روغن موتور خودرو: بررسی عملکرد و چالش های مربوطه و ارائه راهکارهای زیست محیطی

روغن موتور خودرو: بررسی عملکرد و چالش های مربوطه و ارائه راهکارهای زیست محیطی

عاطفه حسن زاده و محمد پشتیبان ، فومن دانشکده فنی، دانشکده فنی و مهندسی دانشگاه تهران، ایران 

مقدمه:

روغن موتور که نقش خون را در رگ های موتور ایفا می کند از ترکیباتی مانند روغن پایه و مواد افزودنی تولید می شود. ابتدا از نفت خام در پالایشگاه تولید می شود و سپس به عنوان ماده اولیه واحد روانکاری به واحد استخراج فرستاده می شود و در آنجا مواد حاوی ترکیبات بنزین حذف می شود. سپس رافینیت (مواد پالایشی) حاوی روغن به واحد موم زدایی برای جداسازی پارافین و موم و در نهایت به واحد فورفورال برای تولید روغن پایه نفتی فرستاده می شود. روغن موتور در موتور خودرو دو وظیفه اصلی دارد که عبارتند از:

 1. روانکاری

 2. تمیز کردن

روغن موتور مناسب بسته به نوع موتور از نظر قدرت و سرعت تولید و همچنین آلیاژهای مورد استفاده در قطعاتی مانند پیستون، سیلندر، سوپاپ یا قطعات لاستیکی خاص مانند کاسه نمد شعاعی، واشر، یاتاقان ها و غیره می تواند روغن موتور مناسب را به درستی روغن کاری و تمیز کند. این روغن موتور توسط سازنده خودرو در دفترچه راهنمای خودرو مشخص شده است. برای مثال روغن موتور مناسب پراید در دفترچه راهنمای خودرو به طور کامل توضیح داده شده است. روغن موتور کاربردهای زیادی دارد که به شرح زیر است:

1. به حداقل رساندن اصطکاک و سایش بین قطعات موتور خودرو

2. جذب آلودگی و لجن رسوبی ناشی از کار و احتراق موتور و تمیز نگه داشتن قطعات داخل موتور.

 3. کاهش حرارت تولید شده توسط عملکرد موتور و خنک شدن موتور.

4. هموارسازی حرکت قطعات با آب بندی قطعات

      در این مقاله به بررسی انواع روغن موتور و مزایای هر یک نسبت به دیگری پرداخته شده است. روغن موتور مناسب برای خودرو، دلایل آن و ویسکوزیته آن مورد بحث قرار گرفته است. روغن موتور مناسب برای مناطق سردسیری و گرمسیری معرفی شده است. طبقه بندی استاندارد روغن موتور و دنده از نظر ویسکوزیته موضوع دیگری است که در این مقاله مورد بحث قرار گرفته است. این نسخه خطی سوزاندن روغن، علل آن، روش‌های شناسایی و استراتژی‌های کاهش را نیز شرح می‌دهد. در نهایت، به روغن موتورهای گیاهی، کاربردها، مزایا و معایب آنها و موضوعات مکمل آن از جنبه زیست محیطی در مطالعه حاضر پرداخته شده است

2. انواع روغن موتور

   مطالب این بخش عمدتاً از سیستم های شرکت های معتبر و مرتبط و برخی تحقیقات بومی اقتباس شده است [1].

 روغن موتور را می توان به پنج گروه تقسیم کرد:

 1. روغن های معدنی

 2. روغن های مصنوعی

 3. روغن های معدنی و مصنوعی (نیمه سنتتیک)

 4. روغن های بهینه سازی پایه معدنی (پایه نسل جدید)

5. روغن های پایه تصفیه شده (مونو گرید)

اکنون در مورد آنها بیشتر بدانید:

معدنی: نوعی روغن است که از نفت خام تولید می شود و روغن رایجی است که در همه خودروها استفاده می شود. این نوع روغن موتور از دیرباز در خودروها استفاده می شده است

   سنتتیک: روغنی است که با استفاده از ترکیبات شیمیایی یا هیدروکربن های پلیمریزه کننده (الفین ها) تولید می شود. این روغن فقط برای موتورهای جت استفاده می شد که با توجه به پیشرفت تکنولوژی امکان ساخت آن برای خودروها فراهم شده است. این روغن نسبت به نوع معدنی مزایای بسیاری دارد و باید توجه داشت که این محصول همچنان از نوع معدنی (معمولی) قیمت بالاتری دارد

   روغن‌های مصنوعی مزایای زیادی دارند، اما سازگاری آن‌ها با خودروهای قدیمی بسیار حائز اهمیت است. بهتر است قبل از استفاده از روغن‌های مصنوعی در خودروهای قدیمی با یک متخصص مشورت کنید، چرا که مواد شوینده و افزودنی‌های مختلف در روغن‌های مصنوعی ممکن است رسوباتی را که در موتورهای قدیمی به طور طبیعی جمع شده‌اند و به مهر و موم موتور کمک می‌کنند، جدا کنند. این کار می‌تواند منجر به نشتی یا سایر مشکلات شود.

روغن‌های مصنوعی انواع مختلفی دارند که هر کدام فرمولاسیون‌های خاص خود را دارند. در میان این انواع، روغن‌های مصنوعی مبتنی بر پلی‌آلفا اولفین‌ها (PAO) معمولاً به عنوان کارآمدترین و پذیرفته‌شده‌ترین نوع شناخته می‌شوند. این روغن‌ها معمولاً از ثبات حرارتی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و حفاظت کلی موتور بهتری برخوردارند. برخی از روغن‌های مصنوعی نیز حاوی استر هستند. اگرچه استرها می‌توانند برخی ویژگی‌ها مانند لغزش‌پذیری را بهبود بخشند، اما در روغن‌های مصنوعی مبتنی بر PAO به دلیل خواص بهتری که در حفظ سازگاری با آب‌بندها و کاهش تشکیل رسوب دارند، میزان کمتری از استرها استفاده می‌شود.

مزایای روغن‌های مصنوعی نسبت به روغن‌های معمولی (معدنی) عبارتند از:

1:عمر طولانی‌تر: روغن‌های مصنوعی نسبت به روغن‌های معمولی عمر بیشتری دارند و فراوانی تعویض روغن را کاهش می‌دهند

2:کاهش خوردگی و غیر سمی بودن: روغن‌های مصنوعی خورندگی کمتری دارند و به طور کلی غیر سمی هستند و به سلامت موتور و ایمنی محیط زیست کمک می‌کنند.

3:تبخیر کمتر: روغن‌های مصنوعی کمتر از روغن‌های معمولی تبخیر می‌شوند که منجر به مصرف کمتر روغن بین تعویض‌ها می‌شود.

4:دمای سوختن بالاتر: روغن‌های مصنوعی دمای سوختن بالاتری دارند و خطر تجزیه روغن در دماهای بالا را کاهش می‌دهند

5:مقاومت بالا در برابر اکسیداسیون: روغن‌های مصنوعی در برابر اکسیداسیون مقاومت بهتری دارند و خواص خود را برای مدت طولانی‌تری حفظ می‌کنند.

6:شاخص ویسکوزیته به طور طبیعی بالا: روغن‌های مصنوعی به طور طبیعی شاخص ویسکوزیته بالایی دارند، به این معنی که به سرعت به تغییرات دما واکنش نشان می‌دهند و محافظت مداومی را در محدوده دمایی وسیعی ارائه می‌دهند

7: کاهش مصرف سوخت: برخی از مطالعات نشان داده‌اند که روغن‌های مصنوعی می‌توانند مصرف سوخت را تا 4.2 درصد کاهش دهند

8: نقطه روانکاری پایین: روغن‌های مصنوعی حتی در دماهای پایین نیز روانکاری کافی را فراهم می‌کنند.

نیمه سنتتیک: این روغن موتور همانطور که از نامش پیداست محصولی بین انواع معدنی و مصنوعی می باشد یعنی این محصول دارای برخی ویژگی ها از نوع مصنوعی و برخی ویژگی ها از نوع معمولی می باشد. توصیه کلی کارشناسان این است که از این محصول برای خودروهای خیلی قدیمی استفاده نشود. استفاده از این نوع روغن برای خودروهای بسیار قدیمی به دلیل ساختاری که دارد باعث آسیب رساندن به پیستون و در نتیجه از کار افتادن موتور می شود.

  کیفیت این نوع روغن از نوع معدنی بالاتر بوده و در دماهای بالاتر عملکرد بهتری نسبت به نوع معدنی نشان می دهد و قیمت بالاتری نسبت به آن دارد.

 براساس نسل جدید: این نوع روغن برای تولید روغن های جدید استفاده می شود و مشابه روغن های پایه معدنی از روغن های پایه نفتی است.

روغن‌های (مونو گرید): این روغن برای تولید روغن‌های سطح پایین استفاده می‌شود و به دلیل اسیدی بودن برای موتور خودرو به شدت مضر است و توصیه می‌شود از مصرف آن خودداری شود

   روغن موتور برای خودروهای با کارکرد بالا: برای موتورهایی که قدیمی‌تر هستند یا بیش از 100000 کیلومتر کار کرده‌اند، روغن‌های موتور تخصصی در دسترس هستند. این روغن‌ها اغلب حاوی افزودنی‌هایی هستند که به طور خاص برای کمک به جلوگیری از روغن‌سوزی و کاهش خطر نشت روغن به محفظه احتراق طراحی شده‌اند. این روغن‌های با کارکرد بالا می‌توانند به حفظ عملکرد و افزایش عمر موتورهای قدیمی‌تر کمک کنند.

لازم به ذکر است که در این صورت قبل از انتخاب روغن حتما دفترچه راهنمای مربوط به خودرو را مطالعه نمایید

رعایت نکات زیر عمر روغن موتور شما را افزایش می دهد:

1: از ترکیب چند روغن موتور خودداری کنید.

. 2: پس از روشن شدن خودرو، اجازه دهید به مدت 15 ثانیه کار کند

 3: هر بار که روغن را عوض می کنید، فیلتر را عوض کنید.

4: از مواد افزودنی استفاده نکنید زیرا ممکن است با روغن شما سازگار نباشد.

5: تاریخ روغن را چک کنید و از روغنی که بیش از سه سال باشد استفاده نکنید

 6: اگر سال هاست از روغن معدنی استفاده می کنید، آن را با روغن های مصنوعی یا نیمه سنتتیک جایگزین نکنید.

3. روغن موتور مناسب برای اتومبیل

مطالب این بخش عمدتاً برگرفته از برخی تحقیقات داخلی و سیستم های شرکت های معتبر و مرتبط است [2]. انتخاب ها، گزینه ها و معیارهای زیادی برای انتخاب روغن مناسب برای موتور ماشین شما وجود دارد. برای انتخاب روغن موتور باید به دو دسته توجه کنیم:

(SAE)از نظر ویسکوزیته1:

2: از نظر کیفیت (API)

غلظت باید طبق دفترچه راهنمای خودرو انتخاب شود پس این مقدار کاملا مشخص است. اما وقتی نوبت به کیفیت روغن موتور می رسد، باید ببینیم چه چیزی بر کیفیت روغن موتور تأثیر می گذارد. افزودنی های روغن موتور بیشترین تاثیر را بر کیفیت این محصول و موادی دارد که از ایجاد لکه، خوردگی، افزایش دما و اصطکاک موتور خودرو جلوگیری می کند.    بنابراین در انتخاب روغن موتور بر اساس کیفیت و غلظت در شرایط آب و هوایی مختلف باید دقت شود. جدول 1 (که در ادامه می آید) طبقه بندی کیفیت و توصیف غلظت روغن (ویسکوزیته) را مشخص می کند. به طور کلی باید توجه داشت که در هوای گرمسیری روغن با ویسکوزیته بالا و در هوای سرد باید از ویسکوزیته پایین استفاده شود در نتیجه در صورت استفاده از روغن موتور با ویسکوزیته بالا در هوای سرد روغن کاری نمی شود و به قطعات موتور آسیب می رساند.

4: ویسکوزیته روغن موتور

  [3-5]. مطالب این بخش عمدتاً برگرفته از سامانه های شرکت های معتبر و مرتبط و برخی نشریات است

   ویسکوزیته (غلظت) درجه مقاومتی است که یک مایع برای جاری شدن دارد. در نتیجه، هر چه ویسکوزیته روغن بیشتر باشد، متراکم شدن روغن موتور بیشتر می شود. برای روغن موتور، این غلظت در صفر درجه فارنهایت (زمستان) و 212 درجه فارنهایت (تابستان و حداکثر دمای موتور) بررسی می شود

  روغن ها با ویسکوزیته های مختلف در شرایط آب و هوایی مختلف تولید می شوند. استفاده از روغن با ویسکوزیته بالا در زمستان، روغن کاری موتور را تا گرم شدن به تاخیر می اندازد و در این مدت روغن به تمام قسمت های موتور نمی رسد. همچنین استفاده از روغن با ویسکوزیته کم در تابستان باعث سایش قطعات موتور می شود.

ویسکوزیته بالا در هوای سرد نیز می تواند باعث ایجاد مشکل در خودرو شود. بنابراین، انتخاب ویسکوزیته مناسب برای روغن موتور می تواند کاملاً به شرایط آب و هوایی بستگی داشته باشد. با پیشرفت علم به ویژه علم شیمی، با افزودن پلیمرها به روغن موتور، تولید روغن های چند درجه ای (Multi Grade) یا مولتی ویسکوزیته، نیاز به تعویض روغن در تغییر فصول یا شرایط آب و هوایی را برطرف کرده است

به عنوان مثال، دو روغن موتور10 W- 30  و  20 W -50  را در نظر بگیرید:

خوب، در اینجا به مقایسه این دو نوع روغن موتور می‌پردازیم

 10 W30 و :20 W 50 این دو نوع روغن موتور از روغن‌های با کارکرد بالا هستند که در دو فصل مختلف (زمستان و تابستان) مختلف از این روغن‌ها استفاده می‌شوند.

ویسکوزیته روغن 10 W-30:

در فصل زمستان، ویسکوزیته روغن 10است.

در فصل تابستان و هنگامی که موتور گرم می‌شود، ویسکوزیته روغن 30 است.

ویسکوزیته روغن 20 W-50:

در فصل زمستان، ویسکوزیته روغن 20است.

در فصل تابستان و هنگامی که موتور گرم می‌شود، ویسکوزیته روغن 50 است.

این مقایسه نشان می‌دهد که روغن  20 W-50ویسکوزیته بالاتری از روغن   10 W-30  دارد.

روغن موتور مناسب برای مناطق سرد

اگر ساکن یک منطقه سرد هستید، استفاده از روغن موتور با ویسکوزیته کم در دمای پایین توصیه می‌شود. این امر تضمین می‌کند که موتور خودرو در اولین شروع در روزهای سرد آسیب نبیند و به راحتی راه‌اندازی شود. اگر ویسکوزیتیته روغن موتور بسیار بالا باشد، ممکن است در اولین شروع خوب به عنوان روغنی عمل نکند و باعث آسیب به موتور خودرو شود.

به عنوان مثال، روغن‌هایی مانند: 0W-20، 0W-30، 00W-40، W-30 5و W-40 5 و غیره برای این شهرها مناسب هستند.

نکته: هنگام انتخاب روغن موتور، توجه به نیازهای خاص خودرو و شرایط محیطی مهم است. بنابراین، همیشه قبل از خرید روغن موتور، راهنمایی‌های تولیدکننده یا توصیه‌های کارشناسان خدمات پس از فروش خودرو را در نظر بگیرید

نتیجه: استفاده از روغن موتور مناسب با توجه به نیازهای خودرو و شرایط محیطی می‌تواند موجب عملکرد مناسب و طولانی‌مدت خودرو شود.

روغن موتور مناسب برای مناطق گرمسیری:

برای شهرهایی که در مناطق گرمسیری کشور قرار دارند، روغن موتورهای با ویسکوزیته بالا مناسب است. به عنوان مثال در شهرهایی مانند بندرعباس، سیستان و بلوچستان، اهواز، اصفهان، کرمان و ... بهتر است از روغن موتورهایی استفاده شود که ویسکوزیته بالا و/یا غلظت بالایی در دماهای بالا دارند. به عنوان مثال:

روغن موتور 20W-50، W-40  15و W-40 10  انتخاب های معقولی برای این شهرها هستند. بنابراین بهتر است قبل از خرید روغن موتور به این شاخص مهم توجه کنید.

طبقه بندی ویسکوزیته روغن موتور: اولین و مهمترین شرط انتخاب روغن برای کاربردهای خاص ویسکوزیته آن است. تغییرات ویسکوزیته روغن در شرایط مختلف تأثیر مستقیمی بر عملکرد آن دارد. با توجه به اهمیت انتخاب درجه ویسکوزیته مناسب، طبقه بندی ویسکوزیته متفاوتی برای انواع روغن موتور و صنعتی انجام شده است.

مهم ترین طبقه بندی ها به شرح زیر است:

1. طبقه بندی ویسکوزیته روغن موتور توسط انجمن مهندسین خودرو (SAE)

2. طبقه بندی ویسکوزیته برای روغن های دنده توسط SAE

 3. طبقه بندی ویسکوزیته ISO برای روغن های صنعتی

 4. طبقه بندی ویسکوزیته توسط AGMA برای روغن های دنده

در این مقاله، ما قصد داریم در مورد طبقه‌بندی‌های SAE J300 و SAE J306 برای روغن موتور و روغن دنده به ترتیب بحث کنیم.

طبقه‌بندی روغن موتور بر اساس ویسکوزیته:

همانطور که پیش‌تر ذکر شد، ویسکوزیته اولین و مهم‌ترین ویژگی است که هنگام کار با روغن‌ها باید در نظر گرفته شود. داشتن ویسکوزیته مناسب برای روغن‌های موتور در دماهای مختلف عملیاتی برای روغن‌کاری مناسب قطعات متحرک موتور ضروری است. روغن‌ها برای استفاده در دماهای پایین با حرف “W” (زمستان) مشخص شده‌اند. روغن‌هایی که حرف “W” را در درجه‌بندی خود ندارند، برای آب و هوای معتدل و گرمسیری و عملیات موتور در دمای معمولی مناسب هستند. روغن‌های چند درجه‌ای به دلیل وجود پلیمر در فرمولاسیون خود، به‌عنوان سیال‌های غیر نیوتونی در نظر گرفته می‌شوند، که ویسکوزیته آن‌ها با تغییر نرخ برش تغییر می‌کند. در این حالت ویسکوزیته، ویسکوزیته ظاهری نامیده می‌شود. اضافه کردن این پلیمرها به نوبه خود باعث افزایش ویسکوزیته می‌شود. به طور کلی، میزان تغییر در ویسکوزیته ظاهری روغن‌های چند درجه‌ای کمتر از روغن‌های تک درجه‌ای است. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، شیب خط ویسکوزیته-دما برای روغن‌های چند درجه‌ای کمتر از روغن‌های تک درجه‌ای است.

شکل 1: تغییرات ویسکوزیته دینامیکی با توجه به دما برای روغن های تک درجه و چند درجه

• ویسکوزیته در دماهای مختلف: طبقه‌بندی SAE توصیه‌هایی را برای استفاده از روغن‌ها با توجه به شرایط ارائه می‌دهد.
• ویسکوزیته در دمای پایین: هرچه ویسکوزیته روغن کمتر باشد، ویسکوزیته آن در یک دمای معین کمتر خواهد بود.
• ویسکوزیته در دمای بالا: هرچه ویسکوزیته بیشتر باشد، ویسکوزیته روغن نیز بیشتر خواهد بود.
• درجه‌بندی‌های SAE: جدول توضیحی از ویژگی‌های ویسکوزیته روغن ارائه می‌دهد.
• درجه‌بندی‌های SAE: درجه ویسکوزیته: روغن‌ها توسط انجمن مهندسین خودرو (SAE) طبقه‌بندی می‌شوند.
• روغن‌های “W”: روغن‌های دارای “W” برای شرایط آب و هوایی سرد طراحی شده‌اند.
• عملکرد موتور: توجه به تفاوت در استفاده از روغن‌ها مهم است، زیرا ویسکوزیته روغن تحت تأثیر دمای کارکرد موتور نیز قرار می‌گیرد.
• مثال‌هایی از کاربردها:
• موتورهایی که برای هوای سرد استفاده می‌شوند، مانند موتورهایی که شامل حرف “W” هستند.
• موتورهایی که “W” ندارند در هوای گرم یا استوایی استفاده می‌شوند.
• نکته اصلی این است که تعیین کنید کدام روغن برای ویژگی‌های عملکردی موتور مناسب است

جدول 1: طبقه بندی SAE بر اساس ویسکوزیته برای روغن موتور

جدول طبقه‌بندی SAE J300 و ویسکوزیته روغن:

• ستون دوم: ویسکوزیته حداکثر در دمای منفی (بر حسب سانتی‌پویز): این ستون حداکثر ویسکوزیته مجاز روغن را در دماهای پایین (منفی) نشان می‌دهد. این مقدار برای روغن‌هایی که برای استفاده در آب و هوای سرد (دارای “W”) مناسب هستند، ارائه شده است. این مقدار بر حسب سانتی‌پویز (cP) است.
• ستون سوم: ویسکوزیته حداکثر برای پمپاژ روغن در دماهای پایین (بر حسب سانتی‌پویز): این ستون حداکثر ویسکوزیته مجاز روغن را برای پمپاژ در دماهای پایین نشان می‌دهد. این نیز برای روغن‌های “W” ارائه شده و بر حسب سانتی‌پویز (cP) است. این عدد نشان می‌دهد که در دماهای بسیار سرد، پمپ روغن تا چه حد می‌تواند روغن را به گردش درآورد.
• ستون چهارم: حداقل ویسکوزیته سینماتیکی در دمای 100 درجه سانتی‌گراد: این ستون حداقل ویسکوزیته سینماتیکی روغن را در دمای 100 درجه سانتی‌گراد نشان می‌دهد. این مقدار بر حسب سانتی‌استوک (cSt) است. به عنوان مثال، برای روغن 25W، حداقل ویسکوزیته در دمای 100 درجه سانتی‌گراد 9.3 cSt است. اگر ویسکوزیته روغن در دمای 100 درجه سانتی‌گراد کمتر از این مقدار باشد، روغن بیش از حد رقیق شده و نمی‌تواند به درستی روغن‌کاری کند. برای روغن‌های با “W”، ویسکوزیته در 100 درجه سانتی‌گراد مهم نیست، فقط این مقدار نباید کمتر از مقدار مشخص شده باشد.
• ستون پنجم: حداقل ویسکوزیته در تنش برشی بالا در دمای 150 درجه سانتی‌گراد: این ستون حداقل ویسکوزیته روغن را در تنش برشی بالا در دمای 150 درجه سانتی‌گراد نشان می‌دهد. همانطور که نشان داده شده است، حداقل ویسکوزیته در دمای بالا و تنش برشی فقط برای روغن‌هایی که ویسکوزیته بالایی دارند ذکر شده است. این به این دلیل است که در شرایط شدید (مانند موتورهای با سرعت بالا یا تحت بار سنگین)، ویسکوزیته روغن در این دما و تنش بسیار مهم است.

در مورد روغن SAE 40 حداقل ویسکوزیته برای دو دسته روغن های چند گرید حاوی 40 روغن ذکر شده است. طبقه بندی روغن دنده بر اساس ویسکوزیته: ویسکوزیته روغن گیربکس بر ظرفیت تحمل بار، نشت و سروصدای گیربکس و همچنین آسانی حرکت دنده‌ها تأثیر می‌گذارد.

• ویسکوزیته در دماهای بالا (40 و 100 درجه سانتی‌گراد): به خواص سایندگی، سروصدای آزاردهنده و نشت روغن مربوط می‌شود.
• ویسکوزیته در دماهای پایین: به بررسی خاصیت جریان روغن مربوط می‌شود

 طبق جدول 3، ویسکوزیته در دماهای بالا (40 و 100 درجه سانتی گراد) با خواص سایشی، صدا و نشت روغن و در دماهای پایین مربوط به بررسی خواص جریان است.

جدول 2: دمای عملیاتی مناسب برای روغن های چند درجه طبق استانداردهای BMW

جدول 3: طبقه بندی روغن دنده خودرو بر اساس SAE J306 طبقه بندی ویسکوزیته روغن گیربکس های دستی و محور SAE J306

فرسودگی و سوزاندن روغن در موتورها:

مطالب این بخش عمدتاً برگرفته از برخی نشریات و کنفرانس های داخلی و سیستم های شرکت های معتبر و مرتبط است [6-7].

روغن سوزی مشکلی است که اغلب برای خودروهای فرسوده و فرسوده رخ می دهد. در اثر سوختن روغن، روغن موتور به همراه بنزین سوزانده و کاهش می یابد. معمولا در اثر سوختن روغن موتور، دود از اگزوز خودرو خارج می شود که ممکن است دیده نشود. اگزوز خودروهای مدرن دود حاصل از سوختن روغن را جذب کرده و از فرار آن به محیط جلوگیری می کند.

   شناسایی روغن سوزی در خودروهای امروزی: برای تشخیص روغن سوزی در زمانی که خودرو دود نمی کند باید نشانگر گیج روغن موتور را بررسی کنید. اگر نشانگر سطح پایین را نشان دهد، احتمال سوختن روغن در موتور وجود دارد. ماشین خود را برای امنیت بیشتر در مکانی تمیز پارک کنید. بعد از 8 ساعت ماشین را حرکت دهید. در صورت عدم وجود لکه روغن در زیر خودرو احتمال روغن سوزی بسیار زیاد است اما در صورت وجود لکه روغن موتور خودروی شما دارای نشتی یا سوراخ است که باید در اسرع وقت تعمیر شود. البته روش های دیگری نیز برای تشخیص روغن سوزانده وجود دارد که به شرح زیر است:

1. سر شمع ها چرب است

2. بوی روغن سوختن در محفظه موتور و کاپوت خودرو

3. داخل لوله اگزوز چرب و روغنی است

4. از ابزار دقیق برای شناسایی روغن سوزان مانند گیج کمپرسور استفاده کنید

 دلایل روغن سوزی موتور:

     اگر روغن وارد محفظه احتراق شود، می سوزد و دود حاصل به سمت اگزوز حرکت می کند. در مورد محل قرارگیری محفظه احتراق می توان به این نکته اشاره کرد که در موتور فضایی به نام محفظه احتراق وجود دارد که احتراق بنزین (دیزل) در آن صورت می گیرد.

دلایل ورود روغن به محفظه احتراق به شرح زیر است:

1. سایش رینگ پیستون و دیواره سیلندر

2. یک یا چند رینگ پیستون را بشکنید

3. خوردگی دیواره سیلندر یا پیستون

4. آسیب به واشر سر سیلندر و میل لنگ

5. سایش لاستیک دروازه

 6. مهر و موم شعاعی شعاعی را خرد کنید

7. آسیب به یاتاقان ها و شاتون

 8. اصطکاک شدید دریچه سوپاپ و موارد مشابه خودروهای امروزی طوری طراحی شده اند که تا حد امکان روغن کمتری بسوزانند.

کاهش روغن سوزی موتور: برای این منظور می توان از افزودنی های شیمیایی استفاده کرد. این افزودنی ارزانتر و سبکتر از روغن موتور است. در نتیجه می‌توانیم از این افزودنی استفاده کنیم و با کاهش روغن، مقدار روغن را اندازه‌گیری کنیم. چون سبک تر است روی روغن قرار می گیرد و به سمت محفظه احتراق حرکت می کند. البته روغن موتور مناسب نیز تا حدودی به کاهش روغن سوزی کمک می کند. مشکلات روغن سوزی: روغن سوزی قدرت موتور و راندمان سوخت را کاهش می دهد و برای محیط زیست بسیار مضر است.

   انواع دود خارج شده از موتور خودرو: اگر دود از اگزوز خارج می شود، حتما به فکر درمان موتور خودرو خود باشید. دود همیشه به معنای روغن سوزی نیست و رنگ دود می تواند نشان دهنده نوع مشکل خودرو باشد

1) دود آبی موتور آبی به معنای روغن سوزی در موتور خودرو است. راه حل: کمپرس پیستون را تست کنید و سطح روغن را متعادل نگه دارید

 2. دود سفیدی که از موتور خارج می شود

   دود سفید به این معنی است که مایع موجود در رادیاتور می سوزد و در محفظه احتراق تبخیر می شود. مایع موجود در رادیاتور که شامل ضد یخ نیز می شود، هنگام سوختن مانند روغن می سوزد. برای جلوگیری از آسیب شدید به سوپاپ ها، سیلندرها و مهر و موم ها به مکانیک ماهر مراجعه کنید.

راه حل: موتور خودرو را خنک نگه دارید و با یک مکانیک و متخصص خودرو مشورت کنید.

 3. دود سیاه موتور

   این رنگ به دلیل سوختن بیش از حد بنزین در خودروهای بنزینی است. نقص سیستم سوخت رسانی، خرابی انژکتور و سنسور اکسیژن و گرفتگی فیلتر از مهم ترین عوامل ایجاد دود سیاه است. راه حل: اگر ماشین شما از دریچه گاز استفاده می کند، آن را پایین بیاورید. از فیلتر هوای مناسب استفاده کنید و در صورت لزوم سنسور اکسیژن را تعویض کنید.

6. روغن موتورهای گیاهی

مطالب این بخش عمدتاً برگرفته از برخی کنفرانس‌های ملی و سامانه‌های شرکت‌های معتبر و مرتبط می‌باشد

.[8-9]

    یکی از چالش های بزرگ دنیای صنعت امروز در تمامی کشورهای جهان، بحران فزاینده انرژی است که به سرعت باعث می شود تمامی توازن های اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی کشورهای مختلف دستخوش تغییرات غیرقابل پیش بینی شود. کمبود، کاهش تدریجی و تجدید ناپذیر بودن سوخت‌های فسیلی در حوزه تامین انرژی، دانشمندان در رشته‌های مختلف علمی را بر آن داشت تا به دنبال راه‌حل‌های عملی برای غلبه بر مشکلات و پیامدهای بحران انرژی در حوزه‌های مختلف باشند.

  مسائل استراتژیک و نوسانات شدید در بازار جهانی سوخت‌های فسیلی از یک سو و گام‌های رو به رشد برای کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی از سوی دیگر، از جمله نیروهای محرکه قوی، سیاست‌گذاران کشورهای صنعتی را به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر مانند آب، باد، زمین گرمایی، زیست توده، خورشید و هیدروژن سوق داد. بیودیزل که یکی از منابع زیست توده است، به گفته کارشناسان انرژی، مطابق با بیواتانول، یکی از پیشگامان فناوری های جایگزین برای منابع نفتی به منظور مقابله با افزایش تقاضای انرژی و کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از موتورهای احتراقی موجود است.

    یکی از چالش های بزرگ دنیای صنعت امروز در تمامی کشورهای جهان، بحران فزاینده انرژی است که به سرعت باعث می شود تمامی توازن های اقتصادی، فرهنگی و اجتماعی کشورهای مختلف دستخوش تغییرات غیرقابل پیش بینی شود. کمبود، کاهش تدریجی و تجدید ناپذیر بودن سوخت‌های فسیلی در حوزه تامین انرژی، دانشمندان در رشته‌های مختلف علمی را بر آن داشت تا به دنبال راه‌حل‌های عملی برای غلبه بر مشکلات و پیامدهای بحران انرژی در حوزه‌های مختلف باشند.

  مسائل استراتژیک و نوسانات شدید در بازار جهانی سوخت‌های فسیلی از یک سو و گام‌های رو به رشد برای کاهش آلاینده‌های زیست‌محیطی از سوی دیگر، از جمله نیروهای محرکه قوی، سیاست‌گذاران کشورهای صنعتی را به سمت منابع انرژی تجدیدپذیر مانند آب، باد، زمین گرمایی، زیست توده، خورشید و هیدروژن سوق داد. بیودیزل که یکی از منابع زیست توده است، به گفته کارشناسان انرژی، مطابق با بیواتانول، یکی از پیشگامان فناوری های جایگزین برای منابع نفتی به منظور مقابله با افزایش تقاضای انرژی و کاهش آلودگی های زیست محیطی ناشی از موتورهای احتراقی موجود است.

بیودیزل که در واقع یک استر مونو الکل از روغن های گیاهی و چربی های حیوانی است، بهترین جایگزین برای سوخت دیزل در موتورهای دیزلی است. جدا از مزایایی که این روغن ها برای حفاظت از محیط زیست دارند، معمولاً می توان انتظار داشت که ویسکوزیته کمتر، غیرسمی بودن، روانکاری بهتر و رسوب کمتری نسبت به روغن های پایه نفتی داشته باشند. با افزایش علاقه به روان کننده های تجزیه پذیر و نگرانی های زیست محیطی در مورد سرنوشت روغن های تصفیه نشده، صنعت روان کننده به استفاده از روغن های گیاهی روی آورده است. این روغن‌ها ارزش بیشتری به صنعت روان‌سازی اضافه کرده‌اند، زیرا می‌توان آن‌ها را با مواد ساده‌ای مانند مونو و پلی‌استرهای تهیه‌شده از زمین‌های کشاورزی و حتی چربی‌های حیوانی فرموله کرد. در گذشته پلی استرها به دلیل سمی نبودن و تجزیه پذیری در صنایع دیگر مورد استفاده قرار می گرفتند و باعث می شدند کربن کمتری در فرآیند تولید آزاد شود. اما در حال حاضر از این مواد برای تولید روغن های پایه استفاده می شود و امروزه به راحتی می توان ترکیب پیچیده ای برای روانکاری از مونو استرها ساخت که البته در شرایط دمایی مختلف کارآمد هستند.     

    کاربرد روغن های گیاهی از گذشته تاکنون:

   ابتدا روغن‌های گیاهی از روغن کرچک فرآوری شده و برای اتومبیل‌های مسابقه استفاده می‌شد. عیب اصلی این روغن ها عمر کوتاه آنها بود که باعث چرب شدن آنها در مدت زمان کوتاهی می شد، اما خاصیت ویسکوزیته عالی این روغن ها علاوه بر هزینه کم عرضه، آنها را به گزینه ای فوق العاده مناسب برای این خودروها تبدیل کرد

روغن های گیاهی و کاربرد آنها:

  میزان استفاده از روغن های گیاهی اروپایی حدود 100000 تن در سال تخمین زده می شود که بخش بزرگی از روان کننده های موجود در بازار این کشور را پوشش می دهد. البته این روانکارها تنها برای موتور خودروها کاربرد ندارند، بلکه حجم زیادی از این روغن ها در صنایع پرخطر مانند راه آهن و سیستم های هیدرولیک استفاده می شود. با این حال، این حجم در دهه های آینده افزایش خواهد یافت زیرا قوانین زیست محیطی در سال های آینده سخت تر می شوند و شرکت ها مجبور می شوند از این نوع روان کننده ها برای کاهش میزان زباله های تجزیه ناپذیر استفاده کنند.

   همچنین استفاده از این روغن ها در جاهایی که حساسیت بالایی به محیط داشته باشد افزایش می یابد. به عنوان مثال کشورهای اتحادیه اروپا ملزم به رعایت استانداردهای بالا برای کاهش آسیب های خود به محیط زیست هستند و به نظر می رسد استفاده از روغن های گیاهی گزینه مناسبی باشد. البته باید استانداردهای جداگانه ای برای روغن های گیاهی در نظر گرفت. برای این منظور در سال 2016 کمیته استانداردسازی اروپا (CEN) استاندارد خاصی را برای این روانکارها برای اتحادیه اروپا به نام EN 16807 تعریف کرد که البته این استاندارد به بررسی اساسی ترین الزامات برای تعیین کیفیت روغن های گیاهی از نظر درجه تجزیه پذیری آنها در محیط، سمیت و استحکام فنی می پردازد

مهم ترین معایب روغن های گیاهی نسل اول، ماندگاری کوتاه و مقاومت کم در برابر حرارت است. اما با اندکی تغییر در فرمولاسیون این روغن ها، دانشمندان می توانند مسافتی را که می توان با این روغن ها طی کرد از 2000 کیلومتر به حدود 10000 کیلومتر افزایش دهند. همانطور که ما از روغن های مبتنی بر نفت انتظار داریم.

   بنابراین با تغییرات انجام شده روغن های گیاهی از این نظر تفاوت چندانی با روغن های پایه نفتی که از روغن های پایه گروه یک تا سه فرآوری می شوند ندارند. اما استفاده از آنها در موتورهایی که از سوخت های طبیعی مانند بیودیزل استفاده می کنند، باعث ایجاد واکنش های شیمیایی بین این دو ماده می شود که به آن FAME می گویند. این مشکل در سطح میکروسکوپی رخ می دهد و به دلیل خواص طبیعی روان کننده ها و سوخت های طبیعی یا بیولوژیکی است. بنابراین، استفاده از روغن های گیاهی در رانشگرهایی که از سوخت بیودیزل استفاده می کنند در سراسر جهان توصیه نمی شود.

   روغن‌های موتور گیاهی و میکروب‌ها: با توجه به واکنش‌های شیمیایی که بین سوخت بیودیزل و روغن‌های گیاهی و تجزیه‌پذیری این روغن‌ها توسط میکروب‌ها در طبیعت صورت می‌گیرد، تصور می‌شود که همین میکروب‌ها می‌توانند در داخل موتور رشد کنند، در حالی که روغن‌های موتور مبتنی بر گیاهی مدرن که امروزه رایج هستند، تنها از درصدی از روغن‌های گیاهی استفاده می‌کنند و بقیه روغن‌های گیاهی برای رشد باکتری‌ها و روغن پایه آنها عمل می‌کند.

همچنین افزودنی های اضافه شده به این روغن ها اجازه فعالیت باکتری ها را نمی دهد. علاوه بر این، نفوذ دود و فلزات به داخل محلول روان کننده و جریان یافتن این روغن در جهات مختلف در حین کار موتور عامل دیگری است که اجازه فعالیت و رشد باکتری ها را در موتور نمی دهد. علاوه بر این یکی از نیازهای باکتری ها برای حفظ بقای خود، وجود آب و رطوبت در فضا است، در حالی که فضای داخل موتور بسیار خشک و در دمای بسیار بالا است.

   روغن‌های گیاهی جایگزین روغن‌های مصنوعی: در نهایت باید به این نکته اشاره کرد که با توجه به افزایش تقاضای بازار برای روغن‌های موتور با تکنولوژی بالا و کم ویسکوزیته، روغن‌های گیاهی را می‌توان جایگزین مناسبی برای پایه‌های فول سنتزی دانست، زیرا این روغن‌های پایه علاوه بر داشتن ویسکوزیته پایین، قابلیت تولید داخل را دارند و شرکت ایرانول توانسته است این روغن‌ها را به دست آورد. حتی اخیراً، Castrol روغن موتور 5W-30 را با استاندارد API SN با استفاده از روغن گیاهی تولید می کند. اقدامی که نشان می‌دهد روغن‌های گیاهی می‌توانند جایگزین مناسبی برای پایه‌های فول سنتزی پیشرفته شوند که تولید آن‌ها در انحصار چند کشور است و تمایلی به انتقال فناوری به ایران ندارند.

7: نتیجه گیری

انواع روغن موتورها معرفی و مزایای هر یک نسبت به دیگری بررسی شد. روغن موتور مناسب برای خودرو و دلایل آن مورد بحث قرار گرفت. ویسکوزیته روغن موتور مورد بحث قرار گرفت. روغن موتورهای مناسب برای مناطق سردسیر و گرمسیر کشور معرفی شد. طبقه بندی استاندارد روغن موتور و دنده از نظر ویسکوزیته نیز مورد بحث قرار گرفت. روغن سوزی، علل آن، روش های شناسایی و کاهش تشریح شد. روغن موتورهای گیاهی، کاربردها، مزایا و معایب آنها و مسائل زیست محیطی مکمل مورد بحث قرار گرفت.

8: مراجع

[1] A. R. Masoudi, Z. Kouhi, “Four Seasons Engine Oils and General Evaluation of These Oils in the Iranian Market (In Persian)”, 2th Condition Monitoring & Fault Diagnosis Conference, Tehran, Iran, February 24-25, CMFD02_038., 2008.

[2] I. Arefian, H. Asady, M. R. Monazam Esmaeilpour, Z. Zolghadr, Y. Zarif, “Investigating Impact of Motor Oil Quality on Vehicles Engine Induced Noise Level (In Persian)”, Journal of Health and Safety at Work, vol. 5, no. 3, pp. 21-28, 2015.

[3] R. Hesampour, M. Hasani, K. Heidarbeigi, “Evaluation of Oil Viscosity Behavior in Different Engine Functions (In Persian)”, 2th National Conference on Mechanization and New Technologies in Agriculture, Ahvaz, Iran, May 11- 12, NCAMNT02_078, 2016.

 [4] J. G. Wills, “Lubrication Fundamentals”, M. Dekker, 1980.

 [5] D. M. Pirro, M. Webster, E. Daschner, “Lubrication Fundamentals, Revised and Expanded”, CRC Press, 2017.

[6] S. Mohajeri, B. Espidkar, F. Harsaj, “Investigation of Fuel Consumption Reduction in Vehicles Using Fuzzy MultiCriteria Decision Making Approaches (In Persian)”, Journal of Science and Engineering Elites, vol. 3, no. 5, pp. 50- 57, 2018.

[7] H. Roshan Ravesh, H. Sadrnia, M. Khojastehpour, “Ensurement of Accuracy of New Engine Oil before Use through Oil Analysis (In Persian)”, 4th National Conference on Mechanical and Electrical Engineering Science and Technology of Iran, Tehran, Iran, March 11, DMECONF04_013, 2019.

[8] H. R. Eskandari, R. Tavasoli, “Effect of Vegetable Engine Oil on Reducing Fuel Consumption and Environmental Hazards (In Persian)”, National Conference Celebrating Successful Managers in the Year of Resistance Economy, Action and Practice, Tehran, Iran, February 16, EMOGHAVEMAT01_004, 2017.

   [9] S. Salmani, S. S. Ashraf Talesh, “Review of Biodiesel Production Processes and Study of Effective Parameters (In Persian)”, 5th National Conference on New Research in Chemistry and Chemical Engineering, Tehran Iran, January 24, IRCCE05_077, 2019.