درک کردن مشخصات روغن موتور.

درک نقش روغن موتور

روغن موتور اصطکاک بین سطوح را کاهش می دهد

کاهش سایش

کاهش حرارت بین قطعات لغزنده

کاهش اتلاف انرژی

مانند خنک کننده برای حذف گرما از ناحیه اصطکاک عمل می کند

به عنوان مهر و موم بین سیلندر و رینگ پیستون عمل می کند

ویسکوزیته روغن موتور چیست؟

ویسکوزیته اندازه گیری است که مقاومت مایع در برابر جریان را طبقه بندی می کند. با این حال، از آنجایی که روغن در حین گرم شدن نازک می شود و در هنگام سرد شدن غلیظ می شود، رتبه بندی ویسکوزیته روغن باید شامل یک مرجع دما باشد. همچنین دو نوع اندازه گیری ویسکوزیته روغن وجود دارد. کینماتیک و مطلق (که دینامیک نیز نامیده می شود).

ویسکوزیته سینماتیکی روغن موتور بر حسب سنتیستوک (cST) یا mm2/s اندازه گیری می شود. سنتستوک 1/100 استوک است. استوک اندازه‌گیری است که بر اساس میزان حرکت جرم (چگالی) معینی از مایع (بر حسب سانتی‌متر) در طول یک دوره زمانی مشخص می‌شود، بر اساس گرم در سانتی‌متر مکعب در یک روزنه.

در اینجا یک مثال ساده از سینماتیک آورده شده است. ویسکوزیته؛ یک سوراخ با اندازه مشخص در یک فنجان کوچک دریل کنید و آن را وصل کنید. سپس فنجان را با روغن موتور در دمای 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) پر کنید. سوراخ را از پریز خارج کنید و اندازه گیری کنید که در یک بازه زمانی مشخص، چند گرم روغن از سوراخ عبور می کند. اکنون امتیاز سینماتیک دارید. متأسفانه موتورها به این شکل کار نمی کنند. اندازه گیری مقاومت روغن در برابر جریان در موتور بسیار بیشتر استپیچیده است.

اول، موتورها برای بدست آوردن جریان به گرانش متکی نیستند. آنها روغن را تحت فشار با استفاده از پمپ روغن به گردش در می آورند. دوم، روغن موتور فقط از سوراخ یک فنجان بیرون نمی‌ریزد. باید بین یاتاقان ها و شفت های دوار و از گذرگاه های باریک گالری روغن حرکت کند. همانطور که روغن بین یاتاقان ها و شفت ها می لغزد و از گذرگاه ها عبور می کند، با کشش مواجه می شود.

با دانستن این موضوع، اجازه دهید به مثال فنجان چکه ای خود برگردیم. به جای باز گذاشتن قسمت بالای فنجان در جو، در آن را می بندیم و 10 psi فشار وارد می کنیم. بعد، یک نی نوشیدنی 12 اینچی را به سوراخ پایین فنجان وصل می کنیم. اگر آزمایش را در دمای 17.7- درجه سانتیگراد (0 درجه فارنهایت) تکرار کنیم، نتیجه کاملاً متفاوتی خواهیم داشت و این نتیجه ویسکوزیته مطلق یا دینامیکی خواهد بود.

به عبارت دیگر، ویسکوزیته مطلق روغن موتور یک اندازه گیری نحوه عملکرد روغن هنگام چرخش موتور و پمپاژ روغن. ویسکوزیته مطلق/دینامیک روغن موتور واقعاً به شما می‌گوید که روغن در هنگام راه‌اندازی سرد در هنگام چرخاندن میل لنگ چگونه رفتار می‌کند و چگونه هنگام سرد پمپ می‌کند.

ویسکوزیته روغن موتور چگونه بیان می‌شود؟

انجمن مهندسین خودرو (SAE) از طبقه‌بندی رایج «XW-XX» استفاده می‌کند، که در آن عدد قبل از «W» (زمستان) عملکرد مطلق/دینامیک روغن در دمای پایین (17.7- درجه سانتی‌گراد (0 درجه فارنهایت) است. و عدد دیگر نشان دهنده دمای بالای سینماتیکی روغن در 100 درجه سانتیگراد (212 درجه فارنهایت) است.

زمستانرتبه بندی با استفاده از یک دستگاه آزمایش ویژه به نام شبیه ساز سرد میل لنگ محاسبه می شود و هر درجه روغن بر حسب mPa اندازه گیری می شود. درجه حرارت بالای روغن با (cSt) اندازه گیری می شود.

نکته مهم: درجه های روغن نشان داده شده در زیر در دماهای مختلف آزمایش می شوند! روغن 0 وات در -35 درجه سانتیگراد آزمایش می شود در حالی که روغن 5 وات در -30 درجه سانتیگراد آزمایش می شود. ویسکوزیته گریدهای W حداکثر مجاز است، در حالی که ویسکوزیته گریدهای درجه حرارت بالا MINIMUMS است

بنابراین، روغن گرید 5W-30 کمتر از یک ضخیم می شود. روغن درجه 10W-30 در هوای سرد. این بدان معناست که یک روغن 5W-30 به موتور شما اجازه می دهد تا سریع تر بچرخد و پمپ روغن می تواند آن را راحت تر از روغن 10W-30 در همان دمای سرد پمپ کند.

در دماهای بالاتر، یک درجه 5W-30 رقیق می شود. سریعتر از یک روغن گرید 5W-40 در همان دمای بالا خارج می شود.

شاخص ویسکوزیته (VI)

همه روغن با گرم شدن نازک می شود. سرعت رقیق شدن روغن با شاخص ویسکوزیته آن بیان می شود. اگر روغن با افزایش دما سرعت رقیق شدن بسیار آهسته ای داشته باشد، پس VI آن زیاد است. به عبارت دیگر، یک روغن با VI بالا، ویسکوزیته ثابت تری را در محدوده دمایی وسیعی حفظ می کند.

اثر دما بر ویسکوزیته روغن یکنواخت نیست

رقیق شدن یا غلیظ شدن روغن خطی نیست به عنوان مثال، ویسکوزیته سینماتیکی روغن بین 50 درجه فارنهایت و 59 درجه فارنهایت بیشتر از 176 درجه فارنهایت و 185 درجه فارنهایت تغییر می کند.

«ویسکوزیتهشاخص (VI) برای ذخایر پایه و روغن‌های روان توسط دین و دیویس از استاندارد اویل در سال 1929 ایجاد شد. در این زمان، هیچ روغن چند درجه و روغن مصنوعی در دسترس نبود. برای مقیاس VI، دو نقطه حد تعیین شد. روغن‌هایی با تغییر ویسکوزیته وابسته به دمای پایین (روغن‌های HVI تصفیه‌شده از نفت خام پنسیلوانیا، روغن پارافینیک) در بالاترین سطح مقیاس قرار داشتند. روغن‌هایی با تغییر ویسکوزیته قابل‌توجه (روغن‌های LVI، تصفیه‌شده از نفت خام خلیج تگزاس، نفت نفتیک) پایین‌ترین قیمت را نشان می‌دهند. VI آنها با 0 نشان داده شد - این بدترین VI ممکن بود. مقادیر VI مربوط به روغن های معدنی است. سپس روغن های روان کننده با این معیارها مقایسه شدند. اگر روغن مشابه روغن پارافینیک بود، یک VI از 100 اختصاص داده شد. اگر مشابه روغن نفتنیک بود، یک VI از 0 اختصاص داده شد. در وسط، یک VI از حدود 50 اختصاص داده می شود. برای افزایش VI به مقادیر بالاتر از 100، انواع روغن پایه جدید و افزودنی های ویژه بعداً توسعه یافتند. —Anton Paar

VI روغن موتور بسته به نوع اصلاح کننده های ویسکوزیته مورد استفاده در پالایشگاه یا مخلوط کن روغن، از 60- تا 400 متغیر است. به طور معمول، روغن موتور حاوی بین 5٪ تا 20٪ افزودنی های بهبود دهنده ویسکوزیته است.

این مهم است. مردم اغلب فکر می کنند که اعداد اول و دوم هر دو مقادیر سینماتیکی هستند. آنها نیستند. عدد قبل از Wویسکوزیته مطلق روغن در حین میل لنگ زدن بر اساس شبیه ساز ASTM TEST D5293 با میل لنگ سرد) و ویسکوزیته پمپاژ بر اساس ASTM D4684، ASTM D3829، ASTM D6821 یا ASTM D6896 (ویسکومتر دوار کوچک) است. میل لنگ سرد شروع سرد موتور را در دماهای مختلف بر اساس ویسکوزیته پیش بینی شده روغن مورد آزمایش شبیه سازی می کند. به عبارت دیگر، تسترها از دمای یکسانی برای هر روغن استفاده نمی کنند.

به عنوان مثال، برای دستیابی به رتبه 0W، روغن نباید از حداکثر گرانروی میل لنگ 6200 میلی پاسکال (مگا پاسکال) در -31 درجه فارنهایت (35- درجه سانتیگراد) و حداکثر بیشتر شود. ویسکوزیته پمپاژ 60000 میلی پاسکال در دمای 40- درجه فارنهایت.

این نمودار را ببینید تا بفهمید چگونه دو روغن با یک عدد اول یکسان می توانند دو ویسکوزیته مطلق متفاوت داشته باشند.

بنابراین یک روغن 5 واتی همیشه در تمام دماها نسبت به یک روغن 10 واتی توانایی پمپاژ و میل لنگ بهتری را ارائه می دهد. بدیهی است که استفاده از روغن 0 وات یا 5 وات در آب و هوای سردتر برای کمک به میل لنگ و توانایی پمپاژ اهمیت بیشتری دارد، اما 0 وات یا 5 وات همچنین به پمپاژ و توانایی پمپاژ در دماهای گرمتر نیز کمک می کند.

اکنون بیایید تفاوت ها را بررسی کنیم. در mPa مطلق/دینامیک دو روغن با همان عدد اول: 10W40 و 10W-60

10W-40 دارای ویسکوزیته دینامیکی 735.42 mPa @ 0°C است. اما روغن 10W-60 دارای ویسکوزیته دینامیکی 1453.82 mPa @ 0°C است. هر دو روغن 10 وات هستند! بنابراین، اگرچه هر دو 10 وات هستند، لنگ و پمپاژ آنها کاملاً متفاوت استویژگی ها.

انواع اصلاح کننده های شاخص ویسکوزیته

روغن درجه مستقیم و چند درجه حاوی اصلاح کننده های ویسکوزیته برای هر دو معمولی و روغن مصنوعی تولیدکنندگان از محصولات مختلفی مانند پلیمرهای محلول در روغن یا کوپلیمرها استفاده می کنند.

کاهنده نقطه ریزش و نقطه ریزش

نقطه ریزش روغن دمایی است که روغن دیگر در آن جریان ندارد. افزودنی‌های کاهش‌دهنده نقطه‌ریزی، غلیظ شدن روغن را در دماهای پایین‌تر با تاخیر در کریستالیزاسیون اجزای پارافینیک روغن کاهش می‌دهند. این امر دمای نقطه ریزش را کاهش می دهد.

بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته (VII)

VII معمولاً مولکول های پلیمری با زنجیره بلند و با وزن مولکولی بالا هستند که با تغییرات دما شکل خود را تغییر می دهند. وقتی سرد می شوند، آنها را محکم تا می کنند یا به صورت کلاف در می آورند. هنگامی که آنها در حالت سرد هستند، ویسکوزیته روغن را افزایش نمی دهند. با این حال، با افزایش دمای روغن، مولکول‌ها «باز می‌شوند/باز می‌شوند». بنابراین فضای بیشتری را اشغال می کنند و اصطکاک روغن موتور را افزایش می دهند تا ویژگی های رقیق شدن حرارت روغن را جبران کنند. به عبارت دیگر، آنها به عنوان یک غلیظ کننده برای کاهش رقیق شدن روغن عمل می کنند.

• کوپلیمرهای الفین (OCP)

• پلی آلکیل متاکریلات ها (PAMA)

• پلی ایزوبوتیلن ها (PIB)

• پلیمرهای بلوک استایرن

• متیل متاکریلات (MMA)

• لاستیک پلی بوتادین (PBR)

• سیس-پلی سوپرن (یک لاستیک مصنوعی)

• پلی وینیل پالمیتات

•پلی وینیل کاپریلات،

• کوپلیمرهای وینیل پالمیتات با وینیل استات،

اما پلیمر VII یک نقطه ضعف دارد. هر چه وزن مولکولی پلیمر بیشتر باشد، بیشتر منبسط می شود. اما هر چه وزن مولکولی بالاتر باشد، بیشتر مستعد "برش" هستند که بین دو قسمت متحرک جریان دارند. اگر یک پالایشگر/مخلوط کننده روغن از غلظت بالاتری از پلیمرهای VII با وزن مولکولی بالا استفاده کند، بیشتر می توانند از نازک شدن روغن در هنگام نو شدن روغن جلوگیری کنند. اما همانطور که روغن مایل ها انباشته می شود، برش به پلیمرها آسیب می رساند و در واقع توانایی آن را برای حفظ ویسکوزیته اعلام شده کاهش می دهد. بنابراین، پلیمرهای با زنجیره بلند به دلیل "برش" بین قطعات متحرک نسبتاً سریع تجزیه می شوند. در واقع، در مدت زمان کوتاهی، برش ناشی از موتور می تواند باعث شود روغن 5w30 مانند روغن 5w20 (یا پایین تر) عمل کند. این منجر به کاهش حفاظت موتور می‌شود.

از طرف دیگر، یک مخلوط‌کن/پالایش‌کننده، تعدادی پلیمر با وزن مولکولی بالا همراه با پلیمرهای با وزن مولکولی پایین همراه با یک استوک پایه با ویسکوزیته بالاتر اضافه می‌کند تا تعادل بین نازک شدن با دمای بالا و عمر طولانی تر روغن. به عبارت دیگر، این یک دستور العمل است که بستگی به پالایشگر/مخلوط کننده فردی دارد.

به طور خلاصه

روغن موتورهای مدرن ترکیبی از روغن پایه با مواد افزودنی برای کاهش رقیق شدن در دماهای بالاتر و سایر مواد افزودنی برای کاهش ضخیم شدن در دماهای سردترافزودنی ها، افزودنی های تصفیه کننده و مخلوط کننده، ضد خوردگی، اصلاح کننده اصطکاک، مواد شوینده و ضد کف تصفیه کننده یا مخلوط کن مستقل. این دستور العملی است که بر اساس قیمت مواد خام و شهرت کیفیتی است که پالایشگر یا مخلوط کن می خواهد به آن دست یابد.