رو غن موتور

روغن موتور

 

 

روغن موتور به عنوان یک ترکیب چند منظوره، نقش بسیار مهم و اساسی در کارکرد مطمئن موتور خودرو ایفا می کند . اهمیت وجود روغن موتور به حدی است که جزء ملزومات هر خودرویی محسوب می شود و بدون روغن، عملاً امکان حرکت از اتومبیل سلب می شود . با توجه به تغییرات در طراحی های موتور و متناسب با آن، تغییراتی نیز بر روی روغن و در جهت هماهنگی با موتور به منظور افزایش کارآیی و حداکثر اطمینان از کارکرد بهینه آن، اعمال شده است .

به طور کلی، هر روغن موتوری حاصل ترکیب مواد اصلی شامل روغن پایه و مواد افزونی می باشد .

روغن پایه که بر حسب نوع، بین 80 تا 95 درصد روغن موتور را تشکیل می دهد، غالباً از منابع معدنی یا نفت خام تهیه می شود . البته فرآیند تولید روغن پایه از نفت خام، پیچیده بوده و در ایران تنها سه شرکت عمده از جمله پالایشگاه نفت پارس قادر به تولید روغن پایه هستند. در سال های اخیر، روغن های پایه سنتزی نیز، حضور پررنگ تری یافته و برخی از تولید کنندگان روانساز، از ترکیبات سینتتیک به جای روغن پایه معدنی استفاده می کنند. در حال حاضر به علت نوع و ساختار ترکیبات سنتزی، امکان تولید آنها در داخل کشور وجود ندارد

روغن‌های روان‌ساز دارای منشأ معدنی هستند و از نفت خام یا تصفیه روغن موتورهای کارکرده تهیه می‌شوند.

فرایند تهیه روغنهای روان‌ساز در پالایشگاه شامل دو مرحله می‌باشد.

این مراحل عبارتند از:

۱-تقطیر در فشار اتمسفریک

۲-تقطیر در خلأ یکی از محصولات تقطیر در خلأ برش روغنی است که بعنوان ماده اولیه واحدهای روغن سازی وارد پالایشگاه می‌گردد.این برش روغنی تحت یک سری عملیات پالایش و به روغن پایه تبدیل می‌گردد.

مراحل پالایش برش روغنی در پالایشگاه

در پالایشگاه برش روغنی بعنوان ماده اولیه واحد روغن سازی به واحد استخراج با فورفورال فرستاده می‌شود که در آنجا مواد آروماتیک و نیز موادی که حاوی ترکیبات حلقوی غیراشباع (بنزینی)است، از آن زدوده می‌شود.رفینت حاصل که حاوی روغن می‌باشد، به واحد موم گیری با تولوئن و متیل اتیل کتون فرستاده می‌شود تا انواع پارافین و واکس (موم) آن جداسازی گردد.روغن موم گیری شده به واحد تصفیه نهایی توسط هیدروژن ارسال می‌گردد تا روغن پایه نهایی حاصل شود.

ویژگیهای فیزیکی روغن

گرانروی (ویسکوزیته)

مقاومتی که یک روغن نسبت به جاری شدن بعلت اصطکاک داخلی مولکولهای آن از خود نشان می‌دهد، گرانروی (ویسکوزیته) نامیده می‌شود.گرانروی روغن با تغییر دمای آن، تغییر می‌کند و هر چه روغن گرمتر شود گرانروی آن کمتر می‌گردد.از این رو همواره باید گرانروی همراه با دمایی که گرانروی در آن دما اندازه گیری شده، قید گردد.گرانروی روغن معمولاً در دمای ۴۰ و۱۰۰ درجه سانتی گراد اندازه گیری می‌شود.

1. شاخص گرانروی Viscosity Index

نشانگر میزان تغییرات گرانروی نسبت به تغییرات دما است . هرچه رقم شاخص گرانروی روغن بزرگتر باشد تغییرات گرانروی روغن در اثر تغییرات دما کمتر می شود و بالعکس. شاخص گرانروی عددی بدون بعد است واز صفر تا مقادیر 100، 200، 300 و حتی بالاتر هم تغییرمی کند. تغییر کم گرانروی در درجه حرارت های متفاوت یکی از ویژگیهای مهم روانکارها است.

2. نقطه ریزش Pour point

کمترین دمایی است که روغن می تواند در آن جریان داشته باشد. خواص دمایی روانکار در انتخاب روانکار مناسب برای یک کاربرد خاص تاثیر مستقیم دارند.در این میان گسترده دمایی قابل استفاده روانکار بیشترین اهمیت رادارد. در دماهای بالا روغنها ممکن است تجزیه شوند و در دماهای پایین ممکن است به حالت جامد درآیند و حتی تا یخ زدن پیش روند که این عمل باعث خرابی روغن و یا قطع جریان آن می شود که این امر نیز باعث وارد آوردن صدمات جدی به قطعات ماشین آلات و در نهایت از کار افتادگی آن می شود.

مهمترین ویژگیهای دمایی روانکارها عبارتند از :

نقطه ریزش، نقطه ابری شدن ، نقطه اشتعال ، نقطه احتراق، ....

3. نقطه اشتعالFlash Point

پایین ترین دمایی است که در آن روغن به اندازه کافی به بخار تبدیل شده و با هوا یک مخلوط معلق قابل اشتعال می سازد بطوریکه با نزدیک کردن شعله آتش به روغن در یک لحظه مشتعل و سپس خاموش می گردد. این تست ساده ترین راه برای تشخیص مخلوط شدن سوخت در روغن است .

4. نقطه ابری Cloud Point

5. نقطه احتراقFire Point نقطه احتراق پائین ترین دمایی است که در آن روغن به اندازه ای بخار کند که بانزدیک کردن شعله مشتعل شود و این اشتعال مدتی ادامه یابد.

نقطه احتراق معمولا حدود 15 درجه سانتیگراد بالاتر از نقطه اشتعال است از این رواندازه گیری و ذکر نمی گردد.

6. ضریب شکست Refractive Index

7. وزن مخصوص Specific Gravity

8. رنگ Colour

رنگ روغن ها معمولاً از طریق مقایسه آنها با یک سری شیشه های رنگی استاندارد معین می شود. رنگ روغن کارنکرده هیچ نقشی در کیفیت آن ندارد زیرا رنگ روغن ها به نوع و مقدار و مواد افزودنی درون آنها و همچنین رنگ ابتدایی روغن پایه بستگی دارد.

9. نقطه انیلینAniline Point

10. اسیدیته و قلیایی یا عدد خنثی شدنAlkalinity Acidity

عبارت است از مقدار میلی گرم باز (KOH) با اسید (HCL,HCLO4) که برای خنثی کردن مواد اسیدی یا باز موجود در یک گرم روغن لازم است. روغن های موتور به علت دارا بودن مواد افزودنی ممکن است خاصیت اسیدی یا بازی داشته باشند به ویژه آنها که سوخت گوگرد دار (مثل گازوئیل و مازوت ) مصرف می کنند باید دارای خاصیت قلیایی باشند که اسیدهای حاصل از احتراق گوگرد را خنثی کنند (TBN) با بررسی میزان تغییرات قلیائیت روغن نسبت به زمان

می توان پایان عمر مفید روغن را تشخیص داد و آنرا تعویض کرد.

بطورکلی افزایش عدد اسیدی و کاهش عدد بازی روغن نشان دهنده ی اکسید شدن روغن و از بین رفتن کیفیت مواد افزودنی موجود در آن است .برای یک روغن هر دو عدد ممکن است گزارش شود می توان ازعدد خنثی شدن بعنوان ملاکی برای تشخیص زمان تعویض روغن استفاده کرد.

11. میزان خاکستر Ash Content

به وسیله این آزمایش می توان مقدار مواد غیر قابل احتراق در روغن را اندازه گیری کرد.افزایش خاکستر سولفاته در روغن کارکرده معمولاً نشان دهنده ی آلوده شدن روغن به موادی از قبیل گرد و خاک ، براده های تشکیل شده دراثر سا ییدگی و احتمالاً نمک های سرب (که از سرب موجود در بنزین بدست می آیند) که این مشخصه در روغن های موتور گازسوز قابل اهمیت است.

12. میزان آبWater Content

13. صابونی شدن

14. گوگرد

15. خورندگیCopper Corrosion

16. کشش سطحیSurface Tension

17. قدرت عایق کنندگی (در روغن های ترانسفور)

چگالی و دانسیته (Density):

دانسیته برابر است با جرم یک سانتیمتر مکعب از روغن در دمای 15 درجه سانتیگرادکه بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب بیان می شود.کاربرد این مشخصه تبدیل وزن به حجم وبالعکس در محاسبات حمل و نقل فرآورده های نفتی است.

 

اهم وظایف روغن های روانساز عبارتند از:

1- روانکاری:

تشکیل لایه ای از روغن با ضخامت مناسب بین قطعات متحرک به منظور به حداقل رساندناصطکاک و سائیدگی قطعات فلزی در حین کار.

2- انتقال حرارت:

انتقال حرارت ایجاد شده از سطوح مورد نظر و خنک کردن قطعات متحرک.

3- ضربه گیری:

یکی از ویژگی های مهم روغن،کاهش تاثیر ضربات در حین انجام حرکات مکانیکی بر روی قطعات است.بدین معنی که روغن از تاثیر منفی ضربه های قطعات بریکدیگرجلوگیری مینماید.

4- حفاظت از سطوح:

روغن های روانساز باید بتوانند سطوح قطعات فلزی را در مقابل زنگ زدگی و خوردگیشیمیایی محافظت کنند.

5- آب بندی:

آب بندی (Sealing) قطعات نیز از ویژگیهای مهم روغناست.برای مثال روغن موتور با تشکیل لایه ای از روغن بین پیستون و سیلندر درموتورهای احتراق داخلی ازفرار گازهای متراکم شده،جلوگیری می نماید.

6- انتقال مواد(حمل ذرات):

روغن های روانساز در بعضی مواردنقش انتقال نیرو را به عهده دارند (روغن هایهیدرولیک)

ویژگیهای روغن روانساز

ویژگیهای مورد انتظار از روغن های مناسب برای روانکاری به شرح زیر هستند:

1- دارای گرانروی مناسب و ضریب اصطکاک بسیار کم باشند.

2- در مقابل حرارت مقاوم باشند و اکسید نشوند.

3- خاصیت پاک کنندگی مناسب داشته باشند و پس از کار مداوم،تحت تاثیر کار دردماهای بالا و مستمر ،تشکیل مواد لجنی و رسوبات در لابه لای قطعات ندهند.

4- دارای شاخص گرانروی بالا باشند.

5- با ایجاد لایه نازکی از روغن بر روی سطوح متحرکی که با یکدیگر در تماسهستند،از سائیدگی و فرسودگی آنها جلوگیری نمایند.

6- در حین عملیات ایجاد کف ننمایند.

7- زنگ زدگی و خوردگی بر روی قطعات فلزی ایجاد نکنند.

8- با قطعات لاستیکی و پلاستیکی سازگاری کامل داشته باشند.

مواد افزودنی روغن

افزودنی‌ها ترکیبات شیمیایی هستند که به روغن‌های پایه اضافه می‌شوند تا خواص ویژه‌ای را در روغن ایجاد کنند. به‌طور کلی افزودنی‌های روغن‌موتور را از نظر عملکرد می‌توان به سه دسته تقسیم‌کرد:

1- مواد افزودنی حفاظت‌کننده‌ی سطوح

2- مواد افزودنی که کارایی روغن‌موتور را افزایش می‌دهند.

3- مواد افزودنی که از روغن‌موتور محافظت می‌کنند.

 

روغن موتور از دو جزء تشکیل شده است:

1 - روغن پایه

2 - ادتیو

چون روغن پایه ای که از پالایش نفت خام بدست می آید.هنوز ویژگیهای لازم را برایاستفاده در موتور خودروهای مدرن و ماشین آلات صنعتی به طور کامل دارانیست،موادی بهآن افزوده می شود تا درروغن مقاومت لازم برای شرایط سنگین کار حرارت و فشار زیادموتور به طور بهینه ایجاد شود.

مهمترین موادی که به منظور تامین ویژگیهای مناسب به روغن پایه افزوده میشوند،عبارتند از:

1- پاک کننده ها و معلق کننده ها (DETERGENTS &DISPESANTS):

در طی فرآیند احتراق مقدار زیادی ذرات دوده و مواد ناشی از احتراق ناقص پدید میآیند که در روغن غیرمحلول هستند و موجب تشکیل رسوب در پیستون ها می شوند و حتی ممکناست باعث چسبندگی رینگ به پیستون شوند.

از این رو مواد افزودنی پاک کننده و معلق کننده به اکثر روغن های روانساز برای ازبین بردن رسوبات فوق افزوده می گردد.هرچه مقدار این افزودنی ها بیشتر باشدروغندیرتر سیاه می گردد.اما باعث ته نشین شدن رسوبات در موتور و آسیب رسیدن به آن میشود.

سیاه شدن تدریجی روغن موتور هنگام کار،برخلاف تصور اغلبمردم به هیچ وجه دلیل نامرغوب بودن آن نیست.

2- بهبود دهنده شاخص گرانروی (VI-IMPROVER):

مولکول های مواد افزودنی بالا برنده شاخص گرانروی بسپارهای (پلیمرهای) زنجیریبلند و بزرگ (در مقایسه با مولکول های روغن) هستند که در درجه حرارت پائینکمابیشبه صورت کلوئیدی در روغن پراکنده می شوند.در این راستا در حین عملیات به همانمیزانی که دمای روغن بالاتر رود با حل شدن بسپارها کاهش گرانرویروغن جبران میشود.مورد مصرف این مواد بیشتر در روغن های چند درجه ای (مالتی گرید) است.

3- مواد ضد اکسیداسیون (ANTI-OXIDANT):

بعضی از ترکیبات موجود در روغن بر اثر حرارت زیاد موتور و تماس دائم با هوا ومجاورت با فلزات مختلف موتور،که ممکن است مانند یک کاتالیزورعمل نمایند درمعرضاکسیداسیون مداوم قرار گرفته و به موادی از قبیل پراکسیدها و ترکیبات آلی دیگرتبدیل می شوند.برای جلوگیری از اکسید شدن روغن ،مواد افزودنی ضد اکسیداسیون به آناضافه می شود.

4- مواد ضد سائیدگی (ANTI-WEAR):

در شرایط کاری سخت اجزای موتور (سوپاپ ها،بادامک ها،و...) دچار سائیدگی میشوند.مواد افزودنی ضد سائیدگی از بروز چنین ضایعاتی جلوگیری می نمایند.استفادهازاین مواد به منظور ایجاد لایه مقاومی از مواد شیمیایی مابین قطعات متحرک و ثابت استتا از تماس مستقیم فلز با فلز و در نتیجه بروز تاثیرات سائیدگی جلوگیری کند.

5- مواد ضدخوردگی و ضد زنگ زدگی (ANTI-CORROSION & ANTI-RUST):

به طور کلی روغن های معدنی قابلیت محافظت و جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی رادارند اما در هنگام عمل به علت وارد شدن آب به صورت قطرات بسیار ریزدرداخل روغن،بهمرور زمان زنگ زدگی و خوردگی قطعات فلزی رخ می دهد.برای جلوگیری از این پدیده ها بهاکثر روغن های تولیدی این شرکت مواد افزودنیضدخوردگی و ضد زنگ زدگی افزوده میشود.در ضمن مواد افزودنی قلیایی می توانند اسیدهای ناشی از عمل احتراق را (درموتورهای احتراق داخلی)که موجبخوردگی و زنگ زدگی نیز هستند از بین ببرند.

 

6- مواد پایین آورنده نقطه ریزش (POUR POINT DEPRESSANTS):

این مواد به منظور پایین آوردن نقطه ریزش به روغن افزوده می شوند تا راه اندازیو روشن کردن موتور در هوای بسیار سرد امکان پذیر گردد.یعنی به کمک این موادذراتپارافین موجود در روغن را در دمای پایین به صورت معلق نگه می دارند و از بسته شدنروغن (جامد شدن آن) جلوگیری می نمایند.

 

7- مواد ضد کف (ANTI-FOAM):

درهنگام کار دستگاه های صنعتی و موتور به علت سرعت زیاد حرکت روغن و ایجاد تلاطمهوای وارد شده در روغن باعث تشکیل کف در آن می شود.برای جلوگیریازاین پدیده وپیشگیری از بروز خسارت و پیشگیری از بروز خسارت مواد ضدکف به روغن افزوده میشود.

 

علائم اختصاری برخی از استانداردها

در صنعت روانکاری ،به منظور شناخت و کاربرد صحیح روغن ها از دو گونه طبقه بندیاستفاده می شود:

الف):طبقه بندی روغن ها بر حسب درجه گرانروی.

ب):طبقه بندی روغن ها بر حسب سطوح کیفیت و استانداردهای مربوطه.

انجمن مهندسین خودرو (SAE) به دلیل اهمیت گرانروی اساساطبقه بندی روغن های موتور را بر این ویژگی بنا نهاده است،به طوری که در این سیستمدو گروه از درجههای گرانروی مورد تعریف قرار می گیرند.

یک گروه دارای حرف Winter=W )روغن های چند درجه ای)

روغن مالتی گرید: این روغن‌ها که به چهار فصل معروف می‌باشند، توانایی کارکرد در دمای بالا و پایین را توامان دارا هستند و به عنوان مثال به این صورت نمایش داده می‌شوند 50w20 که w20 نشان‌دهنده ویسکوزیته روغن در دمای پایین می‌باشد و 50 ویسکوزیته در دمای بالا است. به عبارت دیگر روغن 50w20 می‌تواند برای دمای 100- درجه سانتیگراد تا بالاتر از40 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار گیرد و برای خودروهایی که بین شهرستان‌های سردسیر و گرمسیر تردد می‌کنند، مناسب است.

ودیگری گروهی که بدون حرف W معرف گرانروی روغن در زمستانیعنی متناسب بودن آن برای کاردر فصول سرد سال و قابلیت روغن برای پمپ شدن در دمایپایین است.

 

روغن مونو گرید: روغنی است که توانایی کار کردن در دمای بالا یا پایین را دارد.

مربوط به درجه گرانروی مشخصی هستند. به طور مثال 30، 40، یا ... 10 که به آنها تک درجه ای می گویند.

 

وظایف اصلی روغن موتور ؛ روانسازی قسمتهای متحرک موتور ، به حداقل رساندن اصطکاک و فرسایش ، کمک به کاهش حرارتوبه خود گرفتن کثافات ، ذرات معلق و رسوبات لجنی حاصل از احتراق می باشد .

بدلیل اینکه روغن موتور باید این چند کار پیچیده را به طور همزمان انجام دهد ،یک فرمولاسیون شیمیایی پیچیده را می طلبد ، اما شما برای آنکه بدانید روغنموتورچگونه عمل می کند ، چگونه رده بندی می شود و چگونه باید نوع صحیح آنرا برایخودرویتان برگزینید ، نیاز به شیمیدان و یا مهندس شیمی بودن ، ندارید . کافیاستباانواع مختلف روغن موتور ، رده بندیهای آن و علائم و اختصاراتی که برای آناستفاده می شود ، آشنا باشید .

انواع روغنها :

در حال حاضر روغنهایموتور خودروها به ۳ نوع کلی تقسیم می شوند :

الف: مینرال ( ارگانیک ) ب : سنتتیکج : نیمه سنتتیک (Premium )

الف مینرال:

روغنی است که بر پایه نفت خام ساخته می شود و همانروغنی است که سالهاست در خودروها بکار برده می شود و همه ما با آن آشنایی داریم .

ب سنتتیک:

روغنی است که از ترکیبات شیمیایی یا پولیمراسیونهیدروکربنها (Olefins ) تولید می شود و نه با تصفیه نفت خام ، این نوع روغن ، اولینبار برای موتورهای جت بکار گرفته شد که بدلیل مزایایی که این نوع روغن نسبت به نوعمینرال داراست در سالیان اخیر مصرف آن در خودروها نیز فزونی یافته است . روغنهایسنتتیک انواعمختلف با مواد تشکیل دهنده متفاوتی دارند که این امر آنها را از لحاظکیفیت و نوع مصرف نیز با یکدیگر متمایز می سازد ، از بین صدها نوع روغن سنتتیکبافرمولاسیون های مختلف که هر یک محاسن و معایبی را نیز دارا هستند ، نوعی که برپایه Polyalphaolefins یا به اختصار ( PAO ) ساخته می شود و مقادیر کمیهم Ester درخود دارد ، دارای کارآیی و مقبولیت بیشتری است .

 

از مزیت های اکثر روغن های سنتتیک می توان موارد زیر را ذکرکرد :

۱- کاهشمصرف روغن بدلیل عمر بیشتر روغن

۲- غیر خورنده و غیر سمی بودن

۳- تبخیرشوندگی پایین

۴- دمای سوختن بالا

۵- مقاومت در برابر اکسیداسیون بالا

۶- دارا بودن شاخص ویسکوزیته بالا به صورت طبیعی (عکس العمل سریع درمقابلتغییرات دما( ۷- کاهش مصرف سوخت تا ۲/۴ درصد

۸- نقطه روان شدن پایین

۹- قابلیت استفاده از روغنهای با گستره ویسکوزیته زیاد بدون نگرانی از شکستپلیمرها . عیب این نوع روغنها نیز ، قیمت بالایآنها و عدم تطابق کامل با موتورهای با تکنولوژی قدیمی است .

 

ج - نیمه سنتتیک:

مخلوطی است از روغن سنتتیک و مینرال ( ارگانیک( ،این نوع روغن کیفیت روغنهای سنتتیک را ندارد اما در شرایط سخت ؛ نظیر دماهای بالا ویا بار زیاد عملکردبهتری نسبت به نوع مینرال داراست و بیشتر برای وانتها و SUV هامصرف می شود وقیمت آن نیز کمی بیشتر از مینرالهاست.

 

عوامل موثر در مدت زمان کارکرد و تعویض روغن موتور

1- شرایط کاری موتور مانند : رانندگی با سرعت بالا، رانندگی با بار بیش از حد استاندارد در جاده هایی با شیب زیاد ، در جا کارکردن زیا موتور در ترافیک های سنگین ، رانندگی با سرعت بالا در هوای سرد قبل از گرم شدن روغن موتور ، خاموش روشن نمودن موتور به دفعات زیاد در هوای سرد و رانندگی در جاده های خاکی و گرد و غبار به مدت طولانی

2- کیفیت احتراق موتور ( تنظیم به موقع موتور و رفع ایرادات برقی و سوخت رسانی )

3- کیفیت روغن موتور و سوخت مصرفی

4- کیفیت فیلتر های هوا و روغن و تعویض به موقع آنها

5- نوع و مدل و سال ساخت موتور و خودرو

6- مدت زمانی که روغن در کارتر می ماند

 

نقش روغن موتور

روانکاری و کاهش اصطکاک، اصلی ترین و مهم ترین وظیفه روغن است که باعث بهبود راندمان موتورمی شود . تشکیل فیلم روغن با ضخامت مناسب، موجب کاهش سائیدگی قطعات مختلف تا حد ممکن می گردد .

روغن موتور هم چنین منتقل کننده حرارت است و به سیستم خنک کننده در خارج ساختن بخشی از حرارت ایجاد شده در اثر کار موتور کمک می کند .

جلوگیری از زنگ زدگی و خوردگی، حفاظت از سطوح قطعات فلزی درمقابل زنگ زدن و خورده شدن به علت فعل و انفعالات شیمیایی، پاک کنندگی و معلق سازی ذرات حاصل از سایش قطعات و ترکیبات ناشی از احتراق سوخت و تجزیه روغن و پاک کردن سطوحِ در تماس، کمک به عمل آب بندی کردن با قرار گرفتن در فضای بین رینگ، پیستون و سیلندر که موجب افزایش کارآیی موتور خواهد شد و کاهش اثرات منفی ضربه های قطعات متحرک در حین کار، از وظایفی است که روغن موتور انجام می دهد .

علاوه بر این، استفاده از روغن با ویسکوزیته کم و در حد مناسب، فاصله بین استارت و رسیدن موتور به درجه حرارت عادی را کاهش می دهد که این امر در پایین آوردن میزان مصرف سوخت تاثیر به سزایی دارد .

استفاده از روغن مناسب و مواد افزودنی متناسب تشکیل دهنده یک روغن مرغوب است . مواد افزودنی که به روغن موتور اضافه می شوند عبارتند از : ماده بالا برنده شاخص گرانروی، پاک کننده ها و معلق کننده ها، ترکیبات ضد اکسیداسیون، بازدارنده های خوردگ

/ 0 نظر / 41 بازدید