Плотность: закат вязкости
Казалось бы: XXI век, масляные нанотехнологии - нормируется и оценивается буквально каждый масляный чих. Другой вопрос, конечно, как именно это делается и что из этого следует. Об этом много сказано ранее. Но только один еще факт: для масла существует даже цветовая шкала! Но, уверяю, не существует более понятного и обделеного вниманием параметра у масла, чем его плотность. Вязкость - сколько угодно и со всех сторон. Плотность вещества из школы - не может быть, такое как бы и не слышали. Для свежего масла что-то там такое, конечно, указано, для оценки весовых транспортировочных расходов. А в лаборатории - мы и знать-то ничего не хотим: плотность?! Не слышали...
Неделю назад спросил, что думают профессионалы лабораторий про плотность масляной отработки - без понятия, говорят. Нету ссылок и ничего не думают. Хочу просто знать - а что происходит с этим маслом в двигателе - мало там ему достается всякой дряни, что ли, чтобы вообще не задаться таким вопросом?!
На момент написания данного материала свидетельствую, что в мировой практике не существует ясного ответа на чрезвычайно важный вопрос про плотность отработанного масла. Ни цифр, ни статистики, не методик. Мировое маслопозорище.
Чтобы разобраться, начнем с той самой школьной программы: определим относительную плотность свежего моторного масла по отношению к эталонной жидкости - воде.
Click to view
Сделаем тоже самое, но уже для масляной отработки:
Как видно из визуального сравнения, плотность того же самого масла после пробега 30000 км предположительно увеличивается.
Самое главное сравнение: отношение этих плотностей. Для этого добавляем масло... в масло. Свежее.
На этом этапе уже можно утверждать - разница должна быть существенной.
Продолжаем изучать - сделаем сравнительные взвешивания равных объемов, предварительно исключив массу тары:
Со свежим:
C отработанным:
На самом деле, такой способ неплох для относительного вычисления, но по абсолютной точности не сильно точнее визуального: трудно установить величину абсолютной плотности на столь малом объеме, отмерив четко 1 мл жидкости. Но на этом этапе, я уже предположу примерно про 5 соток разницы...
Теперь поступим как в старом анекдоте о начале многомиллионного состояния с перепродажи одного яблока. К тому моменту, как счет пошел на ящики, у будущего миллионера умерла богатая тетушка. Так и мы теперь просто воспользуемся калиброванным лабораторным плотномером.
Свежее моторное масло:
Отработанное моторное масло (пробег 30000 км, 1000 моточасов):
Разница массы из-за увеличения плотности составила бы почти что точно 40 кг с метрического куба, или же 0,04 г с 1 сантиметра кубического.
В относительных же величинах, отработанное масло прибавило примерно 4,7% массы...
Остается разобрать главный вопрос: а много ли это? Или же мало?! Интуитивно кажется, что какие-то там 5% - это жалкое буквально ниачом... Но нельзя подходить к физике с биржевыми мерками.
Так, например, с вами горячо поспорят обладатели патента на измерение щелочности по плотности: авторы хватаются зубами не только за тысячные, но и за десятитысячные(sic!):
"Затем, получив плотность работающего моторного масла и зная плотность свежего моторного масла, вначале определяют разность плотностей свежего и работающего масла (Δρ), которая будет равна 0,0055 г/см3, а затем отношение разности плотностей свежего и работающего масел к свежему маслу."
А это уже десятые и сотые доли процента! При этом, напомню, что рассматриваемая методика отвечает критериям "существенные отличия" и "промышленная применимость". Не будем спорить с маститыми инженерами, нам просто важно понять, откуда же они (эти проценты разницы) вообще накопились...
В качестве лирического отступления, решил добавить и вот этот фейспалм абзац из Патента:
В процессе работы ДВС за счет абразивного износа трущихся металлических частей и поступающих извне частиц пыли в масле скапливаются нерастворимые твердые загрязнения, которые взаимодействуют с присадками (щелочью), присутствующими в маслах. Кроме того, в износе деталей двигателя, главным образом кривошипно-шатунного механизма, принимают участие и продукты коксообразования. Продукты взаимодействия (твердые загрязнения + щелочь) могут участвовать в процессе абразивного износа или же удаляться в системе очистки масла фильтрами. В результате этого щелочность масла будет снижаться, а количество твердых загрязнений, не связанных с щелочными добавками, будет увеличиваться, и, следовательно, абразивный износ будет ускоряться.
Что изобличающе иллюстрирует реальные представления патентологов о процессах, происходящих в двигателе...
Однако, если внимательно вчитаться в первоисточник, то авторы определяют не только и не сколько щелочность, а "загрязнение" моторного масла, степень которого пытаются оценивать через снижение щелочности. Сама мысль-то (про оценку загрязнения) неплохая, досконально разобранная мной вот в этом материале. А именно: увеличение плотности происходит путем насыщения моторного масла продуктами неполного сгорания топлива - сажей/гарью/копотью.
Раз не растет объем, расти может только плотность. Но коллектив авторов на такой мякине не проведешь - они-то будут измерять плотность... для оценки снижения щелочности.
Насколько работает эта методика можно понять, освежив в памяти, например, вот этот материал, в частности, обратив внимание на реальную щелочность масла с пробегом 30.000 км...
Тем же, кто чурается современных научных методик , предлагаю считать основной проблемой масляной отработки именно наполнение масла продуктами сгорания.
Поищем же ближайшую к этому процессу аналогию:
Например, восстановленное (растворимое) порошковое молоко:
Известно, что содержание сухих веществ в нем составляет примерно 12-15%, при плотности около 1,03-1,05 г/см.куб.:
Впрочем, плотность (еще лучше - растворенная сухая масса!) и для многих подобных порошковых наполнителей очень близка, поэтому, чтобы получить раствор с водой
плотностью в искомые "плюс 3-5 процентов", можно рассмотреть даже бетонные смеси:
Ну или даже сахар:
Можно (если кому-то нужно) предполагать, что, например, в типичной "моторной отработке" плавает от 5 до 15% растворенных продуктов
сгорания топлива, что-то около вышерассматриваемых 50-150 г "сухой порошковой смеси гари" на литр моторного масла, типа такой:
Которые, как известно, при определенном желании и умении, можно выловить почти что в любом месте двигателя, и про это была статья:
А закончим разговор о плотности моторного масла мы следующим образом:
прямо под носом у масляных профессионалов валяется работоспособная и репрезентативная методика (работосопосбнее и репрезентативнее любой существующей) контроля реального состояния моторного масла, которую они десятилетиями топчут ногами и самым изощренным образом пытаются подменить альтернативными методиками, типа крайне дорогой инфракрасной спектроскопии, в которой сами профессионалы до сих пор мало что понимают, или того хуже - используются паранаучные методики "измерения оптической плотности" (просвечивание свежего и окисленного(?!) масла не в инфракрасном, а в видимом спектре):
В предыдущих тестах мы использовали метод, применяемый в 25 ГосНИИ на установке Во-4. В нем окисление проходит при температуре 180°С. Подобные режимы температуры соответствуют низкофорсированным двигателям и выполняются в основном в автомобилях отечественного производства или в старых иномарках. Этот метод хорошо подходит для оценки эксплуатационных свойств минеральных масел.
В современных форсированных двигателях условия эксплуатации масла становятся намного более жесткими, требования к стабильности масла возрастают, поэтому и методы для его исследования ужесточаются. Для исследования эксплуатационных свойств синтетических масел мы перешли на новый метод профессора Шора, разработанный в РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, доктором технических наук Георгием Иосифовичем Шором. В нем окисление масла проходит при более высокой температуре 235°С. И имеет ряд дополнительных отличий, которые мы описывать не будем.
Тут просто коллекция перлов (читать с выражением) в одном абзаце: новый(!), (в замен, очевидно, старого, из 25 ГосНИИ "на установке Во-4"), нагрев с просвечиванием(!), разработанный и (или) усовершенствованный(!) для синтетических(!)... доктором наук(!) в РГУ нефти и газа! Не 180, а целых 235...!
Вышеприведенная цитата, повторю, бездоказательная маслопрофессиональная глупость, просто снятая с потолка, которую (нагрев с медным(!) стержнем и последующее просвечивание) с легкостью и куда большей точностью и пользой, можно было бы заменить обычным школьным плотномером (или поплавковым ареометром) стоимостью в десяток коробков спичек.
Причина такого юродствования со стороны мировой профессуры, заключается в том, что она до сих пор(!) не понимает механизма старения моторного масла, которое является, прежде всего, экзогенным - внешним, по отношению к самому маслу - в двигателе через масло прогоняются сотни, если не тысячи кубов выхлопных газов. Контролировать реальное старение моторного масла в пробирке, без контакта с продуктами сгорания - невероятная чушь. Равно как и попытка заменить их воздухом и медным(!) стержнем. Медным!
В лабораториях же контролируется все что угодно, но косвенное и ненужное: вязкость, щелочность, кислотность, но только не ПЛОТНОСТЬ, с которой невозможно ошибиться и которая действительно и очевидно одна единственная прямопропорциональна старению моторного масла - насыщению его гарью.
Именно поэтому - самое лучшее масло в мотор - на десятки тысяч км, а масло в коробку - навсегда, что нам, в свою очередь, сегодня подается как "мировой прорыв" в "материаловедении" и "химии":
Бо не сжат еще тот кулак, в который можно было бы безбоязненно прыснуть от прочтения очередных исследовательских потуг доморощенных докторов масляных наук. Но мы его сожмем в следующей статье цикла, когда поговорим про фантастический параметр - "HTHS моторного масла"...
P.S.
Более ранние публикации "про масла для продвинутых" тут:
h ttp://bmwservice.livejournal.com/142861.html
http://bmwservice.livejournal.com/143521.html
http://bmwservice.livejournal.com/143638.html
http://bmwservice.livejournal.com/148230.html
http://bmwservice.livejournal.com/155783.html
http://bmwservice.livejournal.com/156028.html
http://bmwservice.livejournal.com/156346.html