چهار آلاینده کشنده روغن موتور دیزل
نظارت و تجزیه و تحلیل برخی از آلایندهها مهم است، زیرا علت اصلی تخریب زودرس روغن و خرابی موتور هستند. سایر آلایندهها نشانه وضعیت خرابی فعال هستند که نیاز به واکنشی غیر از تعویض روغن دارد. به عنوان مثال، آسیب آببندی که منجر به رقیق شدن سوخت یا آلودگی گلیکول میشود. این مورد را نمیتوان با تعویض روغن یا تعویض روغن با کیفیت بهتر برطرف کرد. چنین آلایندههای مبتنی بر علائم نیز علل ریشهای هستند که امکان رخ دادن خرابیهای جدید را فراهم میکنند. ارزش آنالیز روغن در تشخیص زودهنگام مشکلات را هرگز نباید فراموش کنید. هر یک از آلایندههایی که در زیر توضیح داده شده است میتواند باعث خرابی زودرس یا حتی ناگهانی موتور شود.
شایان ذکر است مشکلات زمانی که ترکیبات آلوده وجود داشته باشد، مانند بار زیاد، دوده با گلیکول و یا رقیق شدن سوخت، آشکارتر میشود. سالانه هزاران موتور دیزلی به دلیل وجود گلیکول، سوخت، دوده و آب در روغن موتور، پیش از موعد از کار میافتند. در این مقاله به توضیح هر یک از این چهار مورد می پردازیم.
گلیکول
گلیکول در اثر کاسه نمد معیوب، واشر سر دمیده، ترک خوردگی سرسیلندر و کاویتاسیون وارد روغن موتورهای دیزل میشود. یک مطالعه نشان داد که گلیکول در 8.6 درصد از 100000 نمونه موتور دیزلی مورد آزمایش قرار گرفته است. مطالعه جداگانهای روی 11000 کامیون دوربرد، سطوح شدید گلیکول را در 1.5 درصد نمونهها و مقادیر جزئی گلیکول را در 16 درصد نمونهها نشان داد. برخی از خطرات مرتبط با آلودگی گلیکول به شرح زیر است:
- فقط 0.4 درصد مایع خنککننده حاوی گلیکول در روغن موتور دیزل برای انعقاد دوده و ایجاد شرایط تخلیه که منجر به لجن، رسوب، محدودیت جریان روغن و مسدود شدن فیلتر میشود، کافی است.
- طبق یک مطالعه، آلودگی گلیکول منجر به افزایش نرخ سایش تا 10 برابر در مقایسه با آلودگی آب به تنهایی میشود.
- گلیکول با افزودنیهای روغن واکنش میدهد. به عنوان مثال، یک افزودنی مهم ضد سایش در روغن موتور مانند دیآلکیل دیتیوفسفات روی (ZDDP)، هنگامی که روغن به گلیکول آلوده میشود، منجر به تشکیل محصولات جانبی و فیلترهای پلاگین میشود. نتیجه چنین واکنشی از دست دادن عملکرد ضد سایش و آنتی اکسیدانی خواهد بود.
- گلیکول منجر به تشنج سرد موتورها میشود.
- اتیلنگلیکول به اسیدهای خورنده از جمله اسید گلیکولیک، اسید اگزالیک، اسید فرمیک و اسید کربنیک اکسید میشود. این اسیدها باعث افت سریع قلیائیت روغن شده و در نتیجه یک محیط خورنده محافظت نشده ایجاد میشود که نتیجه آن اکسیداسیون روغن پایه است.
- گلولههای روغن یا Oil balls (آلودگیهای کروی ساینده) از واکنش افزودنیهای شوینده سولفونات کلسیم (که تقریباً در همه روغنهای موتور یافت میشوند) و آلودگی گلیکول تشکیل میشوند. این توپها عامل شناخته شده آسیب به یاتاقانهای میللنگ و سایر سطوح اصطکاکی داخل موتور هستند.
- آلودگی گلیکول به طور قابل ملاحظهای ویسکوزیته روغن را افزایش میدهد که باعث اختلال در روانکاری و خنک شدن روغن میشود.
رقیقسازی سوخت
روشن شدن مکرر موتور، دور آرام بیش از حد و شرایط کار سرد میتواند منجر به مشکلات رقیقسازی سوخت شود. رقیق شدن شدید (بیش از دو درصد) با نشت، مشکلات انژکتور سوخت و اختلال در راندمان احتراق همراه است. اینها نشانه شرایط جدی هستند که با تعویض روغن قابل اصلاح نیستند. طبق یک مرجع، 0.36 درصد از کل مصرف سوخت به میللنگ ختم میشود. مشکلات مرتبط با رقیق سازی سوخت عبارتند از:
- رقیق شدن سوخت دیزل در شرایط عملیاتی سرد میتواند باعث وکسینگ شود. وکسینگ در زمینه رقیقسازی سوخت دیزل به فرآیندی اطلاق میشود که در آن سوخت دیزل تا دمایی خنک میگردد که شروع به جامد شدن یا ژل شدن میکند. این امر میتواند زمانی اتفاق بیفتد که سوخت دیزل با مواد دیگری مانند روغن موتور یا مایع خنککننده به دلیل نشتی یا سایر مسائل داخل موتور رقیق شود. هنگامی که این آلایندهها با سوخت دیزل مخلوط میشوند، میتوانند خواص آن، از جمله نقطه انجماد را تغییر دهند. در طول راهاندازی، وکسینگ میتواند منجر به فشار روغن پایین و شرایط گرسنگی شود.
- سوخت دیزل مولکولهای آروماتیک غیراشباع را به داخل روغن موتور میبرد که پرو اکسیدانها هستند. این ترکیبات میتواند منجر به از دست دادن محافظت در برابر خوردگی و ضخیم شدن اکسیداتیو روغن موتور شود که باعث ایجاد رسوب میشود.
- رقیق شدن سوخت میتواند ویسکوزیته روغن موتور را از مثلاً 15W40 به 5W20 کاهش دهد. این تغییر باعث از بین رفتن ضخامتهای بحرانی لایه روغن میشود و در نتیجه سایش زودرس ناحیه احتراق (پیستون، رینگها و آستر) و سایش یاتاقان میللنگ ایجاد میشود.
- رقیق شدن سوخت از انژکتورهای معیوب معمولاً باعث از بین رفتن روغن روی آستر سیلندر میشود که سایش رینگ، پیستون و سیلندر را تسریع میکند. همچنین باعث ایجاد شرایط دمش بالا و افزایش مصرف روغن (دمش معکوس) میشود.
- رقیق شدن شدید سوخت باعث رقیق شدن غلظت افزودنیهای روغن و در نتیجه کاهش اثربخشی آنها میشود.
- رقیق شدن سوخت توسط بیودیزل ممکن است در مقایسه با گازوئیل تصفیه شده توسط ذخایر خام، مشکلاتی بالاتر از حد معمول ایجاد کند (بیوگازویل، یک نوع سوخت غیر سمی، تجزیهپذیر، ایمن و تجدیدپذیر است که از منابع طبیعی نظیر روغنهای گیاهی، روغن پسماند غذایی، چربی حیوانات و جلبکها بدست میآید). این مشکلات شامل پایداری اکسیداسیون، مسائل مربوط به مسدود شدن فیلتر و تشکیل رسوب است که منجر به انباشتگی میللنگ می شود. انباشتگی میللنگ به تجمع موادی مانند سوخت، روغن، رطوبت یا آلایندهها در داخل میللنگ موتور اشاره دارد.
دوده
دوده محصول جانبی احتراق است و در تمام روغن موتورهای دیزلی موجود است. در حین کارکرد موتور با وسایل مختلف دوده به موتور میرسد. در حالی که وجود دوده طبیعی است و وجود آن برای تعداد مایل یا ساعت معینی از کارکرد روی یک روغن موتور انتظار میرود، اما در برخی شرایط غلظت و وضعیت دوده ممکن است غیر عادی باشد که نشاندهنده مشکل در موتور و یا نیاز به تعویض روغن است. در زیر برخی از مسائل مربوط به آلودگی دوده ذکر شده است:
- راندمان احتراق مستقیماً با میزان تولید دوده مرتبط است. جرقهزنی ضعیف، فیلتر هوای محدود و فاصله بیش از حد حلقه باعث بار زیاد دوده میشود. مشکلات احتراق با تعویض روغن حل نمیگردد.
- ویسکوزیته با بار دوده افزایش مییابد. با این حال، پراکندگی زیاد مرتبط با برخی از روغنهای موتور مدرن ممکن است ویسکوزیته ناشی از دوده را حتی بیشتر افزایش دهد.
- دوده و لجن در موتورها در نواحی مختلف رسوب میکنند یا از روغن جدا میشوند که همگی خطراتی را برای جعبههای راکر و درپوش سوپاپها ایجاد میکنند.
- جک کربن ناشی از تجمع دوده و لجن در پشت رینگهای پیستون در شیارها میتواند باعث سایش سریع رینگ و دیوارههای سیلندر شود. این امر میتواند باعث شکستگی یا آسیب شدید حلقهها در شرایط راهاندازی سرد شود. “جک کربن” پدیدهای است که میتواند در موتورهای دیزلی، به ویژه در موتورهای قدیمی یا ضعیف رخ دهد. این اصطلاح به تجمع رسوبات کربن در داخل محفظه احتراق، به ویژه در اطراف نازلهای انژکتور سوخت یا در کاسه پیستون اشاره دارد.
"تیتراسیون آب در روانکار بر اساس شیوه کارل فیشر" در مورد آنالیز آلاینده آب در روغن توضیح میدهد.
آب میتواند در سه حالت یا فاز وجود داشته باشد. آب محلول توسط مولکول های آب منفرد پراکنده در روغن مشخص میشود.
"آنچه باید در مورد آنالیز روغن بدانید" به توضیح تمامی موارد پایه در مورد آنالیز روغن میپردازد.
درک اهمیت یک برنامه تحلیل پیشگیرانه روغن آسان است، اما دانستن اینکه از کجا باید شروع کرد اغلب میتواند بسیار دشوار باشد. اینجا یک فرآیند هفت مرحلهای ساده وجود دارد که میتوانید برای شروع از آن استفاده کنید.
آب
آب یکی از مخربترین آلایندهها در اکثر روان کنندهها است. آب به مواد افزودنی حمله میکند، باعث اکسیداسیون روغن پایه میشود و در تولید فیلم روغن دخالت دارد. سطح پایین آلودگی آب در روغن موتور طبیعی است. سطوح بالای نفوذ آب شایسته توجه است و به ندرت با انجام تعویض روغن قابل اصلاح است. در زیر چند نکته اضافی در مورد آلودگی آب آمده است:
- آب امولسیون شده میتواند مواد افزودنی مرده، دوده، محصولات اکسیداسیون و لجن را پاک کند. هنگامی که این حوضچههای کروی از لجن به حرکت در میآیند، میتوانند فیلترها را از بین ببرند و جریان روغن را به یاتاقانها، پیستونها و عرشه سوپاپ محدود کنند.
- آب پتانسیل خورندگی اسیدهای رایج موجود در روغن موتور را به شدت افزایش میدهد.
کلام آخر
ده ها عامل تشدیدکننده دیگر وجود دارد که میتواند زمان شروع خرابی تا از کار افتادگی کامل دستگاه را به شدت کوتاه کند. اثر تجمعی آلودگی روغن بر قابلیت اطمینان موتور، مصرف سوخت، انتشار جریان اگزوز و هزینه تعمیر و نگهداری یک ناوگان بزرگ بسیار زیاد است. هیچ افزودنی روغن موتور وجود ندارد که آسیبهای ناشی از این آلایندهها را کنترل کند. بنابراین، تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و تجزیه و تحلیل روغن استراتژیهای حیاتی برای مقابله با خطرات هستند.
منبع
Fitch, J. (2019) Four lethal diesel engine oil contaminants. https://www.machinerylubrication.com/Read/1033/diesel-engine-oil-contaminants.
سوالات متداول
آلایندهها میتوانند خواص روانکنندگی روغن را کاهش دهند که منجر به موارد زیر میشود:
- افزایش سایش موتور به دلیل ذرات ساینده یا کاهش استحکام لایه روغن.
- خوردگی اجزای موتور ناشی از وجود آب یا مایع خنککننده.
- تشکیل لجن و رسوبات که میتواند مسیرهای روغن را مسدود کرده و اتلاف گرما را کاهش دهد.
- کاهش راندمان و افزایش مصرف سوخت به دلیل موارد فوق.
چندین روش برای تشخیص آلودگی وجود دارد:
- بازرسی بصری: تغییر رنگ روغن یا قوام ممکن است نشاندهنده آلودگی باشد.
- تجزیه و تحلیل روغن: آزمایشهای آزمایشگاهی میتوانند انواع و سطوح آلایندهها و همچنین وضعیت روغن را شناسایی کنند.
- مشکلات عملکرد: کاهش عملکرد، افزایش مصرف سوخت یا صداهای غیر معمول موتور میتواند نشاندهنده آلودگی باشد.
اقدامات پیشگیرانه عبارتند از:
- تعمیر و نگهداری منظم و تعویض روغن طبق برنامه سازنده.
- استفاده از فیلترهای هوا و روغن با کیفیت بالا و تعویض آنها طبق توصیه.
- اطمینان از آببندی مناسب و بررسی نشتی در سیستم خنککننده موتور و سیستم سوخت.
- تمیز نگه داشتن موتور و محیط اطراف آن برای کاهش نفوذ خاک و گرد
فرکانس میتواند بر اساس مدل موتور، شرایط عملیاتی و نوع روغن استفاده شده متفاوت باشد. سازندگان معمولاً فاصله زمانی تعویض روغن را توصیه میکنند، اما عاقلانه است که به طور منظم آنالیز روغن را انجام دهید تا مشخص شود که آیا روغن باید زودتر تعویض شود یا خیر.
بله، برخی از افزودنیها میتوانند در موارد زیر کمک کنند:
- خنثیکننده اسیدها برای کاهش خوردگی
- به عنوان شوینده عمل میکنند تا دوده و سایر ذرات را در حالت معلق نگه دارند.
- ارائه حفاظت ضد سایش.
