TBN, что мне это даст?

Щелочной буфер служит для нейтрализации кислот, образующихся в результате различных процессов окисления, в частности, при сгорании топлива, особенно при использовании низкокачественного топлива с высоким содержанием серы, и окислении масла. Количество кислот в масле описывается другим числом, известным как общее кислотное число, TAN, измеренным в соответствии с ASTM D 664. По мере старения масла общее щелочное число постепенно снижается по мере увеличения TAN. В какой-то момент, получивший название кроссовера TBN/TAN, они становятся равными. На этом этапе защита двигателя от коррозии сильно нарушается, и масло необходимо заменить. Если не используется очень плохое топливо и не соблюдается рекомендуемый интервал замены масла, вы вряд ли когда-либо столкнетесь с кроссовером TBN/TAN на практике. В большинстве случаев основной причиной замены масла является загрязнение частицами, а не кислотностью.

Тем не менее, в попытке дифференцировать свою продукцию от конкурентов, некоторые компании, производящие смазочные материалы, начинают «конкурировать» за более высокое TBN: чем выше TBN, тем лучше. В этой статье объясняется, когда высокое TBN является хорошим, а когда нет. Следующая простая схема поможет вам оценить ваши потребности в легковых автомобилях:

• Старые автомобили с дизельным двигателем без дизельных сажевых фильтров (DPF), использующие низкокачественное или загрязненное топливо: рекомендуемый диапазон общего щелочного числа составляет 10-12 мг KOH / г.

• Новые автомобили с дизельным двигателем и сажевыми фильтрами (DPF), работающие на дизельном топливе со сверхнизким содержанием серы (ULSD): рекомендуемый диапазон общего щелочного числа составляет от 6 до 9 мг KOH/г.

Использование биотоплива также может оправдать выбор масла с более высоким TBN. Проблема в том, что картерная смазка всегда в какой-то степени «разбавляется» топливом, особенно во время коротких поездок, когда двигатель не прогревается должным образом, или на высоких оборотах, когда для охлаждения двигателя используется богатая топливно-воздушная смесь. Разбавление моторного масла обычным топливом на нефтяной основе вызывает падение вязкости, но не оказывает существенного влияния на окислительную стабильность масла. Однако разбавление моторного масла биотопливом подрывает окислительную стабильность масла.

Автомобили, работающие на бензине, сжиженном нефтяном газе и сжатом природном газе, не требуют высокого общего щелочного числа; на самом деле, высокий уровень общего щелочного числа, вероятно, будет губителен для них, вызывая накопление зольных отложений и отрицательно влияя на системы доочистки выхлопных газов (GPF, TWC). Использование дизельного масла для тяжелых условий эксплуатации (HDDO) в новом бензиновом двигателе с высоким коэффициентом общего щелочного числа (HDDO) может вызвать неприятную супердетонацию, известную как преждевременное зажигание на низких оборотах (LSPI), которая может полностью испортить двигатель.

Допустимые пределы общего щелочного числа регулируются ACEA и многочисленными национальными стандартами на моторные масла. Имейте в виду, что существуют различные лабораторные процедуры определения TBN, наиболее распространенными из которых являются ASTM D 2896 и ASTM D 4739. Классификация ACEA предписывает использование стандарта ASTM D 2896, который эффективно количественно определяет как сильные, так и слабые основания в рецептуре и, как правило, дает более высокое значение TBN, чем ASTM D 4739.

Основными источниками TBN в моторном масле являются моющие средства на избыточной основе, включая, помимо прочего, сульфаты, фенаты и салицилаты кальция, а иногда натрия и магния. Однако следует понимать, что важно не только фактическое значение TBN, но и то, какие добавки были использованы в рецептуре для достижения этого значения. Например, сульфонаты с высоким содержанием сульфонатов позволяют легко повысить TBN. Однако они нейтрализуют как наиболее вредные сильные кислоты, так и менее вредные слабые кислоты, и, следовательно, щелочной буфер имеет тенденцию быстро истощаться. Кроме того, сульфонаты с высокой избыточной базой не обладают моющим эффектом, который может быть обеспечен полимерными сульфонатами с низким содержанием и беззольными диспергаторами.  Однако последние, как правило, являются менее эффективными бустерами TBN! Сообщалось о частичной замене кальциевого моющего средства на натриевое моющее средство для снижения риска LSPI. Считается, что более сильная щелочь, содержащаяся в натриевых моющих средствах на основе натрия, также более эффективна в борьбе с загрязнениями биодизельным топливом. Опять же, разработка сбалансированной рецептуры требует большого опыта, чтобы соответствовать требуемым эксплуатационным характеристикам при минимально возможных затратах.

Классификация моторных масел API явно не регламентирует уровень общего щелочного числа, вместо этого полагаясь на испытание на шариковую ржавчину ASTM D 6557 для оценки антикоррозионных характеристик масел. Это легко понять, так как большая часть автопарка США использует бензин, а не дизельное топливо. Поскольку речь идет о тяжелых условиях эксплуатации, считается, что масла с недостаточной моющей и антикоррозионной защитой, скорее всего, не пройдут то или иное испытание двигателя, предусмотренное классификацией API, например, предельные значения напора фильтра и шлама в испытании Cummins M11 (ASTM D 6838) или предел заполнения верхней канавки в испытании Caterpillar 1K (ASTM D 6750).  и, следовательно, будут отсеяны. Поскольку уровень серы в дизельном топливе был снижен, современные моторные масла CJ-4, CK-4 и FA-4 изначально имеют более низкое общее щелочное число, чем предыдущие классы API, такие как CI-4 и CH-4. Кроме того, были снижены предельные значения для нефти, находящейся в эксплуатации. Кроме того, некоторые представители отрасли в целом ставят под сомнение актуальность TBN для моторных масел!

С технической точки зрения, не всегда важно, насколько высокое общее щелочное число начинается для свежей нефти, а скорее то, как быстро оно снижается в эксплуатации из-за истощения запасов щелочности. Как правило, спецификации ACEA более строгие, чем спецификации API. Следующая схема поможет вам оценить потребности в уровне TBN для большегрузных автомобилей:

• При использовании высокосернистого дизельного топлива: рекомендуемый диапазон общего щелочного числа составляет 12-15 мг КОН/г; выберите ACEA E4 или E7, или API CH-4 или CI-4 HDDO. Когда вы вынуждены использовать плохое топливо, на самом деле не имеет значения, используете ли вы старый или новый грузовик: когда вам приходится выбирать между долговечностью двигателя и долговечностью системы доочистки выхлопных газов, первое важнее.

• Новые грузовые автомобили с двигателями EGR, оснащенные системами снижения выбросов оксидов азота SCR и сажевыми фильтрами, работающие на дизельном топливе с низким содержанием дизельного топлива: рекомендуемый диапазон общего щелочного числа составляет от 7 до 9 мг КОН/г. Выбирайте ACEA E6, E9 или API CJ-4, CK-4 или FA-4 в соответствии с рекомендациями производителей двигателей.

API CK-4 и ACEA E9 являются предпочтительным выбором для двигателей, отвечающих требованиям Евро-6 по выбросам загрязняющих веществ. Категория API FA-4 охватывает определенные масла xW-30 с пониженной вязкостью HTHS (от 2,9 до 3,2 сП), которые совместимы только с некоторыми новыми высокооборотными четырехтактными дизельными двигателями, соответствующими стандартам выбросов парниковых газов (ПГ) 2017 модельного года. Масла API FA-4 никогда не должны использоваться в каких-либо других двигателях; Если вы сомневаетесь, выбирайте API CK-4 или ACEA E6 или E9 в качестве более безопасных альтернатив.

Благодаря высококачественным полностью синтетическим формулам с использованием специально подобранных пакетов моющих средств-ингибиторов, все моторные масла BIZOL демонстрируют выдающуюся устойчивость к окислению и удержание общего щелочного числа, обеспечивая превосходную долгосрочную защиту от коррозии даже в самых суровых условиях.