Teneur en cendres d'huile
Teneur
Teneur en cendres d'huile caractérisé par deux concepts : la teneur en cendres de l'huile de base et la teneur en cendres de sulfate. En bref, la teneur en cendres habituelle indique à quel point la base de base a été nettoyée, sur laquelle l'huile finale sera fabriquée à l'avenir (c'est-à-dire la présence de divers sels et d'impuretés non combustibles, y compris métalliques). Quant à la teneur en cendres de sulfate, elle caractérise l'huile finie, qui contient une certaine quantité d'additifs, et elle indique précisément leur quantité et leur composition (à savoir, la présence de sodium, de potassium, de phosphore, de soufre et d'autres éléments).
Si la teneur en cendres de sulfate est élevée, cela entraînera la formation d'une couche abrasive sur les parois du moteur à combustion interne et, par conséquent, l'usure rapide du moteur, c'est-à-dire une diminution de sa ressource. La faible teneur en cendres conventionnelles garantit que le système de post-traitement des gaz d'échappement est protégé de la contamination. En général, les indicateurs de teneur en cendres sont un concept assez compliqué, mais intéressant, nous allons donc essayer de tout mettre en ordre.
Qu'est-ce que la teneur en cendres et qu'est-ce que cela affecte
La teneur en cendres est un indicateur de la quantité d'impuretés non combustibles. Dans tout moteur à combustion interne, une certaine quantité d'huile remplie est "déchet", c'est-à-dire qu'elle s'évapore à haute température lorsqu'elle pénètre dans les cylindres. En conséquence, des produits de combustion, ou simplement des cendres, contenant divers éléments chimiques, se forment sur leurs parois. Et c'est à partir de la composition de la cendre et de sa quantité que l'on peut juger de la teneur notoire en cendre de l'huile. cet indicateur affecte la capacité des dépôts de carbone à se former sur les pièces du moteur à combustion interne, ainsi que les performances des filtres à particules (après tout, la suie ignifuge obstrue les nids d'abeilles). Il ne peut donc pas dépasser 2 %. Puisqu'il existe deux teneurs en cendres, nous les considérerons tour à tour.
Teneur en cendres de l'huile de base
Commençons par le concept de teneur en cendres ordinaires, plus simple. Conformément à la définition officielle, la teneur en cendres est une mesure de la quantité d'impuretés inorganiques restant de la combustion d'un échantillon d'huile, exprimée en pourcentage de la masse de l'huile testée. Ce concept est généralement utilisé pour caractériser les huiles sans additifs (y compris les huiles de base), ainsi que divers fluides lubrifiants qui ne sont pas utilisés dans les moteurs à combustion interne ou dans la technologie des machines en général. habituellement, la valeur de la teneur totale en cendres est comprise entre 0,002 % et 0,4 %. En conséquence, plus cet indicateur est bas, plus l'huile testée est propre.
Qu'est-ce qui influence la teneur en cendres ? La teneur en cendres normale (ou basique) affecte la qualité de la purification de l'huile, qui ne contient pas non plus d'additifs. Et comme ils sont actuellement présents dans presque toutes les huiles moteur usagées, le concept de teneur en cendres ordinaires n'est pas largement utilisé, mais le concept de teneur en cendres sulfatées est utilisé au sens large. passons à cela.
Cendres sulfatées
Impuretés dans l'huile
Ainsi, la teneur en cendres sulfatées (un autre nom pour le niveau ou l'indicateur des scories sulfatées) est un indicateur permettant de déterminer les additifs qui incluent des composés organiques métalliques (à savoir, leurs sels constitutifs de zinc, potassium, magnésium, calcium, baryum, sodium et autres éléments ) . Lorsque de l'huile contenant de tels additifs est brûlée, des cendres se forment. Naturellement, plus il y en a dans l'huile, plus il y aura de cendres. Il se mélange à son tour aux dépôts résineux dans le moteur à combustion interne (cela est particulièrement vrai si le moteur à combustion interne est vieux et / ou si l'huile n'y a pas été changée depuis longtemps), à la suite de quoi un abrasif la couche se forme sur les parties frottantes. Pendant le fonctionnement, ils rayent et usent la surface, réduisant ainsi les ressources du moteur à combustion interne.
La teneur en cendres sulfatées est également exprimée en pourcentage du poids de l'huile. Cependant, pour le déterminer, il est nécessaire d'effectuer une procédure spéciale avec combustion et calcination de la masse d'essai. Et le pourcentage est tiré du solde solide. Dans le même temps, l'acide sulfurique est utilisé dans le travail afin d'isoler les sulfates de la masse. C'est de là que vient le nom de cendre de sulfate.. Nous examinerons ci-dessous l'algorithme exact pour effectuer des mesures selon GOST.
Effet de la teneur en cendres sulfatées
Passons maintenant à la question de qu'est-ce que la cendre de sulfate affecte. Mais avant cela, il faut préciser que sa notion est directement liée à la notion d'indice de base de l'huile moteur. Cette valeur vous permet de régler la quantité de dépôts de carbone dans la chambre de combustion. Habituellement, l'huile y parvient à travers les segments de piston et coule le long des parois des cylindres. La quantité desdites cendres affecte directement le fonctionnement du système d'allumage, ainsi que le démarrage du moteur à combustion interne pendant la saison froide.
La dépendance du nombre de base au temps
Ainsi, la teneur en cendres de sulfate est directement proportionnelle à la valeur initiale de l'indice de base de l'huile également inutilisée (ou uniquement remplie). Dans le même temps, il faut comprendre que l'indice de base n'est pas un indicateur absolu de la capacité neutralisante d'un fluide lubrifiant et qu'il diminue avec le temps. Cela est dû à la présence de soufre et d'autres composants nocifs dans le carburant. Et plus le carburant est pauvre (plus il contient de soufre), plus le nombre de base diminue rapidement.
Veuillez noter que la teneur en cendres de sulfate affecte directement le point d'éclair de l'huile moteur, à savoir qu'avec le temps, à mesure que les additifs de sa composition brûlent, la valeur de la température mentionnée diminue. Cela réduit également les performances de l'huile elle-même, quelle que soit sa qualité.
L'utilisation d'huiles à faible teneur en cendres a "les deux faces de la médaille". D'une part, leur utilisation est justifiée, car de tels composés sont conçus pour éviter une pollution rapide des systèmes d'échappement (à savoir, équipés de catalyseurs, de filtres à particules, de systèmes EGR). D'autre part, les huiles à faible teneur en cendres n'offrent pas (réduisent) le niveau de protection requis pour les pièces des moteurs à combustion interne. Et ici, lors du choix d'une huile, vous devez choisir le «juste milieu» et vous laisser guider par les recommandations du constructeur automobile. Autrement dit, regardez la valeur de la teneur en cendres et de l'indice alcalin !
Le rôle du soufre dans la formation des cendres
Veuillez noter que la teneur normale en cendres des huiles moteur n'a rien à voir avec le niveau de soufre qu'ils contiennent. Autrement dit, les huiles à faible teneur en cendres ne seront pas nécessairement à faible teneur en soufre, et cette question doit être clarifiée séparément. Il convient d'ajouter que la teneur en cendres sulfatées affecte également la pollution et le fonctionnement du filtre à particules (possibilité de régénération). Le phosphore, en revanche, désactive progressivement le catalyseur de postcombustion du monoxyde de carbone, ainsi que des hydrocarbures non brûlés.
Quant au soufre, il perturbe le fonctionnement du neutraliseur d'oxydes d'azote. Malheureusement, la qualité du carburant en Europe et dans l'espace post-soviétique est très différente, pas à notre avantage. à savoir, il y a beaucoup de soufre dans notre carburant, ce qui est très nocif pour les moteurs à combustion interne car, mélangé à de l'eau à haute température, il forme des acides nocifs (principalement sulfuriques), qui corrodent les pièces du moteur à combustion interne. Par conséquent, il est préférable pour le marché russe de choisir une huile avec un indice de base élevé. Et comme mentionné ci-dessus, dans les huiles où il y a un indice alcalin élevé, il y a une teneur élevée en cendres. Dans le même temps, il faut comprendre qu'il n'y a pas d'huile universelle et qu'elle doit être choisie en fonction du carburant utilisé et des caractéristiques du moteur à combustion interne. Tout d'abord, vous devez vous appuyer sur les recommandations du constructeur automobile (à savoir, son moteur à combustion interne).
Quelle est l'exigence pour la teneur en cendres de l'huile
Cendres de combustion d'huile
La faible teneur en cendres des huiles modernes est dictée par les exigences environnementales Euro-4, Euro-5 (obsolète) et Euro-6, valables en Europe. Conformément à eux, les huiles modernes ne doivent pas trop obstruer les filtres à particules et les catalyseurs de voiture, et libérer un minimum de substances nocives dans l'environnement. ils sont également conçus pour minimiser les dépôts de suie sur les soupapes et les cylindres. Cependant, en réalité, cette approche réduit considérablement la ressource des moteurs à combustion interne modernes, mais elle est également bénéfique pour les constructeurs automobiles, car elle conduit directement à remplacement fréquent d'une voiture par les propriétaires de voitures en Europe (demande des consommateurs).
En ce qui concerne les automobilistes domestiques (bien que cela s'applique davantage au fioul domestique), dans la plupart des cas, les huiles à faible teneur en cendres affecteront négativement les chemises, les doigts et contribueront également aux éraflures des jupes du moteur à combustion interne. Cependant, avec une faible teneur en cendres d'huiles, la quantité de dépôts sur les segments de piston sera moindre.
Fait intéressant, le niveau de teneur en cendres de sulfate dans les huiles américaines (normes) est inférieur à celui des huiles européennes. Cela est dû à l'utilisation d'huiles de base de haute qualité appartenant au groupe 3 et / ou 4 (fabriquées à base de polyalphaoléfines ou utilisant la technologie d'hydrocraquage).
Cellules catalytiques encrassées de suie
Quelques mots sur les moteurs à combustion interne des nouveaux modèles, dans lesquels les blocs-cylindres sont en aluminium avec un revêtement supplémentaire (de nombreuses voitures modernes de la société VAG et certaines «japonaises»). Sur Internet, ils écrivent beaucoup sur le fait que ces moteurs ont peur du soufre, et c'est vrai. Cependant, dans l'huile moteur, la quantité de cet élément est bien moindre que dans le carburant. Par conséquent, il est recommandé d'utiliser tout d'abord norme essence Euro-4 et supérieureet utiliser également des huiles à faible teneur en soufre. Mais n'oubliez pas qu'une huile à faible teneur en soufre n'est pas toujours une huile à faible teneur en cendres ! Vérifiez donc toujours la teneur en cendres dans une documentation séparée décrivant les caractéristiques typiques d'une huile moteur particulière.
Production d'huiles à faible teneur en cendres
la nécessité de fabriquer des huiles à faible teneur en cendres est due en grande partie aux exigences environnementales (les normes notoires Euro-x). Dans la fabrication des huiles moteur, elles contiennent (en quantités différentes, selon beaucoup de choses) du soufre, du phosphore et des cendres (il devient sulfate plus tard). Ainsi, l'utilisation des composés chimiques suivants conduit à l'apparition des éléments mentionnés dans la composition des huiles :
- le dialkyldithiophosphate de zinc (l'additif dit multifonctionnel aux propriétés antioxydantes, antiusure et extrême pression) ;
- le sulfonate de calcium est un détergent, c'est-à-dire un additif détergent.
Sur cette base, les fabricants ont trouvé plusieurs solutions pour réduire la teneur en cendres des huiles. Ainsi, les éléments suivants sont actuellement utilisés :
- l'introduction d'additifs détergents non pas dans l'huile, mais dans le carburant;
- utilisation d'antioxydants à haute température sans cendres;
- l'utilisation de dialkyldithiophosphates sans cendre ;
- l'utilisation de sulfonates de magnésium à faible teneur en cendres (toutefois en quantités limitées, car cela contribue également à la formation de dépôts dans le moteur à combustion interne), ainsi que d'additifs détergents à base d'alkylphénols;
- l'utilisation de composants synthétiques dans la composition des huiles (par exemple, des esters et des additifs épaississants résistants à la dégradation, nécessaires pour assurer les caractéristiques viscosité-température souhaitées et une faible volatilité, à savoir des huiles de base de 4 ou 5 groupes).
Les technologies chimiques modernes permettent d'obtenir facilement de l'huile avec n'importe quelle teneur en cendres. Il vous suffit de choisir la composition la mieux adaptée à une voiture particulière.
Normes de niveau de cendres
La prochaine question importante est de déterminer normes de teneur en cendres. Il convient de mentionner tout de suite qu'ils dépendront non seulement du type de moteur à combustion interne (pour les moteurs à combustion interne à essence, diesel, ainsi que pour les moteurs à combustion interne avec équipement à ballon à gaz (GBO), ces indicateurs seront différents), mais également sur les normes environnementales en vigueur (Euro-4, Euro-5 et Euro-6). Dans la plupart des huiles de base (c'est-à-dire avant l'introduction d'additifs spéciaux dans leur composition), la teneur en cendres est insignifiante et est d'environ 0,005%. Et après l'ajout d'additifs, c'est-à-dire la fabrication d'huile moteur prête à l'emploi, cette valeur peut atteindre la tour de 2% autorisée par GOST.
Les normes de teneur en cendres pour les huiles moteur sont clairement énoncées dans les normes de l'Association européenne des constructeurs automobiles ACEA, et les écarts par rapport à celles-ci sont inacceptables, par conséquent, tous les fabricants d'huile moteur modernes (sous licence) sont toujours guidés par ces documents. Nous présentons les données sous la forme d'un tableau pour la norme environnementale Euro-5 actuellement répandue, qui combine les valeurs des additifs chimiques et des normes individuelles existantes.
| Exigences de l'API | SL | SM | SN-RC/ILSAC GF-5 | CJ-4 |
|---|---|---|---|---|
| La teneur en phosphore,% | 0,1 max | 0,06-0,08 | 0,06-0,08 | 0,12 max |
| Contient du soufre, % | - | 0,5-0,7 | 0,5-0,6 | 0,4 max |
| Cendres sulfatées, % | - | - | - | 1 max |
| Exigences ACEA pour les moteurs à essence | C1-10 | C2-10 | C3-10 | C4-10 |
| - | Faible SAPS | SAPS intermédiaires | SAPS intermédiaires | Faible SAPS |
| La teneur en phosphore,% | 0,05 max | 0,09 max | 0,07-0,09 max | 0,09 max |
| Contient du soufre, % | 0,2 max | 0,3 max | 0,3 max | 0,2 max |
| Cendres sulfatées, % | 0,5 max | 0,8 max | 0,8 max | 0,5 max |
| Indice de base, mg KOH/g | - | - | 6 min | 6 min |
| Exigences ACEA pour les moteurs diesel commerciaux | E4-08 | E6-08 | E7-08 | E9-08 |
| La teneur en phosphore,% | - | 0,08 max | - | 0,12 max |
| Contient du soufre, % | - | 0,3 max | - | 0,4 max |
| Cendres sulfatées, % | 2 max | 1 max | 1 max | 2 max |
| Indice de base, mg KOH/g | 12 min | 7 min | 9 min | 7 min |
Comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, il est difficile de juger de la teneur en cendres selon la norme américaine API, et cela est dû au fait que la teneur en cendres n'est pas si scrupuleuse dans le Nouveau Monde. à savoir, ils indiquent simplement quelles huiles se trouvent dans les bidons - cendres pleines et moyennes (MidSAPS). En tant que tels, ils n'ont pas de faible teneur en cendres. Par conséquent, lors du choix de l'une ou l'autre huile, vous devez vous concentrer principalement sur le marquage ACEA.
Par exemple, sur la base des informations fournies conformément à la norme Euro-5, qui est valide et pertinente en 2018 sur le territoire de la Fédération de Russie, pour une voiture à essence moderne, il est autorisé de faire le plein d'huile C3 selon l'ACEA (généralement SN selon API) - la teneur en cendres de sulfate ne dépasse pas 0,8% (cendres moyennes). Si on parle de moteurs diesel fonctionnant dans des conditions difficiles, alors par exemple, la norme ACEA E4 ne permet pas de dépasser 2% de teneur en cendres sulfatées dans le carburant.
Exigences relatives à la teneur en cendres pour les véhicules GPL
Quant aux voitures équipées de bouteilles de gaz, il est préférable pour elles d'utiliser huiles à faible teneur en cendres. Cela est dû à la composition chimique de l'essence et du gaz (peu importe le méthane, le propane ou le butane). Il y a plus de particules solides et d'éléments nocifs dans l'essence, et pour ne pas gâcher l'ensemble du système, des huiles spéciales à faible teneur en cendres doivent être utilisées. Les fabricants de lubrifiants proposent spécifiquement aux consommateurs des huiles dites « gaz » conçues pour l'ICE correspondant.
Cependant, leur inconvénient majeur est leur coût élevé, et pour économiser de l'argent, vous pouvez simplement regarder les caractéristiques et les tolérances des huiles «essence» ordinaires et choisir la composition appropriée à faible teneur en cendres. Et rappelez-vous que vous devez changer ces huiles conformément aux réglementations spécifiées, malgré le fait que la transparence de l'extraction sera bien supérieure à celle des huiles traditionnelles!
Méthode de détermination de la teneur en cendres
Mais comment la teneur en cendres de l'huile moteur est-elle déterminée et comment comprendre avec quelle teneur en cendres l'huile dans le bidon? Il est plus facile pour le consommateur de déterminer la teneur en cendres de l'huile moteur simplement par les désignations sur l'étiquette du contenant. Sur ceux-ci, la teneur en cendres est généralement indiquée selon la norme ACEA (norme européenne pour les constructeurs automobiles). Conformément à cela, toutes les huiles actuellement vendues sont divisées en:
- pleine cendre. Ils ont un ensemble complet d'additifs. En anglais, ils ont la désignation - Full SAPS. Selon la norme ACEA, ils sont désignés par les lettres suivantes - A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Les impuretés des cendres représentent ici environ 1 ... 1,1% de la masse totale du fluide lubrifiant.
- frêne moyen. Ils ont un ensemble réduit d'additifs. Appelé Middle SAPS ou Mid SAPS. Selon l'ACEA, ils sont désignés C2, C3. De même, dans les huiles à cendres moyennes, la masse de cendres sera d'environ 0,6 ... 0,9%.
- Faible teneur en cendres. La teneur minimale en additifs contenant des métaux. Désigné Low SAPS. Selon l'ACEA, ils sont désignés C1, C4. Pour une faible teneur en cendres, la valeur correspondante sera inférieure à 0,5 %.
Veuillez noter que dans certains cas, les huiles avec des désignations ACEA de C1 à C5 sont combinées dans un groupe appelé "faible teneur en cendres". à savoir, ces informations peuvent être trouvées sur Wikipedia. Cependant, ce n'est pas tout à fait exact, car une telle approche indique simplement que tous ces les lubrifiants sont compatibles avec les pots catalytiques, et rien de plus ! En fait, la gradation correcte des huiles par teneur en cendres est donnée ci-dessus.
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Normes de cendres
Test de différents échantillons d'huile
Il existe une norme interétatique russe GOST 12417-94 «Produits pétroliers. Méthode de détermination des cendres sulfatées, selon laquelle n'importe qui peut mesurer la teneur en cendres sulfatées de l'huile testée, car cela ne nécessite pas d'équipements et de réactifs complexes. Il existe également d'autres normes, y compris internationales, pour déterminer la teneur en cendres, à savoir ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.
Tout d'abord, il convient de souligner que GOST 12417-94 définit la teneur en cendres de sulfate comme un résidu après carbonisation d'un échantillon, traité à l'acide sulfurique et calciné à poids constant. L'essence de la méthode de vérification est assez simple. Lors de sa première étape, une certaine masse de l'huile testée est prélevée et brûlée en un résidu carboné. ensuite, vous devez attendre que le résidu résultant refroidisse et le traiter avec de l'acide sulfurique concentré. s'enflammer davantage à une température de +775 degrés Celsius (un écart de 25 degrés dans un sens et dans l'autre est autorisé) jusqu'à ce que le carbone soit complètement oxydé. La cendre qui en résulte a le temps de se refroidir. Après cela, il est traité avec de l'acide sulfurique dilué (en volumes égaux avec de l'eau) et calciné à la même température jusqu'à ce que sa valeur massique devienne constante.
Sous l'influence de l'acide sulfurique, la cendre résultante sera du sulfate, d'où, en fait, sa définition. comparer ensuite la masse des cendres résultantes et la masse initiale de l'huile testée (la masse des cendres est divisée par la masse de l'huile brûlée). Le rapport de masse est exprimé en pourcentage (c'est-à-dire que le quotient résultant est multiplié par 100). Ce sera la valeur souhaitée de la teneur en cendres de sulfate.
En ce qui concerne la teneur en cendres habituelle (de base), il existe également une norme d'État GOST 1461-75 intitulée «Pétrole et produits pétroliers. Méthode de détermination de la teneur en cendres », selon laquelle l'huile d'essai est vérifiée pour la présence de diverses impuretés nocives. En raison du fait qu'il implique des procédures complexes, et plus encore pour diverses applications, nous ne présenterons pas son essence dans ce document. Si vous le souhaitez, ce GOST peut être facilement trouvé sur Internet.
Il existe également un GOST russe 12337-84 "Huiles moteur pour moteurs diesel" (dernière édition du 21.05.2018/XNUMX/XNUMX). Il énonce clairement les valeurs de divers paramètres pour les huiles moteur, y compris celles domestiques utilisées dans les ICE diesel de différentes capacités. Il indique les valeurs admissibles de divers composants chimiques, y compris la quantité de dépôts de suie admissibles.
