انواع مواد افزودنی روغن موتور

معرفی مواد افزودنی روغن موتور

روغن موتور علاوه بر روغن پایه، حاوی مواد افزودنی مختلفی است که برای بهبود عملکرد و محافظت از موتور در شرایط مختلف کاری طراحی شده‌اند. این مواد افزودنی خواص متعددی به روغن می‌بخشند که روغن پایه به تنهایی قادر به تامین آن‌ها نیست. در ادامه به بررسی انواع اصلی این مواد افزودنی می‌پردازیم:

مواد کاهش دهنده نقطه ریزش (Pour Point Depressants - PPD)

روغن‌های پایه معمولاً حاوی مقادیری از موم‌های پارافینی هستند. در دماهای پایین، این موم‌ها شروع به تشکیل کریستال کرده و می‌توانند جریان روغن را مختل کنند و در نتیجه پمپ کردن آن در استارت سرد موتور با مشکل مواجه شود. مواد کاهش دهنده نقطه ریزش با جلوگیری از تشکیل کریستال‌های بزرگ موم، نقطه ریزش روغن را پایین می‌آورند. این مواد معمولاً پلیمرهای آلكيل آروماتيك یا پلی متا آکریلات‌ها هستند که با جذب سطحی روی کریستال‌های موم، از رشد آن‌ها جلوگیری می‌کنند و به روغن اجازه می‌دهند در دماهای پایین‌تر نیز سیال باقی بماند. میزان مصرف این مواد افزودنی در روغن بسیار کم و معمولاً زیر ۰.۵ درصد است.

مواد فشار شدید (Extreme Pressure - EP)

در نقاطی از موتور که تحت فشارهای بسیار زیاد و سرعت‌های پایین لغزش قرار دارند (مانند دنده‌ها و برخی از سطوح یاتاقان)، احتمال تماس مستقیم فلز با فلز وجود دارد. این تماس می‌تواند منجر به سایش، خوردگی و آسیب‌های جدی به قطعات شود. مواد فشار شدید با تشکیل یک لایه محافظ شیمیایی روی سطوح فلزی در این شرایط از تماس مستقیم جلوگیری می‌کنند. این مواد معمولاً حاوی عناصری مانند گوگرد، فسفر و کلر هستند که در دما و فشار بالا با سطح فلز واکنش داده و ترکیبات پایداری را تشکیل می‌دهند. از جمله ترکیبات EP رایج می‌توان به دی‌تیوفسفات روی (ZDDP)، ترکیبات گوگردی و فسفاته اشاره کرد. انتخاب نوع ماده EP بستگی به شرایط کاری و نوع فلزات مورد استفاده دارد.

مواد آنتی اکسیدان (Antioxidants)

روغن موتور در معرض حرارت بالا، هوا و فلزات کاتالیزور قرار دارد که می‌تواند باعث اکسیداسیون آن شود. اکسیداسیون منجر به افزایش ویسکوزیته روغن، تشکیل رسوبات، لجن و اسیدهای خورنده می‌شود که عمر روغن و قطعات موتور را کاهش می‌دهد. مواد آنتی اکسیدان با جلوگیری از واکنش‌های زنجیره‌ای اکسیداسیون، عمر روغن را افزایش می‌دهند. این مواد با رادیکال‌های آزاد که در فرآیند اکسیداسیون تشکیل می‌شوند واکنش داده و آن‌ها را غیرفعال می‌کنند. انواع مختلفی از آنتی اکسیدان‌ها وجود دارد، از جمله آمین‌های آروماتیک، فنول‌های مهار شده و ترکیبات حاوی روی و فسفر (مانند ZDDP که علاوه بر خاصیت EP، خاصیت آنتی اکسیدانی نیز دارد).

مواد کف زدا (Antifoam Agents)

تشکیل کف در روغن موتور می‌تواند باعث اختلال در روانکاری و عملکرد صحیح سیستم هیدرولیک روغن شود. کف می‌تواند ناشی از اختلاط شدید روغن با هوا یا وجود آلاینده‌ها باشد. مواد کف زدا با کاهش کشش سطحی حباب‌های هوا، باعث ترکیدن آن‌ها و جلوگیری از تشکیل کف پایدار می‌شوند. این مواد معمولاً پلیمرهای سیلیکونی هستند که به مقدار بسیار کم (در حد ppm) به روغن اضافه می‌شوند. انتخاب نوع و میزان ماده کف زدا باید با دقت انجام شود زیرا استفاده بیش از حد می‌تواند منجر به مشکلات دیگری شود.

مواد شوینده (Detergents)

در حین کارکرد موتور، احتراق سوخت و تجزیه حرارتی روغن می‌تواند منجر به تشکیل رسوبات و ذرات معلق شود که می‌توانند روی سطوح موتور و مجاری روغن ته نشین شده و عملکرد آن را مختل کنند. مواد شوینده با داشتن ساختار قطبی و غیرقطبی، ذرات آلودگی را احاطه کرده و از تجمع آن‌ها جلوگیری می‌کنند. قسمت غیرقطبی این مواد در روغن حل شده و قسمت قطبی آن‌ها به ذرات آلودگی جذب می‌شود و آن‌ها را به صورت معلق در روغن نگه می‌دارد تا توسط فیلتر روغن جدا شوند. سولفونات‌های فلزی (کلسیم، منیزیم و باریم)، فنولات‌ها و سالیسیلات‌ها از جمله شوینده‌های رایج در روغن موتور هستند.

مواد بهبود دهنده شاخص ویسکوزیته (Viscosity Index Improvers - VII)

ویسکوزیته روغن با تغییر دما تغییر می‌کند. در دماهای پایین، روغن غلیظ‌تر و در دماهای بالا رقیق‌تر می‌شود. تغییرات زیاد ویسکوزیته می‌تواند منجر به مشکلات روانکاری در دماهای مختلف کاری موتور شود. مواد بهبود دهنده شاخص ویسکوزیته پلیمرهای بلند زنجیری هستند که با افزایش دما منبسط شده و از کاهش بیش از حد ویسکوزیته جلوگیری می‌کنند. در دماهای پایین، این پلیمرها منقبض بوده و تاثیر کمتری بر ویسکوزیته دارند. این مواد به روغن‌های چند درجه‌ای (Multi-grade) مانند 10W-40 اجازه می‌دهند تا در گستره دمایی وسیع‌تری عملکرد مناسبی داشته باشند. پلیمرهای متاکریلات، پلی ایزوبوتیلن و کوپلیمرهای استایرن-ایزوپرن از جمله بهبود دهنده‌های شاخص ویسکوزیته مورد استفاده هستند.

مواد بازدارنده خوردگی و زنگ زدگی (Corrosion and Rust Inhibitors)

خوردگی و زنگ زدگی می‌توانند به قطعات فلزی موتور آسیب برسانند. خوردگی معمولاً ناشی از اسیدهای تشکیل شده در اثر اکسیداسیون روغن و احتراق سوخت است، در حالی که زنگ زدگی ناشی از واکنش آهن و فولاد با رطوبت و اکسیژن است. مواد بازدارنده خوردگی با تشکیل یک لایه محافظ روی سطوح فلزی از تماس آن‌ها با مواد خورنده جلوگیری می‌کنند. مواد بازدارنده زنگ زدگی نیز با ایجاد یک لایه محافظ آبگریز، از رسیدن رطوبت و اکسیژن به سطح فلز جلوگیری می‌کنند. آمین‌ها، استرها، سولفونات‌ها و مشتقات اسید کربوکسیلیک از جمله مواد بازدارنده خوردگی و زنگ زدگی هستند که در روغن موتور استفاده می‌شوند. برخی از این مواد با خنثی کردن اسیدهای مضر نیز از خوردگی جلوگیری می‌کنند.

مواد تشکیل دهنده روغن موتور

به طور کلی، روغن موتور از دو جزء اصلی تشکیل شده است:

• روغن پایه (Base Oil): بخش اصلی و حجیم روغن موتور است که وظیفه اصلی روانکاری قطعات متحرک موتور و کاهش اصطکاک را بر عهده دارد. روغن‌های پایه می‌توانند از منابع مختلفی مانند نفت خام (روغن‌های معدنی)، فرآیندهای شیمیایی (روغن‌های سنتتیک) یا ترکیبی از هر دو (روغن‌های نیمه سنتتیک) به دست آیند. کیفیت و نوع روغن پایه تاثیر زیادی بر عملکرد و طول عمر روغن موتور دارد.
• مواد افزودنی (Additives): مواد شیمیایی هستند که به روغن پایه اضافه می‌شوند تا خواص آن را بهبود بخشند و عملکردهای خاصی را ارائه دهند. همانطور که در بالا توضیح داده شد، این مواد شامل انواع مختلفی با وظایف متفاوت هستند.

پایه روغن موتور چیست؟

پایه روغن موتور همان روغن پایه (Base Oil) است که جزء اصلی تشکیل دهنده روغن موتور می‌باشد. روغن پایه حدود ۷۰ تا ۹۰ درصد حجم نهایی روغن موتور را تشکیل می‌دهد و تعیین کننده بسیاری از خواص اساسی روغن مانند ویسکوزیته، پایداری حرارتی و اکسیداسیونی است. انتخاب نوع روغن پایه (معدنی، سنتتیک یا نیمه سنتتیک) تاثیر قابل توجهی بر کیفیت و عملکرد نهایی روغن موتور دارد و برای کاربردهای مختلف، روغن‌های پایه متفاوتی انتخاب می‌شوند.

در نتیجه، روغن موتور یک ترکیب پیچیده از روغن پایه و مواد افزودنی است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد صحیح و محافظت از موتور در شرایط مختلف کاری ایفا می‌کنند. بدون وجود مواد افزودنی، روغن پایه به تنهایی قادر به تامین تمام نیازهای یک موتور مدرن نخواهد بود.