تعریف روانکار روغن
روانکار ماده سیالی است با اشکالی مثل انواع گریس و انواع روغن با درجه‌بندی‌های (Viscosity grades) خاص برای کاهش میزان اصطکاک (Friction) بین سطوح متحرک و ثابت تولید می‌شود.
آنچه در این مقاله می‌خوانید
کاربرد روانکار برای موتورهای درون‌سوز
روغن موتور روانکاری است که در موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌شود که ماشین‌ها، موتورسیکلت‌ها، ماشین‌های چمن زنی، موتور ژنراتورها و بسیاری از ماشین‌های دیگر را شامل می‌شود. هر سیستم مکانیکی و دورانی برای انتقال قدرت و کاهش توان مصرفی و عدم اصطکاک به جهت بالا رفتن طول عمر قطعات نیاز به سیال روانکار دارد که معمولاً از روغن‌های پایه تقویت شده با افزودنی‌های مختلف، به ویژه افزودنی‌های ضد سایش، شوینده‌ها، پخش کننده‌ها و برای روغن‌های چند درجه‌ای، بهبود دهنده‌های شاخص گرانروی (ویسکوزیته) تشکیل شده‌اند. برای انحلال بهتر مواد افزودنی، روغن‌های موتور با استفاده از روغن‌های پایه متشکل از هیدروکربن‌های مبتنی بر نفت، پلی آلفائولفین‌ها (PAO)، یا مخلوط‌های آنها در نسبت‌های مختلف مخلوط می‌شوند.
مالش قطعات فلزی موتور به طور اجتناب ناپذیری مقداری ذرات فلزی میکروسکوپی را از ساییدگی سطوح تولید می‌کند. چنین ذراتی می‌توانند در روغن غوطه‌ور شده و در برابر قطعات متحرک آسیاب شوند و باعث سایش شوند. در موتورهای خودروهای مدرن روغن توسط یک پمپ از طریق فیلتر به سراسر موتور پمپاژ می‌شود تا ذرات مضری که در روغن غوطه‌ورند، از طریق فیلتر روغن حذف شوند.
روغن موتور همچنین ممکن است به عنوان یک عامل خنک کننده عمل کند. در برخی از موتورها، روغن از طریق یک نازل در داخل میل لنگ روی پیستون پاشیده می‌شود تا قسمت‌های خاصی را که تحت فشار در دمای بالا قرار می‌گیرند، خنک کنند.
به طور خلاصه وظایف کلی روانکارها به شرح زیر است:
- جلوگیری از بالا رفتن حرارت داخلی موتور و انتقال گرما به بلوکی سیلندر
- کاهش اثر ضربات یاتاقان‌های متحرک، ثابت و شاتون و پیستون بر روی همدیگر
- شستشو و تمیز کردن قطعات داخل موتور در جریان گردشی سیال
- جذب و حمل رسوبات داخل موتور و جلوگیری از چسبندگی آنها به قطعات
- جلوگیری از خوردگی و اکسیداسیون قطعات موتور
- کاهش مصرف سوخت، کاهش قدرت تلف شده و افزایش طول عمر موتور
روغن موتورهای غیر خودرویی
به عنوان مثال روغن روان کننده برای موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه یا چهار چرخه مانند موتورهای مورد استفاده در ژنراتورهای برق قابل حمل و ماشین‌های چمن زنی است. مثال دیگر روغن دو زمانه برای روانکاری موتورهای احتراق داخلی دو زمانه یا دوچرخه است که در برف‌روب‌ها، اره‌های برقی، هواپیماهای مدل، تجهیزات باغبانی با موتور بنزینی مانند ماشین‌های پرچین، دمنده‌های برگ و ماشین‌های شخم زنی خاک یافت می‌شود. اغلب، این موتورها به اندازه وسایل نقلیه در معرض دامنه دمای کارکرد گسترده نیستند، بنابراین این روغن‌ها ممکن است روغن‌های تک ویسکوزیته باشند.
در موتورهای دو زمانه کوچک، روغن ممکن است از قبل با بنزین یا سوخت مخلوط شود. موتورهای بزرگتر دو زمانه مورد استفاده در قایق ها و موتورسیکلت‌ها ممکن است دارای سیستم تزریق روغن به جای روغن از پیش مخلوط شده با بنزین باشند.
گرانروی ویسکوزیته گرید
تعریف
مقاومت سیال یا مایع در برابر جاری شدن را گرانروی یا ویسکوزیته می‌گویند که با تعریف مهندسی مقاومت اصطکاکی یک مایع یا گاز را در برابر شارش هنگامی که تحت تنش برشی قرار گیرد.
به عنوان مثال گرانروی عسل به مراتب بیشتر از گرانروی آب می‌باشد که این موضوع نیز با افزایش دما کاهش پیدا می‌کند ،یعنی با افزایش دمای عسل گرانروی آن کاهش پیدا می‌کند، به عبارتی از نظر فیزیک گرانروی و دما رابطه عکس دارند.
درجات
انجمن مهندسین خودرو (SAE) یک سیستم کد عددی برای درجه‌بندی روغن‌های موتور بر اساس ویژگی‌های ویسکوزیته آنها به نام SAE J300 ایجاد کرده است. این استاندارد که به آن گرید روغن هم گفته می‌شود، در سراسر جهان استفاده می‌شود، سازمان‌های معتبر استاندارد نظیر API و ACEA نیز از این استاندارد استفاده می‌کنند. این استاندارد شامل تک درجه‌ای (Monograde) مانند SAE 30 و همچنین چند درجه‌ای (Multigrade) مانند SAE 15W-30 می‌باشد. چند درجه‌ای شامل یک درجه زمستانی (در اینجا ۱۵) است که ویسکوزیته را در دماهای سرد مشخص می‌کند و یک درجه غیر زمستانی که ویسکوزیته را در دمای عملیاتی (در اینجا ۳۰) مشخص می‌کند.
سازندگان موتور مشخص می‌کنند که از کدام درجه ویسکوزیته باید استفاده شود و آن را در دفترچه خودرو درج می‌کنند، اما روغن موتور با ویسکوزیته متفاوت ممکن است بر اساس محیطی که خودرو آنجا استفاده می‌شود، عملکرد بهتری داشته باشد. بنابراین توجه کنید برای انتخاب روغن موتوری بغیر از روغن توصیه شده در دفترچه راهنمای خودرو حتما از افراد مجرب و متخصص مشورت بگیرید و برای تهیه از شرکت‌های معتبر خرید کنید.
نگهداری
روغن و فیلتر روغن باید به طور دوره‌ای تعویض شوند که این فرآیند تعویض روغن نامیده می‌شود. در حالی که یک صنعت کامل پیرامون تعویض و تعمیر و نگهداری منظم روغن وجود دارد، تعویض روغن یک عملیات تعمیر و نگهداری نسبتا ساده خودرو است که بسیاری از صاحبان خودرو می‌توانند خودشان آن را انجام دهند. این شامل تخلیه روغن از موتور، تعویض فیلتر و اضافه کردن روغن تازه است.
فیلتر روغن بسیاری از ذرات فلزی میکروسکوپی که در اثر سایش سطوح قطعات فلزی ایجاد می‌شوند و همچنین لجن و دوده سیاهی که به دلیل احتراق داخلی در روغن غوطه‌ور می‌شوند را از بین می‌برد، اما در نهایت، در صورت استفاده طولانی مدت، ممکن است فیلتر روغن مسدود شود.
تعویض روغن موتور معمولاً بر اساس زمان سرویس یا مسافتی که وسیله نقلیه طی کرده است برنامه‌ریزی می‌شود. باید به این نکته مهم توجه داشت که آن چیزی که اهمیت دارد مدت زمانی است که روغن در دمای بالا یا اینکه موتور چقدر سخت کار کرده است، می‌باشد نه صرفاً مدت زمانی که از سرویس قبلی گذشته است. همچنین روغن فقط با نشستن در موتور سرد به میزان قابل توجهی تحلیل نمی‌رود، اما از سوی دیگر، اگر خودرو فقط برای مسافت های بسیار کوتاه رانده شود، روغن به طور کامل گرم نمی‌شود و به دلیل نبود حرارت کافی برای جوشیدن آب، آلودگی‌هایی مانند آب در آن جمع می‌شود که می‌تواند مشکلاتی ایجاد کند.
استانداردها
روانکارهای موتور توسط موسسات و شرکت‌های استاندارد بین‌المللی به شکل زیر ارزیابی و درجه‌بندی می‌شوند:
موسسه نفت آمریکا (API)
این موسسه یک انجمن تجاری ایالات متحده برای صنعت نفت و گاز طبیعی است. در میان فعالیت‌های خود مثل تولید، پالایش، توزیع و بسیاری از فعالیت‌های دیگر پیرامون نفت، آنها استانداردهای فنی متنوعی مانند روش‌های اندازه‌گیری، استانداردهای طراحی مخازن تحت فشار و غیره و همچنین استانداردهای صنعتی برای صرفه‌جویی در انرژی روغن موتور را تنظیم کرده‌اند.
این استاندارد شامل دو دسته است:
خودروهای بنزینی شامل: SJ, SL, SM, SN, SN PLUS , SP
خودروهای گازوئیلی شامل: CH-4, CI-4, CI-4 PLUS, CJ-4, CK-4, FA-4
حرف S برای ماشین‌های احتراق جرقه‌ای (بنزینی) و C برای موتورهای احتراق فشاری (دیزلی) استفاده می‌شود. بسیاری از تولیدکنندگان نفت از این استاندارد برای دسته‌بندی محصولات خود استفاده می‌کنند.
آخرین استاندارد موسسه نفت آمریکا برای موتورهای خودروهای بنزینی و کامیون‌های سبک API SN است. استاندارد SP به گروهی از آزمایشات آزمایشگاهی و موتور، از جمله آخرین سری برای کنترل رسوبات در دمای بالا اشاره دارد. استاندارد API فعلی شامل SJ، SN، SM، SL و SP برای موتورهای بنزینی است. همه دسته های خدمات قبلی منسوخ شده اند. روغن موتور سیکلت معمولاً هنوز از استاندارد SF/SG استفاده می کند.
لازم به ذکر است که اگر روغنی با مشخصات SN داشته باشیم، می‌توان از آن برای خودروهایی که از استاندارد API SJ، SL و SM استفاده می‌کنند نیز بکار برد.
روغن های API FA-4 برای کاهش مصرف سوخت (که به عنوان کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای ارائه می‌شود) فرموله شده‌اند و چون نسبت به استانداردهای دیگر متفاوت هستند API تصمیم گرفت علاوه بر API Sx و API Cx یک گروه جدید راه اندازی کند.
کمیته بین‌المللی استانداردسازی و تأییده روانکار (ILSAC)
این کمیته در سال 2004 معرفی شد که برای روغن‌های با گرید ویسکوزیته SAE 0W-20، 5W-20، 0W-30، 5W-30 و 10W-30 کاربرد دارد. هم اکنون روغن‌های موجود در بازار از استاندارد نسل پنجم و ششم این استاندارد استفاده می‌کنند و نسل‌های قبلی این استاندارد از رده خارج شده‌اند.
GF-1, GF-2, GF-3, GF-4, GF-5, GF-6A, GF-6B
اتحادیه خودروسازان اروپا (ACEA)
ACEA روغن‌ها را تأیید نمی‌کند، مجوزها و گواهی‌های انطباق را ثبت نمی‌کند. با این حال، ACEA توصیه می‌کند که شرکت‌ها محصولات خود را در وب سایت ACEA ثبت و خودشان تایید کنند. ACEA معادل اروپایی (US API) است و بیشتر در مورد عملکرد روغن است. A = بنزین، B = گازوئیل و C = سازگار با کاتالیزور یا SAPS کم/متوسط (خاکستر سولفاته، فسفر و گوگرد)، E = ماشین‌های سنگین و آفرود
شرکت‌های کامینز (Cummins)، ماک (Mack)، جان دیر (John Deere) و سایر سازندگان تجهیزات اصلی (OEM) نیز در بهبود استانداردهای فنی موجود فعالیت می‌کنند.
این ارزیابی‌ها شامل خواص شیمیایی و فیزیکی با استفاده از روش‌های تست آزمایشگاهی و همچنین آزمایش‌های موتور در حال اجرا برای تعیین کمیت لجن موتور، اکسیداسیون، سایش قطعات، مصرف روغن، رسوبات پیستون و مصرف سوخت است.
سازندگان خودرو در حال حاضر به روغن‌های باکیفیت‌تر برای محافظت از آخرین نسل موتورهای خود و همچنین نیاز به روان‌کننده‌ها برای کمک بیشتر به مصرف سوخت نیاز دارند. ILSAC GF-6A و GF-6B الزامات ILSAC GF-5 را در شش زمینه بهبود می بخشد:
- بهبود مصرف سوخت
- دوام موتور
- کمترین سایش در حالت idle-stop*
- به حداقل رساندن پیش احتراق در سرعت‌های پایین
- کاهش هوادهی روغن موتور
- کنترل رسوب توربوشارژر
*سیستم Idle Stop-Start یک روش کم هزینه برای بهبود مصرف سوخت و کاهش آلایندگی است. این سیستم موتور خودرو را زمانی که وسیله نقلیه در پشت چراغ قرمز توقف یا در ترافیکی که معمولاً وسیله نقلیه برای حداقل سه تا پنج ثانیه بیکار می‌ماند، خاموش می‌کند.
روغن‌های مصنوعی
روانکارهای مصنوعی (Synthetic oils) برای اولین بار توسط دانشمندان آلمانی در اواخر دهه 1930 و اوایل دهه 1940 به دلیل کمبود مقادیر کافی نفت خام برای نیازهای خود (عمدتاً نظامی) به عنوان جایگزینی برای روان کننده‌های معدنی (و سوخت) ساخته شدند.
یکی از عوامل مهم در افزایش محبوبیت آن، توانایی روان‌کننده‌های مصنوعی برای سیال ماندن در دماهای زیر صفر در فصل زمستان بود، دماهایی که باعث می‌شد روانکارهای نفتی به دلیل محتوای موم بالاتر، جامد شوند. استفاده از روان کننده‌های مصنوعی در دهه های 1950 و 1960 به دلیل خاصیت روانکاری و توانایی تحمل دماهای بالا در موتورهای هوانوردی که باعث سوختن روان کننده‌های نفتی می‌شد، گسترش یافت.
در اواسط دهه 1970، روغن موتورهای مصنوعی برای اولین بار در کاربردهای خودرو فرموله شدند و به صورت تجاری استفاده شدند که همان سیستم SAE برای تعیین ویسکوزیته روغن موتور برای روغن‌های مصنوعی نیز اعمال می‌شود.
روغن مصنوعی خواص مکانیکی بهتری در دماهای شدید بالا و پایین دارد. اگرچه ویسکوزیته همچنان با افزایش دما کاهش می‌یابد، روغن موتور مصنوعی دارای شاخص ویسکوزیته بالاتری نسبت به روغن پایه نفتی سنتی است. با این حال ذرات معلق همچنان در داخل روغن غوطه‌ور می‌شوند و باعث پر شدن و ایجاد رسوب در فیلتر روغن می‌شوند که به مرور زمان فیلتر مسدود می‌شود. بنابراین تعویض دوره‌ای روغن و فیلتر همچنان علاوه بر استفاده از روغن مصنوعی باید انجام شود.
آزمایشات نشان می‌دهد که روغن کاملاً مصنوعی (Full Synthetic) می‌تواند در شرایط یکسان برای مدت طولانی‌تری عملکرد بهتری نسبت به روغن معدنی (Mineral Oil) داشته باشد، تا جایی که برخی از تامین کنندگان پیشنهاد می‌کنند که فواصل بین تعویض روغن گاهی اوقات می‌تواند تا ۱۶۰۰۰ الی ۲۴۰۰۰ کیلومتر (۱۰۰۰۰ الی ۱۵۰۰۰ مایل) نیز افزایش یابد.
برندهای معتبر بین‌المللی
موتویدک این افتخار را دارد که با گذشت تقریبی ده سال تجربه در زمینه واردات روانکارها، تمامی برندهای بروز دنیا شامل والولین، پنزویل، کواکر استیت، موپار، موتورکرافت، شل و ای سی دلکو را در سراسر ایران عرضه کرده که در پایین به معرفی برخی از این برندهای موجود در موتویدک می‌پردازیم.
والوالین یک شرکت پالایش نفتی و صنایع شیمیایی که در تاریخ 6 سپتامبر 1866 در نیویورک آمریکا با محصولات روانکار شروع به کار کرد در حال حاضر شرکت بزرگ والولین با ۶۱۰۰ نفر کارمند در زمینه تولید انواع روغن موتور، روغن هیدرولیک، روغن‌های صنعتی، انواع گریس و رنگ‌های صنعتی شیمیایی فعالیت می‌کند.
پنزویل یه کمپانی نفتی آمریکایی است که در حال حاضر با مالکیت رویال داچ شل در زمینه تولید روغن موتور فعالیت می کند.شرکت پنزویل در سال 1913 در شهر لس آنجلس با نام پن اویل تاسیس شد.
در سال 1963 قرارداد بین شرکت زاپاتا پترولیوم و پن اویل باعث شد نام جدید این شرکت پنزویل شود در نهایت در سال 2002 شرکت پنزویل توسط کمپانی شل خریداری شد.
کواکر استیت یک شرکت تخصصی تولید روغن از زیر مجموعه شرکت رویال داچ شل می‌باشد که در سال 1980 در ایالات متحده آمریکا تاسیس شد.
کواکر استیت و پنزویل یک مارک تجاری مشترک برای عرضه روغن هستند.
کمپانی شل یکی از بزرگترین شرکت‌های جهان بشمار می‌آید که در سال 1907 بنیان‌گذاری شده است.
این شرکت در حوزه‌های مختلفی از جمله اکتشاف، تولید نفت خام، فرآورده‌های نفتی، تولید محصولات پتروشیمی، روانکارها و کل صنایع نفت و گاز را در بر می‌گیرد.
همچنین کمپانی شل خدماتی از جمله پمپ بنزین، پالایش نفت و خط لوله انتقال را اراِیه می‌دهد.
با توجه به اینکه شرکت رویال داچ شل در دسته شرکت‌های مادر قرار دارد از این رو چشم انداز خود را در قالب یک شعار مطرح کرده که چنین است:
صنایع بالادستی مدرن و صنایع پایین دستی سودآور
شرکت های سهامی عام جهان که توسط مجله فورچون منتشر می‌شود در فهرست شماره ۵۰۰ خود، شرکت رویال داچ شل را در سال 2011 در رده سوم یعنی پس از اکسن موبیل و وال مارت جای داد.
شرکت موپار در دسته تولیدکنندگان صنعت خودروسازی قرار دارد. موپار فعالیت خودش را در زمینه‌ی ضد یخ شروع کرد و اکنون این شرکت آمریکایی در حرفه‌ی تولید قطعات خودرو و روانکار فیات، آلفا رومئو، جیپ، کرایسلر و دوج می‌باشد.
کمپانی ای سی دلکو در سال 1916 فعالیت خود را در زمینه تولید قطعات و لوازم خودرو در میشیگان آمریکا شروع به کار کرد.
در حال حاضر ای سی دلکو جزو زیر مجموعه‌های شرکت جنرال موتورز می‌باشد و تولید کننده‌ای بنام در صنعت خودروسازی است.