گرید ویسکوزیته روغن های موتوری
گرید گرانروی SAE موجود بر روی ظرف روغن موتور به چه معناست؟ بیشتر اوقات کلمات بکار گرفته شده جهت بیان ویسکوزیته برای بسیاری از افراد مبهم می باشد.
این اطلاعات نشاندهنده معنای واقعی اعداد ویسکوزیته ی ظرف روغن موتور می باشد.
بعبارت ساده تر گرانروی مقاومت روغن در برابر جریان یافتن می باشد که با عبور روغن از درون وسیله ای بنام ویسکومتر قابل اندازه گیری می باشد.
روغن ضخیم تر ( دارای ویسکوزیته بالاتر) دارای شدت جریان ریزش آهسته تری می باشد.
شما خواهید دید که انواع اندازه گیری ویسکوزیته روغن در دو دسته ی ویسکوزیته کینماتیک(KV) و ویسکوزیته مطلق(cst) تقسیم بندی می گردند.
جهت فهم راحتتر، اعداد ویسکوزیته SAE بر روی ظرف روغن قابل مشاهده می باشد.
وقتی شما حرف W را کنار رتبه بندی یک ویسکوزیته می بینید معنای آن اینست که ویسکوزیته روغن در دمای پایین تست شده است.
اعداد بدونW در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس، دمای تقریبی درجه حرارت موتورها آزمایش گردیده اند.
به دیگر بیان، یک روغن موتور SAE 30 دارای ویسکوزیته در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوسی مشابه با روغن های
۵W-30 یا ۱۰W-30 می باشد و تفاوت در آزمایش ویسکوزیته آنها در دماهای پایین تر می باشد.
مثلاً یک روغن موتور ۵W-30 دارای مشخصات بیان شده ای شبیه یک روغن موتور SAE 5 در دمای پایین می باشد اما همچنان این روغن در دمای کارکردی ۱۰۰ درجه سلسیوس موتور خودرو، دارای ویسکوزیته ی SAE 30 می باشد
در زمان استارت زدن در سرما و خشک کارکردن، مولتی گرید بودن روغن این اجازه را به موتور می دهد که روغن در موتور به سرعت جریان یابد و روان کننده به اندازه کافی گرم گردد تا در نهایت باعث تقویت سیستم روانکاری موتور گردد.
مزایای عدد ویسکوزیته پایین W مشخص است. سیالیت سریع تر روغن در هوای سرد و خشک می باشد. خشک کارکردن معنایش سایش بسیار بیشتر موتور خودرو می باشد.
SAE Viscosity Chart (High Temp
بدیهی است در درجه حرارت پایین یا رتبه W نسبت با رتبه بندی منظم ویسکوزیته های آزمایش شده SAE متفاوت می باشد.
بعبارت ساده تر این تست ها در یک سیستم دمایی متفاوت انجام می شوند.۱
اساساً برای تعیین گرید ویسکوزیته های غیر زمستانی، درون یک ویسکومتر مقداری روغن ریخته و اجازه می دهیم که در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس و در زمان مجاز جریان یابد. با استفاده یک جدول ویسکوزیته SAE با توجه به محدوده های مختلف اندازه گیری می گردد.
روغن های سنگین تر (ضخیم تر) خروجشان از دهانه ویسکومتر طولانی تر خواهد بود و نهایتاً در محدوده ی عددی بالاتری همچون SAE 50 یا SAE 60 قرار خواهند گرفت.
اگر جریان خروج یک روغن سبکتر یا رقیقتر از درون لوله ویسکومتر سریع تر انجام شد در محدوده ی عددی پایین تری همچون SAE 10 یا SAE 20 قرار خواهند گرفت.
گاهی اوقات این احتمال وجود دارد که یک روغن بسختی به محدوده ی ویسکوزیته ی روغنی دیگر وارد گردد.
بهر حال باید شما برای چگونگی طراحی سیستم اعداد SAE مرزبندی هایی را در نظر بگیرید.
یکی دیگر از سیستم های اعداد دقیق تر شناخته شده، ویسکوزیته CST ( مخفف سانتی استوک) می باشد. شما خواهید دید که از این اعداد اغلب برای اندازه گیری ویسکوزیته روغن های مختلف صنعتی همچون روغن های کمپرسور و یا هیدرولیک و غیره استفاده می گردد.
ستون چپ جدول ۱ اعداد ویسکوزیته SEA معادل با ویسکوزیته کینماتیک cst را نشان می دهد.
همچنین محدوده های cst در مقایسه با اعداد SAE را خواهید دید. یک روغن با ویسکوزیته ۹٫۲ cst به یک روغن با ویسکوزیته ۹٫۳cst چقدر نزدیک می باشند در حالیکه یکی روغن SAE 20 و دیگری SAE 30 می باشد. علت استفاده از سانتی استوک cst دقت در ویسکوزیته روغن می باشد.
حال اگر شما به جدول ۲ زمستان یا گریدهای W نگاه کنید اطلاعات ارزشمندی درباره دسته بندی گریدهای W بدست خواهید آورد.
در واقع همانطور که در جدول نیز نشان داده شده است هدف از کاهش دمای یک روغن، اندازه گیری عوامل کارکردی روغن می باشد.
اگر هدف کارآیی یک روغن موتور SAE 0 در دماهای پایین باشد پس آن روغن را در گرید ویسکوزیته SAE 0W رتبه بندی می کنند.
در نتیجه اگر کارآیی موتور شبیه یک SAE 20 در دماهای پایین بوده باشد پس رتبه بندی آن روغن موتور در SAE 20W خواهد بود.
اگر خصوصیات یک روغن W قرار داده شده در دمای پایین، با مشخصات یک روغن ۱۵W همخوانی داشت و همچنین خصوصیات آن روغن عبور داده شده در ویسکومتر در دمای ۱۰۰ درجه سلیسیوس شبیه یک روغن موتور SAE40 بوده باشد پس آن روغن ۱۵W-40 لیبل گذاری می گردد.
اگر کارایی روغن در دماهای پایین شبیه یک روغن SAE 5 و سیالیت آن در دمای ۱۰۰ درجه سلیسیوس شبیه یک روغن موتور SAE 20 بوده باشد، پس گرید آن روغن ۵W20 خواهد بود. من نمی توانم به شما بگویم که تا بحال چندین و چند مرتبه از مکانیک های خودرو شنیده ام که می گویند ما از روغن های ۵W30 بعلت رقت زیاد در خودروها استفاده نمی کنیم. آنها ممکن است که از روغن موتور ۱۰W30 استفاده نمایند.
دماهای عملیاتی روغن موتور در هنگام استفاده از روغن های مختلف، یکسان می باشد. فقط هنگام استفاده از روغن ۵W30 در شرایط دمایی پایین و هنگام استارت زدن نیاز به این روغن رقیق می باشد.
چگونه می توان از یک روغن دارای ویسکوزیته سنگین در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس، در هوای سرد استفاده نمود؟
اضافه نمودن ادتیوهای PPD باعث جلوگیری از انعقاد پارافین موجود در روغن های پایه نفتی در دماهای پایین می گردد.
ادتیوهای PPD سیالیت روغن را در دماهای بسیار پایین و در مناطقی همچون قطب حفظ می کند. ما در هر حالتی ادتیوهای PPD را نمی توانیم به روغن اضافه نماییم بجز در دماهای خیلی پایین، که روغن موتور بطور کامل سیالیت خود را از دست داده باشد.
چرا ما نمی توانیم فقط هنگام استارت موتور خودرو از روغن موتور SAE 10 استفاده نماییم؟
دلیل ساده است: ویسکوزیته پایین روغن SAE 10 در ۱۰۰ درجه سلسیوس ناچاراً سایش فراوان را بدنبال خواهد داشت.
بهمین جهت مناسبترین ویسکوزیته روغن جهت استفاده و محافظت از گرما و هنگام استارت زدن در سرما توسط سازندگان خودروها توصیه می گردد.
بدیهی است که لایه نازک روغن موتور ۱۰W10 قدرت لازم جهت جلوگیری سایش موتور در دمای مورد نظر را مانند روغن های ۱۰W30 یا ۵W20 یا ۵W30 را نخواهد داشت. ادتیوهای VI جهت محافظت روغن از نازک( رقیق) شدن بیش از اندازه در درجه حرارت های بالا بکار گرفته می شوند.
مکانیسم واقعی این سیستم کمی پیچیده می باشد. این ادتیوها در دماهای پایین ضمن حفظ ایفاء نقش رقیق کنندگی، سیالیت خوب روغن را نیز بعهده دارند.
ادتیوهای VI در گرما مانع از رقیق شدن روغن می گردند و حافظ سیالیت روغن در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس می باشند.
مثلاً اگر شما در موتور خودروتان از روغن SAE 10 استفاده نمایید سیالیتش در سرما شبیه یک روغن ۱۰W می باشد.
اما ویسکوزیته آن در دمای ۱۰۰ درجه سلسیوس شبیه ویسکوزیته روغن ۱۰W10 می باشد. بدیهی است که استفاده کردن از این نوع روغن هنگام استارت در هوای سرد خوب می باشد اما استفاده از آن بخصوص در آب و هوای گرمتر وحشتناک می باشد. اما با اضافه کردن ادتیوها، از رقیق شدن روغن در دماهای بالا جلوگیری می نماید.
اشکالات ادتیوهای VI
تبلور انجام خدمات بزرگ در روغن موتورهای مولتی گرید، استارت زدن در هوای سرد با فراهم آوردن جریان لحظه ای بیشتر به قطعات حساس موتور جهت جلوگیری از سایش اجزا موتور با رقیق نمودن روغن می باشد. این ادتیوها در درجه حرارت های بالای موتور یا تحت عملیات های برشی بالا و شکسته شدن های زنجیره روغن تولید لجن می نمایند. آنچه که بدتر است اینست که ادتیوها هیچگونه مقاومت طولانی جهت مقابله با رقیق شدن روغن از خود نشان نمی دهند بطوریکه شما در دمای۱۰۰ درجه سلسیوس دارای یک روغن موتور رقیق خواهید داشت. که در آنصورت روغن موتور ۱۰W30 شما براحتی به روغن موتور ۱۰W20 یا حتی یک روغن موتور SAE 10 (10W10 ) تبدیل شده است.
بعلت ایجاد مشکلات دردسر ساز توسط اکثر ادتیوهای VI است که خودروسازان تصمیم به استفاده از روغن موتورهای تهیه شده بدون ادتیوهای VI شبیه دارای ویسکوزیته های ۱۰W40 و ۲۰W50 می نمایند.
یک VI ( شاخص گرانروی ) نشاندهنده نوسانات کمتر روغن نسبت به درجه حرارت های بالا و پایین می باشد.
روغن موتورهای سنتتیک گروهIV(چهار) پایه PAO دارای VI بیش از ۱۵۰ می باشند بعلت اینکه آنها پارافینی که در سرما باعث غلیظ شدن روغن می گردد را ندارند.
اما روغن موتورهای پایه نفتی گروه I,II معمولاً دارای شاخص گرانروی کمتر از ۱۴۰ می باشند زیرا آنها در سرما علیرغم وجود ادتیوهای VI بعلت حضور پارافین تمایل به غلیظ شدن دارند.
عدد VI بالاتر نشاندهنده کمتر رقیق شدن در گرما و کمتر غلیظ شدن در سرما می باشد.
بدیگر بیان بالا بودن عدد VI نشاندهنده خوبی و پایین بودن آن نشاندهنده بدی کیفیت روغن می باشد.
پایین بودن اعداد VI نشاندهنده غلیظ شدن روغن در سرما و رقیق شدن روغن در گرما می باشد. دسته بندی های VI بر روی برگه های عرضه شده از طرف سازندگان خودرو موجود می باشد. همانطور که قبلاً ذکر گردید، ادتیوهای VI روغن های تحت فشارهای برشی و حرارت های بالا قادر به محافظت و رها سازی موتور از شرایط حرارتی بالا و تشکیل لجن می باشند.
همچنین در میزان استفاده از ادتیوهای بهبود گرانروی، بدون اثرگذاری بر شیمی روغن موتور محدودیت هایی وجود دارد.
تولید کنندگان خودرو در استفاده از روغن موتورهایی مانند ۱۰W40 , 20W50 بعلت استفاده ی زیاد از ادتیوهای VI اجتناب نموده و بر عکس به استفاده از روغن موتورهایی همچون ۵W20, 5W30, 10W30 بعلت نیاز کمتر به ادتیوهای VI تمایل نشان می دهند.
از آنجا که فشارهای وارده بر روغن موتورهای مولتی گرید می تواند باعث رقیق شدن ویسکوزیته آنان گردد بهمین علت در انتخاب روغن بسیاری از اتومبیل های مسابقه ای از روغن موتورهای خالص نفتی یا یک روغن PAO پایه سنتتیک بدون ادتیوهای VI استفاده می گردد. اما در روغن های پایه های مختلف فقط روغن های PAO پایه سنتتیک گروه IV به هیچگونه ادتیوهای VI نیاز نمی باشد.
درباره روغن موتورهای سنتتیک چه می دانید؟ آیا در آنها نیاز به استفاده از ادتیوهای بالا برنده ویسکوزیته می باشد؟
روغن های پایه سنتتیک گروه IV, V از لحاظ شیمیایی از مولکول های یکنواخت بدون پارافین ساخته شده اند که در آنها نیازی به استفاده از ادتیوهای VI نمی باشد.
در سال های اخیر روغن های پایه گروه III را توسط راه فرار قانونی بر آنها لیبل سنتتیک گذاشتند.
روغن های پایه نفتی گروهII گوگردشان تصفیه شده و در دراز مدت خیلی خالص می گردند.
روغن موتورهای سنتتیک گروه III باید عاری از هرگونه ادتیوهای VI بوده باشند.
معمولاً روغن های سنتتیک گروه V با روغن های پایه نفتی سازگار نبوده و متورم شده و قدرت سیل شوندگی ضعیفی دارند.
از آنها برای کمپرسورهای هوا، هیدرولیک و غیره استفاده می کنند. روغن های سنتتیک PAO گروه IV از بهترین های روغن های موتوری می باشند.
با روغن های پایه نفتی سازگار بوده، علاوه بر آن قدرت سیل شوندگی بهتری نسبت به روغن های پایه نفتی دارند.
معمولاً روغن موتورهای پایه PAO بعنوان روغن موتورهای مولتی گرید بدون ادتیوهای بالا برنده ویسکوزیته بکار گرفته می شوند همچنین الزامات یک روغن خالص را برآورده می کنند.
یکی از مزایای عدم بکارگیری ادتیوهای VI داشتن یک روان کننده خالص تر رقیق نشده می باشد که عدم رقت می تواند باعث افزایش طول عمر روغن گردد و کارایی ادتیوها را جهت حفظ پاک کنندگی بهتر در دراز مدت را بدنبال داشته باشد.
چگونه من بدانم کدام روغن موتور از روغن های پایه سنتتیک گروه IV تهیه گردیده است؟
از آنجا که اکثر کمپانی های بزرگ روغن سازی ساخت روغن پایه های سنتتیک گروه III با قیمت پایین/سود بیشتر را کلید زده اند شناسایی آنها آسان شده است.
شرکت CASTROL از جمله شرکت هایی است که اقدام به تولید روغن های پایه نفتی سنتتیک گروه III با شعار سودآورتر/ارزانتر نموده است.
از جمله شرکت های بزرگ می توان MOBIL را نام برد که همچنان به ساخت روغن های مصنوعی PAO کاملاً خالص اقدام می نماید
روغن موتور های مصنوعی AMSOIL از روغن های پایه سنتتیک خالص PAO تهیه شده اند.
ویسکوزیته روغن های مولتی گرید پایه نفتی می تواند کاهش یابند و رقیق شدن باعث افزایش تسریع در سایش می گردد که تخریب ادتیوهای VI را نیز بدنبال خواهد داشت.
در هنگام استارت در سرما روغن های خالص پایه نفتی (مانند SAE30, 40 ) باعث می شوند که مقدار زیادی از روغن برای مدت زمانی طولانی قبل از رسیدن به قسمت های حیاتی موتور غلیظ گردند. مقاومت روغن های گروه III سنتتیک در برابر تخریب روغن خیلی بهتر است اما حضور بعضی از ادتیوهای VI در روغن های پایه نفتی نقشی منفی داشته و بطور معمول دارای عملکرد خوبی در حفظ ویسکوزیته ناحیه تبخیر شده روغن ندارند.
تنها روغن های PAO گروه IV پایه سنتتیک بعلت دارا بودن شیمی ترکیبات اشباع هنگام مواجهه با گرما و احتراق در برابر تجزیه شدن مقاومت می نمایند
بعلاوه بطور معمول پایداری حرارتی نمونه های بدون ادتیوهای VI را برای دوره های طولانی مدت تامین میکند. به همین دلیل روغن های سنتتیک گروه IV دارای طول عمر طولانی تری جهت ارایه سرویس بهتر در طی مسافت های طولانی می باشند
