetzung von Benzin und Gas (egal ob Methan, Propan oder Butan). Benzin enthält mehr feste Partikel und schädliche Elemente, und um das gesamte System nicht zu beschädigen, müssen spezielle aschearme Öle verwendet werden. Schmierstoffhersteller bieten Verbrauchern gezielt sogenannte „Gas“-Öle an, die für den entsprechenden Verbrennungsmotor ausgelegt sind.
Ihr wesentlicher Nachteil sind jedoch ihre hohen Kosten, und um Geld zu sparen, können Sie sich einfach die Eigenschaften und Toleranzen gewöhnlicher „Benzin“ -Öle ansehen und die geeignete aschearme Zusammensetzung auswählen. Und denken Sie daran, dass Sie solche Öle gemäß den angegebenen Vorschriften wechseln müssen, obwohl die Transparenz des Abbaus viel höher ist als die von herkömmlichen Ölen!
Methode zur Bestimmung des Aschegehalts
Aber wie wird der Aschegehalt von Motoröl bestimmt und wie kann man verstehen, mit welchem Aschegehalt das Öl im Kanister ist? Den Aschegehalt von Motoröl kann der Verbraucher am einfachsten anhand der Bezeichnungen auf dem Gebindeetikett bestimmen. Auf ihnen wird meist der Aschegehalt nach dem ACEA-Standard (Europäischer Standard für Automobilhersteller) angegeben. Dementsprechend werden alle derzeit verkauften Öle unterteilt in:
- volle Asche. Sie haben ein komplettes Paket an Zusatzstoffen. Im Englischen haben sie die Bezeichnung - Full SAPS. Nach dem ACEA-Standard werden sie mit den folgenden Buchstaben bezeichnet - A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Ascheverunreinigungen machen hier etwa 1 ... 1,1 % der Gesamtmasse der Schmierflüssigkeit aus.
- mittlere Asche. Sie haben ein reduziertes Additivpaket. Wird als Middle SAPS oder Mid SAPS bezeichnet. Nach ACEA werden sie als C2, C3 bezeichnet. In ähnlicher Weise beträgt die Aschemasse in Ölen mit mittlerem Aschegehalt etwa 0,6 ... 0,9%.
- Wenig Asche. Der Mindestgehalt an metallhaltigen Zusätzen. Ausgewiesene niedrige SAPS. Nach ACEA werden sie als C1, C4 bezeichnet. Bei Low-Ash liegt der entsprechende Wert unter 0,5 %.
Bitte beachten Sie, dass in einigen Fällen Öle mit ACEA-Bezeichnungen von C1 bis C5 in einer Gruppe zusammengefasst werden, die als „niedrige Asche“ bezeichnet wird. solche Informationen können nämlich in Wikipedia gefunden werden. Dies ist jedoch nicht ganz richtig, da ein solcher Ansatz lediglich darauf hinweist, dass all dies der Fall ist Schmierstoffe sind mit Katalysatoren kompatibel, mehr nicht! Tatsächlich ist oben die richtige Abstufung von Ölen nach Aschegehalt angegeben.
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Esche-Standards
Testen verschiedener Ölproben
Es gibt eine russische zwischenstaatliche Norm GOST 12417-94 „Erdölprodukte. Methode zur Bestimmung von Sulfatasche, nach der jeder den Sulfataschegehalt des zu untersuchenden Öls messen kann, da hierfür keine aufwendigen Geräte und Reagenzien erforderlich sind. Es gibt auch andere, auch internationale, Normen zur Bestimmung des Aschegehalts, nämlich ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.
Zunächst ist darauf hinzuweisen, dass GOST 12417-94 den Gehalt an Sulfatasche als Rückstand nach Karbonisierung einer mit Schwefelsäure behandelten und bis zur Gewichtskonstanz kalzinierten Probe definiert. Die Essenz der Verifizierungsmethode ist ganz einfach. In der ersten Stufe wird eine bestimmte Masse des getesteten Öls entnommen und zu einem kohlenstoffhaltigen Rückstand verbrannt. Dann müssen Sie warten, bis der resultierende Rückstand abgekühlt ist, und ihn mit konzentrierter Schwefelsäure behandeln. bei einer Temperatur von +775 Grad Celsius weiter zünden (eine Abweichung von 25 Grad in die eine und andere Richtung ist erlaubt), bis der Kohlenstoff vollständig oxidiert ist. Der entstehenden Asche wird etwas Zeit zum Abkühlen gegeben. Danach wird es mit verdünnter (im gleichen Volumen wie Wasser) Schwefelsäure behandelt und bei der gleichen Temperatur kalziniert, bis sein Massenwert konstant wird.
Unter dem Einfluss von Schwefelsäure wird die resultierende Asche Sulfat sein, woher seine Definition tatsächlich stammt. Vergleichen Sie dann die Masse der resultierenden Asche und die Anfangsmasse des getesteten Öls (die Masse der Asche wird durch die Masse des verbrannten Öls dividiert). Das Massenverhältnis wird in Prozent ausgedrückt (d. h. der resultierende Quotient wird mit 100 multipliziert). Dies ist der gewünschte Wert des Sulfataschegehalts.
Für den üblichen (Grund-)Aschegehalt gibt es auch eine staatliche Norm GOST 1461-75 mit dem Titel „Öl und Ölprodukte“. Methode zur Bestimmung des Aschegehalts“, nach der das Prüföl auf das Vorhandensein verschiedener schädlicher Verunreinigungen untersucht wird. Aufgrund der Tatsache, dass es sich um komplexe Verfahren handelt, und dies umso mehr für verschiedene Anwendungen, werden wir in diesem Material nicht auf seine Essenz eingehen. Falls gewünscht, kann dieser GOST leicht im Internet gefunden werden.
Es gibt auch eine russische GOST 12337-84 „Motorenöle für Dieselmotoren“ (letzte Ausgabe vom 21.05.2018). Es legt die Werte verschiedener Parameter für Motoröle klar fest, einschließlich Haushaltsölen, die in Diesel-ICEs mit verschiedenen Kapazitäten verwendet werden. Es gibt die zulässigen Werte verschiedener chemischer Komponenten an, einschließlich der Menge zulässiger Rußablagerungen.
