Щелочное число моторного масла

Базовое число моторного масла (сокращенно TBN в англоязычной литературе) — это значение, указывающее количество гидроксида калия в одном грамме моторного масла. Единица измерения мгКОН/г.

Химический смысл щелочного числа

Как известно, щелочь является своего рода противоположностью кислот. Большинство кислот, независимо от образующих их химических элементов, нейтрализуются при взаимодействии со щелочами. То есть они теряют способность отдавать катион водорода и превращаются в менее активные химические соединения.

Гидроксид калия обладает одним из самых сильных антацидных свойств. В то же время раствор КОН обладает мощными расщепляющими, растворяющими и моющими свойствами. Это соединение, например, широко используется в производстве промышленных моющих смесей. Поэтому для моторных масел при расчете щелочного числа за базовый компонент берется именно гидроксид калия.

Для чего требуется определять кислотное число в моторных маслах

Кислотное число (ЧЧ), определяемое в моторных маслах методом титрования, позволяет оценить количество кислотных компонентов в нем. Зная значение кислотного числа, можно оценить пригодность масла к дальнейшему использованию.

Важно отметить, что ЦЧ является лишь одним из критериев оценки качества масла, поэтому, если он находится в допустимых пределах, это не означает, что остальные показатели будут в норме.

Общий обзор брендов

Выбирая, какое моторное масло лучше, важно обращать внимание на марку. В некоторых случаях цена не соответствует качеству, так как за имя фирмы приходится доплачивать. Также следует помнить, что в зависимости от основы масла делятся на:

• Класс моторного масла 10w40

Также следует помнить, что в зависимости от основы масла делятся на:

• синтетический;
• полусинтетика;
• минеральная.

Наиболее популярны синтетические и полусинтетические смазки 5W-30 и 10W-40. Они подходят практически ко всем автомобилям. При этом минеральные всесезонные масла разрешено заливать в двигатели автомобилей, которым несколько десятков лет. Изношенные двигатели таких машин потребляют до литра смазки на 100-1000 км пробега. Поэтому при таком расходе масла переплата за синтетику будет огромной, что оправдывает использование минералки.

Бренд	Примечание
Кастрол	Вызывает осадки. Забивает масляный фильтр. Показывает посредственно на турбированных двигателях.
ИВЛ	Имеет хороший пакет антиоксидантных присадок для своей цены.
Дженерал Моторс	Масла малозольные, по достаточно высокой цене. Смазка плохо проводит тепло, поэтому для «горячих» двигателей она не особо подходит.
Г Энергия	Заполнение возможно только временно, например, при промывке форсунок. Не рекомендуется для длительной эксплуатации, так как оставляет налет и много осадка.
Идемицу	Японское масло с хорошими характеристиками и оптимальным пакетом присадок. В 2020 году компания обещает появление нового продукта с увеличенным сроком службы.
Кикс	После заправки двигатель начинает работать тише. Компания производит различные виды смазочных материалов, которые используются в бензиновых, газовых и дизельных двигателях.
Ликвид Моли	Одно из лучших моторных масел. При его использовании многие автовладельцы отмечают снижение шума двигателя и вибраций. Масло обладает отличными моющими свойствами.
Маннол	Подходит для всех типов двигателей. При выборе масла рекомендуется ориентироваться на европейский стандарт смазочных материалов ACEA.
МОБИЛЬНЫЙ 1	Существенная переплата за бренд. Масло нормального качества, но лучше взять другой марки и подешевле.
Мотюль	Инвестирует в стоимость плату за бренд. Качество не соответствует цене.
ОБОЛОЧКА Хеликс	Не лучшее масло. Может оставить осадок. Многие двигатели вибрируют после заправки.
Синтек	Отлично работает на подержанных автомобилях.
ТНК	Посредственная смазывающая способность, но привлекает бюджетной ценой.
ВСЕГО кварца	При использовании масла снижается износ двигателя, так как у компании есть собственный состав присадок.
ЗИК	Лучшее масло по соотношению цена-качество. Бренд предлагает возможность подобрать масло для каждой марки автомобиля и модели двигателя.
Лукойл	Одно из лучших масел в бюджетном сегменте. Он отлично справляется с возложенными на него функциями.

По классификации API масла делятся на Сервисные и Коммерческие. Первое подходит для бензиновых двигателей, второе — для дизельных.

Падение щелочи при эксплуатации двигателя

Моторные жидкости Katana Makuri и Shell Rimula с уровнем вязкости 10w40 имеют избыток щелочных

Также следует обратить внимание на присадку с кальциевой основой в смазку Katana Makuri. Эти смазочные материалы рекомендованы для использования в дизельном топливе с высоким содержанием серы ЕВРО 3

«Газпромнефть» и Shell Rimula R5 имеют щелочные присадки на основе кальция, в которых уровень TBN на 30% выше, чем рассмотренные выше. Этот резерв щелочи соответствует использованию топлива ЕВРО 5 с низким содержанием серы.

Другие смазочные материалы имеют низкий показатель TBN, поскольку не содержат присадок на основе магния и кальция. Таким образом, они сокращают интервал замены масла и не имеют избыточного базового числа.

Замена автомобильного масла осуществляется после анализа щелочного индикатора на ТО. При этом критическое значение TBN, при котором осуществляется замена, составляет 4 мгKOg.

Как определить показатель щелочного числа в масле

Показатель щелочности имеет аббревиатуру TBN. Он указан на упаковке смазки. Общий уровень TBN смазочного материала представляет собой сумму всех присадок и различных присадок, содержащихся в моторном масле. Это свойство измеряется массой гидроксида калия, которая содержится в одном грамме продукта.

Повышение кислотности

Для моторных масел также используется такая величина, характеризующая его химические свойства, как кислотное число. В процессе эксплуатации смазки повышается кислотность за счет развития нейтрализующих свойств присадок.

При попадании воды в масло кислотность может значительно возрасти. Причинами, по которым повышается кислотное число, могут быть неисправности в работе двигателя – высокий износ поршневых колец, дефекты стенок цилиндров.

Снижение щелочности ниже порога, указанного производителем, означает исчерпание ресурса и предполагает замену масла и масляного фильтра. Если этот показатель падает ниже 50% от исходного значения, масло считается отработанным и подлежит замене.

Автолюбителям не обязательно знать, насколько упало базовое число, достаточно поддерживать автомобиль в исправном состоянии и проводить плановую замену смазочных материалов.

В диагностической лаборатории можно определить количество щелочных и кислотных компонентов на единицу массы моторного масла, но такой дорогой тест не имеет практического смысла, т.к дешевле заменить.

Замену можно произвести без применения специальной промывки, залив порцию нормального масла и проехав небольшое расстояние. «Свежие» присадки в нем нейтрализуют остатки старых кислотных продуктов, оставшихся в масляной системе двигателя, и после этого можно будет заливать новую рабочую часть смазочного материала.

В заключение можно добавить, что заливая в машину масло с неизвестными свойствами, владельцы рискуют необратимо повредить двигатель.

Аддитивные разработки и испытания — наукоемкий процесс, требующий наличия соответствующей материально-технической базы и испытательной лаборатории. В домашних условиях точно повысить щелочность до нужного уровня простым добавлением КОН невозможно — применяемая в промышленности технология введения компонентов-аддитивов сложна и многоступенчата, воспроизвести ее в быту невозможно.

Температура вспышки (flash point)

Температура вспышки – это самая низкая температура, при которой пары смазочного материала образуют смесь с воздухом, которая воспламеняется при контакте с огнем. Само масло еще не воспламенено. Параметр характеризует наличие в масле летучих фракций, которые при смешивании с воздухом образуют горючую смесь.

Чем ниже этот показатель, тем ниже расход отходов и тем выше качество базовых масел. Определяют в открытом или закрытом тигле, в последнем случае она ниже на 20-25 градусов.

Испаряемость по методу Ноака

Испаряемость NOACK — показатель, определяющий, сколько масла будет израсходовано в течение часа при температуре 250 градусов Цельсия. Испаряемость зависит от качества базовых масел, так как этот показатель зависит от наличия легких летучих фракций.

Хорошие масла имеют летучесть ниже 14%. Испаряемость NOACK характеризует склонность масла к выгоранию/испарению. Испаряемость PLA выражается в процентах, и чем меньше это число, тем меньше расход масла на угар.

На что влияет щелочное число моторного масла

При сгорании горючей смеси постоянно выделяются кислоты. Поэтому нейтрализация щелочами должна проходить в течение всего периода эксплуатации автомобиля.

В процессе работы смазки постепенно расходуются дополнительные нейтрализаторы кислоты для расщепления вредных веществ.

После определенного расхода масло теряет свои свойства и не может предотвратить образование отложений.

Показатель TBN характеризует запас компонентов для эффективной защиты двигателя. Следовательно, чем выше значение, тем лучше.

Важно! Оценки щелочности производителя актуальны только для высококачественных горючих смесей. Использование некачественного топлива приводит к быстрому расходу примесей. Это явление компенсируется сокращенным межсервисным интервалом двигателя.

Индекс TBN

В обозначении моторного масла помимо таких параметров, как вязкость и температурный режим, указывается показатель TBN – щелочное число. Это значение соответствует общему содержанию (мг) щелочных присадок в 1 г масел.

В бензиновых карбюраторных двигателях требования к содержанию щелочных компонентов не столь высоки — в 1г моторного масла может содержаться 2-3 мг нейтрализующего состава. Для двигателей, работающих на топливе с высоким процентным содержанием серы, тяжелонагруженных дизелей рекомендуется применять масло, щелочное число которого выше, содержание гидроксидов в нем может достигать десятков мг/г.

Рекомендуются масла с высоким щелочным числом

Каждый разработчик добавок стремится найти оптимальное щелочное число, изменяя состав добавок. Если в состав будет введено слишком много гидроксидов, это также приведет к началу коррозионных процессов, а по мере ее развития будут накапливаться зольные отложения.

Химические процессы, протекающие в смазочной системе двигателя

Во время работы двигателя автомобиля в камере сгорания происходят сложные химические процессы. Так, для получения взрывного эффекта в камере в карбюраторе образуется смесь, в состав которой входит впрыскиваемое топливо и воздух.

В ходе этого процесса образуется соединение, которое при сгорании отрицательно влияет на внутренние узлы двигателя и эксплуатационные характеристики смазочных материалов. Кислотные продукты сгорания увеличивают скорость коррозии и износа двигателя. Негативно на масло влияют и продукты сгорания: под их воздействием смазка рано теряет химически активные присадки, необходимые для стабильной работы.

Если помимо всего прочего силовой агрегат еще и значительно изношен, возникает еще одна проблема: возрастает риск попадания в картер выхлопных газов вместе с продуктами сгорания, которые со временем запускают реакции окисления вместе со смазкой. А масло, содержащее большое количество продуктов окисления, при попадании на детали внутри двигателя вызывает ускоренную коррозию и, как следствие, влияет на преждевременный выход из строя.

Щелочь используется для нейтрализации негативного воздействия кислой среды. В картере двигателя происходит реакция нейтрализации кислых продуктов, входящих в состав моторного масла; каналы, участвующие в подаче смазки. Комплекс присадок к моторным маслам, содержащий щелочные компоненты, эффективно нейтрализует агрессивные кислотные продукты.

• Через сколько меняют масло в двигателе: от чего зависит интервал

Со временем реакции нейтрализации замедляются, подавляя меньшее количество кислот, которые в свою очередь оседают на стенках и поверхностях системы смазки и забивают ее. Это приводит к ухудшению потока смазки в каналах, что может привести ко многим проблемам:

• «масляное голодание» распределительного вала (за этим обычно следует быстрый износ шеек подшипников);
• также из-за этого вкладыши на коленчатом валу могут преждевременно начать работать, так как в каналах блокируется циркуляция смазки.

Щелочное число в моторном масле лучше больше или меньше

Многие автолюбители сомневаются, лучше ли базовое число в масле больше или меньше. И какой оптимальный показатель для смазочной жидкости. На самом деле, рассчитать оптимальное соотношение TBN непросто.

Специалисты считают, что уровень TBN напрямую зависит от процентного содержания серы в топливе. У бензиновых и дизельных двигателей эта характеристика принципиально отличается.

Оптимальное щелочное число в моторном масле

При выборе оптимального соотношения следует понимать, что содержание серы в бензине и дизеле сильно различается.

Поэтому оптимальные показатели для таких автомобилей будут другими:

1. Для бензиновых двигателей оптимальная цифра от 8 до 9 единиц;
2. Для дизельных автомобилей оптимальным показателем является уровень от 11 до 14 единиц.

Недостатки слишком высокого показателя щелочности

Многие производители используют различные добавки для улучшения характеристик продукта, что, в свою очередь, может привести к чрезмерной щелочности.

Высокий уровень не так опасен, как низкий. В процессе эксплуатации автомобиля это число постепенно уменьшается. Поэтому не стоит переживать, что вы используете продукт в бензиновом двигателе, например, с показателем 10. Самое главное, чтобы он соответствовал допускам вашего автомобиля.

За что отвечает этот показатель

Этот уровень определяет способность смазки нейтрализовать действие вредных кислот, попадающих в систему ДВС при работе двигателя. Такой результат достигается за счет действия моющих и диспергирующих добавок. Как правило, эти добавки содержат калий, магний, барий и натрий. Это позволяет предотвратить появление отложений на элементах системы ДВС, в результате чего продлевается срок службы двигателя.

Практическое значение

Моторное масло работает в сложных условиях. Давление, высокие температуры, попадание топлива в кольца, горячие газы и копоть – все это приводит к неизбежным химическим превращениям как базовых, так и присадочных компонентов масла.

Под воздействием высоких температур и в присутствии кислорода моторное масло окисляется. Хотя базовый состав, особенно синтетические моторные масла, обладает высокой химической стабильностью, при высоких температурах неизбежно образуются оксиды.

Что не так с оксидами? По большому счету, окисление моторного масла – это его выгорание. Ведь сам процесс горения, с химической точки зрения, представляет собой реакцию окисления с выделением тепла. А продукты такой реакции, то есть оксиды, в большинстве своем представляют собой бесполезный балласт из химически нейтральных или неактивных соединений.

Для краткой характеристики совокупности большинства этих оксидов существует даже специальный термин — шлам. Продукты термического разложения масла, то есть шлам, оседают на поверхностях двигателя, что приводит к загрязнению. Грязный двигатель может стать причиной перегрева. Кроме того, частицы шлама часто содержат сверхтвердые оксиды, действующие как абразивы.

Некоторые оксиды химически активны. Некоторые из них способны инициировать коррозионные процессы или локально разрушать неметаллические детали двигателя (преимущественно резиновые прокладки).

Гидроксид калия работает в двух направлениях:

• частичная нейтрализация образующихся кислот;
• дробление шламовых соединений на максимально мелкие фракции и предотвращение их образования.

Когда двигатель работает, щелочное число моторного масла падает, что является нормальным процессом.

Норма TBN

Базовое число моторного масла почти всегда указано на обратной стороне тары.

Этот показатель может варьироваться от 5 (в самых простых и дешевых смазках) до 14 мгКОН/г.

Как правило, моторные масла для дизельных двигателей имеют более высокое щелочное число. Это связано с несколькими факторами:

Дизель содержит больше серы, чем бензин, а сера имеет тенденцию образовывать различные оксиды при нагревании. Условия эксплуатации дизельных двигателей более тяжелые, чем у бензиновых: у них выше давление и температура в камере сгорания; в результате процесс выгорания масла идет более активно.

В связи с этим для чистых дизельных масел нормальным считается базовый показатель 9 мгКОН/г и выше. Для бензиновых двигателей требования не столь высоки – для нефорсированных двигателей вполне достаточно 7-8 мгКОН/г.

Если щелочное число масла ниже, это не значит, что оно плохое – просто моющие свойства будут не слишком высокими, и менять такой продукт придется чаще.

Кроме того, стоит отметить, что чем богаче пакет присадок моторного масла, тем ниже щелочное число. Таким образом, теоретически высокое значение TBN может указывать на обедненный состав других важных присадок.

Кислотность масла двигателя что это

Щелочность и кислотность масел (щелочность, кислотность). Рафинированное минеральное масло обычно химически нейтрально. В моторные и трансмиссионные масла добавляют щелочные присадки для нейтрализации кислот, образующихся в процессе эксплуатации при сгорании кислого дизеля или окислении молекул углеводородного масла.

Обычно эту задачу выполняют детергенты и диспергаторы – детергенты (ПАВ). Чем выше щелочность масла, тем дольше срок его службы. Поэтому для моторных и трансмиссионных масел в качестве эксплуатационного показателя указывается общее щелочное число TBN. В некоторые индустриальные масла (охлаждающие жидкости, смазки и др.) добавляют активные сернистые присадки, имеющие слабокислую реакцию.

В связи с этим в качестве показателя химических свойств указывается общее кислотное число TAN. Этот показатель иногда определяют при анализе рабочего или отработанного масла как показатель степени окисления масла и накопления кислых продуктов сгорания топлива.

Щелочность и кислотность масел выражают в количестве (в мг) гидроксида калия (КОН), соответствующем содержанию всех видов щелочей в 1 г масла или необходимом для нейтрализации всех кислот в 1 г масла — для обоих щелочность и кислотность размерность одинакова (мг КОН/1 г масла).

Для определения кислотности проводят титрование гидроксидом калия (КОН), а для определения щелочности — соляной кислотой (НСl). В настоящее время для этих целей чаще используют метод потенциометрического титрования.

В документах, сопровождающих товарную продукцию смазочных материалов, щелочность и кислотность выражаются через:

• общее щелочное число (TBN),
• номер нейтрализации,
• общее кислотное число (ОКЧ),
• число сильных кислот (САН).

• Общее щелочное число, TBN, указывает на общую щелочность масла, включая добавление щелочных детергентов и диспергаторов. Общее щелочное число выражается как количество гидроксида калия (КОН) в мг, что соответствует количеству всех щелочных компонентов, присутствующих в 1 г масла (мг КОН/г).

Моторное масло должно иметь определенную щелочность для сохранения моющих свойств, способности нейтрализовать кислоты и подавлять коррозионные процессы. Чем больше щелочное число, тем большее количество кислот, образующихся при окислении масла и сгорании топлива, может быть преобразовано в нейтральные соединения.

В противном случае эти кислоты вызывают коррозионный износ деталей двигателя и увеличивают образование отложений. По мере работы масла в двигателе щелочное число неизбежно падает и расходуются нейтрализующие присадки.

Такое снижение имеет допустимые пределы, когда считается, что масло утратило свою эффективность. Считается, что при снижении щелочности масла примерно на 50% от первоначального значения масло следует заменить.

Щелочное число масла определяют потенциометрическим титрованием соляной кислотой по ASTM D 664, ГОСТ 11362-96, ISO 6619-88 или более новым методам потенциометрическим титрованием хлорной кислотой по DIN ISO 37 ASTM D 2896-98 (согласно эти методы Значение TBN примерно на 2-3 единицы выше, чем ASTM D 664).

Для анализа рабочих масел, нейтрализация которых протекает медленно, предпочтительным является метод ASTM D 4739.

Число нейтрализации (число нейтрализации, neut number) указывает на щелочность или кислотность масла и выражается как количество соляной кислоты (НС1) или гидроксида калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации оснований или кислот, присутствующих в 1 г масла масло.

Число нейтрализации определяют потенциометрическим титрованием (по ASTM D 664) или колориметрическим титрованием (ISO 6619, ISO 753 DIN 51 558, ASTM D 974, ГОСТ 11362-96).

Общее кислотное число TAN (общее кислотное число). Как моторные, так и трансмиссионные масла могут содержать как кислотные, так и щелочные компоненты, содержание которых можно определить отдельно.

Кислотные компоненты в новом масле обладают особой кислотностью, не оказывающей заметного влияния на коррозию металла и называемой общим кислотным числом масла (ОКЧ). TAN масла выражается через количество гидроксида калия (КОН) в мг, необходимое для нейтрализации слабых кислот, присутствующих в 1 г масла, и определяется по стандартным методикам ASTM D 664 и ГОСТ 113-62.

При анализе масел для автоматических трансмиссий (ATF)), то также как и трансмиссионные и моторные масла, TAN иногда определяют как один из показателей, характеризующих образование кислот при окислении масел.

Число сильных кислот SAN (сильнокислотное число). В автомобильных маслах не должно быть сильных кислот, но они могут образоваться при длительной эксплуатации моторного масла.

Наличие в масле сильных кислот означает необходимость замены масла, так как такие кислоты вызывают интенсивный коррозионный износ и образование шлама. SAN, как и TAN, выражается количеством КОН, необходимым для нейтрализации соответствующих (сильных) кислот.

Каким методом определяется щелочное число?

На сегодняшний день не существует единого метода определения количества ТБН. Разные специалисты и исследовательские центры предлагают ряд способов определения этого свойства смазочной жидкости, разработанных на основе различных показателей качества, набора присадок и лабораторных экспериментов.

Самый популярный метод определения щелочного числа на сегодняшний день следующий: удельный вес серы в топливе умножается на 20. ГОСТы допускают только 0,5% серы в топливе, поэтому при умножении значение щелочного числа равно 10.

Этот пример отражает фактическое TBN для дизельных двигателей. Так как дизель имеет более высокий процент содержания серы, чем бензин, общее щелочное число смазочных материалов для дизельных двигателей выше

Этот метод не единственный, и к нему рекомендуется относиться с осторожностью. Эксперты советуют автовладельцам ориентироваться на официальные паспорта и сервисные книжки

Как работают щелочные присадки

Минеральное масло, прошедшее процесс очистки, является химически нейтральным веществом. Но при работающем двигателе сгорание топлива стимулирует образование кислот, оседающих на металле.

Между ними и смазкой начинается химическая реакция, которая приводит к коррозии и сокращает срок службы механизма, поэтому кислотные соединения необходимо нейтрализовать.

А так как кислоту нейтрализуют щелочью (факт из школьной программы), то в смазочные смеси добавляют щелочные присадки — чаще всего эту функцию возлагают на водорастворимые моющие средства.

От уровня содержания таких присадок напрямую зависит время работы смазки и ее способность защищать механизм от последствий окисления.

Поэтому требования к базовому числу масла (обозначаемому как TBN) продиктованы необходимостью защитить двигатель автомобиля от повреждений и продлить срок его службы.

рассчитать оптимальное щелочное число моторного масла достаточно сложно. Производители, стремясь улучшить характеристики смазочных материалов, экспериментируют с составом моющих присадок.

Также следует помнить, что если щелочных присадок слишком много, это в не меньшей степени способствует возникновению коррозионных процессов, а также вызывает со временем зольные отложения на деталях двигателя.