دانلود تحقیق روغن موتور

تعریف روانکاری و وظایف عمومی روانکارها

روانکاری علم تسهیل حرکت نسبی سطوح در تماس با یکدیگر می باشد و روانکار، ماده است که به منظور کاهش اصطکاک بین دو سطحی که نسبت به هم دارای حرکت هستند قرار می گیرد.

البته این تعریف ناشی از استفاده اولیه از روانکارها بوده است و در حال حاضر وظایف دیگری را نیز بر عهده دارد که بنا بر نوع ساختار آن به شرح زیر می باشند:

کاهش و کنترل اصطکاک و سایش

جلوگیری از خوردگی وزنگ زدگی سطوح فلزات

پاک کننده سطوح و تعلیق ذرات مضر و جلوگیری از رسوب آنها بر روی قطات سیستم

انتقال حرارت

آب بندی فواصل

خفیف نمودن خربات

انتقال انرژی هیدرولیکی

استفاده از روانکاو مناسب در سیستم، منجر به افزایش زمان تعویض روانکار که در نهایت به حفظ منابع تجدیدناپذیر و جلوگیری بیشتر از آلودگی محیط زیست منجر می شود و این مسئله بیانگر اهمیت دانش فنی روانکارهاست.

تقسیم بندی انواع روانکارها

در دسته بندی کلی، روانکارهای به چهاردسته تقسیم می شوند:

الف- روانکاری گازی: که عمدتا در درجات حرارت بالای 800 درجه سانتی گراد و یا پایین تر از 200- درجه سانتی گراد استفاده می شود.

ب- روانکارهای جامد: مانند گرافیت که از لحاظ شیمیایی پایدار و در مقابل اشعه رادیو اکتیو بی تفاوت هستند.

ج- روانکارهای نیمه جامد: مانند گریس که از متفرق کردن یک عامل سفت کننده در روانکار مایع بدست می آید و عمدتا در مواقعی استفاده می شود که نیاز اس روان کننده در وضعیت اولیه اش در یک مکانیزم باقی بماند.

د- روانکارهای مایع: که خود به دو دسته روغره های سنتیک و روغرهای معدنی تقسیم می شوند و به نامهای مختلف و با وظایف متفاوت تولید می شوند که چند نمونه از انها و وظایفشان در پی می آید.

- روغن پایه Bace oil

اساساً نفت خام پر از استخراج از چاه در پالایشگاه مورد عمل تقطیر(یعنی حرارت دادن، بخار نمودن و مجدداً بصورت مایع درآوردن) قرار می دهند.

طی عمل تقطیر، اجزاء آن بترتیب از هم جدا می شوند و بدین ترتیب بنزین، نفت سفید گازئیل بدست می آید قسمتی از نفت خام که بعد از گازئیل حاصل می شود، دارای روغن است که تحت یک سری عملیات پالایشی تبدیل به ماده ای می شود که روغن پایه نامیده می شود.

در گذشته که موتورهای ساده اولیه و قدیمی که طراحی بسیار ساده تر داشتند ازهمین روغن پایه وبدون تغییرات در آن استفاده می شد ولی با پیشرفت صنعت و پیچیده تر شدن موتورها، استفاده از روغن پایه بعنوان روانکار در آنها غیر ممکن شد.

در حال حاضر با افزودنی های متفاوت که به روغن پایه اضافه می شود و پروسه های مختلفی را که طی می کند، روغن هایی به نام و وظایف متفاوت ایجاد می شود(مانند روغن هیدرولیک، روغن موتور، روغن دنده و ...) و بطور متوسط 95% وزن روانکارهای مایع را روغن پایه تشکیل می دهد.

لازم به ذکر است که روغن های کارکرده را میتوان بازیافت نمود و مجدداً به روغن پایه رسید.

از این رو در صورتی که روغن پایه مستقیما از نفت خام بدست آید، بعنوان روغن پایه تصفیه اول و در صورتی که از روغن کارکرده حاصل شده باشد، بعنوان روغن پایه تصفیه دوم معرفی می شود.

تعاریف و اصطلاحات

قبل از آنکه وارد مبحث طبقه بندی انواع روغن های روانکار گردیم لازم است با برخی تعاریف آشنا شویم،

الف- گرانروی (viscosity): مقاومت یک سیال در مقابل جاری شدن، گرانروینام دارد که با غلط آنرا غلظت (doncity) می نامند.

گرانروی بسیتگی به خبر مولکولهای مایع دارد و همان تفاوتی است که در شربت و عسل وجود دارد: شربت از حل شدن ماده دیگری در آب بوجود آمده و مقاومت سیاسی آن به میزان آن ماده بستگی دارد ولی عسل خودش این خاصیت را دارد.

عدد گرانروی را معمولا بصورت یک عدد در جلوی نام روغن های مختلف ذکر می کنند.

مثلا می گویند روغن هیدرولیک 68 ویا روغن هیدرولیک 100

ب- شاخص گرانروی (viscosity indoy): عبارت است از تغییرات گرانروی نسبت به درجه حرارت یعنی هر چه شاخص گرانروی بزرگتر باشد، گرانروی (سیال بودن) روغن نسبت به تغییرات درجه حرارت، تغییرات کمتری است در مورد روغن موتور به همراه نفط SAE می آید. 

ج- نقطه اشتعال: ( ) کمترین درجه حرارتی که در آن درجه، روغن به اندازه کافی به بخار تبدیل شده و در یک لحظه بتواند آتش بگیرد و بلافاصله خاموش شود.

د- نقطه احتراق: ( ) کمترین درجه حرارتی که در آن روغن آنقدر بخار تولید کند که در اثر آتش زدن، آتش بگیرد و احتراق ارا داشته باشد.

ه- نقطه ریزش: ( ) کمترین دمایی که روغن می تواند در آن می تواند در آن جاری باشد.

و- نقطه ابری شدن : ( ) دمایی که روغن در آن دما بدلیل بوجود آمدن میکروکریستالها کدر شود.

- طبقه بندی روغن های موتور همانگونه که قبلا نیز ذکر گردید.

روغن های پایه یا از پالایش مستقیم نفت خام بدست می آید که با نام معدنی (MINERAL) و یا روغنی است که پایه نفتی ندارد و بر اساس یک سری واکنش های شیمیایی کنترل شده بدست می آید و به آن سنتتیک (synthetic) می گویند که گرانتر از روغن های پایه معدنی می باشد و از اینرو عمده روغن های مصرفی در بازار از نوع معدنی هستند و در صورتی سنتتیک باشند، این مشهد بعنوان مزیت برای بسته بندی محصول عنوان می گردد.

تنوع و میزان افزودن مواد افزودنی به روغن پایه، به متمایز نمودن و تنوع روغن ها منجر می شود که عمدتا در مورد روغن های موتور توسط 2 شاخصه اصلی گرانروی (SAE) و سطح کیفیت (API) مشخص می شود.

احتمالا بتوان از این دو شاخصه بعنوان نام و نام خانوادگی روغن استفاده نمود!

الف- SAE : طبقه بندی روغن موتور از نظر گرانروی به 11 طبقه انجام می گیردو در صورتی که گرانروی مربوط به محیط سرما باشد حرف W ( Winter) نیز به آن اضافه می گردد.

با ذکر چند مثال مطلب روشن می شود: SAE 30: یعنی روغنی که مناسب جهت استفاده در دماهای بین صفر و 30 درجه سانتی گراد می باشد.

SAE 40 : روغنی که مناسب جهت استفاده در دماهای بین 10 و 40 درجه سانتی گراد می باشد.

SAE 15 W: روغنی که مناسب جهت استفاده در دماهای بین 15- تا 20 درجه سانتی گراد می باشد.

و اگر بخواهیم روغنی داشته باشیم که بعنوان نمونه جهت دماهای بین c 15 تا c20 باشد، می بایستی از روغنی استفاده کنیم که گرانروی آن متغیر باشد و این روغنی نیست جز روغن اتومات یا چهار فصل و SA آن با 2 عدد و یک حرف W مشخص می شود.

مثلاً SAELOW30 که مناسب بین دماهای C 20- تا c 20+ می باشد.

یعنی این روغن هنگام استارت موتور در سرما همچون روغن W 10 SAE و در درجه حرارت کاری موتور معادل روغن SAB30 عمل می کند.

تولید روغن اتومات توسط افزودن ماده افزودنی «بالابرنده شاخص گرانروی» که ماده ای پلیمری است ایجاد می شود و کیفیت و میزان این ماده افزودنی از اهمیت بسزایی برخوردار است.

ب – APT (سطح کیفیت) : سطح کیفیت روغن های موتور بنزینی با دو حرف اول S و حرف بعدی از A تا M و در مورد روغن موتورهای دیزلی با دو حرف C و حرف بعدی از A تا ...

بیان می گردد.

روغن های موتورهای بنزینی SM .......

SD SC SB SA سطح کیفیت بالاتر سطح کیفیت پائین تر API روغن پایه همان SA می باشد.

روغن موتورهای دیزلی ..............

CDII CD CC CB CA سطح کیفیت بالاتر سطح کیفیت پائین تر در حال حاضر با توجه به اینکه تنوع و پیچیدگی موتورهای موجود بسیار زیاد می باشد و اجزاء و قطعات و مدار اولیه های متفاوت در ساخت آنها استفاده می شود، لذا سازندگان موتورها با در نظر گرفتن فاکتورهای ساخت و طراحی نسبت به اعلام روغن مناسب با API و SAE مشخص در دفاتر راهنمای استفاده از خودرو اقدام می نمایند.

البته نام گذاری ها دیگری نیز وجود دارد و یا اینکه بعضی شرکت های سازنده خودرو رأساً علامت گذاری مشخص کارخانه خود را دارند و ما در اینجا فقط به دو فاکتور SAS و API (نام و نام خانوادگی) روغن بسنده می کنیم.

محدوده درجه حرارت قابل قبول در گرانروی متفاوت خلاصه از توصیف چند روغن دیگر : الف – روغن دنده : که در بازار به دعنوان واسکازین شناخته می شود وعمدتاً درگیربکس خودروها استفاده می شود و همچون روغن موتور دارای SAT و Ch (بجای APT ) می باشد و خلاصه ای از توصیف آنها به شرح زیر می باشد : ب- روغن موتور دو زمانه : در جاهایی که به قدرت زیاد، وزن کم و هزینه کم احتیاج است از موتورهای دو زمانه استفاده میشود، در قایق ها، موتورهای بیرونی کشتی، موتورسیکلت ها، جتهای اسکی روی آب، ماشین چمن زنی و ...

این روغنهای موتور با نام تمام از دست رونده نامیده می شوند و از آنجا که مستقیماً وارد محیط زیست میشوند باید با محیط زیست سازگار باشند.

4/3 روغن همراه با سوخت میسوزد و 4/1 آن بصورت مه روغن و نسوخته وارد هوا میشود.

ج) موتورهای گازسوز : موتورهایی که از گاز بجای سوختهای مایع استفاده میشود، موتورهای گازسوز نامیده می شوند.

انواع سوختهای گازی : CNG (Compressed Natural Gas) LNG (Liqueified Natural Gas) LPC (Liquiefied Petroleum Gas) روغن موتور گازسوز اغلب از دو درجه 30 و 40 ساخته میشوند البته روغنهای چند درجه ای از درجه گرانروی SAE 15 W 40 نیز مورد استفاده قرار میگیرند.

این روغنها در دمای کم عملکرد بهتری دارند و مصرف سوخت را کم نموده ولی تمایل روغن برای تیتراسیون را افزایش داده به همین دلیل بعضی شرکتها مصرف آنها را توصیه نمی کنند.

در هر صورت برای خودروهای گازسوز می توان از روغن موتورهای مورد استفاده در موتورهای بنزینی استفاده کرد.

یکی از ویژگیهای بسیار مهم روغنهای مصرفی موتورهای گازسوز، میزان خاکستر است که بعضی سازندگان فقط استفاده از روغنهای بدون خاکستر را توصیه می کنند.

(وجود خاکستر زیاد در نهایت باعث تشکیل رسوب در محفظه احتراق و عمل ضربه زنی می شود) مواد افزودنی و انواع و خواص آنها همانگونه که وظایف روانکارها را در بخش ابتدایی متذکر شدیم.

جهت ایجاد تولید هریک از این روانکاوها می بایستی از افزودنی مربوطه به روغن پایه افزوده شود که عمدتاً عبارتند از : ماده افزودنی پاک کننده و معلق کننده دود، گرد و غبار و خاک و غیره ماده افزودنی پاک کننده و معلق کننده مواد حاصله از اختلاط بنزین و گازوئیل ماده افزودنی ضد اکسیده شدن روغن ماده افزودنی ضد سائیده شدن قطعات فلزی برای نقاطی از موتور که در آنها لایه کامل روغن تشکیل نمی شود که عمدتاً (Zinc) روی می باشد که درصد 11% از 100% مواد افزودنی به روغن می باشد.

ماده افزودنی جاری کننده روغن در سرما ماده افزودنی ضد کف کردن روغن ماده افزودنی ضد خوردگی قطعات فلزی ماده افزودنی ضد زنگ زدن قطعات فلزی ماده افزودنی کاهش دهنده اصطکاک ماده افزودنی شوینده رسوبات اسیدی که از مخلوط سوخت و آب بدست می آید، بنام detergent البته ممکن است بعضی از مواد افزودنی فوق همزمان چند خاصیت و وظیفه را برعهده داشته باشند.

و اینک راز تقلب در روغن موتور فاش می شود : حتی اگر روغن پایه مناسب و با کیفیت هم داشته باشیم که به تنهایی قابلیت استفاده بعنوان روغن موتور را ندارد، پس تنوع میزان و کیفیت مواد افزودنی فوق تعیین کننده تفاوت کیفی روغن ها نیست و با توجه به اینکه ظاهر روغن پایه و سایر روغن ها تفاوت چندانی ندارد، لذا فقط به غلظت و شفافیت روغن نمی توان اطمینان نمود و شناسنامه دار بودن و تولید تحت کنترل آنهاست که می تواند بیانگر کیفیت و خوب و بد بودن روغن ها باشد.

خواص افزودنی ها موجود در روغن ها با APT متفاوت اثرات آلوده کننده محیط زیست روانسازها و راههای کاهش آلودگی روغن ها و افزودنیهای مجاز در روغن باعث آلودگی آب و خاک می شوند.

آلودگی خاک با روغن ها باعث عدم رشد و نمو گیاهان می گردد.

کافی بدانیم که هر لیتر روغن موتور می تواند باعث آلودگی 250 هزار گالن از آبهای زیرزمینی شود!

یعنی آلودگی مصرف آب 12000 نفر در سال!

راههای کاهش آلودگی ناشی از ورود روغنهای کارکرده به محیط زیست عبارتند از: تعویض روغن در مکانهای مجاز جلوگیری از ریزش روغن خودرو و تعمیر به موقع در صورت بروز آن جلوگیری از آلودگی آب و خاک با روغنهای کار کرده جمع آوری صحیح روغنهای کارکرده در تعویض روغنهای و جلوگیری از آلودگی آنها با آب، نفت کوره و مواد سوختی و ...

حمل روغنهای کارکرده با تانکرهای مخصوص و تحویل به مراکز معتبر تصفیه مجدد.

نگهداری صحیح و انبارش روانسازها : مکان سرپوشیده جهت انبارداری روانکارها مناسب تر است از انبار کردن روانکارها در محیط بسیار گرم یا بسیار سرد خودداری شود زیرا در اثر گرم و سرد شدن متناوب و انقباض و انبساط متوالی ظروف ممکن است درزهای کنار ظروف ضعیف شده و نهایتاً به سوراخ و نشت روغن منجر شود.

بهتر است بشکه ها زیر سقف و یا برزنت ضد آب انبار شوند.

در صورتیکه بشکه ها در هوای آزاد نگهداری شوند باید بصورت افقی نگهداری شوند.

شرایط محیطی در هنگام باز کردن درب ظروف بسته بندی عاری از گرد و غبار باشد.

هوای انبار باید خشک باشد تا از زنگ زدن ظروف پیشگیری شود.

زمین انبار روانکارها باید کاملاً تمیز باشد تا احتمال آتش سوزی به حداقل برسد.

گریس پمپها و تلمبه های روغن باید قبل از هر بار پر شدن کاملاً تمیز شوند.

روانکارها باید دور از مواد آتش زا نگهداری شوند.

انبار روانکارها باید مجهز به کپسول آتش نشانی حاوی کف و سطل های پر از شن باشد.

هرگز نباید از آب برای فرو نشاندن آتش ناشی از سوختن روانکارها استفاده کرد، زیرا این مواد روی آب شناور شده و آتش گسترش می یابد.

استفاده از وسایل ایمنی (لباس کار – دستکش و کلاه – کفش – ماسک و عینک) توسط پرسنل مربوطه خطرات ناشی از تماس با روانکارها را به حداقل می رساند.

در صورت دور ریختن روانکارهای ضایعاتی باید با توجه به آلودگی زیست محیطی آنها پیشنهاد می گردد در مخازن مناسب نگهداری و تحویل پالایشگاههای تصفیه دوم گردد.

به طور کلی روغن موتور از طریق چشم، پوست و استنشاق جذب میشود لذا انبار باید دارای تهویه مناسب بوده و در صورت تماس روغن با چشم به سرعت با مقدار زیادی آب، چشم را شستشو داده سپس به پزشک مراجعه کرد.

همچنین در زمان استنشاق بخارات روغن موتور، مصدوم را به هوای آزاد انتقال داده و باید بسرعت پزشک را مطلع نمود.

علامت طبقه بندیGL-1GL-2GL-3GL-4GL-5GL-6ماهیت یا مورد مصرف آنروغن دنده سیستم های دستی (مارپیچی) روغن پایه بدون ماده افزودنی کاهش دهنده اثرات فشار، برای شرایط سبک.دارای کیفیتی برتر از GL-1 با ماده افزودنی ضد سائیگیدارای کیفیتی برتر از GL-2 با مقدار کمی ماده افزودنی کاهش دهنده اثرات فشار برای شرایط متوسطمناسب برای جعبه دنده های (گیربکس های بسیاری از خودروها)مناسب برای دیفرانسیل ها و دنده های هیپوئید و برخی جعبه دنده های خودکارروغن دنده های ویژه نوعی خاص از دنده های هیپوئید.

APIتوصیف خلاصه در مورد ترکیباتSAروغن پایهSBSA + مواد ضد خورندگی + ضد اکسیداسیونSCSB + مواد ضد زنگ + ضد سائیدگی + پاک کنندگیSDمشابه SC، دارای مقدار بیشتری از مواد افزودنیSEمشابه SD ، دارای مقدار بیشتری از مواد افزودنیSFمشابه SE ، اما دارای مواد ضد اکسیداسیون و ضد سائیدگیSGمشابه SF با دارا بودن کیفیتی برتر از آن با مقداری بیشتری از مواد افزودنیSHمشابه SG با دارا بودن کیفیتی که آزمون های آزمایشگاهی متعددی شامل آزمون NOAK فراریت، کیفیت و قابلیت فیلتر شدن را جواب می دهد.SJمشخصات مشابه SH با دارا بودن کیفیتی برتر که آزمون های Homogenity Gelatin indes , Teost Miscibility را جواب می دهد.