عصر خودرو- هرچه تاریخ به پیش می‌رود و زمان می‌گذرد، تکنولوژی‌های بیشتری وارد صنعت خودروسازی می شود تا مهم ترین اهداف این صنعت یعنی افزایش ایمنی، کاهش مصرف سوخت، افزایش راحتی سرنشینان، کاهش آلاینده ها و بالا رفتن بازده پیشرانه ها و... را بیش از پیش عملی کند.
به گزارش پایگاه خبری «عصر خودرو»، در این میان شاهد نوآوری ها و بروزرسانی های زیاد و حضور اختراعات بسیاری بوده و هستیم و این روندی است که پایانی برایش نمی توان تصور کرد. این روزها پیشرانه های دیزل و بنزین سوز، بیش از گذشته دوست دار محیط زیست شده اند و شرکت های خودروساز، هزینه های زیادی برای بالا بردن کیفیت این همزیستی بین محصولات خود و محیط زیست می کنند. در این جا نگاه داریم به اثر تغییر و تحولات موتورهای درون‌سوز و روغن موتور به عنوان یک عامل حیاتی در کیفیت و کارکرد صحیح پیشرانه.
پیشرانه های دیزلی :
در نگاه بسیاری از ما، پیشرانه های دیزلی یعنی تولید کننده حجم زیادی دود، صدای گوشخراش و آلودگی بالا. در صورتی که امروزه پیشرانه های دیزلی با پیشرفت هایی که داشته اند نه تنها از این مشخصه ها دور شده اند بلکه از نظر آلایندگی نیز وضعیت به مراتب بهتری از پیشرانه های بنزین سوز دارند. همان طور که گفته شد، شرکت های خودروساز در سال‌های اخیر به شدت به دنبال رسیدن به استانداردهای بالاتر هستند که در این میان، قوانین سخت گیرانه موجود نیز آن ها را به حرکت در این مسیر اجبار می کند. قوانینی که به مرور توسط آژانس حمایت از محیط زیست آمریکا (EPA) و اتحادیه اروپا (EU) که استانداردهای معروف یورو را تدوین می کند، به روی کار می آیند و تمام خودروسازانی که قصد عرضه محصولات خود در این مناطق را دارند، مجبور به تبعیت از این دستورات می کنند. شرکت های خودروساز برای رسیدن به سطح استانداردهای تعریف شده از سوی این موسسه، تحقیقات زیادی به خرج می دهند تا با سیستم هایی مثل SCR و EGR و فیلتر دوده بتوانند در کنار کاهش نشر آلاینده‌ها، پیشرانه های پر قدرت و با راندمان بالا و مصرف سوخت کمترتولید کنند.
اما در این میان فقط شرکت های خودروساز نیستند که به دنبال این اهداف اند و تولیدکننده‌های مرتبط دیگر مثل قطعه سازان و شرکت های روغن‌ساز نیز پا به پای خودروسازان در این راه حرکت می‌کنند.
نسل جدید روغن‌موتورهای دیزلی :
هم زمان با تغییرات انجام شده بر روی موتورهای دیزل نسل جدید، نیازمندی‌های فرمولاسیون روغن این موتورها نیز تغییر کرده به نحوی که در ابتدا بسیار دشوار و چالش برانگیز بنظر می رسید. چرا که روغن موتور باید الزامات متفاوت و حتی در ظاهر متناقضی را هم زمان تامین می کرد. مواردی مثل افزایش پایداری روغن در برابر دما و تنش برشی بالا بدلیل افزایش راندمان موتور که همراه با سخت‌تر شدن شرایط کاری پیشرانه است (سرعت، بار و دمای بالا)، محافظت بهتر از قطعات موتور در برابر سایش، خوردگی و زنگ‌زدگی، تغییر روغن پایه و برخی از مواد افزودنی موثر به روغن و... از این موارد هستند. همچنین کاهش گرانروی روغن جهت کمک به مصرف بهینه سوخت و کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای و طولانی‌تر شدن فواصل تعویض روغن از دیگر اهدافی است که همیشه برای تولید کننده های روغن موتور از اهمیت زیادی برخوردار است.
برای حل این مشکل سازندگان روغن در تعامل با سازندگان تجهیزات اصلی یا همان OEM ها راهکار تغیر فرمولاسیون روغن را هم از نظر روغن پایه و هم از نظر نوع مواد افزودنی مورد استفاده قرار دادنده که نتیجه آن با حرکت به سمت روغن موتور با گرانروی های پایین تر که قابلیت کاهش مصرف سوخت بهتری دارند، مثل SAE 5w130 و SAE 10w30 حل کردند. شرکت های روانساز، روغن های موتور Low SAPS یا Low Ash را طراحی نموده اند که عبارت SAPS کوتاه شده نام ترکیبات زیر است : SA= Sulphated ash و P= Phosphorous و S= Sulphur
گفتنی است انجمن نفت آمریکا API در راستای تامین نیازمندی های روانکاری موتورهای دیزل نسل جدید، در سال 2017 سطوح کیفیت API CK-4 و API FA-4 را معرفی کرد. روغن های دارای این سطوح کیفیت برای روانکاری آن دسته از ماشین آلات سنگینی هستند که به سیستم های کنترل کننده آلاینده ها مثل SCR ( سیستم کنترل آلاینده ها با پاشش ادبلو ) یا DOC ( کاتالیزور اکسیداسیون دیزل ) یا DPF ( فیلتر دوده) و EGR ( استفاده مجدد قسمتی از گازهای خروجی از اگزوز ) مجهز شده اند. لازم به توضیح است که روغن های دارای سطح کیفیت API FA-4 از نوع Low SAPS بوده که علاوه بر تاثیر بر کاهش مصرف سوخت، منطبق با استانداردهای محدود کننده نشر گازهای گلخانه ای نیز طراحی شده اند.
سیستم DOC یک کاتالیزور برای پیشرانه های دیزلی است
فیلتر دوده، جاذب ذرات معلقی است که قصد خروج از اگزوز پیشرانه های دیزلی را دارند
پیشرانه های بنزین سوز :
در گذشته شرکت¬های تولید کننده خودرو هیچ محدودیتی در به کارگیری موتورهای حجیم بر روی محصولات خود نداشتند، از این رو بسیاری از سازندگان برای دستیابی به قدرت بیشتر به راحتی بر حجم موتور اضافه می¬کردند. اما کم کم و با روی کار آمدن استانداردهای آلایندگی سخت گیرانه در منطقه اروپا و آمریکای شمالی، خودروسازان به سمت هرچه بهینه تر کردن پیشرانه های بنزینی خود حرکت کردند. کم کم سیستم های قدیمی سوخد رسانی مثل کاربراتور از میدان خارج شد و جای خود را به انژکتورها داد. با پیشرفت هر روزه این تکنولوژی، سوخت پاش های تکی و دوتایی با نمونه های چندتایی موسوم به MPFI جایگزین شدند و اکنون نیز با حضور سیستم تزریق مستقیم سوخت که اختصارا GDI نام دارد، موتورها با کمترین تغییرات، بازدهی به مراتب بالاتری از قبل پیدا کرده اند. کم کم با کم شدن حجم پیشرانه ها، نیاز به استفاده از پرخوران ها مثل سوپرشارژر و توربوشارژر بیشتر خود را نشان داده است به نحوی که امروزه اکثر شرکت های بزرگ دارای پیشرانه های متعددی با چندین توربوشارژر هستند. اما روی دیگر سکه بیرون کشیدن توان بالا از موتورهای کم حجم، حرکت به سمت پدیده ای خطرناک و مضر به نام احتراق پیش از موعد یا همان ضربه است که به نام Knock نیز شناخته می شود. به این پدیده در دور موتورهای پایین LSPI گفته می شود که نتیجه کوچک سازی پیشرانه و بالابردن مقدار قدرت تولیدی از هر لیتر حجم موتور است.
احتراق زودرس در دور پایین (LSPI) یک احتراق غیر نرمال و زود هنگام است که پیش از جرقه شمع در خودروهای بنزینی توربو شارژ (Turbocharger) و تزریق مستقیم (GDI) رخ می‌دهد. همانطور که از نام این پدیده مشخص است، زمانی این موضوع اتفاق می-افتد که موتورها با دور پایین و بار زیاد کار می‌کنند.
احتراق پیش از موعد در دور پایین یکی از مضرترین اتفاقات در پیشرانه های بنزین سوز است
فرایند LSPI فشار بسیار بالایی به سیلندر وارد می¬کند و صدایی شبیه به ضربه زدن (صدای تق تق) دارد که به راحتی قابل شنیدن است. در صورت تکرار این پدیده، صدمات جبران ناپذیری مثل کج شدن و شکستن به هر یک از اجزای موتور مانند رینگ، شمع و پیستون وارد خواهد شد.
اما در کنار عواملی مثل طراحی موتور و کیفیت سوخت در بروز این پدیده، ترکیب و کیفیت روغن موتور نیز موثر است.
پدیده LSPI باعث کج شدن و شکستن قطعات داخلی پیشرانه مثل شاتون، پیستون، رینگ و... می شود
حضور برخی از مواد افزودنی به روغن مثل پاک کننده ها (Detergent)، موثرترین عامل برای پیدایش فرایند LSPI است. تحقیقات انجام گرفته نشان می دهد، تاثیر مخرب این پدیده در روغن های دارای دترجنت با پایه منیزیم نسبت به دترجنت های پایه کلسیم بسیار کمتر است. از مواد افزودنی دیگری که روی LSPI موثر است، می¬توان به مواد افزودنی بهبود دهنده اصطکاک مولیبدنی (Molybdenum friction modifier) اشاره کرد که قادر هستند LSPI را کاهش دهند. اگر چه تأثیر موارد ذکر شده اخیر به اندازه تأثیر پاک کننده¬ها نیست، ولی می توانند روی زمان تکرار چرخه احتراق زودرس موثر بوده و زمان آن را به تعویق بیاندازند.
طبق برخی بررسی ها، میزان گرانروی و نوع روغن پایه نیز بر کاهش تاثیرات LSPI موثر هست. ولی تاثیر آن بطور قطع، مشخص نشده است.
ویژگی ها و سطوح کیفیت جدید روغن های موتور بنزینی :
از سال 2018 میلادی، انجمن نفت آمریکا API دو سطح کیفیت جدید API SN Plusو API SP را با در نظر گرفتن الزامات LSPI برای محافظت از موتورهای توربو شارژ و تزریق مستقیم و بهبود عملکرد آن ها، با نام API SN Plus معرفی و عرضه کرده است. سطح کیفیت API SN PLUS در سال 2018 که زیر گروه سطح کیفیت API SN بوده و علاوه بر تامین ویژگی های API SN از قابلیت محافظت از موتور در برابر LSPI برخوردار است. از مهم ترین نتایج استفاده از این روغن می توان به کاهش مصرف سوخت، محافظت از زنجیر تایم، محافظت عالی از قطعات موتور در برابر سایش، جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی پیستون، مقاومت در برابر اکسیداسیون و مهم تر از همه محافظت از موتور در برابر پدیده احتراق زودرس یا همان LSPI اشاره کرد. در واقع در سال 2010 روغن موتور با سطح کیفیت API SN و ILSAC GF-5 عرضه شد. سپس با مشکلاتی مثل پدیده LSPI که برای پیشرانه های کم حجم توربوشارژ شده پیش می آمد، پیشنهاد عرضه سطوح کیفیت جدید تقویت شده با قابلیت مضاعف حفاظت از موتور در برابر پدیده LSPI در سال 2012 برای عرضه تا سال 2017 مطرح شد. تا اینکه اول ماه می سال 2020 شاهد ارائه سطوح کیفیت API SP و ILSAC GF-6 از طرف انجمن نفت آمریکا (API) و کمیته بین المللی استانداردسازی، روانکارها و تاییدیه‌ها بودیم. قابل ذکر است که این دو سطح کیفیت بطور کلی معادل یکدیگر هستند.
همگام با تکنولوژی روز دنیا
همانطور که در بالا خواندید، تکنولوژی روغن ها با بالا رفتن تکنولوژی موتورها تغییر می کند. بسیاری بر این باورند که برای این موتورهای جدید باید حتما از روغن خارجی استفاده کنند که شاید از نظر بازاری مورد قبول باشد اما به لحاظ فنی توجیه خاصی ندارد. اگر در نظر داشته باشید که هر موتور نیاز به روغن مناسب با ساختار خود دارد، با بررسی بازاری می توان به سادگی متوجه شد که برندهای داخلی در حال حاضر بسیاری از روغن های خود را با آخرین تکنولوژی ممکن تولید می کنند و این بدان معنی است که می توان به سادگی برای موتورهای جدید مورد استفاده قرار بگیرد. بنابراین برای انتخاب یک روغن مناسب نیازی نیست به سراغ برندهای خارجی گران‌قیمت بروید، با مقایسه تکنولوژی و گرید روغن های داخلی می توانید به سادگی نمونه مورد نظر خود را پیدا کنید.
نوشته: مهندس علیرضا داوودی
