Contenuto di ceneri oleose
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Contenuto di ceneri oleose caratterizzato da due concetti: contenuto di ceneri di olio base e contenuto di ceneri solfate. In breve, il solito contenuto di ceneri indica quanto bene è stata pulita la base di base, su cui in futuro verrà realizzato l'olio finale (ovvero la presenza di vari sali e impurità non combustibili, anche metalliche). Per quanto riguarda il contenuto di ceneri solfate, caratterizza l'olio finito, che contiene una certa quantità di additivi, e ne indica precisamente la quantità e la composizione (ovvero la presenza di sodio, potassio, fosforo, zolfo e altri elementi in esso contenuti).
Se il contenuto di ceneri solfate è elevato, ciò comporterà la formazione di uno strato abrasivo sulle pareti del motore a combustione interna e, di conseguenza, la rapida usura del motore, ovvero una diminuzione della sua risorsa. Il basso contenuto di ceneri convenzionale assicura che il sistema di post-trattamento dei gas di scarico sia protetto dalla contaminazione. In generale, gli indicatori del contenuto di cenere sono un concetto piuttosto complicato, ma interessante, quindi cercheremo di mettere tutto in ordine.
Che cos'è il contenuto di ceneri e cosa influisce
Il contenuto di ceneri è un indicatore della quantità di impurità non combustibili. In qualsiasi motore a combustione interna, una certa quantità di olio riempito va "per rifiuti", cioè evapora ad alta temperatura quando entra nei cilindri. Di conseguenza, sulle loro pareti si formano prodotti di combustione, o semplicemente ceneri, contenenti vari elementi chimici. Ed è dalla composizione della cenere e dalla sua quantità che si può giudicare il famigerato contenuto di ceneri dell'olio. questo indicatore influisce sulla capacità dei depositi di carbonio di formarsi sulle parti del motore a combustione interna, nonché sulle prestazioni dei filtri antiparticolato (dopotutto, la fuliggine ignifuga intasa i favi). Pertanto, non può superare il 2%. Poiché ci sono due contenuti di cenere, li considereremo a turno.
Contenuto di ceneri di olio base
Iniziamo con il concetto di contenuto di cenere ordinario, più semplice. Secondo la definizione ufficiale, il contenuto di ceneri è una misura della quantità di impurità inorganiche rimanenti dalla combustione di un campione di olio, espressa come percentuale della massa dell'olio in prova. Questo concetto viene solitamente utilizzato per caratterizzare oli senza additivi (compresi oli base), nonché vari fluidi lubrificanti che non vengono utilizzati nei motori a combustione interna o nella tecnologia delle macchine in generale. in genere, il valore del contenuto totale di ceneri è compreso tra 0,002% e 0,4%. Di conseguenza, più basso è questo indicatore, più pulito è l'olio testato.
Cosa influenza il contenuto di ceneri? Il contenuto di ceneri normale (o di base) influisce sulla qualità della purificazione dell'olio, che inoltre non contiene additivi. E poiché attualmente sono presenti in quasi tutti gli oli motore usati, il concetto di contenuto di ceneri ordinarie non è ampiamente utilizzato, ma il concetto di contenuto di ceneri solfate è utilizzato in senso lato. passiamo ad esso.
Contenuto di ceneri solfatate
Impurità nell'olio
Quindi, il contenuto di ceneri solfate (un altro nome per il livello o indicatore di scorie di solfato) è un indicatore per determinare gli additivi che includono composti metallici organici (vale a dire, i loro sali costituenti di zinco, potassio, magnesio, calcio, bario, sodio e altri elementi ) . Quando l'olio con tali additivi viene bruciato, si forma la cenere. Naturalmente, più ce ne sono nell'olio, più cenere ci sarà. A sua volta, si mescola con depositi resinosi nel motore a combustione interna (questo è particolarmente vero se il motore a combustione interna è vecchio e/o l'olio non è stato cambiato da molto tempo), per cui un abrasivo lo strato si forma sulle parti di sfregamento. Durante il funzionamento, graffiano e consumano la superficie, riducendo così la risorsa del motore a combustione interna.
Anche il contenuto di ceneri solfatate è espresso in percentuale sul peso dell'olio. Tuttavia, per determinarlo, è necessario eseguire una procedura speciale con la combustione e la calcinazione della massa di prova. E la percentuale è presa dal saldo saldo. Allo stesso tempo, nel lavoro viene utilizzato acido solforico per isolare i solfati dalla massa. Da qui deriva il nome cenere solfato.. Considereremo l'algoritmo esatto per eseguire misurazioni secondo GOST di seguito.
Effetto del contenuto di ceneri solfate
Passiamo ora alla domanda di cosa influenza la cenere di solfato. Ma prima di ciò, va chiarito che il suo concetto è direttamente correlato al concetto del numero di base dell'olio motore. Questo valore consente di impostare la quantità di depositi carboniosi nella camera di combustione. Di solito l'olio arriva attraverso le fasce elastiche, scorrendo lungo le pareti dei cilindri. La quantità di dette ceneri influisce direttamente sul funzionamento del sistema di accensione, nonché sull'avviamento del motore a combustione interna nella stagione fredda.
La dipendenza del numero di base dal tempo
Quindi, il contenuto di ceneri solfate è direttamente proporzionale al valore iniziale del numero di base dell'olio anche inutilizzato (o solo riempito). Allo stesso tempo, è necessario comprendere che il numero di base non è un indicatore assoluto della capacità neutralizzante di un fluido lubrificante e nel tempo diminuisce. Ciò è dovuto alla presenza di zolfo e altri componenti nocivi nel carburante. E più povero è il carburante (più zolfo contiene), più velocemente diminuisce il numero di base.
Si noti che il contenuto di ceneri solfate influisce direttamente sul punto di infiammabilità dell'olio motore, ovvero, nel tempo, poiché gli additivi nella sua composizione si bruciano, il valore della temperatura menzionata diminuisce. Riduce anche le prestazioni dell'olio stesso, indipendentemente dall'elevata qualità.
L'uso di oli a basso contenuto di ceneri ha "due facce della medaglia". Da un lato, il loro utilizzo è giustificato, poiché tali composti sono progettati per prevenire un rapido inquinamento dei sistemi di scarico (ovvero dotati di catalizzatori, filtri antiparticolato, sistemi EGR). D'altra parte, gli oli a basso contenuto di ceneri non forniscono (riducono) il livello di protezione richiesto per le parti del motore a combustione interna. E qui, quando si sceglie un olio, è necessario scegliere il "mezzo d'oro" ed essere guidati dalle raccomandazioni della casa automobilistica. Cioè, guarda il valore del contenuto di ceneri e del numero alcalino!
Il ruolo dello zolfo nella formazione delle ceneri
Si prega di notare che il normale contenuto di ceneri degli oli motore non ha nulla a che fare con il livello di zolfo in essi contenuto. Cioè, gli oli a basso contenuto di ceneri non saranno necessariamente a basso contenuto di zolfo e questo problema deve essere chiarito separatamente. Vale la pena aggiungere che il contenuto di ceneri solfate influisce anche sull'inquinamento e sul funzionamento del filtro antiparticolato (possibilità di rigenerazione). Il fosforo, d'altra parte, disabilita gradualmente il catalizzatore per la postcombustione del monossido di carbonio e degli idrocarburi incombusti.
Per quanto riguarda lo zolfo, interrompe il funzionamento del neutralizzatore dell'ossido di azoto. Purtroppo la qualità del carburante in Europa e nello spazio post-sovietico è molto diversa, non a nostro vantaggio. vale a dire, c'è molto zolfo nel nostro carburante, che è molto dannoso per i motori a combustione interna perché, miscelato con acqua ad alte temperature, forma acidi nocivi (principalmente solforico), che corrodono le parti del motore a combustione interna. Pertanto, è meglio che il mercato russo scelga un olio con un numero di base elevato. E come accennato in precedenza, negli oli dove c'è un alto numero di alcali, c'è un alto contenuto di ceneri. Allo stesso tempo, è necessario comprendere che non esiste un olio universale e deve essere selezionato in base al carburante utilizzato e alle caratteristiche del motore a combustione interna. Prima di tutto, è necessario basarsi sulle raccomandazioni della casa automobilistica (vale a dire, il suo motore a combustione interna).
Qual è il requisito per il contenuto di ceneri dell'olio
Cenere da esaurimento dell'olio
Il basso contenuto di ceneri degli oli moderni è dettato dai requisiti ambientali Euro-4, Euro-5 (obsoleto) ed Euro-6, validi in Europa. In accordo con loro, gli oli moderni non dovrebbero intasare molto i filtri antiparticolato e i catalizzatori per auto e rilasciare un minimo di sostanze nocive nell'ambiente. sono inoltre progettati per ridurre al minimo i depositi di fuliggine su valvole e cilindri. Tuttavia, in realtà, questo approccio riduce drasticamente la risorsa dei moderni motori a combustione interna, ma è anche vantaggioso per le case automobilistiche, poiché porta direttamente a frequente sostituzione di un'auto da parte dei proprietari di auto in Europa (domanda dei consumatori).
Per quanto riguarda gli automobilisti domestici (sebbene ciò si applichi maggiormente al carburante domestico), nella maggior parte dei casi, gli oli a basso contenuto di ceneri influiranno negativamente sulle fodere, sulle dita e contribuiranno anche a graffiare le gonne nel motore a combustione interna. Tuttavia, con un basso contenuto di ceneri negli oli, la quantità di depositi sulle fasce elastiche sarà inferiore.
È interessante notare che il livello di contenuto di ceneri solfate negli oli americani (standard) è inferiore a quello europeo. Ciò è dovuto all'utilizzo di oli base di alta qualità appartenenti al gruppo 3 e/o 4 (realizzati sulla base di polialfaolefine o utilizzando la tecnologia dell'idrocracking).
Cellule del catalizzatore intasate di fuliggine
Qualche parola sui motori a combustione interna dei nuovi modelli, in cui i blocchi cilindri sono realizzati in alluminio con un rivestimento aggiuntivo (molte auto moderne della preoccupazione VAG e alcune "giapponesi"). Su Internet scrivono molto sul fatto che tali motori hanno paura dello zolfo, e questo è vero. Tuttavia, nell'olio motore, la quantità di questo elemento è molto inferiore rispetto al carburante. Pertanto, prima di tutto, si consiglia di utilizzare standard benzina Euro-4 e superiorie utilizzare anche oli a basso contenuto di zolfo. Ma ricorda che l'olio a basso contenuto di zolfo non è sempre olio a basso contenuto di ceneri! Quindi controlla sempre il contenuto di ceneri in una documentazione separata che descrive le caratteristiche tipiche di un particolare olio motore.
Produzione di oli a basso contenuto di ceneri
la necessità di produrre oli a basso contenuto di ceneri è nata in gran parte a causa di requisiti ambientali (i famigerati standard Euro-x). Nella produzione di oli motore, contengono (in quantità diverse, a seconda di molte cose) zolfo, fosforo e cenere (diventa solfato in seguito). Quindi, l'uso dei seguenti composti chimici porta alla comparsa degli elementi citati nella composizione degli oli:
- dialchilditiofosfato di zinco (il cosiddetto additivo multifunzionale con proprietà antiossidanti, antiusura ed estreme pressioni);
- il solfonato di calcio è un detergente, cioè un additivo detergente.
Sulla base di ciò, i produttori hanno trovato diverse soluzioni per ridurre il contenuto di ceneri degli oli. Quindi, attualmente sono in uso:
- l'introduzione di additivi detergenti non nell'olio, ma nel carburante;
- uso di antiossidanti ad alta temperatura senza ceneri;
- l'uso di dialchilditiofosfati senza ceneri;
- l'uso di solfonati di magnesio a basso contenuto di ceneri (peraltro in quantità limitate, poiché anche questo contribuisce alla formazione di depositi nel motore a combustione interna), nonché additivi detergenti alchilfenoli;
- l'uso di componenti sintetici nella composizione degli oli (ad esempio esteri e additivi addensanti resistenti alla degradazione, necessari per garantire le caratteristiche viscosità-temperatura desiderate e bassa volatilità, ovvero oli base da 4 o 5 gruppi).
Le moderne tecnologie chimiche consentono di ottenere facilmente olio con qualsiasi contenuto di ceneri. Devi solo scegliere la composizione più adatta per un'auto particolare.
Standard del livello di cenere
La prossima domanda importante è determinare standard di contenuto di cenere. Vale la pena ricordare subito che dipenderanno non solo dal tipo di motore a combustione interna (per motori a benzina, diesel a combustione interna e motori a combustione interna con apparecchiature a palloncino a gas (GBO), questi indicatori differiranno), ma anche sulle norme ambientali vigenti (Euro-4, Euro-5 ed Euro-6). Nella maggior parte degli oli base (cioè prima dell'introduzione di additivi speciali nella loro composizione), il contenuto di ceneri è insignificante ed è di circa lo 0,005%. E dopo l'aggiunta di additivi, ovvero la produzione di olio motore pronto, questo valore può raggiungere il 2% di torre consentito da GOST.
Gli standard di contenuto di ceneri per gli oli motore sono chiaramente indicati negli standard dell'Associazione europea dei produttori di automobili ACEA e le deviazioni da essi sono inaccettabili, pertanto tutti i moderni produttori di oli motore (con licenza) sono sempre guidati da questi documenti. Presentiamo i dati sotto forma di tabella per lo standard ambientale attualmente diffuso Euro-5, che combina i valori degli additivi chimici e dei singoli standard esistenti.
| Requisiti API | SL | SM | SN-RC/ILSAC GF-5 | CJ-4 |
|---|---|---|---|---|
| Il contenuto di fosforo,% | 0,1 max | 0,06-0,08 | 0,06-0,08 | 0,12 max |
| Contenuto di zolfo, % | - | 0,5-0,7 | 0,5-0,6 | 0,4 max |
| Ceneri solfatate, % | - | - | - | 1 max |
| Requisiti ACEA per motori a benzina | C1-10 | C2-10 | C3-10 | C4-10 |
| - | Low SAPS | MidSAPS | MidSAPS | Low SAPS |
| Il contenuto di fosforo,% | 0,05 max | 0,09 max | 0,07-0,09 max | 0,09 max |
| Contenuto di zolfo, % | 0,2 max | 0,3 max | 0,3 max | 0,2 max |
| Ceneri solfatate, % | 0,5 max | 0,8 max | 0,8 max | 0,5 max |
| Numero base, mg KOH/g | - | - | 6 min | 6 min |
| Requisiti ACEA per motori diesel commerciali | E4-08 | E6-08 | E7-08 | E9-08 |
| Il contenuto di fosforo,% | - | 0,08 max | - | 0,12 max |
| Contenuto di zolfo, % | - | 0,3 max | - | 0,4 max |
| Ceneri solfatate, % | 2 max | 1 max | 1 max | 2 max |
| Numero base, mg KOH/g | 12 min | 7 min | 9 min | 7 min |
Come si può vedere dalla tabella sopra, è difficile giudicare il contenuto di ceneri secondo lo standard API americano, e ciò è dovuto al fatto che il contenuto di ceneri non è così scrupoloso nel Nuovo Mondo. vale a dire, indicano semplicemente quali oli sono nei contenitori: cenere piena, media (MidSAPS). In quanto tali, non hanno ceneri basse. Pertanto, quando si sceglie l'uno o l'altro olio, è necessario concentrarsi principalmente sulla marcatura ACEA.
Ad esempio, sulla base delle informazioni fornite in conformità con lo standard Euro-5, valido e rilevante nel 2018 sul territorio della Federazione Russa, per una moderna auto a benzina è consentito riempire l'olio C3 secondo ACEA (di solito SN secondo API) - il contenuto di ceneri solfate non supera lo 0,8% (ceneri medie). Se parliamo di motori diesel che operano in condizioni difficili, ad esempio, lo standard ACEA E4 non consente di superare il 2% del contenuto di ceneri solfatate nel carburante.
Requisiti del contenuto di ceneri per i veicoli a GPL
Per quanto riguarda le auto con bombole di gas, è meglio usarle oli a basso contenuto di ceneri. Ciò è dovuto alla composizione chimica della benzina e del gas (non importa metano, propano o butano). Ci sono più particelle solide ed elementi nocivi nella benzina e, per non rovinare l'intero sistema, è necessario utilizzare oli speciali a basso contenuto di ceneri. I produttori di lubrificanti offrono specificamente ai consumatori i cosiddetti oli "gas" progettati per il corrispondente ICE.
Tuttavia, il loro svantaggio significativo è il loro costo elevato e, per risparmiare denaro, puoi semplicemente guardare le caratteristiche e le tolleranze dei normali oli "a benzina" e scegliere la composizione appropriata a basso contenuto di ceneri. E ricorda che devi cambiare tali oli secondo le normative specificate, nonostante il fatto che la trasparenza dell'estrazione sarà molto superiore a quella degli oli tradizionali!
Metodo per determinare il contenuto di ceneri
Ma come viene determinato il contenuto di ceneri dell'olio motore e come capire con quale contenuto di ceneri l'olio nel contenitore? È più facile per il consumatore determinare il contenuto di ceneri dell'olio motore semplicemente dalle designazioni sull'etichetta del contenitore. Su di essi viene solitamente indicato il contenuto di ceneri secondo lo standard ACEA (norma europea per le case automobilistiche). In conformità con esso, tutti gli oli attualmente venduti sono suddivisi in:
- cenere piena. Hanno un pacchetto completo di additivi. In inglese, hanno la designazione - Full SAPS. Secondo lo standard ACEA, sono designati dalle seguenti lettere: A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5. Le impurità di cenere qui sono circa 1 ... 1,1% della massa totale del fluido lubrificante.
- cenere media. Hanno un pacchetto ridotto di additivi. Denominato Middle SAPS o Mid SAPS. Secondo ACEA sono designati C2, C3. Allo stesso modo, negli oli di cenere medi, la massa di cenere sarà di circa 0,6 ... 0,9%.
- Cenere bassa. Il contenuto minimo di additivi contenenti metalli. SAPS basso designato. Secondo ACEA sono designati C1, C4. Per basse ceneri, il valore corrispondente sarà inferiore allo 0,5%.
Si noti che in alcuni casi, gli oli con designazioni ACEA da C1 a C5 sono combinati in un gruppo chiamato "a basso contenuto di ceneri". vale a dire, tali informazioni possono essere trovate in Wikipedia. Tuttavia, questo non è del tutto corretto, poiché un tale approccio indica semplicemente che tutto ciò i lubrificanti sono compatibili con i convertitori catalitici e niente di più! Infatti sopra è riportata la corretta gradazione degli oli per contenuto di ceneri.
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Standard di cenere
Testare diversi campioni di olio
Esiste uno standard interstatale russo GOST 12417-94 "Prodotti petroliferi. Metodo per determinare le ceneri solfate, secondo il quale chiunque può misurare il contenuto di ceneri solfate dell'olio in prova, poiché ciò non richiede apparecchiature e reagenti complessi. Esistono anche altri standard, anche internazionali, per la determinazione del contenuto di ceneri, vale a dire ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51 575.
In primo luogo, va sottolineato che GOST 12417-94 definisce il contenuto di ceneri solfate come un residuo dopo la carbonizzazione di un campione, trattato con acido solforico e calcinato a peso costante. L'essenza del metodo di verifica è abbastanza semplice. Nella sua prima fase, una certa massa dell'olio testato viene prelevata e bruciata fino a ottenere un residuo carbonioso. quindi è necessario attendere che il residuo risultante si raffreddi e trattarlo con acido solforico concentrato. accendere ulteriormente a una temperatura di +775 gradi Celsius (è consentita una deviazione di 25 gradi in una direzione e nell'altra) fino a quando il carbonio non è completamente ossidato. Alla cenere risultante viene concesso un po' di tempo per raffreddarsi. Successivamente, viene trattato con acido solforico diluito (in volumi uguali con acqua) e calcinato alla stessa temperatura fino a quando il suo valore di massa diventa costante.
Sotto l'influenza dell'acido solforico, la cenere risultante sarà solfato, da cui, infatti, deriva la sua definizione. quindi confrontare la massa della cenere risultante e la massa iniziale dell'olio testato (la massa della cenere è divisa per la massa dell'olio bruciato). Il rapporto di massa è espresso in percentuale (ovvero, il quoziente risultante viene moltiplicato per 100). Questo sarà il valore desiderato del contenuto di ceneri solfate.
Per quanto riguarda il consueto contenuto di ceneri (di base), esiste anche uno standard statale GOST 1461-75 chiamato "Olio e prodotti petroliferi. Metodo per determinare il contenuto di ceneri", in base al quale l'olio di prova viene verificato per la presenza di varie impurità nocive in esso. A causa del fatto che comporta procedure complesse, e ancor di più per varie applicazioni, non presenteremo la sua essenza in questo materiale. Se lo si desidera, questo GOST può essere facilmente trovato su Internet.
Esiste anche un GOST 12337-84 russo "Oli motore per motori diesel" (ultima edizione del 21.05.2018/XNUMX/XNUMX). Indica chiaramente i valori di vari parametri per gli oli motore, compresi quelli domestici utilizzati negli ICE diesel di varie capacità. Indica i valori consentiti di vari componenti chimici, inclusa la quantità di depositi di fuliggine consentiti.
