Меню Рубрики

Анализ моторного масла на воду

Очень часто каждый задает себе вопрос, через сколько менять моторное масло.

Тенденции моторных масел таковы что из года в год они становятся лучше по всем свойствам.
Тенденции потребителей, это из года в год снижать интервал замены. Иногда этот интервал доходит до абсурда, и продвинутые любители начинают его снижать до 3-4 тыс и меняя масло по 3-4 раза в года

Состояние масла можно опредлить лабораторным путем. Но изучая анализы отработок Оил Клубаwww.oil-club.ru/forum/for…-otrabotok-benzinovye-dv/ видно что в процессе эксплуатации масла его характеристики падают, но ответа где этот предел нет и все начинают делать для меня не понятные выводы (особенно при отстутствии образования в данной области, как у меня).

Но есть простой действенный способ- КАПЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
Для оценки диспергирующей способности работавшего масла применяют метод «масляного пятна» (капельной хроматографии). Он предусматривает нанесение на фильтрованную бумагу капли горячего масла, взятого маслощупом из поддона картера сразу же после остановки двигателя. Через два часа образующая хроматограмма может быть использована для оценки диспергирующих свойств.
позаимствовано здесь — autogener.ru/maslo/opredelit-sostoyanie-masla.php

Чем светлее пятно в зоне ядра — тем работоспособнее проверяемое масло.
Сильное потемнение говорит о насыщении металлами и примесями и если такое масло оставить работать в двигателе дальше, износ двигателя увеличится в разы.

Маленькая зона последнего кольца, диффузии, говорит о потере своих свойств у присадок, добавленных в масло для моющих и диспергирующих качеств. Такое масло может работать в моторе и дальше, но уже — не выполняя присадочных свойств.

Полное отсутствие последнего кольца говорит о присутствии воды (как правило кромка становится неровная) и полной потере присадочных свойств. Если ядро такого масла густое и по цвету близкое к черному, значит — было неоднократно отработано и уже давно пришло в негодность!

В других случаях масло просто состарилось от времени, вышел срок годности, или были нарушены условия его хранения.

Вода наносит сильный вред моторным маслам.
Попадая в него в соотношении 0,2 % вода начинает быстро разлагать существующие в ней присадки. Далее при работе двигателя с таким маслом в трубках и каналах мотора забиваются густыми отложениями.
В дальнейшем это приводит — к поломкам деталей в двигателе!

Распад присадок увеличивает нагар на деталях, образуются — отложения, пены, пленки.

Кто думает что это дедовский метод, тот ошибается:
текст из учебного пособия. Составитель: Кельдышев В.А.
ОЦЕНКА МОЮЩЕ-ДИСПЕРГИРУЮЩИХ СВОЙСТВ РАБОТАВШИХ МОТОРНЫХ МАСЕЛ МЕТОДОМ «МАСЛЯНОГО ПЯТНА»
позаимствовано здесь www.drive2.ru/l/1113798/

Полученное пятно сравнивают с пятнами таблицы и «Шкалой образцов капельной пробы», которая кроме рисунков образцов содержит пояснения в форме таблицы (см. шкалу образцов кап. пробы). Оценка от 1 до 3 балла — показатель очень хороший; от 3 до 5 баллов — хорошо; от 5 до 7 — посредственно; от 7 до 8 — плохо; 8, 9 -очень плохо и масло подлежит замене.

Моющие составляющие присадки оценивают по присутствию на масляном пятке краевой зоны. При этом оценка диспергирующих свойств по шкале должна быть от 1 до 5 баллов. В противном случае масло подлежит замене!

При хорошей диспергирующей способности присадки образуется темная центральная часть пятна (ядро), окруженная более светлой периферийной частью (зона диффузии). Различие в окраске ядра и зоны диффузии обусловлено осаждением в центре крупных частиц загрязнений и на переферии — мелко дисперсной части примесей. Чем больше площадь диффузии, тем выше диспергирующая способность (Дс) масла.
Уменьшение ширины зоны диффузии указывает на срабатывание присадки или на наличие в масле воды. Для оценки диспергирующей способности работавшего масла подсчитывают относительную площадь зоны диффузии (Ркд/Рд, где Ркд — площадь кольца диффузии, Рд — площадь большого круга), по формуле:
Дс = 1 — (d2 /Д2), (3)
где d — средний диаметр центрального ядра, мм; Д — средний диаметр внешнего кольца зоны диффузии, мм.
Полученная величина выражается в условных единицах и характеризует диспергирующие свойства масла. Если величина окажется меньше 0,3 усл.ед., то диспергирующие свойства неудовлетворительны и необходима замена масла.
Потемнение масла говорит только об его работе и не о чем больше.

Метод достаточно точный, забытое старое, только не нужно расшифровку результатов доводить до абсурда, все ответы в таблице…

источник

Одним из наиболее эффективных методов технического диагностирования двигателей внутреннего сгорания является диагностирование по показателям работающего моторного масла или проще говоря — отработки. К основным его преимуществам относится высокая информативность, возможность раннего обнаружения неисправностей двигателя без остановки транспортного средства и разборки двигателя, установление необходимости своевременной замены масла, предотвращение отказов в двигателе из-за повышенного загрязнения и износа деталей. Данный метод широко применяется при диагностировании двигателей различного назначения (стационарных, судовых и автомобильных) и имеет высокую технико-экономическую эффективность. За рубежом анализ моторных масел выполняют специализированные лаборатории или компании, собственными лабораториями, занимающимися диагностированием двигателей по параметрам масла располагают нефтеперерабатывающие компании Мобил, Тексако, Кастрол, Шелл и другие.

Моторное масло при работе в двигателе претерпевает существенные изменения — старение. Старение масла происходит из-за прямого взаимодействия с газообразными, жидкими и твердыми продуктами загрязнения (продукты неполного сгорания топлива, износа деталей двигателя, атмосферная пыль, охлаждающая жидкость и т.д.). Помимо этого, повергаясь воздействию высоких температур, масло интенсивно окисляется, испаряется, полимеризуется и коксуется. Продукты, образующиеся в результате всех этих процессов, накапливаются в масле и приводят к значительному изменению его свойств. Следовательно, работающее масло является носителем комплексной информации о работе двигателя с точки зрения износа пар трения, развивающихся дефектов отдельных деталей или узлов двигателя, отклонений в протекании рабочего процесса, работоспособности смазочной системы, топливоподачи, охлаждения, фильтрации воздуха и т.д.

Показатели масла, характеризующие техническое состояние двигателя (диагностические параметры).

Содержание продуктов износа в масле. Двигатели обычно выходят из строя по причине износа деталей. Основными изнашивающимися деталями являются поршни, поршневые кольца, гильзы цилиндров, коленчатые и распределительные валы, вкладыши подшипников скольжения, толкатели и другие. При нормальной эксплуатации изнашивание большинства приработанных пар трения имеет линейный характер. При возникновении дефекта в паре трения, связанного с ее прогрессирующим износом, интенсивность нарастания, а также количественное содержание в масле металлов, характерных для данной пары, резко увеличивается. Благодаря периодическому отбору проб масла из картера двигателя своевременное обнаружение повышения концентрации элементов износа позволяет предотвратить более значительное повреждение деталей и выход двигателя из строя. Таким образом, содержание продуктов износа деталей двигателя в масле является ценным диагностическим параметром, позволяющим качественно и количественно оценить износ отдельных деталей или узлов двигателя. Наибольшее распространение в практике диагностирования ДВС для определения содержания продуктов износа получил спектральный анализ масла. Преимущество спектрального анализа заключается прежде всего в его высокой информативности и быстродействии при выдаче результатов. Современные модели спектрометров позволяют контролировать динамику износа практически всех деталей двигателя. В настоящее время наибольшее распространение получили два метода спектрального анализа масел: эмиссионный и атомно-абсорбционный, при диагностировании применяются приборы, использующие оба метода. Спектральный анализ позволяет определить как количественную сторону развивающегося дефекта в паре трения по изменению концентрации продуктов износа, так и качественную, то есть определить, какой именно метал находится в масле и какой кинематической паре он принадлежит. Спектральный анализ позволяет определить также пыль (по концентрации кремния), поступающую в двигатель воздухом, и охлаждающую жидкость проникающую в масло через уплотнения. Современные модели спектрометров позволяют определить до 25 элементов индикаторов износа деталей, пыли, антифриза и концентрации присадок масла. В практике диагностирования ДВС применяются приборы, обладающие чувствительностью от 10-4 до 10-6 % . Однако спектральный анализ не решает всех проблем диагностирования ДВС. Некоторые неисправности систем и узлов двигателя, вызывающие ухудшение топливоподачи, процесс сгорания, уплотнения поршней в цилиндрах, загрязнение деталей, могут вначале не проявляться в увеличении интенсивности изнашивания, но затем отразиться на двигателе в виде аварийных интенсивностей изнашивания и задиров. Поэтому для более полного представления о техническом состоянии двигателя необходим комплексный физико-химический анализ масла.

Элементы-индикаторы, характеризующие состояние деталей двигателей

Примеси, загрязняющие масло. В процессе работы в ДВС в масле накапливаются нерастворимые продукты загрязнения. Кроме продуктов износа деталей, пыли воздуха и продуктов разложения металлсодержащих присадок (неорганическая ли несгораемая часть примесей), в масле накапливаются также нерастворимые продукты, образующиеся в результате поступления сажи и других продуктов сгорания топлива, а также окисления, нитрирования и термоокислительной деструкции самого масла. Интенсивность накопления и количество примесей в масле определяется собственными его свойствами, тепловым режимом работы двигателя, качеством топлива и эффективностью его сгорания, герметичностью камеры сгорания, эффективностью системы фильтрации масла и рядом других факторов. Таким образом, количественное содержание загрязняющих примесей в масле и их качественный состав являются параметром, несущим информацию о техническом состоянии двигателя, работоспособности его отдельных систем и пригодности самого масла. Однако этот показатель не обладает однозначностью, так как на процесс накопления примесей оказывает влияние большое количество факторов. Например, при применении масел с высокими диспергирующими свойствами, накопление в них примесей не отражает работоспособности масла до тех пор, пока фильтр не забит отложениями, а масло сохраняет запас щелочности и диспергирующих свойств. Для оценки загрязнения масла применяются методы определения содержания примесей путем фильтрации раствора масла бензине или других растворителях через бумажные или мембранные нитроцеллюлозные фильтры. Используются также методы, основанные на центрифугировании масла в растворе легких нефтяных растворителях. Для целей диагностирования наиболее пригодны фотометрические методы определения нерастворимых примесей, позволяющие вести не только систематический контроль накопления в масле нерастворимых примесей, но и оценивать работу системы фильтрации, качество рабочего процесса двигателя, диспергирующую способность различных марок масла. Преимуществом фотометрического метода является быстрота проведения анализа.

Диспергирующие свойства масла. Техническое состояние двигателя оказывает влияние не только на общее количество накопленных в масле примесей, но и их размеры, дисперсный состав, способность откладываться на деталях. Диспергирующая способность масла является одним из его важнейших эксплуатационных показателей, обеспечивающих чистоту двигателя и надежность его работы, а также сроки службы масел. Чем интенсивней процессы окисления масла и накопления в нем примесей, тем быстрее происходит «срабатывание» диспергирующих присадок. Проникновение в масло охлаждающей жидкости, неисправности в работе агрегатов очистки масла, ухудшение распыливания топлива форсунками и ряд других неисправностей существенно снижает запас диспергирующих свойств. Следовательно, запас диспергирующих свойств, характеризующий степень старения масла является ценным диагностическим параметром, влияющим, кроме того, на техническое состояние двигателя.

Наиболее распространенным методом оценки диспергирующих свойств является метод бумажной хроматографии. Сущность метода заключается в нанесении на фильтровальную бумагу капли работавшего масла и определения величины и характера пятна, получаемого после его впитывания. По этому методу на хроматограмме различают центральное ядро, соответствующее расплыву капли масла на поверхности фильтровальной бумаги, краевую зону, а также зону диффузии, то есть кольцо очерченное нерастворимыми в масле продуктами загрязнения вокруг ядра. Чем больше площадь диффузии, тем выше оценивается диспергирующая способность (ДС) масла. Количественная оценка ДС производится по площади зоны диффузии на хроматограмме по выражению:

ДС = 1 – d 2/ D 2 (условных единиц)
где d – средний диаметр центрального ядра, мм
D – средний диаметр внешнего кольца зоны диффузии, мм

При значении ДС=1 масло полностью сохраняет запас диспергирующих свойств, при ДС=0 запас исчерпан. Неудовлетворительными считаются ДС 0,3-0,35 усл.единиц.

Щелочность масла. Щелочность один из наиболее важных показателей качества моторных масел, оказывающих значительное влияние на надежность и долговечность двигателей. Запас щелочности особенно важен для масел, предназначенных для форсированных двигателей, где процессы окисления протекают интенсивно и образуется большое количество кислых соединений. «Срабатывание» присадок, то есть уменьшение щелочности масла при работе в двигателе происходит в результате одновременного действия многих факторов. Происходит нейтрализация щелочными присадками кислых продуктов, накапливающихся в масле за счет его окисления и сгорания топлива, разложение щелочных присадок под воздействием высоких температур, взаимодействие щелочных присадок с другими, находящимися в масле.
Кроме щелочности масла для оценки запаса моюще-нейтрализующих свойств используется водородный показатель масла рН. Масла с металлсодержащими присадками обладают эффективными моюще-нейтрализующими свойствами до тех пор, пока величина концентрации водородных ионов в масле рН выше 6. Резкое увеличение износа для таких масел наблюдается при снижении рН ниже 4 – 4,5. Вязкость масла. Вязкость является важнейшим свойством масла, от которого в значительной степени зависит режим смазки пар трения, отвод тепла от рабочих поверхностей и уплотнение зазоров, величина энергетических потерь в двигателе, его эксплуатационные качества. Вязкость масла – параметр, реагирующий на изменение работоспособности систем двигателя, режимов работы, уровня технического обслуживания и используется поэтому в качестве диагностического параметра. Интенсивность увеличения вязкости зависит от температурных условий в зонах окисления, качества топлива (содержания в нем серы), совершенства процесса сгорания, эффективности системы фильтрации масла, наличия в нем охлаждающей жидкости и др. В таблице 2 показано влияние качества рабочего процесса двигателя на загрязнение масла и его вязкость. При работе двигателя в масло может попадать топливо как по причине неполного сгорания, так и вследствие утечек из топливной системы. Утечки топлива из топливной системы заметно снижают вязкость масла и отрицательно влияют на надежность работы двигателя. Особенно сильное влияние вязкость масла оказывает на работоспособность подшипников скольжения коленчатого вала.

Зависимость вязкости работавшего масла от качества процесса сгорания.

Наряду с вязкостью масла, для оценки герметичности топливной системы и степени разжижения масла топливом используется параметр «температура вспышки», характеризующий наличие в масле более легких топливных фракций, Современные масла имеют температуру вспышки выше 200С, дизельное топливо – выше 550С. Считается, что снижение температуры вспышки пробы масла менее 180С достоверно указывает на присутствие в масле топлива. Значительное увеличение вязкости масла также нежелательно, так как это приводит к ухудшению поступления масла к парам трения, снижению работоспособности системы фильтрации масла, ухудшению пусковых свойств двигателя. Для диагностирования технического состояния двигателей представляют интерес экспресс-методы, позволяющие оценить уровень вязкости работавшего масла за короткое время. Большинство методов основано на сравнении времени истечения работавшего и свежего масел из сосудов с калиброванным отверстием.

Содержание воды (охлаждающей жидкости). Обводнение моторных масел в процессе работы является частым явлением. Основной причиной проникновения охлаждающей жидкости в масло является нарушение герметичности системы охлаждения двигателя. Попадание воды в картер приводит к повышению коррозионного износа деталей, интенсивному шламо- и нагарообразованию, снижению диспергирующей и нейтрализующей способности масел. При обводнении масла происходит также интенсивная забивка фильтрующих элементов смолистыми отложениями, преждевременный выход их строя. Применение для охлаждения антифризов, которые более склонны к течам и агрессивны в отношении моторных масел, чем вода, повышает вероятность неудовлетворительной работы смазочной системы.
В основе большинства методов количественного определения содержания воды лежит химическое взаимодействие воды, растворенной в масле с каким-либо реактивом. Однако, использование их в качестве экспресс методов нецелесообразно из-за значительных затрат времени на проведение анализа. Простейшие методы, позволяющие определить качественное содержание воды, основаны на конденсации водяных паров из нагретого масла. Такие методы применяют для предварительной оценки степени обводнения масла или в полевых условиях.

Читайте также:  Анализы на содержание железа в воде

Диагностирование технического состояния систем и узлов двигателя

В ДВС и моторном масле протекают сложные физические и химические процессы, с тесной взаимосвязью и взаимным влиянием друг на друга. Поэтому для успешного диагностирования технического состояния ДВС необходимо иметь представление о взаимосвязях между этими процессами с учетом трения, смазки, износа, физико – химических превращений в масле. К основным узлам и системам, обеспечивающим работу двигателя и функционально связанным с моторным маслом относятся:

-цилиндро–поршневая группа;
-система очистки воздуха;
-система очистки масла;
-система охлаждения;
-узлы трения – подшипники коленчатого вала, пара кулачок распределительного вала – толкатель клапана механизма газораспределения;
-топливоподающая система.

Система очистки воздуха. На автомобилях как правило применяются воздухоочистители сухого типа с картонными или синтетическими фильтрующими элементами, имеющими высокую эффективность. В процессе эксплуатации надежность системы, заложенная при изготовлении, уменьшается. Вибрации, колебания температуры приводят к нарушению герметичности сварных соединений воздухопровода, вытяжке и ослаблению стяжных хомутов, старению и растрескиванию резиновых уплотнений и соединительных патрубков. Негерметичность выпускного тракта может быть вызвана применением фильтрующих элементов низкого качества и недостаточным их уплотнением в корпусе фильтра. Разрывы, сквозные отверстия в шторе фильтрующего элемента приводят к значительному увеличению коэффициента пропуска пыли. Абразивные пылевые частицы, поступая в цилиндр, в наибольшей степени изнашивают верхнюю часть гильзы, первое компрессионное кольцо и канавку поршня. Пыль, поступившая в цилиндры и затем попавшая в масло, изнашивает подшипники коленчатого вала в меньшей степени, чем деталей ЦПГ. Это связано с дроблением абразивных частиц в зазорах ЦПГ и удержанием крупных частиц фильтрами. Содержание кремния в масле (элемент-индикатор пыли из воздуха) не зависит от времени работы масла. Поэтому, все значения концентрации кремния в пробах масла, взятых в любой период его работы, характеризует техническое состояние системы очистки и ее негерметичность может быть выявлена с высокой степенью достоверности. Кроме повышенного содержания кремния в масле при разгерметизации впускного тракта существенно увеличивается и концентрация металлов-индикаторов износа ЦПГ (Fe, Cr, Al). Причем между содержанием этих элементов и содержанием кремния в масле существует тесная корреляция (коэффициент корреляции составляет 0,7-0,9). Высокие значения корреляционных отношений для металлов-индикаторов ЦПГ свидетельствуют о наибольшем влиянии разгерметизации впускного тракта на износ гильз цилиндров, поршневых колец и канавок поршней. Несущественная корреляция между содержанием кремния, свинца и меди подтверждает меньшее влияние попадания пыли через цилиндры на износ подшипников коленчатого вала. При относительно малом времени работы двигателя с негерметичным впускным трактом происходит лишь кратковременное повышение интенсивности изнашивания деталей ЦПГ без существенного ускорения старения масла. В то же время, длительная работа двигателя с такой неисправностью существенно ускоряет этот процесс и приводит к значительному изменению показателей масла. Даже после устранения негерметичности в этих случаях отмечается повышение скорости изнашивания деталей. Вызвано это в основном двумя причинами. Во-первых, в условиях эксплуатации не всегда после устранения дефекта заменяют моторное масло. Во-вторых, источником повышения изнашивания деталей являются впускные коллекторы и трубопроводы, расположенные после воздухоочистителя. На их внутренних поверхностях задерживаются частицы пыли, отслаивающиеся из-за вибрации и температурных колебаний и попадающие в цилиндры двигателя. Диагностическим признаком неисправностей системы очистки воздуха является одновременное увеличение содержания в масле кремния и продуктов износа ЦПГ. Ухудшение физико-химических показателей масла служит признаком длительной работы двигателя с неисправной системой. При этом неисправности системы очистки воздуха выявляются с высокой достоверностью на ранней стадии их возникновения – до начала появления внешних признаков абразивного изнашивания в виде интенсивного роста расхода масла на угар (свыше 2 – 3 % от расхода топлива), дымления, повышенного давления картерных газов.

Цилиндро-поршневая группа. Работоспособность ЦПГ непосредственно связана с состоянием системы очистки воздуха. Как уже отмечалось, абразивные пылевые частицы при нарушении герметичности системы очистки воздуха, поступая в цилиндр, в первую очередь изнашивает верхнюю часть гильзы, первое компрессионное кольцо и канавку поршня. Это приводит к нарушению уплотняющей способности кольцевого уплотнения и сопровождается увеличением расхода масла на угар. Ухудшаются также условия смазки и теплоотвода от деталей ЦПГ, усиливается нагарообразование в канавках поршня. Через некоторое время эти явления могут привести к царапинам, натирам на гильзе и прижогам на кольцах. Степень тяжести отказов этого узла зависит от уровня форсирования двигателя и условий его эксплуатации. Для высокофорсированных двигателей преимущественным видом неисправностей являются задиры. Это обусловлено резкопеременным режимом работы двигателей, тяжелыми условиями работы масла, высокой температурой работы. Натиры и задиры ЦПГ могут быть вызваны нарушением условий эксплуатации (перегрев двигателя) и некачественным ремонтом. Задиры на деталях ЦПГ и их заедание вызывают интенсивное изнашивание гильз цилиндров, поршней и поршневых колец, которое сопровождается увеличением концентрации соответствующих металлов в масле. Износ ЦПГ сопровождается значительным ускорением «старения» масла. Значительно выше интенсивность увеличения вязкости (в два раза и выше), с более высокой скоростью накапливаются нерастворимые осадки. Причем чем выше уровень форсировки двигателя и тяжелее условия его эксплуатации, тем с большей скоростью по мере износа ЦПГ происходит дальнейшее ухудшение свойств масла. Основным диагностическим признаком неисправного технического состояния ЦПГ служит повышение концентрации соответствующих продуктов износа, в первую очередь железа и алюминия. Вспомогательным признаком повышенного износа деталей ЦПГ является более интенсивное увеличение вязкости масла и накопление в нем загрязняющих примесей.

Подшипники коленчатого вала. Одной из основных причин выхода из строя вкладышей подшипников коленчатого вала из строя является попадание в подшипник твердых абразивных частиц относительно большого размера (стружка, технологическая грязь, песок, почвенная пыль и т.п.). Частицы, попадая в подшипник, образуют кольцевые риски на антифрикционном слое, способствуют уменьшению минимальной толщины масляного слоя, повышению температуры и короблению вкладышей, уменьшению их натяга в постелях. При образовании риски на поверхности вкладыша появляются пластически выдавленные канавки с навалами (выпучиванием) материала по бокам. Металл в навалах по сторонам царапины под воздействием возросших местных нагрузок может выкрашиваться, частицы металла защемляясь в паре способствуют задиру, а затем и провороту вкладышей. Абразивные частицы, попадая в подшипник, помимо изнашивания поверхности деталей, могут вызвать упругую деформацию поверхностного слоя вкладышей и местное возрастание температуры. Все это интенсифицирует процесс усталостного разрушения (растрескивания) антифрикционного слоя вкладышей и способствует их задиру и провороту. С момента попадания абразивной частицы в подшипник до задира или проворота проходит определенный период, зависящий от размера и твердости абразивной частицы, материала и конструкции вкладышей, а также режимов работы и условий эксплуатации двигателя. Попадание абразивной частицы в подшипник и образование рисок на поверхности вкладышей сопровождается ростом концентрации металлов антифрикционного слоя и металла коленчатого вала (при образовании царапин на поверхности шейки вала). По мере развития повреждения вкладышей, скорость повышения концентрации металлов в масле постоянно увеличивается, вплоть до лавинообразной при задире или провороте. Как правило, при повреждениях вкладышей наиболее интенсивно изменяется концентрация свинца, менее значительно меняется содержание меди. Это объясняется наличием верхнего свинцового слоя на вкладышах, а также тем, что при образовании глубоких рисок выкрашившиеся частицы антифрикционного слоя могут иметь крупные размеры (вплоть до видимой глазом стружки) и не попадать в зону дуги при спектральном анализе. Опыт диагностирования автомобильных двигателей различных моделей показывает, что время от момента выхода концентрации меди и свинца за предельные значения до момента обнаружения неисправности (от нескольких тысяч километров до нескольких десятков тысяч) позволяет своевременно обнаружить и предотвратить аварийные неисправности подшипников коленчатого вала.

Газораспределительный механизм. Одним из отказов автомобильных двигателей является выход из строя пары «кулачок распредвала – толкатель клапана» (КТ). Наиболее распространенными видами повреждений этой пары трения являются натиры, кольцевые риски, наволакивание или усталостное выкрашивание металл (питтинг, не путать с петтингом!) на рабочих поверхностях толкателя и кулачка и повышенное их изнашивание. Эти повреждения могут быть следствием взаимного перекоса контактирующих поверхностей кулачка и толкателя из-за неточности изготовления или сборки, недостаточной смазки, неправильной регулировки теплового зазора «клапан – коромысло». Усталостному выкрашиванию металла – питтингу могут способствовать абразивные загрязнения, попавшие в масло. Повреждение рабочих поверхностей КТ сопровождается увеличением тепловых зазоров клапанов и приводит к нарушению фаз газораспределения и ухудшению технико-экономических показателей двигателя. Увеличение тепловых зазоров в клапанах из-за износа в паре КТ сопровождается скачкообразным ростом концентрации железа, а также хрома.

Система очистки масла. В процессе эксплуатации двигателей внутреннего сгорания из-за применения несоответствующих расходных и эксплуатационных материалов, нарушений правил технического обслуживания наблюдаются неисправности агрегатов системы очистки масла, снижающие надежность работы двигателей. При отказах системы очистки масла наблюдается также интенсивное старение масла. Наиболее значительно накапливаются загрязняющие примеси, снижается щелочность и диспергирующие свойства масла. Таким образом, основным диагностическим признаком неисправного состояния агрегатов очистки масла является повышение содержания большинства продуктов износа при относительно невысоком содержании кремния. Дополнительным признаком является увеличение содержания в масле загрязняющих примесей, более значительный рост вязкости, снижение щелочности и диспергирующих свойств.

Система охлаждения. В условиях эксплуатации двигателей при нарушении герметичности системы охлаждения в масло поступает охлаждающая жидкость. Источниками течей могут быть уплотнения гильз цилиндров и стаканов форсунок, прокладки газового стыка, трещины в корпусных деталях, (блок и головки цилиндров и др.), водомасляные теплообменники. Течи особенно опасны при использовании в качестве охлаждающей жидкости карбоксилатных антифризов, более текучих и агрессивных в отношении масел, при попадании которых образуется эмульсия с выраженной кислотной средой, способствующей коррозии и отложениям.

источник

Влияние моторного масла на рабочие характеристики и долговечность силового агрегата автотранспортного средства играет значительную роль. Если в автомобиле будет использоваться продукт низкого качества, это приведет к неисправности двигателя, капитальному ремонту и замене мотора. Такие действия потребуют немалых вложений. Как избежать подобной ситуации? Можно провести исследование смазочного материала в специальной лаборатории.

Такой важный продукт при несоответствии заявленным характеристикам сможет причинить автомобилю значительный ущерб. Суть функций моторных масел в защите двигателя и профилактике износа деталей. К сожалению, фальсификаты популярных марок еще нередко появляются в розничной сети. Причиной поломки двигателя очень часто является некачественное автомобильное масло, кроме того, при использовании продуктов низкого качества существенно снижается ресурс мотора. Опознать некачественную смазку поможет экспертиза моторного масла, которую проводят в специальных центрах. Воспользоваться этой услугой могут:

  • любой из автовладельцев, желающий узнать соответствует ли смазочный материал необходимым параметрам;
  • представители оптовых торговых предприятий перед закупкой большой партии смазочной продукции в случае возникновения сомнений.

Центр независимой экспертизы также выполняет сравнительный анализ смазок различных брендов.

Таким образом, экспертиза моторных масел — это исследование состава продукта на соответствие заявленным параметрам и наличию сторонних примесей.

Экспертное заключение окончательно ставит точку в спорных вопросах. Исследование ГСМ может понадобиться в следующих случаях:

  • произошла поломка двигателя, сервисный центр отказал в гарантийном обслуживании;
  • недобросовестная работа СТО; автовладелец пытается доказать, что в мастерской заливают некачественную моторную жидкость;
  • в случае возврата автомобиля производителю в гарантийный период;
  • нарушение прав потребителя в розничной или оптовой торговой сети (если возникают сомнения в качестве товара).

В любом из подобных случаев лабораторные исследования смогут подтвердить состав продукта документально.

Исследование проводится в несколько этапов. Сравнительный анализ, пожалуй, самый объективный и полный, но ввиду его высокой стоимости применяется относительно редко. Физико-химический анализ наиболее популярен, он более доступен и прост. Он заключается в изучении рабочих характеристик, а именно:

  • вязкость моторных масел при разных температурных показателях;
  • уровень антиоксидантной устойчивости;
  • характер износа металлического шарика на специальной машине трения;
  • коэффициент трения;
  • совместимость продукта с каталитическими нейтрализаторами;
  • склонность к образованию нагара;
  • влияние на расход топливного ресурса;
  • плотность и сульфатную зольность.

Если какой-то один из перечисленных показателей не соответствует заявленным стандартам, продукт признается некачественным.

Стоит заметить, что на правильность результатов в некоторой степени влияют условия хранения, транспортировки и эксплуатации.

Изменение вязкостных свойств исследуют таким образом: сначала проводят анализ показателя вязкости до процесса термоокисления, затем поле него. Этот показатель влияет на защитные свойства, направленные на уменьшение образования нагара и соединений углерода. Именно эти факторы вызывают коррозию металла. Воздействие кислорода (процесс окисления) происходит под действием высоких температур, соответствующих рабочим. Масло начинает менять свои свойства в таких условиях, и чем ниже показатель этих изменений, тем лучше для силового агрегата.

Физико-химический анализ способен выявить область поражения и причину возникновения поломки.

Для проведения анализа качественных характеристик масел потребуется два образца: свежий и отработанный продукт. В основе проверки лежит изменение физико-химических характеристик вещества. Алгоритм испытаний напрямую зависит от того, какая жидкость тестируется:

Анализ можно проводить исключительно в лабораторных условиях с применением специального оборудования. Во время проведения тестирования учитываются факторы, изменяющие свойства масел в процессе работы. При старении смазки снижается показатель ее вязкости, что увеличивает силу трения, а соответственно, и износ деталей двигателей. Выработка влияет и на экономичность потребления топливного ресурса: чем старше масло, тем больше расход топлива.

Стендовые испытания позволяют дать оценку отработанного и нового образца определенной марки. Оптимальным вариантом считается забор образцов специалистом лаборатории. Сравнительный анализ образцов идентичных продуктов производится при условии, что оба поставляются в лабораторию в нераспечатанной упаковке. Желательно при этом иметь документ или чек, свидетельствующий о месте приобретения товара.

По желанию клиента проводится исследование на наличии сторонних примесей в составе испытуемого вещества. Такие анализы — процедура очень ответственная, ведь их результат не должен вызывать сомнений и быть предельно точным. Результат испытаний покажет:

  • соответствие материала заявленным производителем показателям;
  • термостабильность смазочного материала;
  • влияние продукта на износоустойчивость деталей мотора.

Чтобы правильно прочитать анализ масла необходимо знать, какая роль отводится каждому компоненту, и в какой мере изменения его качеств могут влиять на работоспособность двигателя. Рассмотрим основные составляющие вещества, и их возможные изменения в результатах испытаний.

Соединения и комплексы молибдена (Mo) в свежих маслах применяются в качестве модификатора трения. Основная задача этих соединений — снизить негативное воздействие трения деталей двигателя. Кроме этих качеств молибден отвечает за снижение уровня шума при работе мотора, проявляет антиоксидантные свойства и существенно снижает износ деталей. Органическое соединение MoDTC в маслах содержится в количестве 50-75ppm, такой показатель является самым оптимальным. Содержание 500-1100ppm соответствует рекордным показателям, влияющих на мощность силового агрегата.

Присадка ZDDP нацелена на снижение износа, антикоррозийное действие, антизадирное и антиокислительное свойства. В ней содержится элемент фосфор (Р). Такая присадка применяется практически во всех смазочных продуктах. Фосфор присутствует и в молибденовых комплексах.

Еще один элемент присадки ZDDP — цинк (Zn). Его действие идентично фосфору. В результатах испытаний упоминаются оба вещества в паре.

Читайте также:  Анализы на паразитологию сточных вод

Следует учитывать, что цинк — составляющая деталей мотора: из оцинкованного металла выполнены трубки, радиаторы, составляющие резьбовых соединений. В некоторых двигателях применяются подшипники, изготовленные из сплава, содержащего данный элемент.

Очень редко в привычных для автолюбителей продуктах может встречается барий (Ва). Его действие направлено на защиту от коррозии и очищение поверхности (использование в присадках в качестве диспергирующих добавок и моющих компонентов).

В состав большинства смазочных жидкостей входит сукцинимид бора, который является беззольным дисперсантом. Кроме того, он нейтрализует кислоты и способен растворять антифрикционные и противоизносные присадки. Содержание бора (В) в свежей смазке в среднем 75ppm. В процессе выработки его содержание снижается.

Магний (Mg) и его соединения применяются в присадках, обладающих комплексом качеств:

  • моющие;
  • нейтрализующие;
  • диспергирующие;
  • антикоррозийные;
  • снижающие зольность и содержание серы.

У присадок с Mg (сульфонат магния) есть один минус: они недостаточно эффективны в нейтрализации кислот по сравнению с присадками, содержащими кальций (Са). В анализах характерна такая картина: щелочное число продукта не снизилось, а кислотное возросло. Это указывает на то, что процесс нейтрализации не достаточно эффективен. В результате тестирования Са и Mg указывают в паре.

На наличие в продукте сульфонатов Са указывают значения в анализе:

  • Са — 3000-3200ppm;
  • наличие серы – 0.400;
  • зольность — 1.3-1.4%.

Салицилаты проявляют себя несколько иначе:

  • Са — 1700-2500ppm;
  • количество серы почти вдвое снижено (0.230);
  • зольность – 0.8-1.15%.

Сульфонаты и салицилаты натрия (Na) используются в качестве компонентов нейтрализаторов кислот. Некоторые торговые марки используют эти сложные соединения дополнительно с кальциевыми. Такой «союз» обеспечивает наименьшую зольность.

Олово (Sn) присутствует в материалах деталей (вкладыши, подшипники, клапаны). При значительном износе клапанов или вкладышей в отработанном образце может быть обнаружен этот элемент.

Свинец (Pb) в результате анализа указывает на износ подшипников и вкладышей.

Содержание алюминия (Al) в свежих образцах масел (с Мо) или в виде мусора не считается отклонением от нормы. В отработанных образцах может указывать на износ поршней, деталей маслонасоса, теплообменника и других деталей, покрытие которых имеет в составе этот элемент.

Железо (Fe) указывает на износ узлов (кулачки, распредвалы и др), а также появляется в результатах исследований при притирке цепи ГРМ и звезд. Количество обнаруженного железа растет с длительностью пробега автомобиля.

В норме содержание хрома (Cr) 1-2ppm, а при значении более 5-7ppm имеет место проблем в ЦПГ (цилиндpо-поpшневая группа). Высокое содержание хрома говорит об износе уплотнителей.

Довольно часто в результате исследования фиксируется содержание меди (Cu) как в свежих, так и в рабочих образцах. Ее можно встретить в новых авто как результат притирки деталей. Иногда следы вещества имеются в отработках в условиях летней эксплуатации.

В деталях турбонагнеталей и клапанах имеется никель (Ni). При износе его следы могут обнаружиться в отработанном материале, но встречается эта проблема крайне редко.

Титан (Ti) содержится в присадках, действие которых характеризуется:

  • хорошей растворимостью в масле;
  • антизадирными свойствами;
  • антиоксидантными;
  • снижающими износ.

Марганец (Mn) чаще всего встречается в топливных присадках. Обнаруживается в смазках редко.

В свежих образцах не содержится литий (Li). Его присутствие в отработке говорит о загрязнении смазкой в заводский условиях или при ремонте мотора на СТО.

В отработанные образцы калий (K) попадает из топливных присадок, незамерзающей жидкости (антифриза) через прокладку ГБЦ.

Кремний (Si) свидетельствует о попадании пыли, песка и загрязнений силиконовыми герметиками при ремонтно-диагностических манипуляциях.

Кинематическая вязкость при 40C в отработанном масле показывает степень снижения свойств. Если этот показатель превысит уровень в неотработанном образце, значит, имеет место полимеризация продуктов сгорания.

Кинематическая вязкость при 100C градусах должна соответствовать классификации SAE. Несоответствие отмечается, хоть и нечасто, и относится к производственным ошибкам. Существуют специальные таблицы значений КВ при 100C. Если в рабочем варианте это число снижено, то требуется произвести замену масла.

Индекс вязкости определяется при 40C и 100C градусах.

На антиоксидантную способность указывает так называемое щелочное число. В свежих маслах параметр определяется от 5 до 12 мг на 1г. 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. Требуется замена смазочного материала.

Кислотное число определяется методом ASTM D 974. Нормальный показатель от 1.5 до 3.0 мг. КОН на 1г. в свежих образцах.

Температура вспышки масла определяется в градусах Цельсия. В открытом тигле этот параметр равен 225C, в закрытом — 200C. Снижение показателя говорит о проникновение топлива в моторную жидкость.

Сульфатная зольность указывается в %. Присутствие компонента – это продукт сгорания металлосодержащих присадок. Оптимальный вариант — рекомендуемый уровень этого значения без отклонений в любую из сторон.

Температура застывания измеряется в градусах Цельсия. Параметр определяется опытным путем и зависит от внешних температур и эксплуатационных условий.

Динамическая вязкость CCS выражается в мПас и должна соответствовать классификации SAE J300.

Испарение масс NOACK показывает сколько масла сможет испариться за единицу времени (1 час) при +250C. Чем ниже этот показатель (выражается в %), тем стабильнее термодинамика, и потери на испарение минимальны.

pH — кислотность показывает содержание ионов водорода в жидкости. Измеряется с помощью pH-метра. При значении рН от 3.5 требуется замена масла.

Количество серы не должно превышать 0.03%. Такой показатель указывает на безопасность и чистоту продукта, зависит от пакета используемых присадок.

Окисление исчисляется в условных единицах IR Units и измеряется инфракрасным спектрометре Фурье. Значение выше 15 в свежем испытуемом образце указывает на присутствие эстеров.

Нитрация измеряется аналогично окислению. Это значение важно для определения интервала замены. С увеличением пробега оно возрастает. В свежих образцах составляет 5-7 у.е.

HTHS (высокотемпературная вязкость при высокой скорости сдвига) выражается в миллипаскалях в секунду. Применять материалы с высоким показателем HTHS можно только в агрегатах, которым они рекомендованы производителем.

Совокупность всех показателей в лабораторном анализе моторных масел обозначит картину качественных характеристик, и поможет выявить причину неисправности в двигателе.

источник

Предназначен для определения износа внутренних деталей, обнаружения загрязнений, попадающих в масло, для определения качества и остаточного ресурса масла.

В набор входит: испытание масла в лаборатории и все необходимое для отбора проб масла с подробными инструкциями.

  1. Вы берете пробу масла Необходимые инструменты есть в комплекте. Если не разберетесь — позвоните нам!
  2. Наливаете в наш контейнер Специальный контейнер идет в комплекте.
  3. Привозите нам на анализ Мы проводим анализ масла и выдаем вам подробную интерпретацию исследования.
  • Срок проведения испытания и оценка результата с интерпретацией — 48 часов
  • Срочный анализ пробы в присутствии заказчика. (+3 400 Р.)
  • Испытание масла в лаборатории
  • Коробочка для транспортировки
  • Пробник с крышкой для пробы
  • Трубка пластиковая
  • Шприц с носиком для отбора пробы
  • Заключение эксперта с объяснением результата испытания и рекомендациями
  • Индикаторы износа: Железо (Fe), Алюминий (Al) , Медь (Cu), Хром (Cr), Титан (Ti), Ванадий (V), Олово (Sn) , Никель (Ni), Свинец (Pb), Молибден (Mo), Марганец (Mn)
  • Присадки: Кальций (Ca), Магний (Mg), Цинк (Zn), Фосфор (P), Барий (Ba), Бор (B)
  • Элементы загрязнений: Кремний (Si), Калий (K), Натрий (Na), Вода (FTIR %), Попадание топлива, Пробой по антифризу, Сажа (Нагар)
  • Состояние масла: Вязкость 100ºС, Вязкость 40ºС, Индекс вязкости, Общее щелочное число (TBN) по ИК спектру, Степень окисления, Степень нитрования

Указывает на деградацию пакета присадок. В среднем рекомендуется эксплуатировать масла с уменьшением щелочного до 50-60% от значения в свежем масле. Предельным браковочным значением, при котором нельзя эксплуатировать технику, является значение 30-40% от значения в свежем масле. Определение щелочного числа по ИК спектру является справочной информацией. Для точного определения заказывайте комплекс «Расширенный», где щелочное число определяется титрованием.

Определяется по данным ИК-спектра. Допускается использование масел с примесью топлива до 7%.

Элементы износа и концентрация присадок

По концентрации отдельных элементов и по соотношению между ними определяется ранняя стадия ненормативного износа конкретных узлов. Многими производителями двигателей устанавливаются предельные значения по каждому элементу. Например, алюминий в пробе масла может иметь значения до 15 ppm и масло должно быть заменено при концентрации 30ppm. Обычно нужно контролировать следующие элементы металлов износа: железо, медь, алюминий, свинец, хром, никель, олово. В некоторых нормативах требуется контролировать содержание кремния, который вместе с алюминием указывает на пробой по воздушному тракту.

Превышение содержания воды относительно установленных норм приводит к быстрому окислению масла, внутренней коррозии и к потере рабочих свойств. Поэтому предельные значения воды довольно низкие — до 0,5%.

Определяется по концентрации натрия и калия спектральным методом или по содержанию гликоля на ИК-спектрометре. Средняя норма для моторных масел — до 0,05%

Степень окисления, нитрования, содержание сажы

Определяются на ИК-спектрометре. Предельно допустимые значения нормируются производителями техники и производителями масла

Определяем при 40, 100 и Индекс вязкости
Указывает на потерю смазывающих свойств. Допускается эксплуатировать масла с изменением вязкости не более 10-15% от значения вязкости свежего масла. Обычно измеряется при температуре 40°С и 100°С. Индекс вязкости — это эмпирический, безразмерный показатель для оценки зависимости вязкости масла от температуры. Чем выше численное значение индекса вязкости, тем меньше вязкость масла зависит от температуры.

источник

Плановое ТО любого грузовика или автобуса должно выполняться после определенного пробега. И, если по автобусам владельцы транспорта еще как-то стараются соблюдать предписания (понятное дело, людей возят, случись что – хлопот не оберешься), то по бортовым и самосвалам картина далеко не радужная.

Нередко стратегию проведения ТО можно сформулировать короткой фразой: «работать до отказа». О том, что существует Положение о техническом обслуживании и ремонте подвижного состава, стараются вспоминать как можно реже.

Банальная лень здесь, разумеется, ни при чем. В ход идут рассуждения типа «Машина каждый день обязана ездить и доход хозяину привозить». Разумеется, во время простоя из-за ТО никакого заработка не будет. К тому же, расходные материалы, как и сама работа по выполнению технического обслуживания, стоят определенных денег. А, поскольку многие руководители экономят, где только можно, то принимается решение обойтись без ТО. Все это делается, не смотря на то, что специалистами давно доказано (в том числе, по результатам практических исследований), что подобная «оптимизация затрат», то есть, ремонт только после поломки, обходится намного дороже, чем своевременное проведение ТО.

А само техобслуживание, между тем, становится все более эффективным, за счет внедрения новых технологий. Так, например, в последние годы стремительно развивается направление, называющееся Condition Based Maintenance. В основе данной технологии мониторинг температуры двигателя и состояния моторного масла, анализ вибрации трансмиссии и некоторые другие действия. Образно говоря, состояние автомобиля, а главное, еще только зарождающиеся неисправности, определяют по тому же принципу, по которому делают анализ крови, чтобы понять, чем болен человек.

В этом плане анализ качества моторного масла дает чрезвычайно важную информацию. По сравнению с другими этапами мониторинга, он «рисует» самую полную картину того, что происходит внутри автомобиля. Особенно эффективной данная процедура оказывается в том случае, если делать тестирование постоянно, через одинаковые промежутки времени или количество пройденных километров.

Чтобы проанализировать масло, требуется специальное оборудование, в первую очередь – спектрометр. Он сканирует вещество на присутствие комочков грязи, частиц металла, капель охлаждающей жидкости. Кроме того, исследуется кислотно-нейтрализующие способности и вязкость. Обработка полученных результатов – дело не простое, для этого необходимо программное обеспечение.

В процессе интерпретации полученных данных, они сопоставляются с другими сведениями. Например, если в масле обнаружена медь, то можно сделать вывод, что начали разрушаться подшипники. Однако, некоторые производители спецтехники при изготовлении указанных деталей применяют алюминий. И о том, что подшипник начал разваливаться, скорее будут говорить найденные в масле частицы свинца и олова. Чрезмерное наличие хрома подскажет, что поршневые кольца свое уже отработали. А упоминавшаяся выше медь с большей вероятностью будет свидетельствовать о неполадках с радиаторными трубками.

Наличие в масле антифриза и топлива – явное доказательство износа гильз цилиндров или поршневых колец. Кстати, сам факт наличия в масле антифриза может оказаться причиной повышенного износа подшипников.

Полученные результаты записываются в виде таблицы. В ней отражаются такие показатели, как:

  • Вязкость масла.
  • Прочность масляной пленки.
  • Чистота масла.
  • Кислотное число.
  • Содержание цинка.
  • Содержание кремния.
  • Содержание железа.
  • Содержание меди.
  • Содержание воды
  • Точка вспышки.
  • Индекс вязкости.

Не смотря на то, что для интерпретации результатов используется специальное ПО, процесс требует от специалиста определенных навыков. Чтобы сделать правильный вывод, необходимо учитывать марку машины, модель двигателя и год его выпуска, пробег техники после ТО, а также число отработанных мото-часов со времени замены масла. На значения характеристик, полученных по итогам анализа, может повлиять даже объем картера двигателя.

Масло для проведения анализа лучше брать на фитинге, к которому крепится соответствующий фильтр. Если пробу собираются брать со щупа, то глубоко проталкивать его не надо, чтобы не достать до осадка. Если из сливного отверстия, то пусть перед этим двигатель поработает какое-то время. Перед забором пробы следует приготовить чистую емкость, с хорошо притертой крышкой. Часто берут два образца масла, с фильтра и из картера, оба анализируют и затем сравнивают результаты.

Еще один положительный итог проведения анализа масла заключается в том, что сделанные выводы иногда позволяют реже его менять. Например, если использовалось качественное масло и такие же фильтры, то, по данным спектрографа может оказаться, что оно еще вполне пригодно к работе. Вследствие чего интервал замены продляется с 15 тыс. км. до 20 тыс. км. Таким образом, годовое число замен масла уменьшается и, следовательно, сокращаются расходы на эксплуатацию автомобиля.

Для автопарка, в котором работает две – три сотни машин, ежегодно получится приличная сумма экономии. По оценкам экспертов, она иногда доходит до 30%! Данный аспект особенно актуален для моторов, оборудованных системой EGR, так как она способствует попаданию в масло сажи. В данном случае, получение своевременной информации о зарождающихся проблемах поможет избежать серьезных ремонтов и больших расходов.

Анализ моторного масла можно делать не обязательно при помощи спектрометра. На рынке предлагаются и другие технологии. Например, экспресс-комплекты тестовых полосок. Здесь все предельно просто. На полоску достаточно нанести каплю масла, после чего сразу начнется химическая реакция. В зависимости от состояния масла, пятно изменит свой цвет. Останется только сравнить его с эталонной таблицей, чтобы определить наличие примесей.

Контроль состояния автомобиля с целью предупреждения поломок на самом раннем этапе чрезвычайно важен. Он дает возможность не только сэкономить на ремонтах, но еще и снизить количество дорожно-транспортных происшествий.

источник

Практически каждый из нас является автомобилистом и не понаслышке знает о роли моторного масла в обеспечении долгосрочной и надежной работы двигателя. Напомним, что любое моторное масло состоит из базовой основы (минеральной, синтетической или полусинтетической) и набора присадок, обеспечивающих моющие, антиокислительные, антикоррозионные, противоизносные и другие свойства масел. Среди главных характеристик моторных масел:

Читайте также:  Анализы на промышленной сточной воде

  • вязкость,
  • коксуемость,
  • зольность,
  • содержание механических примесей,
  • содержание воды,
  • щелочное число,
  • моющие свойства,
  • температура вспышки,
  • температура застывания,
  • цвет масла и его прозрачность.

В процессе эксплуатации масла в результате износа и коррозии трущихся деталей двигателя, попадания пыли, сажи, топлива, воды, антифриза изменяется химический состав масла и его основные эксплуатационные показатели. Таким образом, проводя анализ моторного масла, можно с высокой достоверностью определить причины и степень износа деталей, источники загрязнений двигателя и пригодность масла к дальнейшему использованию (остаточный ресурс масла). К примеру, по элементному содержанию продуктов износа в масле можно диагностировать наиболее нагруженные детали и узлы двигателя. По содержанию:

  • кадмия – внешние источники загрязнения масла;
  • серебра – износ втулок поршневого пальца и некоторые припои сердцевины радиатора;
  • титана – износ клапанов, поршневых пальцев, подшипников и валов;
  • ванадия – износ деталей из сплавов;
  • сурьмы – износ вкладышей подшипника, направляющих втулок;
  • марганца – износ некоторых валов;
  • лития – контакт со смазкой и т.д.

Полный анализ моторного масла проводится в специализированных лабораториях с помощью методов аналитической химии и включает определение следующих показателей по методикам, рекомендованных соответствующими ГОСТами:

  • плотности по ГОСТ 3900, ГОСТ Р 51069;
  • кинематической вязкости по ГОСТ 33;
  • индекса вязкости по ГОСТ 25371;
  • температуры вспышки по ГОСТ 4333;
  • щелочного числа по ГОСТ 11362;
  • зольности по ГОСТ 12417;
  • массовой доли воды по ГОСТ 2477, ГОСТ 32055;
  • массовой доли фосфора по ГОСТ 9827;
  • активных элементов P, Ca, Zn по МВИ М-049-М/99;
  • массовой доли механических примесей по ГОСТ 6370;
  • температуры текучести и застывания по ГОСТ 20287;
  • наличия водорастворимых кислот и щелочей по ГОСТ 6307;
  • массовой доли серы по ГОСТ 1437, ГОСТ Р 50442;
  • коксуемости по ГОСТ 19932;
  • зольности по ГОСТ 1461, ГОСТ 28583;
  • времени деэмульсации по ГОСТ 12068;
  • кислотного числа по ГОСТ 11362, ГОСТ 5985, ГОСТ 32328;
  • цвета по ГОСТ 20284;
  • индекса задира по ГОСТ 9490, ГОСТ 32502;
  • пятна износа при заданной нагрузке по ГОСТ 9490, ГОСТ 32502;
  • степени и класса чистоты по ГОСТ 12275, ГОСТ 17216, ISO 4406;
  • вспенивания по ГОСТ 21058, ГОСТ 32344;
  • температуры самовоспламенения по ГОСТ 12.1.044 , ГОСТ Р 51330.5;
  • напряжения пробоя по ГОСТ 6581 п.2, ГОСТ Р МЭК 60156;
  • тангенса угла диэлектрических потерь по ГОСТ Р МЭК 60247, ГОСТ Р МЭК 61620;
  • фенола, крезола и фурфурола по ГОСТ 1057 и ГОСТ 1520;
  • показателя преломления по ГОСТ 5775-85;
  • кислотности по ГОСТ 5985, ГОСТ Р МЭК 6202;
  • кинематической и динамической вязкости по ASTM D 7042.

Как можно видеть, полный анализ моторного масла – трудоемкая и затратная как по времени, так и по стоимости, процедура, требующая современного лабораторного оборудования и квалифицированного персонала, в совершенстве владеющего методами аналитической химии.

Компания MVR, учитывая финансовые возможности и потребности большинства российских промышленных и транспортных предприятий, предлагает замечательную альтернативу стационарным лабораториям – мобильную минилабораторию, с помощью которой вы можете контролировать качество мала и текущее техническое состояние двигателей. Регулярный анализ моторного масла с помощью минилаборатории MVR позволит вам минимизировать износ двигателя и максимально использовать ресурс масла, производя его замену не раньше и не позже положенного срока.

  • вязкость;
  • деградацию химических свойств;
  • загрязнение жидкостями;
  • содержание воды;
  • размеры частиц и их количество (по ISO 4406);
  • продукты износа;
  • содержание ферромагнитных и неферромагнитных продуктов износа.

Вся процедура экспресс-анализа моторного масла занимает порядка 8 минут и может быть выполнена любым техническим специалистом, прошедшим 3-х дневное обучение в Учебном центре MVR.

источник

Авторы: С.Ю. Зубкова, Р.А. Романов (ООО «Балтех»).

Опубликовано в журнале Химическая техника №9/2018

Для уменьшения расхода энергии и снижения износа трущихся поверхностей в роторных машинах и динамическом оборудовании необходимо их смазывать. Для этого ежегодно в мире производятся миллионы тонн смазочных материалов самого различного назначения, среди которых более 95% приходится на смазочные масла, остальное – пластичные смазки. Трудно переоценить влияние качества смазочных масел на износостойкость работающих механизмов.

В настоящее время существует две идеологии анализа масла: анализ масла при производстве (входной контроль) и анализ эксплуатационного масла. Эти две идеологии в корне отличаются друг от друга. Так, при производстве, а также при входном контроле необходимо, чтобы показатели качества попадали в заданные, заранее известные пределы, определенные стандартами и техническими условиями. При диагностическом контроле необходимо следить не столько за абсолютными значениями тех или иных показателей качества, сколько за изменением этих величин во времени. Такой подход часто называют анализом трендов. Однако, какую бы идеологию мы не рассматривали, важно правильно выбрать наиболее удобные методы анализа интересуемых показателей. К таким показателям относятся вязкость, температура вспышки, содержание присадок, общее кислотное/щелочное число, содержание воды, сажи, общее содержание ферромагнитных и других частиц износа, нитрование, сульфирование и многие другие.

Начнем рассмотрение аналитических методов, используемых при анализе масла, с основного диагностического показателя масла – вязкости. Вязкость любого смазочного масла должна быть достаточной для создания пленки, разделяющей трущиеся поверхности. Ее значение обычно указано в технической документации производителя оборудования, и применяемое масло должно точно соответствовать данным требованиям. Изменение вязкости свидетельствует о деградации или загрязнении масла и является сигналом для принятия неотложных мер. Для определения вязкости в настоящее время используются вискозиметры двух типов:

  • вискозиметры истечения, в которых измеряется кинематическая вязкость по скорости свободного течения (времени вытекания). Для этой цели классически применяется стеклянный капиллярный вискозиметр, отличающийся простотой и точностью определения. Также можно встретить использование сосудов с калиброванным отверстием на дне – вискозиметры Энглера, Сейболта и Редвуда;
  • ротационные вискозиметры, в которых определяется динамическая вязкость по крутящему моменту с установленной частотой вращения ротора или по частоте вращения ротора при заданном крутящем моменте.

Следует отметить, что в настоящее время наблюдается тенденция к переходу от ручных методов, когда необходима пробоподготовка образца, использование дополнительных реактивов, растворителей, а также наличие хорошо оборудованной лаборатории и специалистов химиков-аналитиков, лаборантов, к полуавтоматическим или даже автоматическим методам, когда от работника требуется только введение пробы масла в прибор. При этом часто желательно, чтобы анализ мог быть выполнен непосредственно на рабочем месте оборудования, т.е. анализирующий прибор должен быть портативным.

Примером такого вискозиметра может служить портативный вискозиметр 3050, поставляемый компанией «БАЛТЕХ» в составе своих минилабораторий серии BALTECH OA. Данный вискозиметр позволяет определять кинематическую вязкость масла в диапазоне 1…700 сСт при температуре 40 и 100°С – основным температурах, при которых она нормируется в технических условиях на смазочные масла. Вискозиметр 3050 требует для работы только введения 60 мкл масла, что может быть выполнено любым техническим персоналом любого предприятия. Он может использоваться как для входного, так и для эксплуатационного контроля.

Рассмотрим еще один из наиболее важных показателей состояния смазочного масла – содержание твердых микрочастиц. Частицы, размеры которых сопоставимы с размерами зазоров между трущимися поверхностями, могут вызывать интенсивное абразивное изнашивание деталей. Содержание таких частиц можно оценить двумя способами: по массе и путем подсчета. Определение частиц по массе – классический метод определения содержания механических примесей в масле по ГОСТ 6370–59. Но этот метод длительный и трудоемкий. Кроме того, для мониторинга состояния масел предпочтителен второй способ, дающий информацию не только об общем содержании частиц, но и об их распределении по размерам. Эту информацию можно получить двумя способами: подсчетом частиц в разных диапазонах их размеров под микроскопом, с помощью оптических счетчиков частиц, работающих на различных принципах подсчета. Первый способ самый доступный, но и самый трудоемкий. Для его реализации нужен только измерительный микроскоп, однако время обработки одной пробы измеряется часами.

Во втором способе используется принцип затенения света, обычно от лазерного источника. Тень от частицы, попадающей в луч лазера, регистрируется фотодатчиком, и полученный сигнал автоматически пересчитывается в размер частицы. Путем подсчета теней разной протяженности можно легко разнести проходящие через световой канал частицы по размерам. Этот способ получил наиболее широкое распространение. Счетчики частиц, работающих на этом принципе, выпускают несколько фирм. Результат определения получается за считанные минуты. Недостаток их состоит в возможном получении ложных положительных результатах: за механические частицы могут быть ошибочно приняты пузырьки воздуха, капли воды, а также мягкие лакообразующие частицы, не опасные для трущихся поверхностей, а также в необходимости сильного разбавления темных и очень загрязненных масел.

Более современными и лишенными подобных недостатков являются счетчики частиц серии LNF 200, работающие по принципу «лазерной сети». В них тени от частицы, попадающей в луч лазера, регистрируются в виде множества фотографий, которые потом обрабатываются специально разработанной программой, которая позволяет не только определить количество и размер частиц, но и произвести их классификацию на следующие типы: частицы, полученные в результате резания, старения, скольжения, неметаллические частицы и капли воды. Они также идентифицируют пузырьки воздуха и не учитывают их при подсчете. Кроме того, счетчики частиц LNF 230, поставляемые в составе минилабораторий BALTECH OA-5300 и BALTECH OA-5400, позволяют определить другой важный показатель при эксплуатационном контроле – общее содержание ферромагнитных частиц и их размер. Этот показатель служит количественной характеристикой степени механического износа металлических деталей. Он определяется встроенным в данный счетчик частиц магнитометром и выдается либо в виде концентрации (ppm) ферромагнитных частиц и их размеров.

Компания «БАЛТЕХ» может также поставить отдельно магнитометр FerroCheck 2100, который кроме возможности определения общего содержания ферромагнитных частиц в масле позволяет определять их содержание в смазке. Оба прибора являются портативными, переносными и не требуют использования никаких дополнительных реактивов и растворителей.

Однако магнитометр дает информацию лишь об общем загрязнении масла/смазки такими намагничиваемыми металлами, как железо и никель. Если необходимо более глубокое понимание процессов изнашивания и загрязнения, происходящих в машине, важно иметь максимально полную информацию об элементном составе пробы масла. Сегодня данную информацию получают с помощью двух основных методов: атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП) либо атомно-эмиссионной спектрометрии на вращающемся дисковом электроде (АЭС-ВДЭ). Каждый из этих методов позволяет одновременно определять содержание более 20 химических элементов в пробе. Первый метод более известен в современной аналитической химии и широко используется, например, в экологии для определения металлов в воде. При этом пробу образца распыляют в аргоновую плазму и измеряют интенсивность характеристических полос излучения атомов исследуемых элементов. Недостаток этого метода для анализа масел – ограничение по размеру твердых частиц в пробе. Слишком крупные частицы (более 3…5 мкм) не до конца сгорают в плазме, и результат определения элементного состава будет занижен. Кроме того, необходима длительная пробоподготовка масла, которая может быть выполнена только в специализированной лаборатории химиком-аналитиком. Второй метод позволяет анализировать пробы масла с частицами размером до 8…10 мкм. В этом методе элементы атомизируются в дуговом разряде на дисковом графитовом электроде, который при вращении увлекает пленку анализируемого масла. Примером подобного прибора может служить элементный анализатор 120С анализирующий масло «как есть», без пробоподготовки и не требующий использования инертных газов и охлаждения. Для его работы необходимо только наличие электричества, поэтому он может использоваться в передвижных мобильных лабораториях.

Следует также обратить внимание на такие хорошо известные при анализе масла показатели, как кислотное и щелочное число. Кислотное число (КЧ, TAN) является мерой общего содержания кислых веществ, накапливающихся в масле в процессе его эксплуатации. Щелочное число (ЩЧ, TBN), напротив, – это мера способности масла нейтрализовать попадающие в него кислотные загрязнители и продукты окисления самого масла. Оба эти показателя выражаются в миллиграммах гидроксида калия на 1 г масла (что иногда вызывает путаницу, так как КЧ определяют титрованием щелочью, а ЩЧ – титрованием кислотой). В процессе эксплуатации масла (в частности, моторного) его КЧ увеличивается, а ЩЧ снижается. Баланс этих показателей служит хорошим критерием остаточного ресурса масла. Классическими методами определения КЧ и ЩЧ являются титрационные методы с использованием стеклянных бюреток или современных полуавтоматических/автоматических титраторов.

В последнее время все более популярным становится использование инфракрасной спектроскопии для анализа химического состояния масла: КЧ (TAN), ЩЧ (TBN), окисление, нитрование и сульфирование, а также содержание некоторых присадок. Спектр масла в средней инфракрасной области (600…4000 см–1) содержит обширную информацию о составе масла. По характерным полосам поглощения в спектре можно определять содержание некоторых присадок и загрязнителей. Если вычесть из спектра работающего масла спектр свежего масла, то разность будет представлять собой спектр того, что накопилось и израсходовалось в масле за время работы. Но для комфортного использования данного метода следует иметь калибровочные кривые (калибровки) для каждого типа интересующего масла и необходимых показателей. Портативный ИК-анализатор 1100 поставляется с библиотекой калибровок на 540 типов масел. Кроме того, он так же, как и все приборы, входящие в минилаборатории серии BALTECH OA, позволяет проводить анализ масла «как есть». Кроме состояния масла ИК-анализатор 1100 позволяет определить такие загрязнители, как вода, сажа, и наличие гликоля или топлива в масле.

Содержание воды – один из важнейших индикаторов состояния смазочного масла. Попадая в масло, вода вызывает коррозию металлических деталей машин, гидролиз и вымывание присадок, приводит к нарушению целостности масляной пленки и, как следствие, к ускоренному изнашиванию механизмов. Своевременное обнаружение попадания в масло воды и принятие мер по ее удалению может многократно продлить жизнь машины.

Наиболее распространенным для определения содержания воды методом является титрование по Карлу Фишеру, осуществляемое в автоматических титраторах. Данный метод дает наиболее полное представления о содержании всех форм воды в масле (растворенной, диффундированной и свободной). Однако использование небольшой пробоподготовки образца масла в виде интенсивного перемешивания и специальной калибровки позволяет ИК-анализатору 1100 определять полную воду с точностью, характерной методу Карлу Фишеру.

Из изложенного следует, что современные методы анализа масла и предназначенное для этого оборудование позволяют быстро, легко и просто на месте эксплуатации оборудования определить все необходимые показатели, необходимые как для производственного, так и эксплуатационного контроля. И хотя данное оборудование, как правило, сложное и наукоемкое, оно предназначено для работы любого технического персонала промышленных предприятий, специализированных лабораторий, автомастерских и автотранспортных компаний.

источник