Caratteristiche degli oli motore
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Caratteristiche degli oli motore mostrare come si comporta l'olio in diverse condizioni di temperatura e carico, aiutando così il proprietario dell'auto a selezionare correttamente il fluido lubrificante per il motore a combustione interna. Quindi, nella scelta, è utile prestare attenzione non solo alla marcatura (ovvero alla viscosità e alle tolleranze delle case automobilistiche), ma anche alle caratteristiche tecniche degli oli motore, come viscosità cinematica e dinamica, numero di base, contenuto di ceneri solfate , volatilità e altri. Per la maggior parte dei proprietari di auto, questi indicatori non dicono nulla. R, infatti, nascondono la qualità dell'olio, il suo comportamento sotto carico e altri dati operativi.
Quindi, imparerai in dettaglio i seguenti parametri:
- Viscosità cinematica;
- Viscosità dinamica;
- Indice di viscosità;
- volatilità;
- capacità di cokefazione;
- contenuto di ceneri solfate;
- numero alcalino;
- Densità;
- Punto d'infiammabilità;
- punto di scorrimento;
- additivi;
- Tutta la vita.
Le principali caratteristiche degli oli motore
Passiamo ora ai parametri fisici e chimici che caratterizzano tutti gli oli motore.
La viscosità è la proprietà principale, grazie alla quale viene determinata la capacità di utilizzare il prodotto in vari tipi di motori a combustione interna. Può essere espresso in unità di viscosità cinematica, dinamica, condizionata e specifica. Il grado di duttilità del materiale del motore è determinato da due indicatori: viscosità cinematica e dinamica. Questi parametri, insieme al contenuto di ceneri solfate, al numero di basi e all'indice di viscosità, sono i principali indicatori della qualità degli oli motore.
Viscosità cinematica
Grafico della dipendenza della viscosità dalla temperatura dell'olio motore
La viscosità cinematica (alta temperatura) è il parametro operativo di base per tutti i tipi di oli. È il rapporto tra la viscosità dinamica e la densità di un liquido alla stessa temperatura. La viscosità cinematica non influisce sulle condizioni dell'olio, determina le caratteristiche dei dati di temperatura. questo indicatore caratterizza l'attrito interno della composizione o la sua resistenza al proprio flusso. Descrive la fluidità dell'olio a temperature di esercizio di +100°C e +40°C. Unità di misura - mm² / s (centiStokes, cSt).
In parole povere, questo indicatore mostra la viscosità dell'olio dalla temperatura e consente di stimare la velocità con cui si addenserà quando la temperatura scende. Dopotutto meno l'olio cambia la sua viscosità al variare della temperatura, maggiore è la qualità dell'olio.
Viscosità dinamica
La viscosità dinamica dell'olio (assoluta) mostra la forza di resistenza del fluido oleoso che si manifesta durante il movimento di due strati di olio, distanti 1 cm l'uno dall'altro, che si muovono ad una velocità di 1 cm/s. La viscosità dinamica è il prodotto della viscosità cinematica dell'olio e della sua densità. Le unità di questo valore sono Pascal secondi.
In poche parole, mostra l'effetto della bassa temperatura sulla resistenza all'avviamento di un motore a combustione interna. E minore è la viscosità dinamica e cinematica alle basse temperature, più facile sarà per il sistema di lubrificazione pompare olio a basse temperature e per il motorino di avviamento girare il volano ICE durante un avviamento a freddo. Anche l'indice di viscosità dell'olio motore è di grande importanza.
Indice di viscosità
Il tasso di diminuzione della viscosità cinematica all'aumentare della temperatura è caratterizzato da indice di viscosità oli. L'indice di viscosità valuta l'idoneità degli oli per determinate condizioni operative. per determinare l'indice di viscosità, confrontare la viscosità dell'olio a diverse temperature. Più è alto, meno la viscosità dipende dalla temperatura e quindi migliore è la sua qualità. In poche parole, L'indice di viscosità indica il "grado di assottigliamento" dell'olio.. Questa è una quantità adimensionale, cioè non si misura in nessuna unità - è solo un numero.
Più basso è l'indice viscosità olio motore più l'olio si assottiglia, cioè. lo spessore del film d'olio diventa molto piccolo (a causa del quale aumenta l'usura). Più alto è l'indice viscosità dell'olio motore, meno olio si assottiglia, cioè. viene fornito lo spessore del velo d'olio necessario per proteggere le superfici di sfregamento.
Oli ad alto indice garantiscono le prestazioni del motore a combustione interna in un intervallo di temperatura più ampio (ambiente). Di conseguenza, viene fornito un più facile avviamento del motore a combustione interna alle basse temperature e uno spessore sufficiente del velo d'olio (e quindi la protezione del motore a combustione interna dall'usura) alle alte temperature.
Gli oli motore minerali di alta qualità hanno solitamente un indice di viscosità di 120-140, semisintetici 130-150, sintetici 140-170. Questo valore dipende dall'applicazione nella composizione degli idrocarburi e dalla profondità di trattamento delle frazioni.
Qui è necessario un equilibrio e, nella scelta, vale la pena considerare i requisiti del produttore del motore e le condizioni dell'unità di potenza. Tuttavia, maggiore è l'indice di viscosità, maggiore è l'intervallo di temperatura in cui l'olio può essere utilizzato.
Evaporazione
L'evaporazione (detta anche volatilità o rifiuto) caratterizza la quantità di massa del fluido lubrificante che è evaporata nell'arco di un'ora alla sua temperatura di +245,2°C e ad una pressione di esercizio di 20 mm. rt. Arte. (± 0,2). Conforme allo standard ACEA. Misurato come percentuale della massa totale, [%]. Viene eseguito utilizzando uno speciale apparato Noack secondo ASTM D5800; DIN 51581.
Di quello maggiore viscosità dell'olio, il ha una volatilità inferiore secondo Noak. I valori di volatilità specifici dipendono dal tipo di olio base, ovvero impostati dal produttore. Si ritiene che una buona volatilità sia nell'intervallo fino al 14%, sebbene in vendita si trovino anche oli la cui volatilità raggiunge il 20%. Per gli oli sintetici, questo valore di solito non supera l'8%.
In generale, si può affermare che minore è il valore di volatilità di Noack, minore è il burnout dell'olio. Anche una piccola differenza - 2,5 ... 3,5 unità - può influire sul consumo di olio. Un prodotto più viscoso brucia meno. Ciò è particolarmente vero per gli oli minerali.
Carbonizzazione
In parole semplici, il concetto di coke è la capacità di un olio di formare nel suo volume resine e depositi che, come è noto, sono impurità nocive in un fluido lubrificante. La capacità di cokefazione dipende direttamente dal grado della sua purificazione. Ciò è anche influenzato dall'olio base originariamente utilizzato per creare il prodotto finito, nonché dalla tecnologia di produzione.
L'indicatore ottimale per oli con un alto livello di viscosità è il valore 0,7%. Se l'olio ha una bassa viscosità, il valore corrispondente potrebbe essere compreso tra 0,1 e 0,15%.
Contenuto di ceneri solfatate
Il contenuto di ceneri solfate dell'olio motore (ceneri solfate) è un indicatore della presenza di additivi nell'olio, che includono composti metallici organici. Durante il funzionamento del lubrificante, vengono prodotti tutti gli additivi e gli additivi: si bruciano, formando la stessa cenere (scorie e fuliggine) che si deposita su pistoni, valvole, anelli.
Il contenuto di ceneri solfatate dell'olio limita la capacità dell'olio di accumulare composti di cenere. Questo valore indica la quantità di sali inorganici (ceneri) che rimangono dopo la combustione (evaporazione) dell'olio. Non possono essere solo i solfati (che "spaventano" i proprietari di auto, le auto con motori in alluminio che hanno "paura" dell'acido solforico). Il contenuto di ceneri è misurato come percentuale della massa totale della composizione, [% massa].
In generale, i depositi di cenere ostruiscono i filtri antiparticolato diesel e i catalizzatori della benzina. Tuttavia, questo è vero se c'è un consumo significativo di olio ICE. Va notato che la presenza di acido solforico nell'olio è molto più critica dell'aumento del contenuto di ceneri solfate.
Nella composizione degli oli pieni di ceneri, la quantità di additivi appropriati può superare leggermente l'1% (fino all'1,1%), negli oli con ceneri medie - 0,6 ... 0,9%, negli oli a basso contenuto di ceneri - non più dello 0,5% . Rispettivamente, più basso è questo valore, meglio è.
Oli a basso contenuto di ceneri, i cosiddetti Low SAPS (sono etichettati secondo ACEA C1, C2, C3 e C4). Sono l'opzione migliore per i veicoli moderni. Solitamente utilizzato nelle auto con sistema di post-trattamento dei gas di scarico e nelle auto alimentate a metano (con GPL). Il contenuto critico di ceneri per i motori a benzina è dell'1,5%, per i motori diesel è dell'1,8% e per i motori diesel ad alta potenza è del 2%. Ma vale la pena notare che gli oli a basso contenuto di ceneri non sono sempre a basso contenuto di zolfo, poiché un basso contenuto di ceneri è ottenuto da un numero di base inferiore.
Additivi Full Ash, sono anche Full SAPA (con marcatura ACEA A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5). Influiscono negativamente sui filtri DPF e sui catalizzatori a tre stadi esistenti. Tali oli non sono consigliati per l'uso in motori dotati di sistemi ambientali Euro 4, Euro 5 ed Euro 6.
L'alto contenuto di ceneri solfate è dovuto alla presenza di additivi detergenti contenenti metalli nella composizione dell'olio motore. Tali componenti sono necessari per prevenire depositi carboniosi e formazione di vernice sui pistoni e per conferire agli oli la capacità di neutralizzare gli acidi, caratterizzati quantitativamente dal numero di basi.
Numero alcalino
Questo valore caratterizza per quanto tempo l'olio può neutralizzare gli acidi ad esso dannosi, che causano l'usura corrosiva delle parti del motore a combustione interna e favoriscono la formazione di vari depositi di carbonio. L'idrossido di potassio (KOH) è usato per neutralizzare. Rispettivamente il numero di base è misurato in mg KOH per grammo di olio, [mg KOH/g]. Fisicamente, ciò significa che la quantità di idrossido è equivalente in effetti al pacchetto di additivo. Quindi, se la documentazione indica che il numero di base totale (TBN - Total Base Number) è, ad esempio, 7,5, significa che la quantità di KOH è 7,5 mg per grammo di olio.
Più alto è il numero di base, più a lungo l'olio sarà in grado di neutralizzare l'azione degli acidi.formato durante l'ossidazione dell'olio e la combustione del carburante. Cioè, sarà possibile utilizzarlo più a lungo (sebbene anche altri parametri influenzino questo indicatore). Le scarse proprietà detergenti sono dannose per l'olio, perché in questo caso si formerà un deposito indelebile sulle parti.
Durante il funzionamento dell'olio nel motore a combustione interna, il numero alcalino diminuisce inevitabilmente e gli additivi neutralizzanti si esauriscono. Tale riduzione ha limiti accettabili, oltre i quali l'olio non sarà in grado di proteggere dalla corrosione dei composti acidi. Per quanto riguarda il valore ottimale del numero base, in precedenza si riteneva che per gli ICE a benzina sarebbe stato di circa 8 ... 9 e per i motori diesel - 11 ... 14. Tuttavia, le moderne formulazioni di lubrificanti hanno in genere numeri di base inferiori, fino a 7 e anche 6,1 mg KOH/g. Si prega di notare che nei moderni ICE non utilizzare oli con un numero base di 14 o superiore.
Il basso numero di base negli oli moderni è realizzato artificialmente per soddisfare gli attuali requisiti ambientali (EURO-4 e EURO-5). Quindi, quando questi oli vengono bruciati nel motore a combustione interna, si forma una piccola quantità di zolfo, che ha un effetto positivo sulla qualità dei gas di scarico. Tuttavia, l'olio con un numero di base basso spesso non protegge abbastanza bene le parti del motore dall'usura.
Ciò significa che il SC ottimale non deve essere sempre il numero massimo o minimo.
densità
La densità si riferisce alla densità e alla viscosità dell'olio motore. Determinato ad una temperatura ambiente di +20°C. Si misura in kg/m³ (raramente in g/cm³). Mostra il rapporto tra la massa totale del prodotto e il suo volume e dipende direttamente dalla viscosità dell'olio e dal fattore di comprimibilità. È determinato dall'olio base e dagli additivi di base e influisce fortemente anche sulla viscosità dinamica.
Se l'evaporazione dell'olio è elevata, la densità aumenterà. Al contrario, se l'olio ha una bassa densità e allo stesso tempo un punto di infiammabilità elevato (cioè un basso valore di volatilità), si può ritenere che l'olio sia prodotto con olio base sintetico di alta qualità.
Maggiore è la densità, peggiore l'olio passa attraverso tutti i canali e gli spazi vuoti nel motore a combustione interna e, per questo motivo, la rotazione dell'albero motore diventa più difficile. Ciò porta a una maggiore usura, depositi, depositi di carbonio e un aumento del consumo di carburante. Ma anche la bassa densità del lubrificante è negativa: a causa di ciò, si forma una pellicola protettiva sottile e instabile, il suo rapido esaurimento. Se il motore a combustione interna funziona spesso al minimo o in modalità start-stop, è meglio utilizzare un fluido lubrificante meno denso. E con movimenti prolungati ad alta velocità, più denso.
Pertanto, tutti i produttori di olio aderiscono alla gamma di densità degli oli da loro prodotti nell'intervallo 0,830 .... 0,88 kg / m³, dove solo gli intervalli estremi sono considerati la massima qualità. Ma la densità da 0,83 a 0,845 kg / m³ è un segno di esteri e PAO nell'olio. E se la densità è 0,855 ... 0,88 kg / m³, significa che sono stati aggiunti troppi additivi.
Punto di infiammabilità
Questa è la temperatura più bassa alla quale i vapori dell'olio motore riscaldato, in determinate condizioni, formano una miscela con l'aria, che esplode quando si accende una fiamma (primo lampo). Al punto di infiammabilità, anche l'olio non si accende. Il punto di infiammabilità è determinato riscaldando l'olio motore in una tazza aperta o chiusa.
Questo è un indicatore della presenza di frazioni a basso punto di ebollizione nell'olio, che determina la capacità della composizione di formare depositi di carbonio e bruciarsi a contatto con parti calde del motore. Un olio di qualità e buono dovrebbe avere un punto di infiammabilità il più alto possibile. I moderni oli motore hanno un punto di infiammabilità superiore a +200°C, solitamente +210…230°C e oltre.
punto di congelamento
Il valore della temperatura in gradi Celsius, quando l'olio perde le sue proprietà fisiche, caratteristiche di un liquido, cioè si congela, diventa immobile. Un parametro importante per gli automobilisti che vivono alle latitudini settentrionali, e per gli altri proprietari di auto che spesso avviano il motore a combustione interna “a freddo”.
Sebbene in realtà, ai fini pratici, non venga utilizzato il valore del punto di scorrimento. Per caratterizzare il funzionamento dell'olio nel gelo, c'è un altro concetto: temperatura minima di pompaggio, ovvero la temperatura minima alla quale la pompa dell'olio è in grado di pompare olio nell'impianto. E sarà leggermente superiore al punto di scorrimento. Pertanto, nella documentazione vale la pena prestare attenzione alla temperatura minima di pompaggio.
Per quanto riguarda il punto di scorrimento, dovrebbe essere 5 ... 10 gradi inferiore alle temperature più basse alle quali funziona il motore a combustione interna. Può essere -50°C ... -40°C e così via, a seconda della viscosità specifica dell'olio.
additivi
Oltre a queste caratteristiche di base degli oli motore, puoi trovare anche risultati aggiuntivi di test di laboratorio per la quantità di zinco, fosforo, boro, calcio, magnesio, molibdeno e altri elementi chimici. Tutti questi additivi migliorano le prestazioni degli oli. Proteggono dalle rigature e dall'usura del motore a combustione interna, inoltre prolungano il funzionamento dell'olio stesso, impedendogli di ossidarsi o di trattenere meglio i legami intermolecolari.
Zolfo - ha proprietà di pressione estrema. Fosforo, cloro, zinco e zolfo - proprietà antiusura (rafforzano il film d'olio). Boro, molibdeno - ridurre l'attrito (modificatore aggiuntivo per il massimo effetto di riduzione dell'usura, rigature e attrito).
Ma oltre ai miglioramenti, hanno anche le proprietà opposte. vale a dire, si depositano sotto forma di fuliggine nel motore a combustione interna o entrano nel catalizzatore, dove si accumulano. Ad esempio, per i motori diesel con DPF, SCR e convertitori di stoccaggio, lo zolfo è il nemico e per i convertitori di ossidazione il nemico è il fosforo. Ma gli additivi detergenti (detergenti) Ca e Mg formano cenere durante la combustione.
Le proprietà protettive degli additivi dipendono dai metodi di produzione e dalla qualità delle materie prime, quindi la loro quantità non è sempre un indicatore della migliore protezione e qualità. Pertanto, ogni casa automobilistica ha le proprie limitazioni per l'uso in un particolare motore.
Vita di servizio
Nella maggior parte delle auto, l'olio cambia a seconda del chilometraggio dell'auto. Tuttavia, su alcune marche di fluidi lubrificanti su bombolette, la loro data di scadenza è indicata direttamente. Ciò è dovuto alle reazioni chimiche che si verificano nell'olio durante il suo funzionamento. Di solito è espresso come il numero di mesi di funzionamento continuo (12, 24 e Long Life) o il numero di chilometri.
Tabelle dei parametri dell'olio motore
Per completezza di informazione, presentiamo alcune tabelle che forniscono indicazioni sulla dipendenza di alcuni parametri dell'olio motore da altri o da fattori esterni. Iniziamo con un gruppo di oli base secondo lo standard API (API - American Petroleum Institute). Pertanto, gli oli sono suddivisi in base a tre indicatori: indice di viscosità, contenuto di zolfo e frazione di massa degli idrocarburi naftenoparaffinici.
| Classificazione API | I | II | III | IV | V |
|---|---|---|---|---|---|
| Contenuto di idrocarburi saturi, % | <90 | > 90 | > 90 | PAO | esteri |
| Contenuto di zolfo, % | > 0,03 | <0,03 | <0,03 | ||
| Indice di viscosità | 80 ... 120 | 80 ... 120 | > 120 |
Attualmente sono in commercio un gran numero di additivi per olio, che in un certo modo ne modificano le caratteristiche. Ad esempio, additivi che riducono la quantità di gas di scarico e aumentano la viscosità, additivi antifrizione che puliscono o prolungano la durata. Per comprendere la loro diversità, vale la pena raccogliere informazioni su di loro in una tabella.
| Gruppo di proprietà | Tipi di additivi | appuntamento |
|---|---|---|
| Protezione della superficie delle parti | Detergenti (detergenti) | Protegge le superfici dei pezzi dalla formazione di depositi su di essi |
| Disperdenti | Prevenire la deposizione dei prodotti di usura del motore a combustione interna e il degrado dell'olio (minimizza la formazione di morchie) | |
| Antiusura ed estrema pressione | Riduce l'attrito e l'usura, previene il grippaggio e lo sfregamento | |
| Anti corrosivo | Prevenire la corrosione delle parti del motore | |
| Trasforma le proprietà dell'olio | Depressore | Ridurre il punto di congelamento. |
| Modificatori di viscosità | Espandere l'intervallo di temperatura di applicazione, aumentare l'indice di viscosità | |
| Protezione dell'olio | Antischiuma | Prevenire la formazione di schiuma |
| Antiossidanti | Prevenire l'ossidazione dell'olio |
La modifica di alcuni dei parametri dell'olio motore elencati nella sezione precedente influisce direttamente sul funzionamento e sulle condizioni del motore a combustione interna dell'auto. Questo può essere visualizzato in una tabella.
| Indice | tendenza | Causare | Parametro critico | Cosa colpisce |
|---|---|---|---|---|
| durezza | Sta aumentando | Prodotti ossidanti | Aumento di 1,5 volte | Proprietà iniziali |
| punto di congelamento | Sta aumentando | Acqua e prodotti di ossidazione | No | Proprietà iniziali |
| Numero alcalino | Diminuisce | Azione detergente | Diminuire di 2 volte | Corrosione e durata ridotta delle parti |
| contenuto di ceneri | Sta aumentando | Additivi alcalini | No | L'aspetto di depositi, usura delle parti |
| Impurità meccaniche | Sta aumentando | Prodotti di abbigliamento per attrezzature | No | L'aspetto di depositi, usura delle parti |
Regole di selezione dell'olio
Come accennato in precedenza, la scelta dell'uno o dell'altro olio motore dovrebbe basarsi non solo sulle letture della viscosità e sulle tolleranze delle case automobilistiche. Inoltre, ci sono anche tre parametri obbligatori che devono essere presi in considerazione:
- proprietà lubrificanti;
- condizioni di funzionamento dell'olio (modo di funzionamento ICE);
- caratteristiche strutturali del motore a combustione interna.
Il primo punto dipende in gran parte dal tipo di olio sintetico, semisintetico o completamente minerale. È auspicabile che il fluido lubrificante abbia le seguenti caratteristiche prestazionali:
- Elevate proprietà detergenti disperdenti-stabilizzanti e solubilizzanti in relazione agli elementi insolubili nell'olio. Le caratteristiche citate consentono di pulire rapidamente e facilmente la superficie delle parti di lavoro del motore a combustione interna da vari contaminanti. Inoltre, grazie a loro, è più facile pulire le parti dallo sporco durante il loro smontaggio.
- La capacità di neutralizzare gli effetti degli acidi, prevenendo così l'eccessiva usura delle parti del motore a combustione interna e aumentandone le risorse complessive.
- Elevate proprietà termiche e termo-ossidative. Sono necessari per raffreddare efficacemente le fasce elastiche e i pistoni.
- Bassa volatilità, così come basso consumo di olio per i rifiuti.
- L'assenza della capacità di formare schiuma in qualsiasi stato, anche a freddo, anche a caldo.
- Piena compatibilità con i materiali con cui sono realizzate le guarnizioni (solitamente gomma antiolio) utilizzati nel sistema di neutralizzazione dei gas, così come in altri sistemi di motori a combustione interna.
- Lubrificazione di alta qualità delle parti del motore a combustione interna in qualsiasi condizione, anche critica (in caso di gelo o surriscaldamento).
- La capacità di pompare senza problemi attraverso gli elementi del sistema di lubrificazione. Ciò non solo fornisce una protezione affidabile degli elementi del motore a combustione interna, ma facilita anche l'avviamento del motore a combustione interna a basse temperature.
- Non entrare in reazioni chimiche con elementi in metallo e gomma del motore a combustione interna durante i suoi lunghi tempi di fermo senza lavoro.
Gli indicatori elencati della qualità dell'olio motore sono spesso critici e, se i loro valori sono al di sotto della norma, ciò è irto di lubrificazione insufficiente delle singole parti del motore a combustione interna, usura eccessiva, surriscaldamento e questo di solito porta a una diminuzione delle risorse sia delle singole parti che del motore a combustione interna nel suo insieme.
qualsiasi automobilista dovrebbe monitorare periodicamente il livello dell'olio motore nel basamento, nonché le sue condizioni, poiché il normale funzionamento del motore a combustione interna dipende direttamente da questo. Per quanto riguarda la scelta, dovrebbe essere effettuata, basandosi, innanzitutto, sulle raccomandazioni del produttore del motore. Bene, le informazioni di cui sopra sulle proprietà fisiche e sui parametri degli oli ti aiuteranno sicuramente a fare la scelta giusta.
