Зольность моторного масла и щелочное число (TBN): связь

Зольность моторного масла — это содержание остаточной золы после полного сгорания пробы. Показатель отражает количество минеральных и металлоорганических присадок, которые при работе двигателя превращаются в твёрдые отложения. Вместе со щелочным числом (TBN) зольность определяет, насколько масло совместимо с системами очистки выхлопа (DPF, катализатор) и как долго оно сохраняет защитные свойства. Ниже разбираем оба параметра, их связь и классы SAPS.

Что такое зольность моторного масла

Сульфатная зольность (уровень сульфатных шлаков) определяет содержание сульфатной золы, которая образуется из металлоорганических присадок — соединений кальция, магния, натрия, фосфора. Фактически это косвенная мера насыщенности масла моюще-диспергирующим и противоизносным пакетом. Зольность измеряют сжиганием пробы и взвешиванием твёрдого остатка по ASTM D874.

Низкая зольность — признак совместимости с сажевыми фильтрами: меньше несгораемой золы оседает на стенках DPF. Высокая зольность даёт более насыщенный пакет присадок, но провоцирует отложения и забивает фильтр. По международным нормам сульфатная зольность товарных моторных масел, как правило, не превышает 2%.

Сульфатная зольность и присадки

Важно разделять два понятия. Обычная зольность характеризует количество солей, образующихся при сгорании базового масла. Сульфатная зольность — это количество солей от окисления металлсодержащих присадок; именно она несёт информацию о составе пакета. Чем выше сульфатная зольность, тем больше в продукте моющих, противоизносных и противозадирных присадок — но тем критичнее он для DPF и трёхкомпонентных катализаторов.

Щелочное число (TBN) и его роль

Щелочное число (TBN, Total Base Number) — характеристика способности масла нейтрализовать кислоты. Измеряется в миллиграммах гидроксида калия (KOH), необходимых для нейтрализации кислот в 1 грамме масла. Кислоты образуются при сгорании топлива (особенно сернистого) и при окислении самого масла, разрушая детали двигателя.

Чем выше TBN, тем дольше масло сдерживает коррозию и тем больше у него запас щёлочного резерва. По мере выработки этого резерва TBN падает — снижение щелочного числа в отработке косвенно указывает на загрязнение топливом, переработку интервала замены и общий износ пакета присадок.

Связь зольности и щелочного числа

Связь прямая: щёлочной резерв создают те же металлсодержащие (детергентные) присадки — соединения кальция и магния, — которые при сгорании дают сульфатную золу. Поэтому высокое щелочное число почти всегда означает и более высокую зольность. Подобрать масло с одновременно высоким TBN и предельно низкой зольностью технически сложно — производитель балансирует параметры под конкретный класс SAPS и тип двигателя.

Классы SAPS: Full, Mid, Low

SAPS (Sulphated Ash, Phosphorus, Sulphur — сульфатная зола, фосфор, сера) — классификация масел по содержанию этих компонентов. Подбор класса диктует допуск ACEA и наличие сажевого фильтра. Сводка по трём классам — в таблице ниже. За реальными продуктами под нужный допуск удобно идти в каталог моторных масел.

Полнозольные масла насыщены моюще-противоизносным пакетом, но выводят из строя DPF и катализаторы — их область применения сузилась до старых дизелей без систем дожига и тяжёлых нагрузок. Среднезольные — компромисс для турбированных и современных дизельных двигателей. Малозольные нужны форсированным бензиновым моторам и любым агрегатам с сажевым фильтром; смешивать масла разных классов SAPS нельзя — это обнуляет расчётный баланс пакета присадок.

Последствия высокой зольности для двигателя

Избыточная зола откладывается на поршнях, в камере сгорания, на свечах и в сажевом фильтре. Накопление отложений ведёт к ряду проблем:

1. падение мощности и КПД двигателя;
2. повышенный износ деталей и нарушение зазоров;
3. ухудшение полноты сгорания топлива;
4. рост вредных выбросов и ухудшение экологических показателей;
5. забивание DPF и деградация трёхкомпонентного катализатора вплоть до выхода из строя.

Как выбрать масло по зольности

Оптимальное соотношение зольности и щелочного числа зависит от типа двигателя и условий эксплуатации, поэтому первично — требование автопроизводителя (допуск ACEA/OEM в сервисной книжке), а не «чем выше TBN, тем лучше». Для двигателя с сажевым фильтром берут Low или Mid SAPS; для старого дизеля без дожига допустимо Full SAPS. Помимо зольности учитывают вязкость по SAE, температуру вспышки и фактический пробег на интервале замены.

Подобрать продукт под конкретный допуск и наличие DPF помогут масла Shell и масла Nord Oil — оба бренда выпускают линейки Mid и Low SAPS с пониженным содержанием серы, фосфора и сульфатной золы.