دانستنی هایی درباره روغن موتور

تقریباً روی ظرف تمام روغن‏های تولیدی در کشور و همین‏طور روغن‏هایی که در امارت متحده تولید شده و وارد ایران می‏شوند استانداردهای مؤسسه نفت ایالات متحده (API) دیده می شود اما این مؤسسه در نشریه خود که هر ماه منتشر می‏شود به این موضوع اعترض کرده و در شماره فوریه 2011 منکر استاندارد بودن روغن‏های تولید ایران براساس استاندارد API ‏شده! و حتی روغن‏های تولید شده در امارات را هم زیر سؤال می‏برد. این مجلّه به این امر نیز اشاره دارد که تولیدکنندگان دولتی روغن در ایران وعده دادند که در تولید نفت خام ایران، استانداردهای اروپایی که پایین‏تر از استاندارد مؤسسه نفت ایالات متحده است رعایت خواهد شد اما نسبت به این مسئله هم مردد بوده و ادعا می‏کند آمار تعمیرات اساسی موتور اتومبیل در ایران به علت استاندارد نبودن برخی از روغن ها و بنزین مصرفی از محدوده استاندارد بسیار بالاتر است. 

روغن موتور اتومبیل ممکن است ماده‏ای طبیعی به‏صورت ترکیبات مصنوعی باشد که دارای خاصیت روغنی و چربی است که جهت کاهش اصطکاک بین قطعات گردنده یا برای جلوگیری از زنگ زدگی سطوح فلزی استفاده می‏شود اما وظیفه دیگری هم دارد و آن خنک کردن قطعات است. روغن معدنی که از نفت خام حاصل می‏شود، در واقع یکی از مشتقات پالایش نفت خام است در صورتی که روغن با ترکیبات مصنوعی در آزمایشگاه یا مراکز پتروشیمی و به وسیله دست بشر ساخته می‏شود مثل مایع (یا به اصطلاح روغن) ترمز اتومبیل یا روغن های سینتتیک. پایه و اساس روغن‏های موتور اتومبیل ممکن است حیوانی، گیاهی، معدنی یا مرکب از مواد مصنوعی باشد.

 

با روغن‏های حیوانی به خوبی آشنا هستید، از جمله این روغن‏ها می‏توان روغن پیه نهنگ، روغن دنبه، روغن خوک، روغن پاچه گاو که قبلاً برای روغنکاری موتور اتومبیل به‏کار گرفته می‏شد و اکنون در چرم‏سازی مصرف دارد و روغن گراز دریایی که در دباغی و صابون‏سازی کاربرد دارد را نام برد. همه روغن‏های مذکور ریشه حیوانی داشته و در درجه حرارت معمولی بسیار با ثبات هستند ولی در درجه حرارت‏های بالا ثبات و استواری خود را از دست داده و تجزیه می‏شوند، به همین دلیل از آنها جهت روغنکاری چرخ‏های خیاطی، ساعت‏ها، اسباب و ماشین آلات سبک همچون روغنکاری اسلحه‏های گرم استفاده می‏گردد. مثلاً از روغن چنگال گراز دریایی جهت روغنکاری ساعت‏های گران‏قیمت و آلات و ابزار دقیق، نفیس و حساس بهره گرفته می‏شود. هیچ یک از روغن‏هایی که ریشه حیوانی دارند برای روغنکاری موتورهای احتراق داخلی مناسب نیستند زیرا در درجه حرارت‏های بالا با تولید اسیدهای چرب، باعث خوردگی قطعات موتور می‏گردند. این روغن‏ها به‏عنوان روانساز در آرایش، تغذیه، صابون‏ها و مواد پاک‏کننده به‏کار می‏روند.

 

روغن‏های گیاهی، ریشه و پایه گیاهی دارند همچون روغن کرچک، روغن زیتون، روغن پنبه دانه، روغن هسته انگور و روغن تخم ترب. این روغن‏ها زمانی که در معرض هوا قرار گیرند تمایل به زنگ زدگی پیدا می‏کنند زیرا با اکسیژن هوا ترکیب شده و اکسید می‏شوند. هم روغن‏های گیاهی و هم روغن‏های حیوانی، ضریب اصطکاک پایین‏تری نسبت به بیشتر روغن‏های معدنی دارند اما به علت قابلیت آزاد کردن پیوندهایی از سطح آهن، می توانند براده‏ها و ساییدگی‏های فولاد را به سرعت محو کنند، به همین دلیل برای برش فولادهای سخت از روغن پنبه دانه به‏عنوان روغن برش استفاده می‏شود. 

روغن کرچک که از دانه های گیاه کرچک به‏دست می‏آید بی‏رنگ یا مایل به سبز است و مانند دیگر روغن‏های گیاهی در بنزین حل نمی‏شود. این روغن در بیشتر موتورهای احتراق داخلی اولیه به‏کار می رفت ولی متأسفانه به سادگی با اکسیژن ترکیب شده و با ایجاد ماده‏ای صمغ مانند، باعث می‏گردید رینگ‏های پیستون چسبیده و حالت ارتجاعی خود را از دست بدهند و از سوی دیگر جریان روغن در سوراخ‏ها و مجاری ظریف، محدود گردد. علیرغم این اشکالات، روغن کرچک به‏طور موفقیت‏آمیزی در موتور اتومبیل‏های مسابقه‏ای که از قدرت بالایی برخوردارند به‏کار گرفته می‏شود زیرا این موتورها فقط مدت کوتاهی در یک مسابقه و فاصله بین تعمیرات اساسی کار می‏کنند. در تصویر اتومبیل اسپرت مک لارن MP4-12C را می بینید که حرف M به معنی مک لارن و حرف P4 یعنی طرح و پروژه شماره 4، عدد 12 و حرف C نشانه آن است که شاسی آن همانند قسمت‏هایی از هواپیماهای مدرن از مواد مرکب یا کامپوزیت است. روغن این موتور در زمان مسابقه، کرچک است.

در بین همه روغن‏های موتوری، روغن کرچک بیشترین چربی را برای کاهش اصطکاک بین دو سطح جامد در تماس با یکدیگر دارد و اگر راهکارهایی جهت غلبه بر چند عیب این روغن پیدا شود، ممکن است در موتور اتومبیل‏های معمولی هم استفاده گردد.

 

امروزه روغن‏هایی که ریشه معدنی دارند به‏طور بسیار گسترده‏ای در موتورهای احتراق داخلی به‏کار گرفته می شوند که ممکن است جامد، نیمه جامد یا سیال باشند.

 

روغن‏های جامد مثل میکا یا طلق نسوز (شیشه معدنی)، گروهی از کانی‏های فیلوسیلیکاتی با ساختمانی ورق مانند هستند. سنگ صابون یا تالک و گرافیت (ماده‏ای معدنی حاوی کربن آلوتروپی شکل) در فشار پایین، نرم و سیاه شفاف بوده و ظاهری روغنی دارند. روغن‏های جامد به‏صورت پودر نرم جهت روغنکاری ماشین‏ها یا دستگاه‏هایی با سرعت کم، نسبتاً رضایت‏بخش است اما آنها قادر به پراکنده کردن کافی و سریع حرارت ماشین‏ها و دستگاه‏های پر سرعت نیستند. در واقع روغن‏های جامد با پر کردن نقاط پست روی فلز، آن را به‏صورت سطحی کاملاً صاف پرداخت کرده و در همان حال یک فیلم لغزان جهت کاهش اصطکاک، فراهم می‏آورد. زمانی که یک روانساز جامد به خوبی پودر شده و دانه هایش زیاد درشت و سخت نباشد، می‏تواند به‏عنوان یک ساینده نرم به منظور صاف کردن سطحی که قبلاً بر اثر ساییدگی بیش از حدّ یا در حین کار در کارخانه ناهموار گردیده، مورد استفاده قرار گیرد. بعضی از روغن‏های جامد قادرند بارهای سنگین را تحمل کنند و از این رو با مخلوط کردن آنها با روغن‏های مایع و روان، ساییدگی سطوح مجاور و در معرض میزان فشار را کاهش می‏دهند.

 

روغن‏های نیمه جامد بی‏نهایت سنگین بوده و گریس، نمونه‏ای از این روغن‏ها به صورت مخلوطی از روغن و صابون فلزی است، صابون‏هایی که با فلزات سنگین‏تر از سدیم مثل آلومینیم، کلسیم، کبالت، سرب و روی شکل می گیرند. چنین صابون‏هایی در آب حل نمی‏شوند، عملکرد خوبی در روغنکاری قطعات به‏صورت فاصله زمانی و متناوب داشته اما برای روغنکاری چرخشی، پیوسته و دائمی استقامت و سازگاری ندارد. به‏طور معمول صابون سدیمی را با روغن برای تولید گریس مخلوط می‏کنند تا در دنده‏ها و تجهیزات حرکتی داغ به‏کار رود، صابون کلسیمی برای تولید گریس پیاله‏ای (گریس روان‏کننده با پایه آهکی که موارد استعمال فراوانی دارد) با روغن مخلوط می‏شود و پس از مخلوط کردن صابون آلومینیم با روغن، گریسی برای برینگ‏های توپی و قطعات زیر فشار زیاد تولید می‏شود.

 

روغن‏های مایع به‏طور اصولی و کلی در موتورهای احتراق داخلی همچون موتور پیستونی اتومبیل‏ و هوایپما کاربرد دارند زیرا به آسانی قابل پمپ کردن هستند و به راحتی پودر می‏شوند، از طرفی روغن‏های مایع توانایی بسیار خوبی در جذب حرارت و پراکنده کردن سریع آن دارند و لایه روانسازی خوبی بین یاتاقان‏ها و میل‏لنگ یا بین توپی‏های بلبرینگ و استوانه‏های برینگ‏های استوانه‏ای به‏وجود می‏آورند. 

بنابر آنچه گفته شد روغن‏های حیوانی و گیاهی از نظر شیمیایی بی‏ثبات و ناپایدارند (البته در درجه حرارت‏های بالا) و نمی توانند درجه حرارت‏های بالا را تحمل کنند، در نتیجه تجزیه ‏می شوند. در درجه حرارت‏های کم هم قدرت عملشان ضعیف بوده و برای سیستم روغنکاری موتورهای درون‏سوز مناسب نیستند. روغن‏هایی که اساس و ریشه معدنی دارند در درجه حرارت‏های بالا پایدار بوده و با ثبات هستند، در درجه حرارت‏های کم هم کارآیی بسیار خوبی دارند و به‏طور گسترده‏ای از آنها برای سیستم روغنکاری موتورهای پیستونی اتومبیل و هواپیما استفاده می‏شود. 

 

نفت خام که منبع بنزین قابل تبخیر است، منبع روغن‏های موتور پیستونی اتومبیل و هواپیما نیز هست. نفت خام را پس از استخراج، پالایش کرده و با فرآیندهای تقطیر، جدا کردن هیدروکربن‏های جامد از نفت خام، پالایش‏های شیمیایی و بالاخره صاف کردن یا لایه کردن، آن را آماده مصرف می کنند.

در فرآیند تقطیر، به موادی مانند بنزین، گازوئیل، روغن، برش روغنی و . . . براساس نقطه جوش آنها دسترسی پیدا می‏کنیم. فرآیند جداسازی هیدروکربن‏های جامد نفت خام اصولاً با تبرید یا سرد کردن روغن مومی شکل و رساندن آن به درجه حرارت‏های پایین، از شکل مومی به صورت بلوری و متبلور درآمده و پس از آن موم جامد از روغن به وسیله صافی جدا شود. بعد از برداشتن موم مواد رزینی و قیری به وسیله پالایش از روغن جدا می‏شود. آنگاه روغن را با افزودن مواد شیمیایی لازم بر اساس نوع روغن مورد نیاز، جهت بهبود بخشیدن رنگ و بهینه سازی سایر مشخصات شیمیایی و فیزیکی، برای حمل و استفاده به‏عنوان آخرین فرآیند پالایش مهیا می‏کنند.

 

در موتورهایی مثل توربین‏ گازی که درجه حرارت زیاد است و روغن‏های معدنی قادر به تحمل آن نیستند زیرا در چنین دمایی، روغن‏های حاصل از پالایش نفت خام، تبخیر یا شکسته و تجزیه می شوند و به هیدروکربن‏های سنگین تبدیل می‏گردند. بنابراین جوابگوی روغنکاری موتورهای توربین‏ گاز نیستند و روغن‏های مورد نیاز باید بتواند خصوصیات روغن را در درجه حرارت‏های بالا محفوظ نگه دارد. این روغن‏های جدید به نام مصنوعی یا سینتتیک معروفند زیرا از مواد طبیعی ساخته نمی‏شوند. نمونه‏ای از این روغن‏های مصنوعی با استاندارد Mil-L-7808E در موتور اتومبیل‏های مسابقه‏ای و برخی موتورهای توربین‏گاز جدید به‏کار گرفته می شوند.