От состояния моторного масла во многом зависят долговечность и безаварийность работа двигателя. Однако определить состав и физические параметры смазочной жидкости по внешнему виду невозможно. Для оценки качества масла его исследуют в специально аккредитованных лабораториях.
Эксперты с помощью специального оборудования определяют качественные показатели и характеристики образцов, процент их выработки, соответствие требованиям автопроизводителя.
Заказчиками независимой экспертизы моторного масла могут стать:
- Автовладельцы, желающие получить информацию о качестве того или иного продукта
- Оптовые покупатели масел (автомагазины, сервисные центры), планирующие приобрести крупную партию или начинающие работу с новым поставщиком
- Физические и юридические лица, проводящие сравнительную характеристику масел различных брендов
Инициировать экспертизу могут также государственные органы – например, таможня при прохождении груза через границу.
Цели и задачи экспертизы
Основная задача анализа масла – определение его качества. В ходе исследования изучают:
- Соответствие физических свойств продукта указанным производителем: в частности, вязкости масла при различных температурах, окислительной стабильности, коэффициента трения, склонности к образованию нагара, плотности, расхода
- Соответствие химического состава испытуемого образца заявленному производителем: исследуется, в основном, наличие и концентрация примесей, влияющих на работу двигателя – топлива (допустимо до 7 %), воды (должно быть до 0,5 %), антифриза (в среднем, до 0,05 %); также контролируются нитрование, степень окисления, содержание сажи (нормы установлены производителем)
- Присутствие в образце элементов износа: на ранней стадии износ деталей и узлов можно диагностировать по наличию в масле стружки металлов (алюминия, железа, меди, свинца, хрома, никеля, олова)
- Процент выработки масла (щелочное число): показателем контроля является деградация присадок, применяемых для модификации трения, снижения износа, антикоррозионного действия и др.; при снижении щелочного числа до 50-60 % от первоначального значения масло рекомендуется менять
- Возможное влияние качества масла на поломку автомобиля
- Определение более качественного вида масла
При сравнении различных марок масел на экспертизу предоставляются нераспечатанные канистры. При определении степени отработки ГСМ – две пробы: образец нового и бывшего в эксплуатации масла.
Порядок экспертной оценки
Исследование моторного масла проводится в несколько этапов. Самым объективным и полным считается сравнительный анализ, но ввиду высокой стоимости этот метод применяется относительно редко.
Наиболее прост и доступен, а потому популярен физико-химический анализ. Он заключается в изучении рабочих характеристик масла: вязкости, окислительной стабильности, коэффициента трения, плотности и сульфатной зольности, склонности к нагарообразованию, совместимости с каталитическими нейтрализаторами и т.д.
Если какой-то один из исследуемых показателей не соответствует заявленным стандартам, продукт признается некачественным.
Стоит заметить, что на правильность результатов экспертизы в некоторой степени влияют условия хранения, транспортировки и эксплуатации масла.
Изменение вязкостных свойств исследуют таким образом: сначала проводят анализ параметра вязкости до процесса термоокисления, а затем после него. Этот показатель влияет на защитные свойства масла, т.е. его способность к минимальному образованию нагара и соединений углерода – именно эти факторы вызывают коррозию металла.
Процесс окисления и изменения свойств масла запускается под действием высоких температур, соответствующих рабочим. Чем ниже показатель этих изменений, тем лучше для силового агрегата.
Содержание какие компонентов подлежит анализу?
Чтобы правильно интерпретировать результаты анализа масла, необходимо знать, какая роль отводится каждому компоненту, и в какой мере изменения его качеств могут повлиять на работоспособность двигателя.
В качестве модификаторов трения в моторных маслах используются соединения и комплексы молибдена (Mo). Они же отвечают за снижение уровня шума при работе мотора, проявляют антиокислительные свойства и существенно снижают износ деталей. Оптимальное количество Mo в маслах – 50-75ppm.
Комплекс присадок ZDDP включает фосфор (Р) и цинк (Zn). Их действие практически идентично – оба компонента обладают антиокислительными свойствами, способствуют снижению износа деталей, их защите от задиров и коррозии.
Очень редко в привычных для автолюбителей маслах встречается барий (Ва). Его действие направлено на защиту силового агрегата от коррозии и очищение поверхностей. В основном, барий используется в качестве диспергирующего и моющего компонента.
В состав большинства моторных масел входит сукцинимид бора, который является беззольным дисперсантом. Он нейтрализует кислоты, однако способен растворять антифрикционные и противоизносные присадки. Содержание бора (В) в свежем масле составляет, в среднем, 75ppm. В процессе выработки его содержание снижается.
Магний (Mg) и его соединения обладают целым комплексом качеств: моющими, нейтрализующими, диспергирующими, антикоррозийными, снижающими зольность и содержание серы.
Однако у присадок с магнием есть один существенный минус: они недостаточно эффективны в нейтрализации кислот по сравнению с кальциевыми добавками (Са). Характерно, что при неизменном щелочном числе часто возрастает кислотное. Данное явление указывает на то, что процесс нейтрализации замедлен. Именно поэтому в результатах анализа масел Са и Mg указывают в паре.
Олово (Sn) присутствует в материалах деталей двигателя (вкладышах, подшипниках, клапанах), поэтому может быть выявлено в отработанном образце при значительном износе этих элементов.
Свинец (Pb), обнаруженный при анализе масла, указывает на износ подшипников и вкладышей.
Содержание алюминия (Al) в свежих образцах не считается отклонением от нормы. Однако его присутствие в отработке может свидетельствовать об износе поршней, деталей маслонасоса, теплообменника.
Железо (Fe) в масле чаще всего появляется в результате притирки цепи ГРМ и звезд. Его количество увеличивается вместе с пробегом автомобиля.
Высокое, более 5-7ppm, содержание хрома (Cr) – следствие проблем с цилиндpо-поpшневой группой (норма – 1-2 ppm).
Довольно часто исследования как свежих, так и рабочих образцов масла фиксируют присутствие в них меди (Cu). Чаще всего это результат притирки деталей. Иногда следы меди появляются в отработках при летней эксплуатации.
Кремний (Si) свидетельствует о попадании в масло пыли и песка, его загрязнении силиконовыми герметиками при ремонтно-диагностических манипуляциях.
Другие параметры экспертной оценки
При анализе моторного масла оценке подлежат следующие основные параметры:
- Кинематическая вязкость
- Динамическая вязкость
- Антиоксидантная способность
- Кислотное число
- Температура вспышки и застывания
- Сульфатная зольность
- Испаряемость по NOACK
- Содержание серы
Кинематическая вязкость масла определяется при 40 °C и 100 °C. Анализ при 40 °C показывает степень снижения свойств отработанного продукта. Если этот показатель превышает уровень в свежем образце, значит, имеет место полимеризация продуктов сгорания.
Кинематическая вязкость при 100 °C должна соответствовать классификации SAE. Несоответствие отмечается нечасто и свидетельствует о производственной ошибке.
Динамическая вязкость (CCS) выражается в мПа∗с и должна соответствовать классификации SAE J300.
На антиоксидантную способность указывает так называемое щелочное число. В свежих маслах его значение колеблется от 5 до 12 мг на 1 г. В отработках при показателе менее 2.5 мг стимулируется повышение кислотности, что указывает на исчерпание ресурса щелочи. Такие продукты уже не справляются с поставленной задачей и требуют замены.
Кислотное число определяется методом ASTM D 974. Нормальный показатель в свежих образцах – от 1.5 до 3.0 мг. КОН на 1 г.
Температура вспышки масла определяется в градусах Цельсия. В открытом тигле этот параметр обычно около 225 °C, в закрытом – около 200 °C. Снижение показателя говорит о проникновении в моторную жидкость топлива.
Температура застывания также измеряется в градусах Цельсия. Параметр определяется опытным путем и зависит от внешних температур.
Сульфатная зольность указывает на присутствие в масле определенного количества продуктов сгорания металлосодержащих присадок. Оптимальный вариант – рекомендуемый уровень сульфатной зольности без отклонений в любую из сторон.
Испарение масс NOACK показывает, сколько масла сможет испариться за единицу времени (1 час) при +250 °C. Чем ниже этот показатель (он выражается в %), тем стабильнее термодинамика и меньше потери на испарение.
Количество серы в масле не должно превышать 0.03 %. Такой показатель указывает на безопасность и чистоту продукта, зависит от пакета используемых присадок.