щелочное число в масле лучше больше или меньше
Определение щелочного числа моторного масла (TBN)
Пользователи автомобилей выбирают лубриканты по допускам изготовителя, температурным параметрам и вязкости. Однако такая картина подбора не полная. Критически важным аспектом эффективности и долговечности смазок, является содержание щелочных элементов. Далее описан процесс определения щелочного числа моторного масла и что такое число TBN.
Для чего нужна щелочь в масле
Щелочное число в масле лучше больше или меньше? Во время эксплуатации транспортного средства, двигатель подвергается постоянным перегрузкам. Процесс сгорания топливовоздушной смеси сопровождается выделением осадочных компонентов кислотной природы.
Остатки формулы, попадая в картерный отсек, оседают на стенках силовой установки, провоцируя увеличение процесса окисления поверхностей. Это подвергает мотор интенсивному износу. Дополнительно, шламовые отложения постепенно нарушают циркуляцию основного лубриканта по причине сужения напорных магистралей. Действие дополнительно перегружает узлы конструкции.
Финальным последствием влияния кислот является масляное голодание подшипников и трущихся поверхностей. Это приводит к полной деструкции агрегатов и отказу двигателя.
Щелочные присадки выступают нейтрализаторами кислотных составляющих продуктов горения. При работе масла, основная часть формулы направлена на смазку и охлаждение силовой установки. Моющие компоненты – растворяют твердые отложения, препятствуют появлению новых шламов. Диспергенты отвечают за удерживание во взвешенном состоянии, расщепление новых кислот на нейтральные фракции безопасные для силового агрегата.
Основные щелочные присадки
В качестве щелочных присадок производители применяют комплекс веществ, состоящий из таких элементов:
Дополнительно можно встретить цинк, и другие элементы щелочного типа. Однако за основу принимается именно эта группа присадок.
На что влияет щелочное число моторного масла
При сгорании горючей смеси кислоты выделяются постоянно. Следовательно, нейтрализация щелочами должна происходить в течение всего периода эксплуатации автомобиля.
В процессе работы лубриканта, добавочные нейтрализаторы кислот постепенно расходуются на расщепление вредных веществ.
После определенной отметки расхода, масло теряет свойства и не может препятствовать образованию отложений.
Показатель TBN характеризует запас компонентов для эффективной защиты двигателя. Соответственно чем выше значение – тем лучше.
Показатели щелочи для дизеля и бензина
Щелочное число моторного масла характеризует способность смазки нейтрализовывать вредные кислоты. По природе химической формулы, дизельное топливо при сгорании выделяет большее количество кислот, чем бензины или этанольные смеси. Следовательно, для двигателей, работающих на солярке, показатель TBN будет максимальным ( примерно 10 мг). Бензиновые установки менее требовательны. Поэтому изготовители априори закладывают меньше мгКОН/г в масло (около 2 мг).
Способы определения щелочного числа
В 2019 году не существует определенной, общепринятой системы характеристики TBN. Институты мировых компаний предлагают различные способы определения показателя, разработанные по принципу предельной эффективности и рациональности.
Ниже приведены самые популярные и доступные способы.
Титрометрия
Процедура выполняется исключительно в химической лаборатории, при наличии реагентов и специализированного оборудования – титрометра.
Показатель щелочного числа определяется по расходу количества реагента, необходимого для проведения реакции. Конечный результат точен и не требует дополнительных исследований.
Вычислительный метод
Данная методика условна, но практикуется повсеместно.
Суть в ограничениях пропорций горючей смеси – по регламенту дизель не может содержать более 0,5 % сернистых компонентов.
Для вычислений, необходимо умножить показатель массовой доли серы на 20 единиц, для получения требуемого количества щелочи в масле. К примеру:
0,5% × 20 = 10 мг КОН/г, где:
Видео
Полноценные испытания и способы точного определения щелочного числа моторного масла «по карману» только компаниям, производящим лубриканты или гоночным командам. Доступные методы пользовательского уровня не обеспечивают достаточной точности и надежности. Поэтому автопроизводители рекомендуют руководствоваться указаниям технического паспорта транспортного средства.
Что означает щелочное число моторного масла?
Большинство автомобилистов, в той или иной мере, разбирается в классификации масел по вязкости и распространённым международным стандартам (API, ACEA и т. д.), которые указываются на лицевой стороне канистры. Однако о таком показателе, как щелочное число моторного масла, не все даже слышали. Давайте разберёмся, что означает этот параметр с теоретической и практической точки зрения.
Химический смысл щелочного числа
Щелочное число моторного масла (в англоязычной литературе обозначается аббревиатурой TBN) – это величина, указывающая на количество гидроксидов калия в одном грамме моторного масла. Единица измерения – мгКОН/г.
Как известно, щёлочь является некой противоположностью кислот. Большинство кислот, вне зависимости от химических элементов, их образующих, при взаимодействии со щелочами нейтрализуются. То есть теряют свою способность отдавать катион водорода и преобразовываются в менее активные химические соединения.
Гидроксид калия обладает одним из сильнейших свойств нейтрализации кислот. Одновременно с этим раствор КОН имеет мощные расщепляющие, растворяющие и моющие свойства. Это соединение, например, широко применяется при производстве промышленных моющих составов. Поэтому для моторных масел при подсчёте щелочного числа за базовый компонент взят именно гидроксид калия.
Практическое значение
Моторное масло работает в сложных условиях. Давление, высокие температуры, проникающее через кольца топливо, раскалённые газы и сажа – всё это ведёт к неизбежным химическим преобразованиям как базы, так и присадочных компонентов масла.
Под воздействием высоких температур и в присутствии кислорода происходит окисление моторного масла. Несмотря на то, что базовый состав, особенно синтетических моторных масел, имеет высокую химическую стабильность, при высокой температуре неизбежно формируются окислы.
Что плохого в окислах? По большому счёту, окисление моторного масла – это его выгорание. Ведь сам процесс горения – это с химической точки зрения реакция окисления с выделением тепла. А продукты такой реакции, то есть окислы, в большинстве своём представляют собой бесполезный балласт из химически нейтральных или малоактивных соединений.
Для краткого описания совокупности большинства подобных окислов существует даже особый термин – шлам. Продукты термического разложения масла, то есть шлам, оседают на поверхностях двигателя, что приводит к его загрязнению. Загрязнение мотора чревато перегревом. Также частицы шлама зачастую содержат и сверхтвёрдые окислы, которые работают как абразивы.
Часть окислов обладает химической активностью. Некоторые из них способны инициировать коррозионные процессы или локально разрушать неметаллические детали мотора (в основном резиновые уплотнители).
Гидроксид калия работает в двух направлениях:
При работе двигателя щелочное число моторного масла уменьшается, что является нормальным процессом.
Оценка щелочного числа моторного масла
Щелочное число почти всегда указывается на канистре с маслом на тыльной стороне этикетки. В настоящее время этот показатель варьируется в пределах от 5 (для самых простых и дешёвых смазочных материалов) до 14 мгКОН/г.
При прочих равных в дизельных моторах образуется больше окислов. Во-первых, это связано с составом топлива. Содержание серы в дизельном топливе значительно выше, чем в бензине. А сера склонна формировать различные оксиды при воздействии высоких температур.
Во-вторых, условия работы дизельного двигателя более суровые. Выше давление, выше температура в камере сгорания. Как следствие, активнее идёт процесс выгорания масла.
Поэтому для чисто дизельных масел нормальным считается щелочное число от 9 мгКОН/г и выше. У бензиновых моторов требования несколько занижены. Для нефорсированных двигателей, работающих на бензине, достаточным будет 7-8 мгКОН/г.
Однако есть масла, в которых щелочное число ниже. Это вовсе не означает, что масло плохое, и лучше избегать его использования. Нужно понимать, что моющие свойства у таких масел будут ниже. А это означает, что ближе к замене (когда и так изначально невысокое количество щёлочи снизится) ускорится процесс образования шлама. Поэтому масла с низким щелочным числом рекомендуется менять чаще.
Обратной стороной медали выступает и то, что с усилением пакета присадок снижается и щелочное число. То есть в теории, особенно для недорогих масел, как раз таки высокое щелочное число может указывать на обеднённый состав других важных присадок.
Рейтинг лучших моторных масел
Каким методом определяется щелочное число?
На сегодняшний день единой методики определения числа TBN не существует. Разными специалистами и научно-исследовательскими центрами предлагаются разнообразные способы определения этой характеристики смазочной жидкости, разработанные на основе разных показателей качества, набора присадок и лабораторных экспериментов.
Прибор для определения щелочного числа масла (титрометр)
Самая популярная на сегодняшний день методика по определению щелочного числа заключается в следующем: удельный вес серы, которая содержится в топливе умножается на 20. ГОСТы позволяют содержание только 0,5% серы в топливе, следовательно, при умножении величина щелочного числа получается равна 10.
Этот пример отражает действительную величину числа TBN для двигателей, работающих на дизельном топливе. Так как солярка обладает высоким процентом содержащейся серы, чем бензин, то число TBN смазочных жидкостей для дизельных двигателей выше
Этот метод является не единственным, и к нему рекомендуется относиться осторожно. Специалисты советуют автовладельцам руководствоваться официальными паспортами и сервисными книжками
Химические процессы, протекающие в смазочной системе двигателя
В то время как двигатель автомобиля работает, в камере сгорания происходят сложные химические процессы. Так, чтобы получить в камере взрывной эффект, в карбюраторе формируется смесь, которая включает в себя впрыскиваемое топливо и воздух.
Во время этого процесса происходит формирование соединения, которое при горении отрицательно воздействует на внутренние компоненты двигателя и эксплуатационные свойства смазок. Кислотные продукты горения увеличивают скорость протекания процесса коррозии и износа двигателя. На масло продукты горения также влияет негативно: под его воздействием смазка рано теряет химически активные присадки, необходимые для стабильной работы.
Если силовой агрегат ко всему прочему является и значительно изношенным, то прибавляется ещё одна проблема: повышается риск проникновения в картер отработанного газа вместе с продуктами горения, которые со временем начинают реакции окисление вместе со смазкой. А масло, содержащее в себе большое количество продуктов окисления, контактируя внутри двигателя с деталями, вызывает ускоренную коррозию и, как следствие, влияет на преждевременный вывод из строя.
Чтобы нейтрализовать негативное влияние кислотной среды используется щёлочь. Реакция нейтрализации кислотных продуктов, находящихся в составе моторного масла, протекает в картере; каналах, участвующих в подаче смазки. Набор присадок машинного масла, содержащих в своём составе щёлочные компоненты, эффективно нейтрализуют агрессивные кислотные продукты.
Со временем реакции нейтрализации протекают всё медленнее, подавляя меньшее число кислотностей, которые в свою очередь оседают на стенках и поверхностях смазочной системы, засоряя её. Это ведёт к тому, что ток смазки в каналах ухудшается, что может повлечь за собой массу проблем:
На что влияет щелочное число моторного масла
При сгорании горючей смеси кислоты выделяются постоянно. Следовательно, нейтрализация щелочами должна происходить в течение всего периода эксплуатации автомобиля.
В процессе работы лубриканта, добавочные нейтрализаторы кислот постепенно расходуются на расщепление вредных веществ.
После определенной отметки расхода, масло теряет свойства и не может препятствовать образованию отложений.
Показатель TBN характеризует запас компонентов для эффективной защиты двигателя. Соответственно чем выше значение – тем лучше.
Важно! Расчетные показатели щелочности производителя актуальны исключительно для высококачественных горючих смесей. Использование низкосортного топлива приводит к быстрому расходу примеси
Это явление нивелируется укороченным сервисным интервалом для двигателя.
Общий обзор брендов
Выбирая какое масло для двигателя лучше, внимание важно обращать на бренд. В некоторых случаях цена не соответствует качеству, так как приходится дополнительно платить за имя компании. Также следует учитывать, что в зависимости от основы, масла делятся на:
Также следует учитывать, что в зависимости от основы, масла делятся на:
Наибольшей популярностью пользуются синтетические и полусинетические смазки 5W-30 и 10W-40. Они подходят для практически всех транспортных средств. При этом в моторы автомобилей, возраст которых составляет несколько десятилетий, допускается заливать минеральные всесезонные масла. Изношенные моторы таких машин съедают до литра смазки на 100-1000 км пробега. Поэтому при таком расходе масла переплата за синтетику будет огромной, что и оправдывает использование минералки.
Вызывает выпадение осадка. Забивает масляный фильтр. Посредственно показывает себя на турбинированных моторах.
Имеет неплохой пакет антиокислительных присадок за свою цену.
Малозольные масла, по достаточно высокой цене. Смазка посредственно отводит тепло, поэтому не особо подходит для «горячих» моторов.
Заливка возможна только временно, например, при промывке форсунок. Для длительной эксплуатации не рекомендуется, так как оставляет налет и много осадка.
Японское масло с хорошими характеристиками и оптимальным пакетом присадок. В 2020 году компания обещает, что появится новинка, с увеличенным сроком службы.
После заливки мотор начинает работать тише. Компания выпускает различные виды смазки, которые находят применение в бензиновых, газовых и дизельных двигателях.
Одно из лучших моторных масел. При его использования многие автовладельцы отмечают снижение шума и вибрации мотора. Масло обладает прекрасными моющими свойствами.
Подходит для всех типов двигателей. При подборе масла рекомендуется ориентироваться на европейский стандарт смазок ACEA.
Значительная переплата за бренд. Масло нормального качества, но лучше взять другого бренда и дешевле.
Вкладывает в стоимость плату за бренд. Качество не соответствует цене.
Не самое лучшее масло. Может оставить осадок. На многих двигателях после заливки появляется вибрация.
Отлично показывает себя на поддержанных автомобилях.
Посредственные смазывающие способности, но привлекает бюджетной ценой.
При использовании масла снижается износ двигателя, так как компания имеет собственный запатентованный состав присадок.
Лучшее масло по соотношению цены к качеству. Бренд предоставляет возможность подбора масла для каждой марки автомобиля и модели двигателя.
Одно из лучших масел в бюджетном сегменте. Прекрасно справляется с возложенными на него функциями.
Согласно классификации по API масла делятся на Service и Commercial. Первые подходят для бензиновых двигателей, а вторые для дизельных.
Падение щелочи при эксплуатации двигателя
Моторные жидкости Katana Makuri и Shell Rimula с уровнем вязкости 10w40 обладают избытком щелочного показателя
Также стоит обратить внимание на добавку с кальциевой основой в смазке Katana Makuri. Эти смазочные продукты рекомендованы для использования в дизельных топливах EURO 3 с высоким содержанием серы
Газпромнефть и Shell Rimula R5 имеют в составе щелочные присадки на кальциевой основе, где уровень TBN на 30% выше, чем у рассмотренных выше. Этот запас щелочи соответствуют применению топлива EURO 5 с низким содержанием серы.
Другие смазочные продукты обладают низким показателем TBN, поскольку не имеют в составе присадок на магниевой и кальциевой основе. Таким образом, они уменьшают интервал замены масла и не имеют избытка щелочного числа.
Замена автомасла выполняется после анализа щелочного показателя на ТО. При этом критическое значение TBN, при котором выполняется замена, равно 4 мгКОНг.
Щелочное число
Щелочное число ( ЩЧ) характеризует концентрацию в котловой воде NaOH ( мг / л) ( образующегося при гидролизе Na3PO4); оно определяется путем умножения на 40 ( молекулярный вес iNaOH) количества миллилитров израсходованной децинормальной кислоты при титровании с фенолфталеином 100 мл воды.
Щелочное число ( ЩЧ) характеризует концентрацию в котловой воде NaOH ( мг / ке), образующегося при гидролизе Na3PO4: оно определяется путем умножения на 40 ( молекулярный вес NaOH) количества миллилитров израсходованной децинормальной кислоты при титровании с фенолфталеином воды в количестве 100 мл.
Щелочное число ( мг КОН / г) или число омыления — это количество едкого калия в мг, эквивалентное количеству серной кислоты, израсходованной на нейтрализацию всех компонентов основности масла, содержащихся в 1 г анализируемого продукта. По величине щелочного числа может быть дана оценка моюще-диспергирующим и антикоррозионным свойствам моторных масел.
Щелочное число котловой воды должно быть не меньше 30 мг / л при давлении выше 100 ати, 5 мг / л при давлении 30 — 100 ати и 100 мг / л при давлении ниже 30 ати.
Щелочное число сильных щелочей Щ — количество гидроокиси калия в миллиграммах, эквивалентное содержанию сильных щелочей в 1 г испытуемого продукта.
За щелочное число ( щелочность) принимают количество КОН в миллиграммах, эквивалентное количеству соляной кислоты, израсходованной на нейтрализацию всех щелочных соединений, содержащихся в I г анализируемого продукта. Щелочное число определяют путем растворения навески СОЖ в растворителе с последующим потенциометрическим титрованием полученного раствора соляной кислотой.
За щелочное число сильных оснований принимают количество едкого кали в миллиграммах, эквивалентное количеству соляной кислоты, израсходованной на нейтрализацию сильных оснований, содержащихся в 1 г анализируемого продукта.
Указанное минимально допустимое щелочное число котловой воды по мере накопления опыта эксплуатации котлов при режиме чисто фосфатной щелочности в дальнейшем необходимо уточнить. Контроль режима фосфатной щелочности часто приходится вести не по щелочному числу, а по общей щелочности котловой воды, пересчитанной на едкий натр.
Определение щелочного числа Обычно присадки содержат щелочные и щелочноземельные металлы, которые находятся в масле в виде растворенных металлорганических соединений и придают ему щелочную реакцию.
Между щелочным числом и количеством присадок, содержащихся в маслах существует определенная зависимость.
А — щелочное число 70 — 85 мг КОН / г и марка Б — щелочное число II0 — 130 мг ИОН / г. Содержание сульфоната кальция в присадке 18 — 20 мае. Сырьем для ее изготовления является базовое масло ДС-14 из смесей различных сернистых иефтей.
Щелочное число моторного масла
Щелочное число — это показатель, выражающая количество гидроксидов калия в 1 гр моторного масла. Он напрямую влияет на срок службы моторного масла. В обычных маслах этот показатель находится в диапазоне от 5 до 12 мг KOH на грамм.
Чем больше, тем лучше? Или нет?
В процессе сгорания топливно-воздушной смеси неизбежно образуются различные кислоты (особенно при использовании некачественного топлива с высоким содержанием серы), которые вызывают старение масла и даже способны вызывать коррозию. Именно для этого в моторное масло и добавляются щелочные присадки, нейтрализующие их.
Моющие свойства моторного масла характеризует наличие нейтральных солей, а не щелочное число. Поэтому невысокое содержание щелочи не является показателем моющих свойств.
Кроме того, высокий показатель TBN приводит к повышению сульфатной зольности, которая негативно влияет на катализаторы выхлопной системы, турбины, может оседать на маслосъемных кольцах, а в случае угара масла приводить к образованию твердых абразивных веществ.
Именно поэтому в последнее время получили среднезольные и малозольные масла c пониженным содержанием сульфатной золы, фосфора и серы.
Где смотреть?
Общее щелочное число обычно указывается в листе технического описания (TDS, Technical Data Sheet), а так же в паспортах качества. В иных случаях можно прибегнуть к поиску лабораторных анализов.
TBN — щелочное число моторного масла
Общее щелочное число (TBN, Total Base Number) — это показатель, который характеризует общую щелочность масла. Выражается количеством гидроокиси калия (KOH) в мг на 1 г смазочного материала. В маслах щелочное число повышают моющие и диспергирующие присадки, поэтому по этому показателю косвенно можно судить о сроке служба масла.
Зачем нужна щелочь в масле?
Процесс сгорания топлива в двигателе сопровождается выделением осадков кислотной природы. Попадая в картер, они провоцируют окисление поверхностей, что приводит к коррозии и образованию шламовых отложений, которые нарушают циркуляцию масла. Как итог — масляное голодание и отказ силового агрегата.
Щелочные компоненты необходимы для нейтрализации кислотных продуктов горения. Моющие присадки растворяют твердые отложения и препятствуют образованию новых, диспергирующие же удерживают твердые вещества во взвешенном состоянии и расщепляют кислоты на нейтральные фракции.
В процессе работы масла щелочные присадки постепенно расходуются. 
А кислотное (TAN), наоборот, растет.
Следует отметить, что в реальной жизни практически не бывает ситуаций, чтобы щелочное число приблизилось к нулю в результате выработки. Однако затягивать с заменой масла не стоит.
Высокое щелочное число — панацея?
Высокое щелочное число — отличное преимущество для клиентов, которые не сильно разбираются в параметрах моторных масел. Дело в том, что высокий показатель TBN повышает другой, очень важный фактор — содержание сульфатной золы, которая оказывает негативное влияние на каталитический нейтрализатор выхлопной системы, оседает на маслосъемных кольцах и клапанах. Кроме того, если головка поршня покроется твердым нагаром от высокозольного масла, хонинговальные риски, которые способствуют удержанию масляной пленки, начинают стираться. Последствия этого — «масложор», прогар клапанов, разрушение катализатора — тема для отдельной статьи.
Именно поэтому в последнее время получили распространение средне- и малозольные масла (Mid и Low SAPS), которые имеют сниженное содержание сульфатной золы и щелочи.
Важно понимать, что о моющих способностях масла свидетельствует содержание нейтральных солей, а не общее щелочное число TBN. Нейтральные соли не повышают TBN, поэтому низкое содержание щелочи не является показателем низкого качества моторного масла.
На качество моторного масла влияют не только моющие, но и антиокислительные, диспергирующие, противоизносные, противозадирные присадки, а так же качество базового масла.
Выбирать масла с высоким щелочным числом стоит в том случае, если качество топлива в вашем регионе оставляет желать лучшего. Высокое содержание серы приводит к быстрому окислению масла, поэтому масло с высоким TBN прослужит немного дольше.
Моторные масла RIXX содержат сбалансированный пакет присадок от ведущих мировых производителей: Lubrizol, Afton Chemical, BRB International BV.
Основные щелочные присадки
В качестве щелочных присадок производители применяют комплекс веществ, состоящий из таких элементов, как:
Измерение щелочного числа
Общепринятым методом определения щелочного общего щелочного числа (TBN) является метод ASTM D2896. Образец растворяют в хлорбензоле и ледяной уксусной кислоте и титруют хлорной кислотой в ледяной уксусной кислоте. Конечная точка определяется потенциометрическим титрованием со стеклянным индикаторным электродом внутри раствора и эталонным электродом, соединенным с раствором образца с помощью солевого мостика.