Температура воспламенения моторного масла: Температура кипения моторного масла (температура горения и вспышки)

Температура возгорания масла: градус воспламенения моторного нефтепродукта

Чем отличаются температуры вспышки и возгорания моторного масла. Что включают в себя эти понятия. Почему тепловые характеристики играют такую роль. Ответы на эти и другие вопросы – в статье

В оборудовании, автомобильном моторе в качестве смазки используется масло. Температурные показатели жидкости заметно влияют на проявляемые свойства. Но наиболее опасно превышение тепловых характеристик.

Какие же значения считаются нормой? Чем угрожает вспышка и воспламенение субстанции? Как действовать в таких ситуациях?

Содержание

1. Оптимальная температура моторного масла
2. Вспышка и воспламенение индустриального масла
3. Определение
4. Причины
5. Признаки
6. Опасность
7. Что делать при возгорании моторного масла

Оптимальная температура моторного масла

Используемые в промышленности группы материалов, предназначенные для смазывания гидравлических передач, оборудования, измерительной аппаратуры, станков, имеет разнообразный режим эксплуатации.

Как правило, рабочая температура находится в диапазоне 40–60 °C. Но с развитием технологий все чаще стали появляться механизмы с повышенным уровнем нагрузок, требованиями к стойкости масла к окислению в течение нескольких тысяч часов эксплуатации, функциональным режимом до 100 °C.

Рабочая температура материала зависит от его вязкости. Чем выше ее уровень, тем при больших тепловых нагрузках будут сохраняться эксплуатационные свойства индустриального масла.

Нормирование параметров для мало- и средневязкого материала производится при температуре 50 °C, а тяжелого (высоковязкого) – при 100 °C.

Рабочий диапазон эксплуатации масла ограничивается двумя величинами. Нижнее значение – это температура застывания, а верхнее – воспламенения паров.

Для механизмов опасна любая крайность, а при достижении больших тепловых показателей появляется угроза загорания мотора.

Вспышка и воспламенение индустриального масла

Эти два параметра относятся к высокотемпературным критическим точкам эксплуатации.

Определение

При повышении температуры материала начинается его испарение с образованием газовой смеси над поверхностью. Если к возникшему облаку поднести источник открытого огня, произойдет быстрогаснущая вспышка, которая не приведет к возгоранию масла.

Наименьшая температура, при которой происходит описанный процесс, называется температурой вспышки вещества.

Если продолжать нагрев материала, то в определенный момент загорится само масло, причем огонь продержится в течение пяти секунд и дольше. В этот момент фиксируется температура возгорания масла.

Причины

Во-первых, тепловые параметры вещества могут изменяться в течение его эксплуатации. Во время использования смазки происходят процессы окисления, внутренние химические реакции. Образуются смеси с лаками, красками, появляются нагар, вкрапления мелких частиц, образующихся при трении деталей мотора.

Данные процессы ускоряются при работе агрегата в условиях повышенных температур, самовоспламенении.

Во-вторых, при возникновении подтекания горючего, например, в автомобильном двигателе. Бензин или дизельное топливо имеют более низкие тепловые показатели вспышки. Смешиваясь со смазкой, они понижают значения температуры возгорания моторного масла.

Для жидких веществ наиболее часто устанавливают и используют показатели вспышки. Есть два метода определения ее температуры в открытой емкости (Кливленда) и закрытом тигле (Пенкси-Мартенса). Эти два способа дают приблизительно одинаковые значения, погрешность составляет не более 20 °C.

Для топлива температуру вспышки определяют в закрытом тигле в соответствии с ГОСТ 6356-75, тогда как для моторных масел применяют метод Кливленда (открытый).

Рассмотрим значения тепловых показателей для некоторых жидкостей.

Продукт	Температура вспышки, °C
Автобензин	–39
Дизельное топливо	78
Топливо Т-1	28
Моторное масло МК-22	259
Смазка ТП-22 (турбинная жидкость)	198
Индустриальное масло И5А И20А И50А	140 200 225
Мазут флотский Ф-12	158
Этиловый спирт	13

Из таблицы видно, что тепловые показатели топлива заметно ниже, чем у веществ, применяющихся для смазки двигателей.

Для масел, применяемых в процессе приготовления пищи, используется показатель «точка дымления». Это температура, при которой субстанция начинает разлагаться и терять свойства.

Например, подсолнечное нерафинированное масло становится непригодным для употребления уже при 107 °C. А самую высокую тепловую обработку допускается проводить с использованием топленого масла (гхи). Оно сохраняет характеристики до 252 градусов Цельсия.

Признаки

Основанием для того, чтобы заподозрить критическое повышение температуры в двигателе, могут стать:

• показания приборов, которые монтируются в автомобилях и на некотором промышленном оборудовании: если стрелка термостата приближается к красной зоне, необходимо принять меры для охлаждения механизма;
• характерный звук закипания смазки или хлопо́к при вспышке;
• появление дыма вокруг оборудования или из-под капота машины;
• выхлопы автомобиля черного цвета.

При возникновении одного или нескольких признаков перегрева мотора стоит немедленно приступить к устранению появившейся проблемы.

Опасность

При перекаливании снижается вязкость смазывающего состава.

Это, в свою очередь, приводит к:

• уменьшению зазора между деталями механизма;
• ускорению процессов окисления, вступлению состава в химические реакции, старению масла;
• появлению нагаров, отложений, способных спровоцировать детонационный взрыв двигателя;
• образованию пленки, которая запекается на внутренних поверхностях;
• вспышке и возгоранию механизма, который может уничтожить оборудование или автомобиль за считаные минуты.

Что делать при возгорании моторного масла

Если все-таки первые признаки перегрева оборудования были проигнорированы, и начался процесс горения, то прежде всего надо вызвать бригаду МЧС. Затем остановить работу механизма, по возможности его обесточить и приступить к тушению пламени.

Гасить огонь, возникший в масляной среде, водой нельзя. Вода тяжелее масла и не растворяет его, а опускается ниже, начинает испаряться и затруднять мероприятия по ликвидации пожара. Лучше всего использовать углекислотный или порошковый огнетушитель, который перекроет доступ воздуха к пламени и остановит реакцию окисления.

Чтобы не допустить возгорания моторного масла, надо постоянно контролировать температурный режим работы агрегатов, заботиться об охлаждении нагревающихся механизмов и своевременно производить замену смазочного материала.

Детальная информация видна на видео:

Разбираемся в терминологии моторных масел

ACEA

ACEA (Association des Constructeurs Européens de I`Automobile) – это Ассоциация европейских изготовителей автомобилей, которая была основана в 1991 году.

Ассоциация представляет на уровне Евросоюза интересы 15 разных европейских производителей легковых автомобилей, грузовых автомобилей и автобусов. В число членов организации входят такие производители как BMW, Scania, Volkswagen, MAN, Volvo и т. д. Помимо этого в организацию ACEA также входят представители поставщиков присадок и производителей смазочных материалов, которые подбирают для спецификации испытательные методы и двигатели. Организация разрабатывает спецификации ACEA и в качестве испытательных машин в основном используются двигатели европейских производителей. Спецификации ACEA объединяют лабораторные и технические требования, предъявляемые различными европейскими производителями транспортных средств к маслам. Спецификации также определяют основные требования к чистоте двигателя, стойкости к старению, противоизносной защите, расходу топлива и выбросу загрязняющих веществ. В целях обеспечения постоянного роста качества моторных масел ACEA начала при- менять в декабре 2010 года новые классы ACEA. Классификация ACEA, изданная в 2010 году, определяет минимальные требования всех европейских производителей транспортных средств и двигателей:

• ACEA A/B, ACEA C – масла для бензиновых и дизельных двигателей лег- ковых автомобилей;
• ACEA E – масла для мощных дизельных двигателей.
  
  

Номер года – это год издания соответствующей серии испытаний.

Сравнительно «недавний» год указывает на то, что введено новое испытание, параметр испытания или предел значения. В большинстве случаев масло с более новым номером года более качественное и дорогое, нежели масло, которое отвечает старым и устаревшим требованиям. Номер издания (Issue) обновляют без изменения года только в том случае, если спецификацию редактируют без внесения поправок в технические параметры, влияющие на эффективность масла. На большинстве упаковок масел отсутствует информация об издании спецификации. Эта информация может быть указана в листах описания производителя, которые часто публикуются в Интернете. Производитель должен по меньшей мере суметь предоставить информацию об издании спецификации.

API

API (American Petroleum Institute) – это Американский институт нефти, который выдает классификации API, распространенные в США и Азии.

Издание классификаций API происходит аналогично выдаче спецификаций ACEA. В качестве же испытательных машин в основном используются двигатели американских производителей. Система классификации API разделяет моторные масла только на две группы:

• API S – масла для бензиновых двигателей;
• API C – масла для дизельных двигателей.

Обозначение класса API, как правило, состоит из двух букв, первая из которых указывает на тип моторного масла и вторая на соответствие определенному стандарту качест- ва. Чем дальше от начала алфавита находится вторая буква, тем выше качество масла, напр., масло API SJ более низкого качества, чем API SM. Американские производители двигателей не требуют альтернативы классам ACEA A и B, поскольку они не производят высокооборотистые дизельные двигатели для легковых автомобилей – в США не популярны легковые автомобили с дизельным двигателем.

Стандарты API регулярно дополняют, а также ужесточают, и вторая буква классификации, в сущности, показывает, каким требованиям к качеству отвечает масло, а также в каком году действовали эти требования.

JASO

JASO – это спецификация и знак качества моторных масел для мотоциклов. Классы качества JASO подразделяются на группы M, требования которой распространяются на масла для четырехтактных двигателей и F, которая действует в отношении масел для двухтактных двигателей.

Масла группы M, в свою очередь, делятся на масла категории MA и MB, различающиеся величиной коэффициента трения, создаваемого в смазываемой муфте сцепления.

Масла категории MA характеризуются высоким коэффициентом трения. Они не создают проблем в двигателях мотоциклов с высоким крутящим моментом при сравнительно небольшой муфте сцепления и идеально подходят для муфт сцепления.

К классу MB относят масла, которые хотя и выполняют все остальные критерии спецификации JASO, но не достигают достаточно высокого коэффициента трения. Они лишь ограниченно применимы в мотоциклах с «чутким сцеплением».

Самые высокие требования к моторным маслам для четырехтактных двигателей в на- стоящее время определены стандартом JASO MA-2.

Данный класс качества обозначает еще более высокие коэффициенты трения в муфте сцепления и, следовательно, максимальную совместимость с муфтами сцепления даже в случае с двигателями со сверхвысоким крутящим моментом.

Low SAPS

Аббревиатура SAPS образуется от первых букв английских слов Sulphated Ash, Phosphorus и Sulphur, а английское слово low в русском языке означает «низкий». Следовательно, моторное масло с характеристикой low SAPS является маслом, которое содержит минимальное количество сульфатной зольности, фосфора и серы. Поскольку такие масла образуют мало золы, их также называют маслами low ash. Применения моторных масел low SAPS требуют именно современные транспортные средства.

Mid SAPS

Аббревиатура mid образуется от английского слова middle, что в русском языке означает «средний». Таким образом, моторные масла mid SAPS характеризуются средним содержанием сульфатной зольности, фосфора и серы.

SAE

SAE (Society of Automotive Engineers) – это организация, разработавшая классы вязко- сти, которыми обозначают текучесть масел для четырехтактных двигателей.

Классы вязкости указывают на текучесть масла и его зависимость от температуры, но не связаны напрямую с качеством масла. Первая цифра, за которой обычно следует буква W, показывает текучесть масла при низких температурах, то есть т.н. зимнюю вязкость (Winter). Вторая цифра показывает свойство масла сохранять достаточную густоту и при высоких температурах, то есть вязкость масла при 100 °C.

Чем меньше число зимнего класса (SAE 0W, 5W, 10W и т.д.), тем при более низких температурах масло остается жидким – это облегчает пуск двигателя и защищает холодный двигатель. Чем больше число летнего класса (SAE 30, 40, 50 и т.д.), тем выше вязкость масла при 100-градусной температуре и тем лучше оно сможет защитить двигатель при экстремальных условиях эксплуатации.

Большинство двигателей создано для работы на маслах класса вязкости SAE 10W-40, что является достаточным при погоде от -25 до +40 градусов.

Учитывая климатические условия Эстонии, наиболее распространенными моторными маслами являются масла вязкостью SAE 5W-30; 5W-40 и 10W-40.

Вязкость

Вязкость отвечает за способность масла препятствовать износу поверхностей трения за счет образования масляной пленки. Также вязкость характеризует текучесть масла при определенной температуре. Каждое масло имеет индивидуальную зависимость вязкости от температуры. На изменение вязкости в зависимости от температуры влияют подобранное базовое масло и специальные присадки, например улучшители индекса вязкости

(ИВ, или VI). Вязкость HTHS

У современных всесезонных моторных масел с улучшителями ИВ вязкость однако за- висит не только от температуры, но и от давления и градиента скорости сдвига. Градиент скорости сдвига получают при делении скорости движущейся детали (м/с) на тол- щину масляной пленки (м). Чтобы сделать выводы о вязкости используемого масла, уже некоторое время применяют вязкость HTHS (High Temperature High Shear). Данный параметр описывает поведение масла в смазочном отверстии при температуре 150°C и при высоком градиенте скорости сдвига, который типичен для высоких скоростей двига- теля.

Для того чтобы всесезонные моторные масла с улучшителями индекса вязкости обес- печивали необходимую смазку также при высоких температурах и скоростях, в категории ACEA C установлены предельные значения вязкости HTHS. Моторные масла, у которых вязкость HTHS составляет менее 3,5 мПа∙с, также помогают снизить расход топлива, однако их нельзя применять в двигателях, не предназначенных для таких масел.

Индекс вязкости

Индекс вязкости – это величина, которая характеризует зависимость вязкости от температуры: чем выше индекс вязкости, тем меньше текучесть масла зависит от температуры, т.е. тем лучше масло выдерживает низкие и высокие температуры. Значения индекса вязкости минеральных масел обычно находятся в диапазоне 90– 110, у синтетических базовых масел индекс вязкости почти всегда превышает 140. Чем выше индекс вязкости, тем меньше энергии потребуется при холодном пуске двигателя или при низких температурах с такой же номинальной вязкостью масла.

Температура вспышки (flash point)

Параметром, который косвенно характеризует испаряемость моторного масла, является температура вспышки, или точка вспышки. Это самая низкая температура, при которой пары нагреваемого моторного масла при определенных условиях образуют смесь с воздухом, взрывающуюся при поднесении пламени (первая вспышка). При температуре вспышки моторное масло еще не воспламеняется. Температуру вспышки определяют при нагревании моторного масла в открытом или закрытом тигле. Результаты имеют разные значения, в закрытом тигле температура вспышки ниже на 20–25 °C.

При выборе моторного масла следует знать, что чем ниже температура вспышки моторного масла, тем оно интенсивнее испаряется и сгорает на высокотемпературных поверхностях, а также загрязняет двигатель золой, сажей и прочими продуктами горения. Более качественным является моторное масло, имеющее более высокое значение температуры вспышки. У современных моторных масел температура вспышки превышает 200 °C, обычно она равна 210–230 °C и выше.

Температура воспламенения (fire point)

Температура воспламенения моторного масла – это температура, при которой моторное масла при нагревании в открытом тигле (метод Бренкена) воспламеняется от огня и горит не менее 5 секунд. Температура воспламенения моторных масел выше температуры вспышки по меньшей мере на 20–30 °C. Температура воспламенения не является определяющим параметром в случае с моторными маслами.

Летучесть (volatility)

Летучесть – свойство наиболее легких фракций моторного масла испаряться при высоких температурах, что выражается в процентах потери от испарения после нагревания моторного масла в течение часа при температуре 250 °C. Для определения испаряемости, или летучести моторного масла, применяется метод Нок. Если после нагревания в течение часа 1 000 г моторного масла при температуре 250 °C остается 850 г масла, это означает, что его летучесть составляет 15 % (минус 150 г). В соответствии с требованиями ACEA, испаряемость моторных масел класса A1/B1 не смеет превышать 15 %, у масел классов A3/B3, A3/B4, A5/B5, C1, C2, C3, E4, E6, E7, E9 этот показатель должен быть меньше 13 % или равен 13 %, а у масел класса C4 испаряемость должна быть меньше 11 % или равна 11 %. Если моторное масло слишком летуче, его придется чаще заливать в двигатель и по- этому расход масла будет высоким.

Общее щелочное число (ОЩЧ)

Общее щелочное число является мерой количества резервных щелочных добавок, вводимых в смазочные материалы для нейтрализации кислот, замедления окисления и коррозии, повышения смазывающей способности, улучшения вязкостных характеристик и уменьшения тенденции к выпадению осадка. Проще говоря, это тест для оценки способности к нейтрализации агрессивных кислот, которые могут образовываться в процессе нормальной эксплуатации оборудования.

Составы присадок в маслах различных производителей значительно различаются, поэтому наиболее важным аналитическим параметром является изменение щелочного числа свежего либо используемого смазочного материала по отношению к состоянию предыдущей пробы.

Числа нейтрализации моторных масел

Температура затвердевания (setting point)

Температура затвердевания – температура, при которой масло перестает быть жидкостью и застывает. При охлаждении масло перестает течь под воздействием силы тяжести. Температура затвердевания часто ниже температуры застывания на 3–5 °C. Затвердевание масла обусловлено кристаллизацией парафинов, которые присутствуют в базовом масле. При соединении кристаллов парафина консистенция масла становится твердой и похожей на воск.

Температура застывания (pour point)

Температура застывания (точка текучести) – это самая низкая температура, при которой масло еще обладает способностью течь. Температура застывания (pour point) и температура затвердевания (setting point) характеризуют физические свойства смазочного материала при низких температурах.

TBN – Total Base Number, или общее щелочное число

Общее щелочное число показывает количество кислоты, необходимой для нейтрализации щелочей, содержащихся в 1 грамме моторного масла (выражается в мг KOH, или гидроокиси калия). Таким образом, TBN описывает количество слабых и сильных щелочей в составе моторного масла.

TAN – Total Acid Number, или общее кислотное число

Общее кислотное число показывает количество гидроокиси калия (KOH) в миллиграммах, которое необходимо для нейтрализации свободных кислот, находящихся в 1 грамме моторного масла. Таким образом, TAN выражает количество слабых и сильных кислот, содержащихся в моторном масле.

SBN – Strong Base Number, или щелочное число для определения сильных кислот

Щелочное число для определения сильных кислот показывает количество кислоты, которое потребуется для нейтрализации сильных щелочей, содержащихся в 1 грамме моторного масла. Таким образом, SBN выражает количество сильных щелочей, преж- де всего неорганических щелочей, присутствующих в моторном масле, что крайне редко встречается на практике.

SAN – Strong Acid Number, или число сильных кислот

Число сильных кислот показывает количество щелочи, необходимой для нейтрализации сильных кислот, содержащихся в 1 грамме моторного масла (выражается в мг KOH). Таким образом, SAN показывает количество сильных, или неорганических ки- слот, в составе моторного масла.

Топливо > Температура вспышки

Топливо > Температура вспышки

Температура вспышки и температура самовоспламенения обычных автомобильных жидкостей

Лабораторные измерения

 

Лабораторные измерения температуры вспышки дают полезную информацию о температуре, при которой жидкость может выделять достаточно паров, чтобы поддерживать пламя в идеальных условиях. Измерения температуры самовоспламенения требуют дополнительной интерпретации. В лаборатории самовоспламенение измеряется путем помещения образцов в почти закрытые камеры без доступа воздуха и с помощью приборов для выявления даже хрупких и мимолетных воспламенений. Значения, показанные в следующей таблице, указывают на самые низкие возможные температуры воспламенения для перечисленных жидкостей в идеальных условиях.

Значения в таблице представлены для общего ознакомления и не требуют запоминания. Табличные значения позволяют сравнивать относительную воспламеняемость различных жидкостей и могут использоваться в качестве источника для практических исследований пожаров.

 

Жидкости	Точка возгорания [12] или F	Температура самовоспламенения [13] o F
Автоматическая коробка передач. Жидкость [ 2, 4]	302-383	410-417
Тормозная жидкость [2, 4, 10, 11]	210-375	540-675
Компрессорное масло (ПАГ и сложный эфир) [4, 8]	392-500	410-714
Охлаждающая жидкость
Этиленгликоль (100%) [ 1, 2, 4]	232-260	725-775
Этиленгликоль (90%) [ 2]	270	Н/Д
Пропиленгликоль (100%) [ 1, 4]	210-230	700
Дизельное топливо [1, 2, 3, 4]	100-204	350-625
Этанол (в газоголе) [ 1, 3, 5]	55	685
Бензин (октановое число 50-100) [1, 2]	от -36 до -45	536-853
Бензин (неэтилированный) [ 4]	-45	495-833
Моторное масло (обычное и синтетическое) [ 1, 2, 4]	300-495	500-700
Метанол (в жидкости для ветрового стекла) [ 1, 2, 3, 4, 5,14]	52-108	725-878
Жидкость гидроусилителя руля [ 2, 4]	300-500	500-700
Хладагенты
R134a 140 кПа (5,5 фунтов на кв. дюйм изб.) [ 7]	350
R134a[ 7,15,16]	Не воспламеняется при температуре окружающей среды. и атмосферное давление	1370-1418
Фреон 12 [17]		>1382
ГХФУ-22 [ 9]		Воспламеняется при манометрическом давлении 60 фунтов на кв. дюйм
Углеводородные хладагенты	Легковоспламеняющийся	Легковоспламеняющийся
Стартерная жидкость (этиловый эфир) [ 5,18]	-49	320

 

Примечание к таблице: когда разные источники имели разные значения температуры воспламенения или температуры самовоспламенения для одного и того же материала, диапазон в таблице был увеличен, чтобы включить все найденные значения.

Чтобы использовать характеристики воспламеняемости в исследованиях, необходимо также провести измерения в среде транспортного средства.

Чтобы просмотреть ссылок для этой страницы, прежде чем продолжить нажмите здесь,

 

 

Что такое точка воспламенения?

Мы используем тест на температуру воспламенения, чтобы определить степень разбавления топливом вашего масла. С технической точки зрения, температура воспламенения — это самая низкая температура, при которой жидкость образует достаточно паров, чтобы вспыхнуть (воспламениться) при контакте с источником воспламенения или огня. Другими словами, при какой температуре воспламеняются пары, исходящие от вашего масла? Для большинства образцов бензинового масла она составляет около 380°F. Для большинства образцов дизельного топлива она составляет около 410°F.

Каждая марка/тип масла имеет ожидаемое «должное» значение температуры воспламенения, и когда результаты лабораторных испытаний ниже этого значения, это указывает на присутствие в масле загрязнителя. Чаще всего этим загрязняющим веществом является топливо, хотя на температуру вспышки могут влиять и другие факторы, такие как растворители (например, присадки для очистки двигателя) или вода. Мы рассчитываем количество присутствующего топлива на основе того, где точка воспламенения находится по отношению к «должному» значению, и летучести типа топлива, которое вы используете в двигателе. Альтернативные виды топлива, такие как B20, могут иметь другое влияние на температуру воспламенения, чем стандартные виды топлива, поэтому обязательно сообщите нам, если вы используете в качестве топлива для своего двигателя что-либо, кроме стандартного газа/дизеля.

Исходя из погрешности метода, который мы используем для измерения температуры вспышки, самое низкое значение разбавления топлива, которое вы увидите в одном из наших отчетов, составляет <0,5%. Это наш способ, по сути, сказать, что в масле не было обнаружено заметного разжижения топлива. Если температура воспламенения вашего образца совпадает со значением «должно быть», мы сообщим о «TR» (или следе) разбавления топлива. Другими словами, вероятно, присутствовало очень небольшое количество разбавления топлива, но недостаточное для количественной оценки. После этого вы увидите разбавление топливом в процентах от образца. Максимальное количество топлива, которое наш тест может точно определить, составляет 10%. Если у вас больше, мы сообщим о> 10% (и вам следует обратиться к механику).

Сколько топлива слишком много? Это зависит. У нас есть разные допуски для разных типов двигателей в зависимости от их типичных условий эксплуатации, и мы разделяем эти значения в столбце «должно быть». Если вы постоянно превышаете эти значения, вы можете рассмотреть тип операции, которую движок видит непосредственно перед выборкой. Вы глушите двигатель, чтобы прогреть его? Вы просто бегали по городу? Заменяет ли дилер вам масло (и ненадолго запускает двигатель, чтобы поднять автомобиль на подъемник)? Этот тип операции может привести к небольшому разбавлению топлива топливом в масле и, как таковой, не обязательно вызывает беспокойство.