Простой способ определения качества смазочных материалов, технических жидкостей и препаратов автохимии
Не все автомобилисты знают о таких показателях моторных масел, как щелочное и кислотное числа. В дилерском центре при покупке моторного масла вам вряд ли покажут паспорт качества масла с этими показателями. В лучшем случае сошлются на паспорт безопасности масла, в котором щелочное и кислотное числа не указываются.
Самое главное в рецептуре современных смазочных материалов и технических жидкостей, используемых в технике, это химические соединения и их соотношение в пакете присадок, а также базовая минеральная и синтетическая основы. Например, допущенное к применению качественное моторное масло должно обеспечить нормальную работу двигателя в течение 10 и более тыс. км, при условии использования качественного топлива и правильной эксплуатации автомобиля.
Высокие давление и температура в цилиндропоршневой группе двигателя, топливо, горячие газы и сажа, проникающие в картер через поршневые кольца, ведут к неизбежным химическим преобразованиям как масляной основы, так и присадок в нем. В присутствии кислорода происходит окисление моторного масла и образование продуктов термического разложения в виде шлама, который оседает на поверхностях деталей двигателя, что приводит к их загрязнению и ухудшению отвода от них тепла, а значит, к перегреву. Твердые частицы шлама приводят к абразивному износу, инициирующему коррозионные процессы и разрушение прокладок и уплотнителей. В результате ухудшаются свойства моторного масла, что проявляется в снижении щелочного и повышении кислотного чисел.
Присадки, содержащиеся в моторном масле и призванные обеспечить работу двигателя, разлагаются, перестают нейтрализовать образующиеся кислоты и диспергировать слипающиеся шламовые соединения, начинается коррозия и износ узлов трения. При работе двигателя щелочное и кислотное числа моторного масла меняются. Нормально, если щелочное число качественного масла уменьшилось в 2 раза и составило не менее 3,5 мгКОН/г, а кислотное число не превышает 3 мгКОН/г. Но если применять некачественное масло, то даже регулярные замены его через каждые 10 тыс. км не оградят двигатель по меньшей мере от снижения его ресурса.
Для предотвращения ускоренного изменения свойств масла следует контролировать условия эксплуатации автомобиля: использовать качественные топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Полноценный мониторинг состояния смазочных и охлаждающих жидкостей всегда был затратным мероприятием, как по финансам, так и по времени, и мало кто из автолюбителей практикует это. А практика показывает, что основная причина отказа двигателя и трансмиссий – это использование некачественных смазочных материалов и технических жидкостей, их низкий ресурс. В то же время подделка смазочных материалов и технических жидкостей стала изощренной, несмотря на постоянную борьбу с ней.
Все знают, что чем дороже бренд производителя и выше качество масла, тем больше степеней его защиты. Часть производителей использует различные системы защитных штрихкодов на канистре, по которым можно узнать, когда и где произведен смазочный материал, оригинален ли он. Также подлинность или оригинальность смазочного материала можно определить в лаборатории или, по меньшей мере качественно, по капельной пробе. Но для этого нужны определенные знания и опыт, которых у большинства автовладельцев нет. Подтверждающих это примеров много.
На рис. 1 изображено масляное пятно моторного масла «Газпромнефть Супер SAE 5W‑40», проработавшего в двигателе легкового автомобиля 240 моточасов.
До этого автовладелец, видимо, искал подходящее для двигателя моторное масло. За полтора года перепробовал три моторных масла: «Лукойл Люкс Синтетическое SAE 5W‑30» с присадкой «Тотек АР 1»; высоковязкое моторное масло «Neste SAE 5W‑50»; «Газпромнефть Супер SAE 5W‑40». Промывал двигатель промывочным минеральным маслом «Роснефть Express» с кинематической вязкостью 31,7 сСт при 40° С. Капельная проба выполнена после перехода на масло «Газпромнефть Супер SAE 5W‑40».
Использование синтетического моторного масла SAE 5W‑30 с присадкой «Тотек AP1» необходимо пояснить. Практика показывает, что после добавления присадки (добавки) «Тотек АР1» в масле появляются медь и алюминий, понижается щелочное число. Не в каждом моторном масле химические элементы добавок совместимы с имеющимися в нем присадками, особенно при низком щелочном числе.
Масляное пятно с рис. 1 выложено автовладельцем на форуме. Там же встречаются лестные комментарии, что ядро масляного пятна похоже на сердечко и масло в хорошем состоянии. На самом деле масло было уже неработоспособным и проблемы в двигателе прогрессировали. Автовладелец это почувствовал и отдал образец моторного масла в лабораторию. Частый переход с одного масла на другое с разными классами вязкости и щелочными числами, использование присадки, промывка двигателя маловязким минеральным маслом дали ожидаемый результат. Щелочное число моторного масла «Газпромнефть Супер SAE 5W‑40», капельная проба которого показана на рис. 1, при лабораторном анализе составило 1,7 мгКОН/г, что в 2,5 раза ниже допустимого. Понизилась оптическая плотность из-за присутствия остатков промывочной жидкости на 10% и температура вспышки на 6%, в масле появились медь и алюминий. Относительный износ составил 15,7.
Цитирую комментарий лаборатории, проводившей анализ масла: «Необходим более длительный период наблюдения для выявления тенденции износа. Показатели естественного износа металла. Продолжайте отбор проб согласно графику». К комментарию добавить нечего.
Использование универсального индикатора ООО «Химмотолог», который показывает присутствие присадок и их баланс, позволило бы по цветной хроматограмме капельной пробы определить неработоспособное состояние моторного масла «Газпромнефть Супер SAE 5W‑40» и не допустить усугубления проблемы автовладельца. Инновационный универсальный индикатор разработан отечественными учеными и представляет собой экологически чистый продукт. На рис. 2 показан герметичный пакет с универсальным индикатором.
В отличие от используемых при капельной пробе бумаг, фильтра «Синяя лента», тканей, импортной тестовой среды для экспресс-анализа и др., универсальный индикатор благодаря цветной хроматограмме позволяет анализировать не только отработанные масла, но также свежие присадки, смазочные материалы и технические жидкости уже при покупке и заливке. На рис. 3 – пятно от свежего масла «Газпромнефть SAE 5W‑40» после 60 минут. Пятно свежего масла – серое, после высыхания становится бесцветным.
На рис. 4 – свежее масло «Газпромнефть SAE 10W‑40» на универсальном индикаторе. Видно, что цвета хроматограммы после высыхания капельной пробы сохраняются.
На рис. 5 – хроматограмма качественного (оригинального) моторного масла М‑14Г2ЦС, а на рис. 6 – хроматограмма капельной пробы подделки. Учитывая, что подделка – это, как правило, качественное масло, разбавленное дешевым моторным или базовым маслом, приготовили в лабораторных условиях некачественное масло-«подделку» из качественного моторного масла М‑14Г2ЦС с щелочным числом 10 мгКОН/г, разбавив его базовым маслом такой же вязкости, как у оригинального масла, на 10%. У полученной подделки щелочное число из-за разбавления снизилось до 9 мгКОН/г.
Так, на рис. 6 у «поддельного» масла М‑14Г2 ЦС, полученного разбавленнием всего на 10% базовым маслом, мы видим значительное отличие цветов ядра и диффузионных зон хроматограммы и их размеров от хроматограммы оригинального масла с рис. 5. То есть на хроматограмме обнаруживается снижение щелочного числа моторного масла всего на 1 мгКОН/г. Это супер! Если же смешать качественное масло с дешевым моторным маслом с другими присадками, то выявится его добавление в количестве менее 10%. Образно говоря, предлагаемый способ позволяет по цвету хроматограммы выявить ложку дегтя в бочке меда.
На рис. 7 – капельная проба моторного масла «Toyota SAE 5W‑40» на фильтровальной бумаге, отработавшего 240 моточасов в двигателе.
На рис. 8 – хроматограмма отработавшего 240 моточасов в двигателе моторного масла «Toyota SAE 5W‑40» на универсальном индикаторе.
В отличие от капельной пробы отработавшего масла на бумаге (рис. 7), на которой мы видим темное малоинформативное пятно с плохо просматриваемыми ядром и диффузионными зонами, хроматограмма на универсальном индикаторе (рис. 8) имеет четкие отличительные особенности.
На рис. 8 мы видим радиальную осадочную хроматограмму в виде ядра и трех зон. Ядро – зона, соответствующая самой темной однородной части масляного пятна на фильтре, темно-коричневое с оттенком синего, в котором заметны нерастворимые примеси. Первая зона диффузии – кольцеобразная, желто-коричневая, более светлого цвета, чем центральное ядро, образовавшееся в результате прохождения нерастворимых примесей через поры универсального индикатора. Размер кольца небольшой, указывает на низкое содержание моюще-диспергирующей присадки в масле. Вторая зона окисленного масла – кольцеобразная от желтого до светло-коричневого цвета, содержит растворимые продукты окисления масла и топлива. Третья зона чистого масла и топлива – светлое внешнее кольцо, характеризующее общий размер нанесенного на фильтр масляного пятна. Анализ, проведенный в лаборатории показал снижение вязкости масла на 8% и низкое содержание моюще-диспергирующих присадок, щелочное число 3,7 мгКОН/г, что согласуется с цветовыми переходами в ядре хроматограммы. Моторное масло подлежит замене.
На рис. 9 – хроматограмма трансмиссионного масла «Addinol SAE 75W‑90».
Сегодня на рынке присутствует множество различных препаратов, которые используют некоторые автовладельцы в качестве добавок к смазочным материалам. Тема препаратов выходит за рамки настоящей публикации, тем не менее скажу, что, пользуясь универсальным индикатором, вы можете проверить их качество, а также, тестируя масло после добавления препарата, вы можете обнаружить по цвету хроматограммы, насколько изменился кислотно-щелочной баланс в масле. На рисунке показана хроматограмма присадки ЦД‑7, используемая в противоизносных препаратах.
Универсальный индикатор может использоваться для экспресс-анализа технических жидкостей. На рис. 11 – хроматограмма тормозной жидкости ДОТ‑4. На рис. 12 – хроматограмма охлаждающей жидкости «Тосол‑40».
Анализ проведенных испытаний универсального индикатора выявил одну общую особенность. В первые десять минут ядро имеет насыщенный цвет, свидетельствующий о наличии активных химических элементов присадок, в следующие 60 минут в центре ядра проявляются светлые тона, далее проявляется темно-коричневое или темно-зеленое кольцо вокруг ядра. Поэтому для пользователя важно видеть процесс формирования пятна в первые 10 минут. Это позволит ему с большей вероятностью определить подделку и потерю работоспособности смазочных материалов и технических жидкостей.
Таким образом, пользуясь универсальным индикатором, автовладелец защищает себя от покупки некачественных присадок, смазочных материалов, технических жидкостей и на ранней стадии обнаруживает начало потери их работоспособности при эксплуатации техники.
Ильшат Нигматуллин, канд. техн. наук, доцент УГНТУ, кандидат в мастера спорта (автоспорт)
