Contenido de cenizas sulfatadas del aceite de motor: importancia y grado de influencia

Contenido de ceniza del aceite se caracteriza por dos conceptos: contenido de cenizas de aceite base y contenido de cenizas sulfatadas. En resumen, el contenido habitual de cenizas indica qué tan bien se ha refinado la base base, sobre la que posteriormente se fabricará el aceite de motor final (es decir, la presencia de diversas sales e impurezas no combustibles, incluidas las metálicas). En cuanto al contenido de cenizas sulfatadas, caracteriza el aceite de motor terminado, que contiene una cierta cantidad de aditivos, e indica solo su cantidad y composición (en particular, la inclusión de sodio, potasio, fósforo, azufre y otros elementos en él) ...

Contenido

  • ¿A qué afecta el contenido de cenizas?
  • ¿Qué son los aceites bajos en cenizas?
  • Contenido de cenizas
  • Cómo se determina el contenido de cenizas

Contenido de ceniza del aceite

Si el contenido de cenizas sulfatadas es alto, esto conducirá a la formación de una capa abrasiva en las paredes del motor y, en consecuencia, a un rápido desgaste del motor, es decir, a una disminución de su recurso. El bajo nivel de cenizas normales protege el sistema de postratamiento de los gases de escape de la contaminación. En general, los indicadores de contenido de cenizas son un concepto bastante complicado, pero interesante, por lo que intentaremos ordenar todo "en las estanterías".

¿Qué es el contenido de cenizas y a qué afecta?

El contenido de cenizas es un indicador de la cantidad de impurezas no combustibles. En cualquier motor de combustión interna, una cierta cantidad del aceite vertido se desperdicia, es decir, se evapora a alta temperatura cuando ingresa a los cilindros. Como resultado, en sus paredes se forman productos de combustión, o simplemente cenizas, que contienen varios elementos químicos. Y es a partir de la composición de la ceniza y su cantidad que se puede juzgar el notorio contenido de cenizas del aceite. Este indicador afecta la capacidad de formar depósitos de carbón en las piezas del motor, así como el rendimiento de los filtros de partículas (después de todo, el hollín no combustible obstruye el panal). Por lo tanto, no puede exceder la marca del 2%. Dado que hay dos contenidos de ceniza, los consideraremos a su vez.

Contenido de ceniza del aceite base

Comencemos con el concepto de ceniza ordinaria como uno más simple. Según la definición oficial, el contenido de cenizas es una medida de la cantidad de impurezas inorgánicas que quedan de la combustión de un lote de aceite, que se expresa como un porcentaje del peso del aceite de prueba. Este concepto se usa generalmente para caracterizar aceites sin aditivos (incluidos los aceites base), así como varios fluidos lubricantes que no se usan en un motor o en equipos automotrices. Normalmente, el contenido total de cenizas está entre el 0,002% y el 0,4%. En consecuencia, cuanto más bajo es este indicador, más puro es el aceite probado.

¿A qué afecta el contenido de cenizas? El contenido de ceniza normal (o base) afecta la calidad de refinado de un aceite que aún no contiene aditivos. Y dado que están presentes en casi todos los aceites de motor usados ​​en la actualidad, el concepto de contenido de cenizas ordinarias no se usa universalmente, sino que el concepto de cenizas sulfatadas se usa en un sentido amplio. A continuación, pasamos a ello.

Cenizas sulfatadas

Impurezas en aceite

Entonces, el contenido de cenizas de sulfato (otro nombre es el nivel o indicador de escorias de sulfato) es un indicador para determinar aditivos que incluyen compuestos orgánicos metálicos (en particular, sales de zinc, potasio, magnesio, calcio, bario, sodio y otros elementos incluidos en su composición). Cuando el aceite con tales aditivos se quema, se forman cenizas. Naturalmente, cuanto más estén en el aceite, más cenizas habrá.A su vez, se mezcla con depósitos resinosos en el motor (esto es especialmente cierto si el motor es viejo y / o el aceite del motor no se ha cambiado en él durante mucho tiempo), como resultado de lo cual se forma una capa abrasiva. en las partes que se frotan. Durante el funcionamiento, rayan y desgastan la superficie, reduciendo así la vida útil del motor.

El contenido de cenizas sulfatadas también se expresa como porcentaje del peso del aceite. Sin embargo, para determinarlo, es necesario realizar un procedimiento especial con combustión y calcinación de la masa de prueba. Y el porcentaje se toma del saldo sólido. Al mismo tiempo, se utiliza ácido sulfúrico en el trabajo para aislar los sulfatos de la masa. De aquí proviene el nombre de ceniza de sulfato.... Consideraremos el algoritmo exacto para realizar mediciones de acuerdo con GOST a continuación.

A menudo, la ceniza de sulfato se denota con la abreviatura en inglés SA, de sulfato y ceniza, ceniza.

Influencia de las cenizas sulfatadas

Ahora pasemos a la cuestión de ¿A qué afecta la ceniza sulfatada?... Pero antes de eso, es necesario aclarar que su concepto está directamente relacionado con el concepto del número base de aceite de motor. Este valor le permite establecer la cantidad de depósitos de carbón en la cámara de combustión. Normalmente, el aceite entra allí a través de los anillos del pistón y desciende por las paredes del cilindro. La cantidad de la ceniza mencionada afecta directamente el funcionamiento del sistema de encendido, así como el arranque del motor en la estación fría.

Número base frente al tiempo

Por lo tanto, el contenido de cenizas sulfatadas es directamente proporcional al valor inicial del número base del aceite que aún no se ha utilizado (o recién llenado). Debe entenderse que el número base no es un indicador absoluto de la capacidad neutralizante de un fluido lubricante y, con el tiempo, disminuye. Esto se debe a la presencia de azufre y otros componentes dañinos en el combustible. Y cuanto más pobre es el combustible (más azufre), más rápido cae el número base.

Tenga en cuenta que la ceniza sulfatada afecta directamente el punto de inflamación del aceite de motor, en particular, con el tiempo, a medida que los aditivos de su composición se queman, el valor de la temperatura mencionada disminuye. También reduce el rendimiento del aceite en sí, por muy bueno que sea.

El uso de aceites bajos en cenizas tiene dos caras de la moneda. Por un lado, su uso está justificado, ya que tales composiciones están diseñadas para evitar la rápida contaminación de los sistemas de escape (en particular, equipados con catalizadores, filtros de partículas, sistemas EGR). Por otro lado, los aceites bajos en cenizas no brindan (reducen) el nivel requerido de protección de las partes del motor. Y aquí, al elegir un aceite, es necesario elegir el "medio dorado" y guiarse por las recomendaciones del fabricante del automóvil. Es decir, ¡mire el contenido de cenizas y el número base!

El papel del azufre en la formación de cenizas.

Tenga en cuenta que el contenido normal de cenizas de los aceites de motor es no tiene nada que ver con el nivel de azufre en ellos... Es decir, los aceites con bajo contenido de cenizas no necesariamente serán bajos en azufre, y esta cuestión debe aclararse por separado. Cabe agregar que las cenizas sulfatadas también afectan la contaminación y el funcionamiento del filtro de partículas (posibilidad de regeneración). El fósforo, por otro lado, destruye gradualmente el catalizador para la postcombustión del monóxido de carbono, así como los hidrocarburos no quemados.

En cuanto al azufre, interrumpe el funcionamiento del neutralizador de óxido de nitrógeno. Desafortunadamente, la calidad del combustible en Europa y en el espacio postsoviético difiere mucho, no a nuestro favor. En particular, nuestro combustible contiene mucho azufre, el cual es muy dañino para el motor porque, al mezclarse con agua a altas temperaturas, forma ácidos nocivos (principalmente sulfúricos), que corroen las partes del motor. Por lo tanto, para el mercado ruso, es mejor elegir aceites con un número base alto. Y como se mencionó anteriormente, en los aceites con un índice de base alto, también hay un alto contenido de cenizas. Al mismo tiempo, debe comprender que no existe un aceite universal y debe seleccionarse de acuerdo con el combustible utilizado y las características del motor.En primer lugar, debe basarse en las recomendaciones del fabricante de la máquina (en particular, su motor).

¿Cuál es el motivo del requisito del contenido de cenizas del aceite?

Ceniza durante el agotamiento del aceite

El bajo contenido de cenizas de los aceites modernos está dictado por los requisitos medioambientales de Euro-4, Euro-5 (obsoleto) y Euro-6, que operan en el territorio de los países europeos. De acuerdo con ellos, los aceites modernos no deben obstruir en gran medida los filtros de partículas diésel y los catalizadores de automóviles, y emitir un mínimo de sustancias nocivas al medio ambiente. También están diseñados para minimizar los depósitos de hollín en válvulas y cilindros. Sin embargo, de hecho, este enfoque reduce drásticamente el recurso de los motores modernospero también es beneficioso para los fabricantes de automóviles, ya que conduce directamente a frecuentes cambios de automóvil por parte de los propietarios de automóviles en el territorio de los países europeos (demanda de los consumidores).

En cuanto a los automovilistas domésticos (aunque esto está más relacionado con el combustible doméstico), en la mayoría de los casos, los aceites con bajo contenido de cenizas afectarán negativamente las camisas, los dedos y también contribuirán al rayado de los faldones del motor. Sin embargo, con un bajo contenido de cenizas de los aceites, la cantidad de depósitos en los segmentos del pistón será menor.

Curiosamente, el nivel de contenido de cenizas sulfatadas de los aceites estadounidenses (estándares) es más bajo que el de los europeos. Esto se debe al uso de aceites base de alta calidad pertenecientes a 3 y / o 4 grupos (elaborados a base de polialfaolefinas o mediante tecnología de hidrocraqueo).

El uso de aditivos adicionales, por ejemplo, para limpiar el sistema de combustible, puede conducir a la formación de una capa adicional de hollín, por lo que tales formulaciones deben tratarse con precaución.

Panal de catalizador obstruido por hollín

Algunas palabras sobre el motor de los nuevos modelos, en los que los bloques de cilindros están hechos de aluminio con un revestimiento adicional (muchos automóviles modernos de la empresa VAG y algunos "japoneses"). Hay muchos escritos en Internet que dicen que estos motores temen al azufre, y este es el caso. Sin embargo, la cantidad de este elemento en el aceite de motor es significativamente menor que en el combustible. Por lo tanto, en primer lugar, debe recomendar el uso gasolina de estándar Euro-4 y superior, y también utilice aceites con bajo contenido de azufre. ¡Pero recuerde que el aceite con bajo contenido de azufre no siempre es un aceite con bajo contenido de cenizas! Por tanto, compruebe siempre el contenido de cenizas en la documentación separada para conocer las características típicas de un aceite de motor determinado.

Producción de aceites bajos en cenizas

La necesidad de fabricar aceites con bajo contenido de cenizas surgió en gran parte debido a los requisitos ambientales (los notorios estándares Euro-x). En la fabricación de aceites de motor, estos contienen (en diferentes cantidades, dependiendo de muchas cosas) azufre, fósforo y cenizas (luego se convierte en sulfato). Entonces, el uso de los siguientes compuestos químicos conduce a la aparición en la composición de los aceites de los elementos mencionados:

  • dialquilditiofosfato de zinc (este es el nombre de un aditivo multifuncional que tiene propiedades antioxidantes, antidesgaste y de extrema presión);
  • El sulfonato de calcio es un detergente, es decir, un aditivo detergente.

Sobre esta base, los fabricantes han encontrado varias soluciones para reducir el contenido de cenizas de los aceites. Entonces, los siguientes se usan actualmente:

  • la introducción de detergentes no en el aceite, sino en el combustible;
  • el uso de antioxidantes de alta temperatura sin cenizas;
  • el uso de dialquilditiofosfatos sin cenizas;
  • el uso de sulfonatos de magnesio con bajo contenido de cenizas (pero en cantidades limitadas, ya que esta sustancia contribuye a la formación de depósitos en el motor), así como detergentes alquilfenol;
  • el uso de componentes sintéticos en aceites (por ejemplo, ésteres y aditivos espesantes resistentes a la degradación necesarios para asegurar las características deseadas de viscosidad-temperatura y baja volatilidad, en particular, aceites base de 4 o 5 grupos).

Las tecnologías químicas modernas facilitan la obtención de aceite con cualquier contenido de cenizas. Solo necesita elegir la composición que sea óptima para un automóvil en particular.

Estándares de contenido de ceniza

La siguiente pregunta importante es determinar contenido de cenizas... Cabe señalar de inmediato que dependerán no solo del tipo de motor (para motores de gasolina, diesel, así como motores con equipo de gas (GLP), estos indicadores serán diferentes), sino también de los estándares ambientales actuales (Euro -4, Euro-5 y Euro-6). En la mayoría de los aceites base (es decir, antes de la introducción de aditivos especiales en su composición), el contenido de cenizas es insignificante y es aproximadamente del 0,005%. Y después de la adición de aditivos, es decir, la fabricación de aceite de motor listo para usar, este valor puede alcanzar el grave 2% que permite GOST.

El contenido de cenizas de los aceites de motor está claramente especificado en los estándares de la Asociación Europea de Fabricantes de Automóviles ACEA, y las desviaciones de ellos son inaceptables, por lo tanto, todos los fabricantes de aceite de motor modernos (con licencia) siempre se guían por estos documentos. Proporcionamos los datos en forma de tabla para la norma medioambiental Euro-5 actualmente extendida, que combina los valores de los aditivos químicos y las normas individuales vigentes.

Requisitos de APISLSMSN-RC / ILSAC GF-5CJ-4
Contenido de fósforo,%0,1 máximo0,06-0,080,06-0,080.12 máximo
Contenido sulfuroso,%-0,5-0,70,5-0,60,4 máximo
Cenizas sulfatadas,%---1 máximo
Requisitos de la ACEA para motores de gasolinaC1-10C2-10C3-10C4-10
-LowSAPSMidSAPSMidSAPSLowSAPS
Contenido de fósforo,%0.05 máximo0.09 máximo0.07-0.09 máximo0.09 máximo
Contenido sulfuroso,%0,2 máximo0,3 máximo0,3 máximo0,2 máximo
Cenizas sulfatadas,%0,5 máx.0.8 máximo0.8 máximo0,5 máx.
Número base, mg KOH / g--6 min6 min
Requisitos de la ACEA para motores diésel comercialesE4-08E6-08E7-08E9-08
Contenido de fósforo,%-0.08 máximo-0.12 máximo
Contenido sulfuroso,%-0,3 máximo-0,4 máximo
Cenizas sulfatadas,%2 máx.1 máximo1 máximo2 máx.
Número base, mg KOH / g12 min7 min9 min7 min

Como puede ver en la tabla anterior, es difícil juzgar el contenido de cenizas de acuerdo con el estándar API estadounidense, y esto se debe al hecho de que el contenido de cenizas no es tan escrupuloso en el Nuevo Mundo. En particular, simplemente indican qué aceites en las latas son de ceniza completa o media (MidSAPS). Como tal, no tienen bajo contenido de cenizas. Por lo tanto, al elegir uno u otro aceite, debe centrarse principalmente en el etiquetado ACEA.

La abreviatura inglesa SAPS significa ceniza sulfatada, fósforo y azufre, "ceniza sulfatada, fósforo y azufre".

Por ejemplo, según la información proporcionada de acuerdo con el estándar Euro-5, que es válido y relevante en 2018 en el territorio de la Federación de Rusia, para un automóvil de pasajeros moderno con gasolina se permite llenar aceite C3 de acuerdo con ACEA (generalmente SN según API): el contenido de ceniza sulfatada no supera el 0,8% (ceniza promedio). Si hablamos de motores diesel que operan en condiciones difíciles, entonces, por ejemplo, la norma ACEA E4 no permite exceder el 2% del contenido de cenizas sulfatadas en el combustible.

Según requisitos internacionales en aceites de motor para motores de gasolina El contenido de cenizas sulfatadas no debe exceder: 1,5%, para diésel motores de baja potencia - 1.8% y para motores diesel de alta potencia - 2.0%.

Requisitos de contenido de cenizas para máquinas con GLP

En cuanto a los coches con equipo de gas, es mejor que utilicen exactamente aceites bajos en cenizas... Esto se debe a la composición química de la gasolina y el gas (no importa si es metano, propano o butano). La gasolina contiene más partículas sólidas y elementos dañinos, y para no estropear todo el sistema, debe usar aceites especiales bajos en cenizas. Los fabricantes de lubricantes ofrecen específicamente los llamados aceites "gas" a los consumidores para sus respectivos motores.

Sin embargo, su desventaja significativa es su alto costo y, para ahorrar dinero, simplemente puede observar las características y tolerancias de los aceites de "gasolina" convencionales y elegir una composición adecuada con bajo contenido de cenizas. ¡Y recuerde que dichos aceites deben cambiarse de acuerdo con las regulaciones especificadas, a pesar de que la transparencia del procesamiento será mucho mayor que la de los aceites tradicionales!

Método de determinación del contenido de cenizas

Pero, ¿cómo se determina el contenido de cenizas del aceite de motor y cómo entender con qué contenido de cenizas el aceite en el bote? Para el consumidor, la forma más fácil de determinar el contenido de cenizas del aceite de motor es simplemente mediante las designaciones directamente en la etiqueta del recipiente. El contenido de cenizas en ellos generalmente se indica de acuerdo con la norma ACEA (norma europea para fabricantes de automóviles). De acuerdo con él, todos los aceites vendidos actualmente se dividen en:

  • Ceniza entera... Tienen un paquete completo de aditivos. En inglés, tienen la designación - Full SAPS. De acuerdo con el estándar ACEA, se designan con las siguientes letras: A1 / B1, A3 / B3, A3 / B4, A5 / B5.Las impurezas de ceniza aquí son alrededor del 1 ... 1,1% de la masa total del fluido lubricante.
  • Fresno medio... Contienen un paquete de aditivos simplificado. Indicado como SAPS medio o SAPS medio. Según ACEA se denominan C2, C3. De manera similar, en los aceites de cenizas medias, la masa de cenizas será de aproximadamente 0,6 ... 0,9%.
  • Bajo en cenizas... El contenido mínimo de aditivos que contienen metales. SAPS bajo. Según ACEA, se denominan C1, C4. Para cenizas bajas, el valor correspondiente será inferior al 0,5%.

Tenga en cuenta que en algunos casos, los aceites que se designan de C1 a C5 de acuerdo con el estándar ACEA se combinan en un grupo llamado "bajo en cenizas". En particular, esta información se puede encontrar en Wikipedia. Sin embargo, esto no es del todo correcto, ya que este enfoque simplemente indica que todos estos Los lubricantes son compatibles con convertidores catalíticos, ¡y nada más! De hecho, la clasificación correcta de los aceites según el contenido de cenizas se indica más arriba.

.

Los aceites que llevan la designación ACEA A1 / B1 (obsoleto desde 2016) y A5 / B5 son los llamados el ahorro de energía, y no se puede usar en todas partes, sino solo en motores especialmente diseñados (generalmente nuevos modelos de automóviles, por ejemplo, muchos "coreanos"). Por lo tanto, consulte este punto en el manual de su automóvil.

Estándares de determinación del contenido de cenizas

Prueba de diferentes muestras de aceite

Existe una norma interestatal rusa GOST 12417-94 “Productos del petróleo. Método para la determinación de cenizas sulfatadas ”, según el cual cualquier persona puede medir el contenido de cenizas sulfatadas del aceite ensayado, ya que no requiere equipos y reactivos complejos. También existen otras normas, incluidas las internacionales, para determinar el contenido de cenizas, en particular, ISO 3987-80, ISO 6245, ASTM D482, DIN 51575.

En primer lugar, es necesario señalar que GOST 12417-94 define la ceniza sulfatada como un residuo después de la carbonización de una muestra, tratada con ácido sulfúrico y calcinada a peso constante. La esencia del método de verificación es bastante simple. En su primera etapa, se toma una cierta masa del aceite de prueba y se quema hasta obtener un residuo carbonoso. A continuación, debe esperar a que el residuo resultante se enfríe y tratarlo con ácido sulfúrico concentrado. Luego, encienda a una temperatura de +775 grados Celsius (se permite una desviación de 25 grados en una dirección y en la otra) hasta que el carbono esté completamente oxidado. Se deja enfriar la ceniza resultante un tiempo. Posteriormente, se trata con ácido sulfúrico diluido (en volúmenes iguales con agua) y se calcina a la misma temperatura hasta el momento en que su valor de masa se vuelve constante.

Bajo la influencia del ácido sulfúrico, la ceniza resultante será el sulfato, del que, de hecho, proviene su definición. A continuación, compare la masa de la ceniza resultante y la masa inicial del aceite de prueba (la masa de la ceniza se divide por la masa del aceite quemado). La relación de masa se expresa como porcentaje (es decir, el cociente resultante se multiplica por 100). Este será el valor deseado del contenido de cenizas de sulfato.

En cuanto al contenido habitual de cenizas (base), también existe una norma estatal GOST 1461-75 llamada “Petróleo y productos derivados del petróleo. Método de determinación del contenido de cenizas ", según el cual se comprueba la presencia de diversas impurezas nocivas en el aceite de prueba. Debido al hecho de que implica procedimientos complejos, y más aún para diferentes sustancias, en este material no daremos su esencia. Si lo desea, este GOST se puede encontrar fácilmente en Internet.

Hay otro GOST 12337-84 ruso "Aceites de motor para motores diesel" (última revisión el 21/05/2018). Explica claramente los valores de varios parámetros para los aceites de motor, incluidos los domésticos, utilizados en motores diésel de diversas capacidades. Indica los valores permitidos de varios componentes químicos, incluida la cantidad de depósitos de hollín permitidos.