فهم مواصفات زيت المحرك.

فهم دور زيت المحرك

يقلل زيت المحرك الاحتكاك بين الأسطح

يقلل التآكل

يقلل من الحرارة بين الأجزاء المنزلقة

يقلل من فقدان الطاقة

يعمل مثل المبرد لإزالة الحرارة من منطقة الاحتكاك

يعمل بمثابة مانع تسرب بين الأسطوانة وحلقات المكبس

ما هي لزوجة زيت المحرك؟

اللزوجة هي قياس يصنف مقاومة السائل للتدفق. ومع ذلك ، نظرًا لأن الزيت يخف مع تسخينه وتكثيفه أثناء تبريده ، يجب أن يتضمن تصنيف لزوجة الزيت مرجعًا لدرجة الحرارة. يوجد أيضًا نوعان من قياسات لزوجة الزيت ؛ حركي ومطلق (يسمى أيضًا ديناميكي).

تُقاس اللزوجة الحركية لزيت المحرك بالسنتكتات (cST) أو mm2 / s. سنتيستوك هو 1/100 من ستوك. Stoke هو قياس يتم تحديده من خلال مقدار حركة كتلة معينة (كثافة) من السائل (بالسنتيمتر) خلال فترة زمنية ، بناءً على جرامات لكل سنتيمتر مكعب من خلال فتحة.

إليك مثال بسيط على الحركة الحركية اللزوجة. قم بحفر ثقب بحجم معين في كوب صغير وقم بتوصيله. ثم املأ الكوب بزيت المحرك عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت). افصل الفتحة وقس عدد جرامات الزيت التي تتدفق عبر الفتحة خلال فترة زمنية محددة. لديك الآن تصنيف حركي. لسوء الحظ ، لا تعمل المحركات بهذه الطريقة. يعتبر قياس مقاومة الزيت للتدفق في المحرك أكثر من ذلك بكثيرمعقدة.

أولاً ، لا تعتمد المحركات على الجاذبية للحصول على التدفق ؛ يقومون بتدوير الزيت تحت الضغط باستخدام مضخة الزيت. ثانيًا ، زيت المحرك لا يقطر من ثقب في الكوب فقط. يجب أن تنتقل بين المحامل والأعمدة الدوارة وعبر ممرات رواق الزيت الضيقة. عندما ينزلق الزيت بين المحامل والأعمدة وعبر الممرات ، فإنه يواجه سحبًا.

مع العلم بذلك ، دعنا نعود إلى مثال كوب التنقيط. بدلاً من ترك الجزء العلوي من الكأس مفتوحًا للجو ، سنغطيه ونطبق ضغطًا بمقدار 10 رطل لكل بوصة مربعة. بعد ذلك ، سنعلق قش الشرب 12 في الفتحة الموجودة في أسفل الكوب. إذا كررنا الاختبار عند -17.7 درجة مئوية (0 درجة فهرنهايت) ، فسنحصل على نتيجة مختلفة تمامًا وستكون هذه النتيجة لزوجة مطلقة أو ديناميكية.

بمعنى آخر ، اللزوجة المطلقة لزيت المحرك هي قياس كيفية عمل الزيت عند تدوير المحرك وضخ الزيت. تخبرك اللزوجة المطلقة / الديناميكية لزيت المحرك حقًا كيف سيتصرف الزيت عند بدء التشغيل على البارد عند التدوير وكيف يضخ جيدًا عندما يكون باردًا.

كيف يتم التعبير عن لزوجة زيت المحرك؟

تستخدم جمعية مهندسي السيارات (SAE) تصنيفًا شائعًا لـ "XW-XX" ، حيث يكون الرقم الذي يسبق "W" (الشتاء) هو أداء الزيت بدرجة الحرارة المنخفضة المطلقة / الديناميكية (-17.7 درجة مئوية (0 درجة فهرنهايت) ويمثل الرقم الآخر درجة الحرارة الحركية العالية للزيت عند 100 درجة مئوية (212 درجة فهرنهايت).

الشتاءيتم احتساب التصنيف باستخدام جهاز اختبار خاص يسمى جهاز محاكاة التدوير البارد ويتم قياس كل درجة زيت بالميجا باسكال. يتم قياس درجة حرارة الزيت المرتفعة بـ (cSt).

ملاحظة مهمة: يتم اختبار درجات الزيت الموضحة أدناه في درجات حرارة مختلفة! يتم اختبار زيت 0 واط عند -35 درجة مئوية بينما يتم اختبار زيت 5 واط عند -30 درجة مئوية. إن لزوجة درجات W هي الحد الأقصى المسموح به ، في حين أن لزوجة درجات الحرارة المرتفعة هي MINIMUMS

لذا ، فإن سماكة زيت درجة 5W-30 أقل من 10W-30 زيت درجة في الطقس البارد. هذا يعني أن زيت 5W-30 سيسمح لمحركك بالعمل بشكل أسرع ويمكن لمضخة الزيت ضخه بشكل أسهل من زيت 10W-30 عند نفس درجة الحرارة الباردة.

في درجات حرارة أعلى ، تقل درجة 5W-30 أسرع من زيت درجة 5W-40 عند نفس درجة الحرارة المرتفعة.

مؤشر اللزوجة (VI)

يخف كل الزيت عند تسخينه. يتم التعبير عن المعدل الذي يخف فيه الزيت من خلال مؤشر اللزوجة الخاص به. إذا كان معدل ترقق الزيت بطيئًا للغاية مع زيادة درجة الحرارة ، فإن VI يكون مرتفعًا. بمعنى آخر ، يحافظ الزيت ذو السداسي العالي على لزوجة أكثر اتساقًا على نطاق واسع من درجات الحرارة. لا خطي. على سبيل المثال ، ستتغير اللزوجة الحركية للزيت بدرجة أكبر بين 50 درجة فهرنهايت و 59 درجة فهرنهايت بحيث تتراوح بين 176 درجة فهرنهايت و 185 درجة فهرنهايت.

"اللزوجةتم تطوير مؤشر (VI) للمخزون الأساسي وزيوت التشحيم بواسطة Dean and Davis من Standard Oil في عام 1929. في هذا الوقت ، لم تتوفر زيوت متعددة الدرجات ولا زيوت اصطناعية. بالنسبة للمقياس السادس ، تم تعيين نقطتين محددتين. كانت الزيوت ذات تغير اللزوجة المنخفض المعتمد على درجة الحرارة (زيوت HVI المكررة من خامات ولاية بنسلفانيا ، زيت البارافيني) على أعلى مستوى في المقياس.

تمت الإشارة إلى VI مع 100 ، والذي يمثل أفضل سادس. تمثل الزيوت ذات التغير الكبير في اللزوجة (زيوت LVI ، المكررة من خامات خليج تكساس ، زيت النافثينيك) النهاية المنخفضة. تمت الإشارة إلى VI الخاص بهم بـ 0 - كان هذا هو أسوأ ما يمكن أن يكون VI. قيم السادس المتعلقة بالزيوت المعدنية. ثم تمت مقارنة زيوت التشحيم بهذه المعايير. إذا كان الزيت مشابهًا لزيت البارافيني ، يتم تخصيص VI من 100 ؛ إذا كان مشابهًا لزيت النفثينيك ، فقد تم تخصيص VI من 0. في المنتصف ، سيتم تخصيص VI من حوالي 50. لزيادة قيمة VI إلى قيم أعلى من 100 ، تم تطوير أنواع زيوت أساسية جديدة وإضافات خاصة فيما بعد ". —أنتون بار

يتراوح الزيت السادس لزيت المحرك من -60 إلى 400 ، اعتمادًا على أنواع معدِّلات اللزوجة المستخدمة في المصفاة أو خلاط الزيت. عادةً ما يحتوي زيت المحرك على ما بين 5٪ إلى 20٪ إضافات مُحسِنة للزوجة.

هذا مهم. غالبًا ما يعتقد الناس أن الرقمين الأول والثاني كلاهما قيم حركية. هم ليسوا كذلك. الرقم الموجود قبل Wهي اللزوجة المطلقة للزيت أثناء التدوير بناءً على جهاز محاكاة التدوير البارد ASTM TEST D5293) وضخ اللزوجة بناءً على ASTM D4684 أو ASTM D3829 أو ASTM D6821 أو ASTM D6896 (مقياس اللزوجة الدوراني الصغير). يحاكي التدوير البارد البداية الباردة للمحرك عند درجات حرارة مختلفة بناءً على اللزوجة المتوقعة للزيت قيد الاختبار. بمعنى آخر ، لا يستخدم المختبرون نفس درجة الحرارة لكل زيت.

على سبيل المثال ، لتحقيق تصنيف 0 واط ، يجب ألا يتجاوز الزيت حد أقصى 6200 ميجا باسكال (ميجا باسكال) لزوجة تدوير عند -31 درجة فهرنهايت (-35 درجة مئوية) وأقصى ضخ لزوجة 60،000 mPa عند -40 ° F / C.

راجع هذا الرسم البياني لفهم كيف يمكن أن يكون لزيتين لهما نفس الرقم الأول لزوجتين مختلفتين.

لذا فإن زيت 5 وات سيوفر دائمًا قدرة دوران ومضخة أفضل من 10 وات في جميع درجات الحرارة. من الواضح أنه من الأهم استخدام زيت 0 وات أو 5 وات في المناخات الباردة للمساعدة في القدرة على التدوير والمضخة ، ولكن تساعد أيضًا قوة 0 وات أو 5 وات في التدوير والقدرة على الضخ في درجات الحرارة الأكثر دفئًا أيضًا.

الآن دعونا نفحص الاختلافات في mPa المطلق / الديناميكي لزيوتين بنفس الرقم الأول: 10W40 و 10W-60

يتمتع 10W-40 بلزوجة ديناميكية تبلغ 735.42 mPa @ 0 ° C. لكن زيت 10W-60 له لزوجة ديناميكية تبلغ 1453.82 mPa @ 0 ° C. كلا الزيوت 10 واط! لذلك على الرغم من أن كلاهما 10 وات ، إلا أنهما يتمتعان بضخ وتدوير مختلفين تمامًاالخصائص.

أنواع معدِّلات مؤشر اللزوجة

الدرجة المستقيمة والزيت متعدد الدرجات يحتويان على معدِّلات لزوجة لكلا النوعين التقليديين والزيوت الاصطناعية. يستخدم المصنعون مجموعة متنوعة من المنتجات ، مثل البوليمرات القابلة للذوبان في الزيت أو البوليمرات المشتركة.

مثبطات نقطة الصب ونقطة الصب

نقطة صب الزيت هي درجة الحرارة التي لم يعد يتدفق عندها الزيت. تعمل إضافات مثبطات نقطة الصب على إبطاء سماكة الزيت عند درجات حرارة منخفضة عن طريق تثبيط تبلور المكونات البارافينية للزيت. هذا يقلل من درجات حرارة نقطة الصب.

محسنات مؤشر اللزوجة (VII)

محسنات VII عادة ما تكون جزيئات بوليمر طويلة السلسلة وذات وزن جزيئي مرتفع والتي تغير شكلها مع تغيرات درجة الحرارة. عندما تكون باردة ، يتم طيها بإحكام أو لفها. عندما تكون في الحالة الباردة ، فإنها لا تزيد من لزوجة الزيت. ومع ذلك ، مع ارتفاع درجة حرارة الزيت ، "تنفصل / تنفتح الجزيئات". لذا فهي تأخذ مساحة أكبر وتزيد من احتكاك زيت المحرك لتعويض خصائص تخفيف حرارة الزيت. بمعنى آخر ، تعمل كمكثف لتقليل ترقق الزيت.

• بوليمرات أولفين (OCP)

• polyalkyl methacrylates (PAMA)

• poly isobutylenes (PIB)

• بلمرات كتلة الستايرين

• ميثيل ميثاكريلات (MMA)

• مطاط متعدد البوتادين (PBR)

• رابطة الدول المستقلة بولي أيزوبرين (مطاط صناعي)

• بالميتات البولي فينيل

•بولي فينيل كابريلات ،

• البوليمرات المشتركة لبالميتات الفينيل مع أسيتات الفينيل ،

ولكن هناك جانب سلبي للبوليمر VII. كلما زاد الوزن الجزيئي للبوليمر ، زاد تمدده. ولكن كلما زاد الوزن الجزيئي ، زاد احتمال تعرضهم "للقص" أثناء تدفقهم بين جزأين متحركين. إذا كان مصفاة الزيت / الخلاط يستخدم تركيزًا أعلى من البوليمرات VII ذات الوزن الجزيئي العالي ، فإنه يمكن أن يمنع ترقق الزيت عندما يكون الزيت جديدًا. ولكن عندما يتراكم الزيت لأميال ، يؤدي القص إلى إتلاف البوليمرات ويقلل فعليًا من قدرتها على الحفاظ على اللزوجة المذكورة. لذلك ، تتحلل البوليمرات طويلة السلسلة بسرعة كبيرة بسبب "القص" بين الأجزاء المتحركة. في الواقع ، خلال فترة زمنية قصيرة ، يمكن أن يجعل القص الناتج عن المحرك زيت 5w30 يعمل مثل زيت 5w20 (أو أقل). هذا يؤدي إلى انخفاض في حماية المحرك.

على الجانب الآخر ، يضيف الخلاط / المصفاة بعض البوليمرات ذات الوزن الجزيئي المرتفع جنبًا إلى جنب مع البوليمرات ذات الوزن الجزيئي المنخفض جنبًا إلى جنب مع مخزون أساسي من اللزوجة العالية لتوفير التوازن بين ترقق درجة حرارة عالية وعمر أطول للزيت. بعبارة أخرى ، إنها وصفة تعتمد على المصفاة / الخلاط الفردي.

باختصار

زيوت المحركات الحديثة عبارة عن مزيج من زيت أساسي مع إضافات لتقليل التخفيف عند درجات حرارة أعلى و إضافات أخرى لتقليل سماكة في درجات الحرارة الباردة. بالإضافة إلى اللزوجة المرتبطةإضافات ، مصافي وخلاطات تضيف ، مقاومة للتآكل ، تعديل للاحتكاك ، منظفات ومضافات مضادة للرغوة. تكرير أو خلاط مستقل. إنها وصفة تعتمد على سعر المواد الخام وسمعة الجودة التي يرغب المكرر أو الخلاط في تحقيقها.