Общество инженерно-технической трезвости (bmwservice) wrote,
Общество инженерно-технической трезвости
bmwservice

Когда менять масло. Часть III. Точка.

okay_not_okay

Вот экспериментально полученная мной шкала т.н. "старения масляной отработки по капельной пробе". Это не фотошоп и не сборная солянка - все пробы реальные, последовательны по пробегу и взяты с настоящих современных моторов. Думаю, что даже совсем неподготовленному читателю возможно самостоятельно определить, где тут масло "свежее", где "работавшее", где "требует замены", а где уже его менять откровенно поздно... Вроде бы все, но не хватает еще одного редкого, но эффектного "масляного состояния" - эдакой масляной точки... некоторые ее видели, но "живых" проб такого типа в Сети нет вообще...

217086_original

Попробуем ее найти и еще раз рассмотрим вышеприведенные масляные состояния. Очевидно, что существенные отличия (если не рассматривать надуманные признаки), заключаются

а)в цветовой насыщенности
б)в форме закраин пятна


1.Первый уровень - условный фундамент, подложка - своеобразный масляный грунт - бледное, почти что прозрачное пятно - это свежее масло.
Фундамент растекается легче и дальше всего от центра капли.

2.Второй уровень - это сама постройка, основа картины, некий пигмент, который постепенно наш пейзаж "насыщает".
Он растекается медленнее, почти до края и создает саму масляную композицию.

3.Третий уровень - крыша. С крышей сложнее всего. Где-то - контуром, а где-то - почти сплошное пятно.
Растекается плохо.
zones

В случае свежего масла, внутренний контур сформируют только задержавшиеся по периметру первой капли частички пигментации.
До того как растечься, они задержутся там дольше всего. Это как бы контур первоначальной капли:
dot


Конечно, наблюдающим такую картину первый раз, или имеющим некоторые методические предубеждения, трудно отвлечься от этого центрального пятнышка. Уж слишком оно характерно расплывается, чтобы совсем его игнорировать. Возникает, как вы видели, соблазн создавать многочисленные прогрессивные информативные методики на его базе.

Это рождает многочисленные вопросы типа "как, с какой высоты, какой каплей капать и как сушить". Но реальный информативный результат вообще не зависит от способа нанесения капель.

Вот масляные брызги, полученные отработкой с пробегом 30000 км (около 1000 моточасов) и засушенные под углом к горизонтали:
dots

Найдите значимые отличия от обычной формы растекания капли. Их нет - все та же "насыщенность", все те же "рваные края". А больше нам ничего и не потребуется.

Разберемся, что же такое эта пигментация и что же окрашивает "капельную масляную пробу"?!

Сначала резрежем и раскатаем масляный фильтр после 30.000 км пробега и посмотрим, что же собралось в гофрах. На фото только небольшая его часть. Видно, что все грядки основательно забиты (из-за этого загрязнения и увеличения сопротивления масляному потоку, у меня даже потекла прокладка масляного стакана - полагаю, среднее давление на холостых поднялось выше, к минимуму давления открытия перепускного клапана - 2,5 атм!):
trak

Рассмотрим посевы в гофрах (а они - концентраторы напряжения маслотока, в которых аккумулируется основная грязь) поближе:
filer_2

Еще крупнее, сильно загрязненные участки, на сгибе гофр:
PICT0012

Участки почище, с образмериванием частиц загрязнения - здесь видны как металлы, так и включения нефтяного происхождения:
filter_0

После промывки фильтра, можно разглядеть и самые мелкие частички - их размер десятки микрон.
filer_20

Запомним: в лучшем случае, фильтр задерживает частицы размером не мельче 10-20 мкм.
Все остальное пролетает со свистом и плавает в масле - посмотрите на окна фильтрующей шторы. В общем-то, это индустриальный стандарт - фильтровать только десятки мкм.

Время заняться результатами капельной пробы пристальнее.

Вот так выглядит загрязние пробы на очень малом пробеге, она лишена краевой зоны - свободно растекается (без "рваных закраин"), поэтому рассматриваем
только центральное кольцо и его пигментирование - оно едва загрязненное, цвет рыжий, с мелкими черными вкраплениями:
PICT0014

А вот проба с пробегом около 10.000 км, центральное кольцо уже выраженно пигментировано чем-то черным:
PICT0015

А вот и сформировались границы зоны растекания - все тот же темный пигмент:
PICT0016

Проба условных 20000 км пробега, более насыщенная темно-рыжая пигментация с "горелой" границей зоны растекания:
PICT0017

Проба 30000 км пробега: на бледно-желтой масляной подложке - сплошные черные прожилки - при нормальном баласе белого, это придает пробе
выраженно коричневый оттенок:
PICT0018

Края зоны растекания уже "сильно рваные":
PICT0019

Вопрос: можно ли увидеть всю эту черноту в "концентрированном" виде? Собрать воедино и рассмотреть? Разумеется можно, если знать как. Не лезвием же скрести же ее, правда...

Вот такие капельные пробы многими (но не всеми) методологами предлагаются как "убитое масло" и, что не менее странно, иногда как единственный вариант(?)
"убитого масла". Внешне они напоминают "масляную точку". Его-то остро не хватает в череде проб в начале статьи... такие пробы неспроста называются "перегретым маслом", что
многими читателями будет восприниматься как перегрев двигателя в полном объеме, или кипятильник в картере... Это совершенно не так, но об этом позже.

1.Вот "черный пигмент" собранный из "свежего масла"
clear_drop

2.Чернота собранная из масла с пробегом 20000 км...
drop_380


Рассмотрим центры проб крупнее:
1

drop_11

Вуаля - весь темный пигмент собран воедино. Магия. Перед вами "крыша" (третий уровень) пробы в чистом виде - нерастекающееся "пятно". Наверное, обладатели авторских свидетельств склонны называть это пятно зоной "загрязнения". Пускай так... Кто бы спорил - это загрязнения, вопрос в том, что это вообще за загрязнения. Не частицы же металла и песка, как они нам обещают?

В общем, пора бы назвать имя "загрязнителя" масла своим именем...

Это плохой бензин. Точнее - не совсем он - продукты его горения.

Для этого вспомним, как он вообще горит:
fuel_fire

А вот так горит хороший бензин:


А вот так горит пропан-бутан, например - почувствуйте разницу!


Вот что происходит со свечкой, когда автомобиль долго работает на богатых смесях:
spark_rich

Продукты горения проникают в моторное масло через поршневые кольца и постепенно насыщают масло...

Такая сатурация не безгранична. В какой-то момент, она становится критической, масло перестает эту копоть в своем объеме удерживать и масло "взрывается" - шлам начинает ссыпаться из него хлопьями. Докажем это.

Если в масле присутствует посторонний, неустойчивый в объеме наполнитель, то я гарантирую(tm), что его запросто можно свалить крекингом. Предположим, что при кипении все "лишнее" загрязнее, накопившееся в масляной основе, просто выпадет.

Берем масляные отработки...

Пробег 10000 км:
overall

Результат внутри колбы и дно (максимум подводимой температуры) на просвет:
inside_macrodno_na_prosvet

Пробег 20000 км:
overall

inside_macrothru

Пробег 30000 км:
overall

Колба потому выглядит такой "чистой", что практически все ее содержимое "свалилось" в осадок, он плохо кипит,
поэтому копоти на стенках было меньше, зато внутри нет живого места от шлама:
inside_macroprosvet

Пластилиноподобный шлам не растекается из середины капельной пробы. Капельная проба "с точкой" - это шлам в двигателе. Перегретая масляная отработка легко выделяет из своего объема шлам, но накапать такую прямо "со щупа" у вас не получится, потому что шлам на фоне шлама, это как горка мусора на городской свалке. Кроме того, основной шлам давно валяется в картере, а только он может дать столь устойчивый пигмент. Так что на пробе умершего масла взвешенным шламом будет только очерчено центральное пятно:
dot_circle

Чтобы получить "масляное пятно в центре" прямо из мотора, необходимо сначала умершее масло слить, залить свежее и хорошенько в нем весь этот шлам перемешать, пока он еще достаточно подвижен. Вот когда вы проедете 100-200 км, уже можно пробовать капать. Пластилиноподобный шлам в свежем масле не удерживается, поэтому такие пробы теперь можно получить и естественным путем:
hot_oil

Далее, можно хоть брызгать таким маслом во все стороны, сушить пробы вертикально, или даже поливать холст из брандспойта, а шлам всегда будет в центре таких проб - пластилин течет очень плохо. Не повторяйте чужих ошибок - это не "перегретое масло", это масло со шламом. Видите такую пробу - в двигателе плавают куски шлама. Очень часто происходят случаи, когда спустя буквально пару часов от заливки свежего, вы почти сразу сливаете (или наблюдаете) очень грязное масло. Если это действительно так, в двигателе скорее всего шлам, который теперь растворился в масле. Удостовериться в этом можно, экспериментируя с масляными каплями, как на фото выше.

dot_circle_final_print

Теперь я сделаю еще одну рационализацию метода капельной пробы. Я просил забыть про все лишнее, и даже про пятно в центре - вы смотрели на пигмент и форму закраины.
Теперь забываем и про пигмент - это тоже лишнее. Пигмент оставим другой половине человечества:
pegment


Закраина формируется сгустками шлама - чем более рваная и контрастная форма края масляного пятна, тем больше в нем растворено продуктов горения,
тем хуже состояние масла.

Сомнения? Посмотрите еще раз и сравните:


У полностью исправного, работающего масла, никакой заметной закраины быть не может - нефтяные сгустки до периметра просто не дотекают. Заметил рваную грань у пробы - масло начало стареть.

Грустно подумать, что метод капельной пробы используют вот уже более 70 лет(!), Нобелевскую премию за бумажную хроматографию вручили, а прикладное использование ее в нашем случае вообще в полубессознательной фазе находится. Все превратилось в гадания по масляным кляксам, измерение диаметров окружностей и прочее инновационное скоморошничание с мракобесием...

Подписи на распространенных существующих и, к тому же, еще и разных шкалах мало того, что противоречивы, так еще и уместны не более, чем таблички "не кормить" в палеонтологическом музее. Рваные грани масляного пятна если и детектируются, то списываются на абсурдные "обводнения" масляной пробы и прочие "топливные короны".

Единственно верная и полезная нам причина рваных краев в этой методике - горелые нефтяные сгустки - потенциальный масляный шлам, который вы еще и в моторе сможете обнаружить, если дождетесь. Другой нет. Чем сильнее зазубряются края, чем более распушена бахрома - тем шлама больше и маслу - хуже.

А теперь мы переходим к более серьезным лабораторным испытаниям.

Количественная оценка образовавшегося углеродного осадка могла бы производиться путем взвешивания. Допустим. Однако сравнимость проб в условно
стабильном состоянии была бы крайне затруднена - такие пробы не формируют значимого донного осадка, а большая часть образовавшейся копоти содержит жидкую масляную фазу, от которой, разумеется, вполне можно было бы избавиться. Но в этом случае, взвешивание упирается в точность начально сдозированного образца и даже точный вес конкретной колбы. Это абсоютная, но муторная и не очень внятная, как я считаю, метода оценки.

Я опирался на предположение, что шламоудерживающие способности масла должны быть пропорциональны измеримым лабораторным параметрам. Самый обширный и точно измеряемый количественный компонент минерального состава масла - присадочный пакет. У качественных масел он прекрасно растворим в объеме и стабилен во времени и при подведении температуры. Если масло осыпается, то пропорция шлам/присадки должна быть репрезентативной. Таким косвенным, но достаточно точным методом и следует оценивать и удержание маслом продуктов горения смеси. Смотрите - в обычных маслах содержится от 4000 до 6000 ppm минерального компонента, при точности лабораторного детектирования плюс/минус 2-3 ppm. Из этого следует, что его изменение может быть крайне точно характеризуемо и измеримо.

Посмотрим, что получилось для вышерассмотренных масляных проб:


Oil_10K_Rev3_01

Oil_20K_Rev3_01

Oil_30K_Rev3_01


Все просто и логично - больше пробег, больше грязи, хуже процентное удержание загрязнений в объеме масла.
grafik_stareniye

Теперь сравним образцы свежего масла и этого же масла с пробегом 30.000 км на спектроанализаторе:
sampler

Сам процесс автоматизирован:


Оцениваем окисленность и нитрование по стандартной методике. Формально цифры в этом стандарте ни о чем конкретном нам не говорят, но факт сравнительно высокого нитрования свидетельствует о том, что масло серьезно загрязнено продуктами горения. Подробнее этот вопрос рассмотрен в статье.
oiltest_1

Смотрим на спектры, где выделены характеристические пики окисленности и нитрования:
30000
backup_200203_OA101-Fig2

Тест "прожарки", как уже давно известно всем, кроме разве что компании Shell, ничего не значит.

Самое время взять несколько музейных образцов нефтяного шлама от разных моторов:

Трубку дренажа турбин:
_1010276

Крышку ГБЦ:
krishka

Cубстанцию со дна колбы:
inside

Экстрагировать эти пробы (чуть язык не сломал) в лаборатории:
lab2

Собрать результаты на стеклянную пластинку...
lab_1

Вот эта же область спектра, но уже для шлама (три вида - с трубки, крышки и выделенного крекингом из колбы):
saddle_schlamm

Это почти сплошные "седла" с характеристическими пиками поглощения ок. 1610 (нитрование) /1720 (окисленность). Чему бы там еще быть, правда?!
Окислитель топлива - воздух. А это почти что только азот с кислородом. И вот тут уже имеем право утверждать:

Шлам в чистом виде - мощный концентрат продуктов окисления, который вываливатся из масла - сублимированная горелая копоть (сажа).



Ну и последний вопрос: требовалось исследовать вопросы износа, который должен быть крайне специфичен для такого пробега (и состояния масла!).
С учетом богатой базы данных, собранной по многим моторам, я предлагаю вот такой график, построенный по обобщенным данным за много лет наблюдений.

Я беру самый критический индикатор трения - пару кулачок-толкатель и "накрошенное" ими железо, как правило, это 50% всего износа по индикаторным металлам.


Вот смотрите, что обычно получается:

1.Малые пробеги - до 10.000 км, износ невелик, как правило это медленно растущие десятки ppm. Допустим, 10-30.

2.Средние пробеги - до 15000 тысяч км, износ накапливается до сотни ppm и является (может являться) поводом для отбраковки
по лабораторной норме (это 100-150 ppm). Считаем, что здесь масло еще работает, но с заметной потерей свойств.

3.Пробеги свыше 20000 км, ранее мной достоверно не измерялись, поэтому я взял за базу 100 ppm износа, полученные на пробеге 25000 ткм, и сравнил с полученными
на пробеге 30000 км 150 ppm! Такая разница очень далеко от всех статистических и методологических погрешностей. Это +50% за 5000 км! Это фантастический нелинейный результат "привеса" металлической стружки. .

Отсюда делаю важный вывод - "лопнувшее" масло нормально уже не смазывает. Никаких сомнений, что дальнейший износ будет высоким.
grafik_stareniye



Все ответы по статье есть в маслоFAQ по замене масла: http://bmwservice.livejournal.com/157047.html

Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 176 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →