تشريح مسائل مطرح شده در كنفرانس درس تكنولوژي سوخت رساني

پيشگفتار :
سپاس بي كران خداوند بزرگ و بي همتا را كه اين بنده حقير را در جهت نيل به اهداف خود ياري نمود .
به دليل اهميت و كاربرد فراوان مايعات و مواد نفتي مورد استفاده در خودرو كه وجود آنها باعث بهتر كار كردن موتور و كلاً مجموعه اتومبيل است ،‌ اينجانب اين موضوع را برگزيده تا با تشريح آن بتوانم قدمي هر چند كوچك در جهت آگاه سازي دانشجويان گرامي برداشته باشم . در پايان از همكاري ومساعدتهاي فكري استاد گرامي جناب آقاي عبادي تشكر نموده و به همين وسيله از ايشان تقدير و تشكر به عمل مي آورم .

مقدمه
سوخت‌ها
سوخت‌هايي كه براي ايجاد نيرو در بيشتر خودروها به كار مي‌روند، سوخت‌هايي هستند كه از نفت خام به دست مي‌آيند و براي نمونه مي‌توان به بنزين يا سوخت ديزل اشاره كرد.
روان سازها بسياري از بخش‌هاي متحرك خودرو براي اينكه براحتي و با حداقل اصطلاك به وظيفة‌ خود عمل كنند، بايد به طور مداوم روغن كراي شوند. روغن اين بخش‌ها را با لايه ‌اي نازك ولغزنده، به گونه‌اي مي‌پوشاند كه آنها بتوانند بدون اينكه با يكديگر تماس مستقيم برقرار كنند روي هم حركت ولغزش داشته باشند.

سيّال‌ها
برخي قسمت‌هاي خودرو، مثلاً گيربكس خودكاريا ترمزها، اين نيرو را منتقل مي‌كنند و باعث مي‌شوند هر كدام از اين بخش‌ها به بهترين شكل كار كنند.
اگر چه روغن و سيّال‌هاي ديگري كه براي اين منظور به كار مي‌روند از نفت خام به دست مي‌آيد،
اما روغن‌هاي هيدروليك ديگر، مثلاً روغن ترمز، از گياهان و حيوانات تهيه مي‌شوند. در كنار اين مواد طبيعي، روغن‌ها و سيالات تركيبي و مصنوعي نيز وجود دارند كه در روغن‌كاري از آنها استفاده مي‌شود.

گريس
گريس از نفت خام به دست مي‌آيد و از ياتاقان‌ها و اتصالات قطعات در برابر فرسايش ناشي از اصطكاك، آب و غيره محافظت مي‌كند.

آب بند‌ها (عايق‌ها)
آب‌بندها يا درزگيرها براي آب‌بندي بخش‌هايي كه با يكديگر در تماسند به كار مي‌روند. آب‌بندها از نشت روغن، سيّال و آب به بيرون جلوگيري مي‌كنند و مانع از ورود آب، گل ولاي و مواد خارجي مي‌شوند. آب‌بندها معمولاً از سيليكون يا اكريليك ساخته مي‌شوند.

ضد يخ
براي جلوگيري از يخ‌بستن سيستم خنك كنندة‌ موتور در هواي سرد، از ضد يخ استفاده مي‌شود. اين مادة سمي‌از اتيلن گليكول به دست مي‌آيد و شباهت زيادي به الكل دارد.
توجه: اگر چه آموزش تعميرات عموم(GST) بيشتر دربارة محصولات حاصل از نفت خام است، اما همة سيّال‌ها و مواد ديگري كه به آنها اشاره شد از نفت خام به دست نمي‌آيند و بسياري از آنها از مايع ديگري حاصل مي‌شوند.

روغن موتور
تفاوت عمده بين روغن موتور و روان سازهاي ديگر، اين است كه روغن موتور به كربن، اسيد و مواد بيروني محفظة احتراق آغشته مي‌شود. به همين دليل روغن موتور بايد با تأثيرات عوامل و مواد خارجي مقابله كند. براي مثال، در هنگام اشتعال اسيد سولفوريك و اسيد هيدروكلريدريك بايد خنثي عمل كنند و روغن بايد سوخت مشتعل نشده و لجن‌هاي كربن را جمع‌آوري و حل كند تا اين مواد در اطراف موتور روي هم انباشته نشوند.
ويژگي‌هاي اصلي روغن موتور
۱٫روان كاري: روغن موتور با ايجاد فيلمي‌نازك از روغن،‌سطوح فلزي داخل موتور را از هم جدا مي‌كند و در نتيجه مانع از سايش اين سطوح در تماس با يكديگر مي‌شود. به اين ترتيب، فرسودگي موتور به حداقل مي‌رسد و از هدر رفتن نيروي موتور نيز جلوگيري مي‌شود.
۲٫ خنك‌كنندگي: روغن موتورها معمولاً از بخش‌هايي كه در معرض دماني بالاي حاصل از احتراق موتور قرار دارند محافظت مي‌كنند. روغن با چرخش حول اين اجزا، گرما را به خود جذب و به بيرون موتور هدايت مي‌كند. اگر اين كار صورت نگيرد، بعضي قسمت‌ها گيرپاژ مي‌كنند.
۳٫ آب‌بندي: روغن موتور بين پيستون و سيلندر لايه‌اي از روغن پديد مي‌آورد. اين لايه آب‌بند مناسبي است كه از خروج يا ورود مواد بيروني به محفظة احتراق جلوگيري مي‌كند.
۴٫ پاك‌كنندگي: ته نشين شدن لجن‌ها،‌ دوده و مواد ديگر در قسمت‌ها داخلي موتور،‌ باعث افزايش اصطكاك و مانع كذر روغن مي‌شود. بنابراين روغن موتور بايد با استفاده از خاصيت پاك‌كنندگي خود مانع از تجمع اين مواد در موتور خودرو شود.
۵٫ جذب فشار: روغن موتور بايد خاصيت جذب و كاهش فشار‌هاي موضعي وارد شونده به قطعات را داشته باشد و بتواند افزايش ناگهاني فشار را به لايه‌هاي روغن انتقال دهد تا سطوحي كه با يكديگر در تماسند ساييده نشوند.

ويژگي‌هاي لازم براي روغن موتور
۱٫ روغن موتور بايد غلظت مناسبي داشته باشد. اگر غلظت كم باشد. لاية روغن براحتي مي‌شكند و خطر سايش قطعات به وجود مي‌آيد؛ بالعكس اگر غلظت زياد شد، روغن موتور در برابر حركت از خود مقاومت نشان مي‌دهد و باعث سخت روشن شدن و كاهش قدرت خودرو مي‌شود.
۲٫ با تغيير دما غلظت آن چندان تغيير نكند.
۳٫ براي كار با فلزات مناسب باشد.
۴٫ براي جلوگيري از زنگ زدگي و اكسيد اسيون مناسب باشد.
۵٫ كف نكند.

طبقه بندي روغن‌هاي موتور
به طور كلي روغن موتور را از دو لحاظ طبقه بندي مي‌كنند: ۱٫ بر اساس
لزجت؛ ۲٫ براساس كيفيت.

طبقه بندي بر اساس لزجت
لزجت ( كه مردم عادي اغلب آن را سنگيني يا وزن روغن مي‌نامند) به ضخامت سيّال برمي‌گردد. ضخامت سيال يا لزجت يعني ميزان مقاومت سيال در برابر جاري شدن.
هنگامي‌كه روغن گرم مي‌شود رقيق‌تر و هنگامي‌كه سرد مي‌شود غليظ‌تر مي‌شود. بعضي از روغن‌ها با غلظت بالا و بعضي از روغن‌ها با غلظت كمتر ساخته مي‌شوند. غلظت روغن به وسيلة‌عددي به نام ضريب يا شاخص لزجت مشخص مي‌شود. عدد كمتر نشانة روغن رقيق‌تر و عدد بيشتر نشانة روغن غلظت‌تر است.
روغن هاي طبقه بندي شده بر اساس لزجت با كلمه اختصاري SAE مشخص شده‌اند. عددهاي مختلف SAEمعمولاً بر پاية دماهايي كه روغن موتور در آنها مورد استفاده قرار مي‌گيرد دسته بندي مي‌شوند. مناسب‌ترين روغن آن است كه براساس شرايط دمايي موتور تغيير كند.

تغيير شاخص لزجت
شاخص گرانروي هر چه پايين‌تر باشد روغن رقيق‌تر است.
روغن‌هايي كه عدد لزجت آنها در يك بازه مثلاً‌۳۰-W10 يا ۴۰-W15 مشخص شده باشد، روغن‌هاي چند منظوره ناميده مي‌شوند زيرا آنها در برابر تغيير دما، دگرگوني بسيار كمي‌در لزجت دارند. معمولاً اين نوع روغن‌هاي نيازي به تعويض شدن در فصول مختلف ندارند.
علامت W در لزجت نشانة گرانروي در دماي پايين است، مثلاً W20 گرانروي در دماني ۲۰- درجة سانتي گراد را نشان مي‌دهد. استفاده از روغن با لزجت كم، ما را از روشن شدن موتور در دما‌هاي پايين مطمئن مي‌سازد. اعداد گرانروي بدون علامت W، لزجت را در دماي ۱۰۰ درجة سانتيگرد مشخص مي‌كنند. براي مثال، ۳۰- W10SAE نشان مي‌دهد كه روغن موتور استانداردهاي روغن موتور۱۰SAE را در دماي ۲۰ – سانتي گراد و استانداردهاي روغن ۳۰SAE را در دماي ۱۰۰درجة سانتي‌گراد داراست.

طبقه بندي بر اساس كيفيت
طبقه بندي روغن موتور بر اساس كيفيت را مؤسسة‌ نفت آمريكا، API تعريف كرده است. اين طبقه بندي بر اساس روش‌هاي آزمايشي است. معمولاً روي قوطي روغن علاوه بر SAE، طبقه بندي API نيز نشان داده مي‌شود تا مشتري بتواند براي شرايط مختلف براحتي روغن مناسب را انتخاب كند. در فهرست زير طبقه بندي‌هاي API و خدمات شرح روغن‌ها نشان داده شده است.
براي استفاده در موتورهاي بنزيني
طبقه‌بندي
API سرويس‌ها وشرح روغن‌ها
SA نفت خام خالص بدون هيچ نوع افزودني
SB مورد مصرف: راه اندازي موتورهاي تحت بارسبك؛ مقداركمي‌ضد زنگ نيز افزوده مي‌شود.
SC عامل پاك كنندگي، ضد زنگ و غيره به آن اضافه مي‌شود.
SD مورد مصرف: براي راه اندازي موتورهايي كه در دماي پايين‌يا دماي بالا و يا تحت شرايط سخت كار مي‌كنند؛ عامل پاك‌كنندگي، ضد زنگ و… به آن افزوده مي‌شود.

SE مورد مصرف: براي راه اندازي موتورهايي كه تحت شرايطي سخت‌‌تر(ازكلاسSD) سوخت كارمي‌كنند؛ عامل پاك كنندگي، ضد زنگ و… به آن افزوده مي‌شود.
SF روغن درجه بالا، با مقاومت پوششي عالي و قابليت دوام بالا.
استفادة اصلي براي موتورهاي ديزل
به دليل فشارهي بالاي تراكم احتراق در موتورهاي ديزل و نيز مقدار زيادي نيروي اعمال شده بر قطعات دوراني، روغن موتورهاي بايد تواناييي ايجاد لايه‌اي قوي از روغن را داشته باشد. به علاوه چون سوخت ديزل سولفور دارد و بخار اسيد سولفور هنگام احتراق و در مجاورت رطوبت داخل موتور تشكيل اسيد سولفوريك مي‌دهد، روغن موتور بايد بتواد اين اسيد را ختثي كند و براي جلوگيري از ته نشين شدن لجن‌ها خاصيت پاك كنندگي داشته باشد.
عمليات و طبقه بندي روغن‌ها
طبقه بندي
API عمليات و طبقه بندي روغن‌ها
GL-1 روغن معدني خالص كه براي دنده‌ها واغلب براي خودرو استفاده مي‌شود.
GL-2 مورد مصرف: روانكاري دنده‌هاي فرسوده. روغن دنده كه روغن حيواني يا گياهي به آن افزوده مي‌شود.
GL-3 موردمصرف: وسايل حمل و نقل دستي و دنده فرمان، تحت حداكثر فشار مجاز وافزودني‌ها
GL-4 براي چرخ دنده‌هاي هيپوئيدي تحت باريا شرايط سخت‌تر (ازكلاس GL-3) به آن وارد مي‌شود.
GL-5 پايداري بسيار بالا در برابر حداكثر فشار وارده و به همين دليل به عنوان روغن‌دنده‌هاي هيپوئيدي استفاده مي‌شود. فشار حداكثري بالاتر از فشار مجاز روغن GL-4 به آن وارد مي‌شود كه به دنده‌هاي قدرت تحمل در برابر بارهاي ضربه‌اي سنگين و لغزش با سرعت زياد را مي‌دهد.

GI: روغن دنده‌ها
روغن‌هاي موتور بايد خصوصيات هر دو نوع طبقه بندي لزجت و API را داشته باشد.
مناسب‌ترين طبقه بندي API و شاخص گرانروي موتورهاي ويژه و مخصوصي را مي‌توان با استفاده از راهنماي تعميرات و يا اطلاعات خدمات و راهنماي تعميرات خودرو انتخاب كرد. در فهرست خدمات بالا، چند پيشنهاد براي انتخاب بر اساس طبقه بندي API وشاخصي گرانروي ارائه شده است. روغن بايد به گونه‌اي بر اساس هر دو شاخص گرانروي و API انتخاب شود كه در دماها و شرايط مختلف رانندگي. بهترين ويژگي‌ها را داشته باشد.

روغن دنده
روغن دنده در گيربكس معمولي، ديفرانسيل و جعبه فرمان به كار مي‌رود.

ويژگي‌هاي لازم براي روغن دنده
بر اثر ارتباط حركتي بين قطعات، پس از مدتي آنها فرسوده مي‌شون. سطوح دندانه‌هاي چرخ دنده از قسمت هايي است كه در آن احتمال سايش زياد است . سطح بزرگ تماس چرخ دنده و سرعت زياد آن، باعث افزايش حرارت مي‌شود. بنابراين روغن‌هاي چرخ دنده بايد داراي خصوصيات زير باشند:
۱٫ لزجت مناسب: روغن چرخ دنده با لزجت بالا، معمولاً مانع از ورود خسارت به چرخ دنده و ياتاقان مي‌شود. از آنجا كه گرانروي در استارت موتور و انتقال دستي اجزاي مربوط به گيربكس در دماهاي پايين مؤثر است، بايد از روغن دنده‌اي با گرانروي مناسب استفاده كرد.
گرانروي روغن‌ها با افزايش يا كاهش دما، كار كردي متفاوت پيدا مي‌كنند. به عبارت ديگر، هر گاه دماي محفظه كاهش يابد. لزجت بالا رفته و سيلان آن ضعيف مي‌شود.
۲٫ قابليت تحمل بار: هنگامي‌كه دنده ‌ها با يكديگر درگير مي‌شوند، فشار بسيار زياد و بار ناگهاني به آنها ورد مي‌شود. يكي از مهم‌ترين كاركردهاي روغن دنده، كمك كردن به دنده‌ها براي تحمل اين نيرو است. روغن دنده‌ها را آسان مي‌كند و مانع از سوختن سطح دنده، سايش دنده‌ها و ياتاقان‌ها مي‌شود. به اين قابليت روغن دنده، قابليت تحمل بار گفته مي‌شود.
۳٫ مقاومت دمايي و مقاومت اكسيداسيون: وقتي روغن دنده بر اثر حرارت يا اكسيد اسيون خراب مي‌شود، لجن‌ها و مواد اسيدي در آن شكل مي‌گيرد و لزجت نيز افزايش مي‌يابد. لجن‌هاي تشكيل شده باعث مي‌شوند كه روغن كاري ياتاقان‌ها بخوبي انجام نشود. لجن‌هاي سفت شده مي‌توانند باعث خرابي سطح دنده ها و ياتاقان‌ها شوند. لجن‌ها لزجت را افزايش و قابليت خنك كنندگي

روغن را كاهش مي‌دهند و باعث مي‌شوند و روغن در برابر حركت قطعات از خود مقاومت بيشتري نشان دهد. از طرف ديگر، مواد اسيدي شكل گرفته در روغن نيز باعث خوردگي مي‌شوند. به دلايلي كه گفته شد، مقاومت دمايي خوب و قابليت اكسيداسيون براي روغن دنده ضروري است.

طبقه بندي روغن‌هاي دنده
طبقه بندي روغن دنده به ميزان زيادي بستگي به لزجت و تحمل بار دارد. روغن دنده نيز ماننده روغن موتور طبق لزجت SAE و كيفيت مؤسسة نفت آمريكا API طبقه بندي مي‌شود.