در حالی که روغن موتور با کیفیت  با استانداردهای قابل قبول ساخته می شود، کیفیت عمومی و خاص آنها می تواند بسیار مهم باشد و فروش آن را نیز بیشتر کند. روغن موتورهای بی کیفیت اغلب به دلیل ناآگاهی خریدار به بازار خرید و فروش وارد می شوند می شوند. متأسفانه، برای صاحب خودروی ناآگاه، روغن موتور باکیفیت و بی کیفیت تفاوتی ندارد. پس در این مقاله به راه های تشخیص روغن موتور مناسب با کیفیت بالا میپردازیم .

روغن موتور چیست؟

روغن موتور، روغن موتور یا روان کننده موتور هر کدام از مواد مختلفی هستند که برای روانکاری موتورهای احتراق داخلی استفاده می شوند. آن ها معمولا شامل روغن های پایه تقویت شده با افزودنی های مختلف، به ویژه افزودنی های ضد لباس، مواد شوینده، پخش کننده ها، و برای روغن های چند درجه ای، بهبود دهنده های شاخص ویسکوزیته هستند.

وظیفه اصلی روغن موتور با کیفیت کاهش اصطکاک و سایش قطعات متحرک و تمیز کردن موتور از لجن (یکی از وظایف پاشنده ها)و وارنیش (مواد شوینده)است. همچنین اسیده ای ناشی از سوخت و اکسیداسیون روانکار (مواد شوینده)را خنثی می کند، آب بندی رینگ های پیستون را بهبود می بخشد و موتور را با دور کردن گرما از قطعات متحرک خنک می کند.علاوه بر ترکیبات پایه ذکر شده، تقریبا تمام روغن های روان کننده حاوی بازدارنده های خوردگی و اکسیداسیون هستند.

روغن موتور با کیفیت ممکن است تنها از یک ذخیره پایه روان کننده در مورد روغن غیر شوینده، یا ذخیره پایه روان کننده به علاوه مواد افزودنی برای بهبود مقاومت روغن، عملکرد فشار شدید، و توانایی جلوگیری از خوردگی قطعات موتور تشکیل شده باشد.روغن های موتور با استفاده از روغن های پایه متشکل از هیدروکربن های نفتی، پلی الفالفین ها (PAO)، یا مخلوط های آن ها در نسبت های مختلف برای انحلال بهتر افزودنی ها مخلوط می شوند.

روغن کاری یک لایه جداکننده بین سطوح قطعات متحرک مجاور ایجاد می کند تا تماس مستقیم بین آن ها را به حداقل برساند، حرارت اصطکاکی را کاهش دهد و سایش را کاهش دهد، در نتیجه از موتور محافظت می کند. در هنگام استفاده، روغن موتور گرما را از طریق رسانش به موتور منتقل می کند.

انتخاب روغن موتور با کیفیت

در یک موتور با پمپ روغن چرخشی، این گرما با استفاده از جریان هوا بر روی سطح خارجی تابه روغن، جریان هوا از طریق یک کولر روغنی و از طریق گازهای روغن تخلیه شده توسط سیستم تهویه میل لنگ مثبت (PCV)منتقل می شود. در حالی که پمپ های چرخشی مدرن معمولا در خودروهای سواری و دیگر موتورهای با اندازه مشابه یا بزرگ تر ارائه می شوند، روغن کاری با اتلاف کل یک گزینه طراحی است که در موتورهای کوچک و مینیاتوری محبوب باقی می ماند.

همچنین ترکیب قطعات فلزی با روغن آن ها را از قرار گرفتن در معرض اکسیژن باز می دارد و اکسیداسیون را در دماهای کاری بالا مهار می کند و از زنگ زدگی یا خوردگی جلوگیری می کند. مهارکننده های خوردگی نیز ممکن است به روغن موتور اضافه شوند. بسیاری از روغن های موتور نیز دارای مواد شوینده و پخش کننده هستند که به تمیز نگه داشتن موتور و به حداقل رساندن ایجاد لجن روغنی کمک می کنند.

این روغن قادر است دوده حاصل از احتراق را به خود جذب کند، نه اینکه آن را روی سطوح داخلی رسوب دهد. این رنگ ترکیبی از این رنگ و برخی رنگ آمیزی ها است که پس از مدتی رنگ روغن به رنگ سیاه در می آید.استفاده از قطعات فلزی موتور به طور اجتناب ناپذیری ذرات فلزی میکروسکوپی را از سایش سطوح تولید می کند. چنین ذراتی می توانند در روغن گردش کنند و در برابر قطعات متحرک خرد شوند و باعث سایش شوند. از آنجا که ذرات در روغن جمع می شوند، معمولا از طریق یک فیلتر روغن برای حذف ذرات مضر به گردش در می آیند.

نکات قبل از خرید روغن موتور با کیفیت

علامت استاندارد روی برچسب ظرف روغن موتور را بررسی کنید

 بررسی اصالت روغن موتور با کیفیت ایرانی با کد روی ظرف محصول

اصالت روغن موتور با کیفیت را در گوگل بررسی کنید

 خرید روغن موتور ارزان قیمت برای شما گران تمام خواهد شد

تست موتور برای انتخاب روغن موتور با کیفیت

موتور ماشین همیشه پلتفرم نهایی برای شناسایی کیفیت مورد نیاز روغن آن بوده است. حتی با تغییر طراحی موتور برای مطابقت با عملکرد، بهره وری سوخت و استانداردهای زیست محیطی، موتور همچنان داور نهایی کیفیت روغن است.با این حال، استفاده از موتور برای اندازه گیری کیفیت روغن در تست های دینامومتر می تواند پیشنهاد گران قیمتی باشد. برای کمک به کنترل هزینه های ضمانت، توسعه و استفاده از تست های موتور برای تولیدکنندگان موتور در هنگام تعیین کیفیت روغن موتور با کیفیت مورد نیاز برای یک طرح یا جز خاص اجتناب ناپذیر است.

 ایجاد تست های دینامومتر تکرار شونده برای یک موتور می تواند چالش برانگیز باشد. از آنجا که طراحی موتور به تدریج قدرت موتورهای کوچک تر را افزایش داده است، مشکل ایجاد تست های تکرار شونده دینامومتر حتی سریع تر نیز شده است. خوشبختانه زمانی که سطح کیفیت روی دینامومتر یا در میدان تعیین شد، روش بسیار ارزان تری وجود دارد که می توان از آن برای ارزیابی دقیق تر کیفیت روغن و انتخاب روغن موتور مناسب و با کیفیت استفاده کرد.

این راه حل استفاده از تست های آزمایشگاهی طراحی شده برای ارتباط نزدیک با تست های دینامومتر موتور یا تجربه میدانی است. این تست ها قابلیت ارائه یک اندازه گیری نسبتا ارزان از کیفیت روغن موتور را دارند. با این حال، ارزش و اهمیت این نوع تست به عوامل متعددی از جمله شناسایی نیازهای خاص موتور، اطلاعات واضح و ثابت موتور چه در تست های دینامومتر و چه در تجربه می دانی و درک رابطه بین نیازهای موتور و خواص فیزیکی و یا شیمیایی روغن بستگی دارد.

خواص روغن موتور با کیفیت 

 

روغن موتور با کیفیت برای کارکرد موتور باید دارای خواص فیزیکی و شیمیایی خاصی باشد. در طول سرویس روغن، موتور تعدادی از تنش های عملکردی را تولید می کند که بر توانایی طولانی مدت روغن برای عملکرد در سطح بالا تاثیر منفی می گذارد. شرایط سرویس نیز ممکن است بسته به محیط و نحوه استفاده از خودرو متفاوت باشد. در نتیجه، انتخاب روغن موتور مناسب برای رفع نیازها و شرایط خدماتی خاص، نیازمند آگاهی از چندین ویژگی مهم روغن از جمله ویسکوزیته است.

ویسکوزیته

ویسکوزیته به عنوان مقاومت یک سیال در برابر جریان تعریف شود. از آنجا که مولکول های یک سیال تا حدودی جذب یکدیگر می شوند، یک انرژی برای جدا کردن آن ها و ایجاد جریان لازم است. به طور کلی، مولکول های بزرگ تر جاذبه بیشتری بین خود دارند و ویسکوزیته بالاتری نیز دارند. انرژی مورد نیاز برای غلبه به این جاذبه مولکول به مولکول و تولید جریان سیال را می توان نوعی اصطکاک در نظر گرفت.

بنابراین، ویسکوزیته می تواند به عنوان شکلی از اصطکاک مولکولی تعریف شود. از میان تمام ویژگی های فیزیکی و شیمیایی روغن موتور، ویسکوزیته و رفتار ویسکوزیته بسیار مهم است.

ویسکوزیته و جلوگیری از سایش

 اصطکاک مولکولی زمانی که دو سطح موتور در حرکت نسبی تحت فشار به هم نزدیک می شوند، از خروج سریع روغن جلوگیری می کند. روغن موتور مثل یک مداخله فرارکننده دو سطح را از هم جدا نگه می دارد و از سایش جلوگیری می کند، فرایندی که به آن روانکاری هیدرودینامیک می گویند. هرچه ویسکوزیته بالاتر باشد، جذب مولکول های روغن بیشتر و حفاظت از سایش بیشتر می شود.

ویسکوزیته در شرایط عملیاتی

در سال‌های اولیه موتورهای خودرو، روغن‌ها به سادگی ساخته می‌شدند و از معادله نیوتن برای ویسکوزیته پیروی می‌کردند.  این رابطه ویسکومتری در دهه 1940 تغییر کرد، زمانی که کشف شد که افزودن مقادیر کمی از پلیمرهای با وزن مولکولی بالا به روغن باعث عملکرد بهتر روغن موتور در دمای بالا می شود.از آن زمان، روغن های چند درجه (به عنوان مثال، SAE 10W-40، 5W-30، 0W-20، و غیره) بسیار محبوب شدند.

با این حال، آنها دیگر از نظر ویژگی های جریان نیوتنی نبودند، زیرا مشخص شد که ویسکوزیته با افزایش نرخ برش کاهش می یابد.

ویسکومتری با نرخ برشی بالا

در نتیجه، نیاز به توسعه یک ویسکومتر با نرخ برش بالا برای منعکس کردن ویسکوزیته در موتورها در دمای بالا بوجود آمد که بلبرینگ مخروطی نام داشت. این تکنیک توسط ASTM به عنوان روش تست D4683 برای استفاده در دمای 150 درجه سانتیگراد پذیرفته شد. این تست بحرانی  به عنوان ویسکوزیته دمای بالا برای کیفیت روغن موتور، شناخته شد.

ویسکوزیته و ژله ایی شدن روغن در دماهای پایین

روغن های موتور با کیفیت چند درجه ایی در ابتدا برای کاهش ویسکوزیته روغن در دماهای پایین برای کمک به راه اندازی موتور معرفی شدند. این مزیت مهم بلافاصله آشکار شد و روغن های چند درجه ای از آن زمان به محبوب ترین نوع روان کننده موتور در سراسر جهان تبدیل شده اند. با راه اندازی آسان تر موتور در دماهای پایین، مشکل دیگری به عنوان قابلیت پمپاژ روغن آشکار شد. این موضوع بسیار جدی‌تر بود، زیرا عدم پمپ‌پذیری روغن می‌تواند موتور را از بین ببرد.

در آزمایش دینامومتر اتاق سرد، مشخص شد که مشکل پمپ پذیری به دو صورت وجود دارد. مورد اول مربوط به ویسکوزیته بالا بود و رفتار محدود جریان نامیده می شد.دومین مشکل  کمتر آشکار بود و شامل ژله ایی شدن روغن تحت یک چرخه خنک کننده طولانی و عمیق بود. درواقع برچسب “هوا اتصال” بود، زیرا پمپ روغن در نتیجه بیرون کشیده شدن ستونی از روغن از کاروان و پر نکردن این فضای خالی، به هوا متصل شد. 

شاخص ژل ​​شدن

روغن موتور با کیفیت با اتصال هوا که باعث خرابی Sioux Falls شد، یک مطالعه موردی محکم ارائه کرد. ابزار و تکنیک تست رومیزی جدید برای نشان دادن هر گونه تمایل روغن آزمایش به ژل ایی شدن توسعه داده شد. این تکنیک که شامل کارکرد مداوم با سرعت کم یک روتور استوانه‌ای در استاتوری که اطراف آن شل بود، بلافاصله در مشخصات روغن موتور گنجانده شد و بعداً به ASTM D5133 تبدیل شد.

این بحث نه تنها تمایل روغن به محدود شدن جریان را نشان می‌دهد، بلکه میزان ژل ایی شدن را که ممکن است در محدوده دمایی اندازه‌گیری‌شده (معمولاً منفی ۵ تا منفی ۴۰ درجه سانتی‌گراد) رخ دهد، مشخص می‌کند. این پارامتر شاخص ژل ایی ​​شدن نامیده شد.

ویسکوزیته و جذب انرژی 

همانطور که ویسکوزیته برای موتور در جلوگیری از سایش از طریق روانکاری هیدرودینامیکی مفید است، دارای جنبه های منفی است که می تواند بر عملکرد و  کارکرد موتور تأثیر بگذارد. اصطکاک مولکولی روغن که دو سطح را در حرکت نسبی جدا می کند، برای غلبه بر آن به انرژی نیاز دارد. این مقدار انرژی از موتور در ازای محافظت از سایش ارائه شده است. بنابراین، فرمول دقیق ویسکوزیته روغن برای مالکان خودرو و دولت هایی که محدودیت های مصرف سوخت را الزامی می کنند، بسیار مهم است.

کاهش ویسکوزیته روغن می تواند گام مهمی در کاهش اصطکاک ویسکوزیته برای بهبود بازده سوخت باشد. جالب اینجاست که در چند سال گذشته، تعداد خودروهایی که با روغن موتورهایی کار می‌کنند که سطوح ویسکوزیته پایین‌تری دارند، افزایش یافته است، بنابراین عملکرد موتور آنها به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد.

خودروسازان ژاپنی اخیراً خواستار گریدهای ویسکوزیته کمتر شده اند. در نتیجه، SAE سه درجه عملیاتی جدید را معرفی کرده است که با نام‌های SAE 16 (حداقل 2.3 cP در 150 درجه سانتی‌گراد)، SAE 12 (حداقل 2.0 cP در 150 درجه سانتی‌گراد) و SAE 8 (حداقل 1.7 cP در دمای 150 درجه سانتی‌گراد) شناسایی شده‌اند.

هیچ یک از این روغن های درجه پایین هنوز برای تجزیه و تحلیل به بازار نرسیده اند. از آنجایی که ویسکوزیته مستقیماً با مقدار انرژی صرف شده توسط موتور برای محافظت از سایش از طریق روانکاری هیدرودینامیکی مرتبط است، انتظار می رود چنین کاهشی در ویسکوزیته مزایای مهمی در بازده سوخت داشته باشد اما فقط در موتورهایی که برای استفاده از آنها طراحی شده اند.

شاخص بازده سوخت وابسته به ویسکوزیته

با توجه به تأثیری که ویسکوزیته روغن بر روی موتور دارد، تکنیکی برای محاسبه اثرات روغن موتور با کیفیت بر بازده سوخت ایجاد شد. برای این محاسبات ، مقادیر ویسکوزیته باید در نرخ های برش بالا مرتبط با عملکرد در بخش های خاص موتور به دست می آمد.کار دینامومتر قبلی درصد اصطکاک و دمای عملیاتی پنج محل اصلی روانکاری را در یک موتور رفت و برگشتی با سوخت گاز که مسئول تقریباً تمام افت راندمان است، شناسایی کرده بود. این اطلاعات برای توسعه پارامتر بازده سوخت چسبناک (V-FEI) مورد استفاده قرار گرفت.

با این مقدار که از 0 تا 100 متغیر است، هر چه V-FEI یک روغن موتور بیشتر باشد، انرژی کمتری برای ویسکوزیته از دست می‌رود و در نتیجه موتور بهینه‌تر سوخت می‌شود. اگرچه طرح‌های مختلف موتور ممکن است سطوح مختلف اصطکاک در مناطق روغن‌کاری داشته باشند، استفاده از این داده‌های اصطکاک ارزش مقایسه‌ای برای روغن‌های موتور فراهم می‌کند.

همانطور که انتظار می رفت، مشخص شد که روغن های SAE 0W-20 چند درجه ای متوسط ​​سالانه نسبت به روغن های SAE 5W-30 میانگین چند درجه به دلیل تفاوت های ویسکوزیته نشان داده شده در شکل 2، بازده سوخت بیشتری را به موتور کمک می کنند. به استثنای سال 2012، افزایش در V-FEI معادل نزدیک به 7 تا 8 درصد در بازده سوخت وابسته به ویسکوزیته است.

کاهش نشان‌داده‌شده در میانگین راندمان سوخت روغن‌های موتور SAE 0W-20 جمع‌آوری‌شده در سال 2012 ممکن است نشان‌دهنده توسعه فرمول‌هایی باشد که نگرانی‌های خودروسازان را برآورده می‌کند که مزایای روغن‌کاری هیدرودینامیکی در تلاش‌ها برای بهبود بازده سوخت از بین نمی‌رود.

نوسان های روغن موتور با کیفیت

جنبه دیگری که باید در هنگام کاهش ویسکوزیته در فرمولاسیون روغن موتور با کیفیت در نظر گرفت این است که چنین کاهشی اغلب با استفاده از روغن های پایه با نوسان بیشتر به دست می آید. روغن تبخیر شده مقدار روانکار موتور را کاهش می دهد و ممکن است اجزای آلوده کننده کاتالیزور اگزوز را حمل کند که بر توانایی کاهش دود کاتالیست تأثیر منفی می گذارد. روغن باقی مانده پس از از بین رفتن اجزای فرارتر نیز چسبناک تر و جذب انرژی بیشتری خواهد داشت.

انتشار فسفر

ترکیبات فسفر محلول مانند دی آلکیل دی تیوفسفات روی (ZDDP) سالهاست که در فرمولاسیون روغن موتور با کیفیت استفاده می شود. این ترکیبات ضد سایش و آنتی اکسیدان پشتیبانی قابل توجهی از طراحی موتورهای مدرن ارائه کرده اند.در اواسط دهه 1900، موتور رفت و برگشتی به عنوان عامل اصلی آلودگی هوا شناخته شد. هیدروکربن های نسوخته یا نیمه سوخته از اگزوز موتور توسط نور خورشید به هیدروکربن های گازی مضر تبدیل شدند که در برخی از شهرهای بزرگ مه دود تولید می کردند.

 

در نتیجه، مبدل های کاتالیزوری اگزوز در دهه 1970 برای تصفیه گاز خروجی و تبدیل آن به دی اکسید کربن و آب توسعه یافتند. متأسفانه، در سال‌های پس از توسعه مبدل کاتالیزوری، کشف شد که عناصر خاصی در بنزین یا روغن موتور، از جمله فسفر و گوگرد، با پوشش دادن کاتالیزور، آن را غیرفعال می‌کنند. این در نهایت منجر به محدودیت در مقدار این مواد شیمیایی در روغن موتور با کیفیت و سوخت شد.

شاخص انتشار فسفر

تست فراریت Selby-Noack در اوایل دهه 1990 به عنوان یک رویکرد بهتر و ایمن تر برای تعیین نوسانات روغن موتور توسعه یافت. این مؤلفه، آزمون  را برای تجزیه و تحلیل بیشتر جمع آوری کرد که در تشخیص فسفر و گوگرد مفید بود. در اولین تجزیه و تحلیل مواد فرار جمع‌آوری‌شده از آزمایش رومیزی، آشکار شد که افزودنی‌های فسفر در روغن‌های موتور نیز از طریق تجزیه افزودنی فسفر تولید می‌کنند.

بر اساس این یافته ها، پارامتر مربوط به میزان فسفر آزاد شده در طول آزمایش به نام شاخص انتشار فسفر (PEI) توسعه یافت. شکل 5 تغییر PEI را طی هشت سال گذشته نشان می دهد. بدیهی است که پیشرفت قابل توجهی در کاهش تجزیه فسفر و یا فرار این دو طبقه بندی SAE چند درجه ای انجام شده است. کاهش PEI به 6 تا 10 میلی گرم در لیتر روغن موتور، تغییر قابل توجهی در محافظت از مبدل کاتالیزوری در برابر اثرات فسفر است.

با گرایش به سمت موتورهای کوچکتر، کم مصرف و مجهز به توربوشارژر که دماهای بالاتری را در حین کار تولید می‌کنند، یک آزمایش رومیزی که می‌تواند تمایلات انتشار فسفر فرمول روغن را نشان دهد در طراحی روان‌کننده‌هایی که به بهترین وجه برای موتور و محیط مناسب هستند مفید خواهد بود.

محتوای فسفر و نوسانات آن

اینکه چقدر فسفر موجود در روغن موتور با کیفیت بر میزان فسفر تبخیر شده در حین کارکرد موتور تأثیر می گذارد، سؤال مهمی است که بر انتخاب مواد افزودنی در فرمولاسیون روغن تأثیر می گذارد. بدون شک، کیفیت روغن موتورها در موتورهای کوچکتر و قدرتمندتر توربو شارژر که وارد بازار خودرو می شوند، نقش بسیار بیشتری ایفا می کند. با این حال، اساساً تعیین کیفیت روغن موتور از نظر ظاهری غیرممکن است. این تعیین فقط با استفاده از روغن یا آزمایش اولیه آن انجام می شود.

بدیهی است که دومی گزینه بسیار ارجح برای دارندگان خودرو است که سرمایه گذاری قابل توجهی در موتوری با عملکرد خوب و بادوام دارند و نیاز دارند.

بانک اطلاعات روغن موتور

سی سال پیش، بر اساس نگرانی‌های تولیدکنندگان روغن موتور در مورد کیفیت برخی روغن‌ها، مؤسسه مواد (IOM) شروع به جمع‌آوری پایگاه داده ای از روغن های موتور کرد. روغن‌های موتور مستقیماً از بازار جمع‌آوری شده و توسط آزمایشگاه‌های منتخب از طریق یک سری آزمایش‌های پایه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. سپس نتایج آن منتشر شد. اکنون بیش از 14000 روغن موتور را در سراسر جهان پوشش می دهد.

منبع : https://www.machinerylubrication.com/Read/30329/engine-oil-quality