-1 معرفی محصول
افزودنی EP که در صنعت به نامهایی چون افزودنی تحمل فشار حدی نیز موسوم است جهت بالا بردن خاصیت تحمل فشار حدی در روغنهای موتور وروغنهای دنده وگریسها استفاده میگردد. در فرمولاسیون برخی تولیدات دیگر چون روانسازهای صنعتی برای بهبود خواص بهکار میرود. با توجه به این که این ماده افزودنی به روغن است جهت آشنایی با نحوه عملکرد آن باید ابتدا روغنها و روانسازها معرفی گردند.
روغن های صنعتی
روغنهای صنعتی از دو بخش کلی به شرح زیر تشکیل میشوند:
الف- روغن پایه:
این بخش میتواند معدنی (بدست آمده از برشهای مشخصی از نفت خام) یا سنتتیک (تولید شده از ترکیبات شیمیایی، همچون پلی آلفا الفین، پلی گلیکول، پلی الکیلن، گلیکول، استر و ...) باشد.
روغن پایه معدنی مانند دیگر ترکیبات نفتی شامل انواع گستردهای از هیدروکربنهای آلیفاتیک و آروماتیک است و این گستردگی شاید به بیش از هزاران ترکیب شیمیایی هیدروکربنی برسد. در این میان lub cut برش خاصی از نفت خام است که از میانههای برج تقطیر در خلاء بدست میآید. این محصول واحدهای پالایشگاهی، بهعنوان خوراک واحدهای روغنسازی محسوب میشود. این واحدها شامل دو بخش جداسازی با حلال مواد آروماتیکی توسط حلال فورفورال و استخراج مواد پارافینی (waxy paraffin) توسط مخلوط متیل اتیل کتون و تولوئن است. مواد آروماتیکی باعث افت شاخص گرانروی میشوند و مواد پارافینی موجب صعود نقطه ریزش خواهند شد.
ب- مواد افزودنی یا افزودنیها:
این مواد به طور مشخص برای ارتقای کیفیت روانکار با توجه به وظایف روانکاری هر محصول اضافه می شود. مهمترین این مواد عبارتند از:
- پاککنندهها و معلقکنندهها (dispersant & detergent)
ضدسایش و ضدزنگ (antirust & antiwear)
بالا برنده تحمل فشار (EP additive)
بالا برنده شاخص ویسکوزیته واصلاح کننده ویسکوزیته viscosity & viscosity index improver) (modifier
ضد کف و کفزدا (defoamer & anti foam)
ضد اکسیداسیون (antioxidant)
ضد خوردگی (corrosion anti)
پایین آورنده نقطه ریزش (pour point depressant)
امولسیفایر و بیوسایدها
کاربرد روغن موتور
وظایف اصلی روغن موتور؛ روانسازی قسمتهای متحرک موتور، به حداقل رساندن اصطکاک و فرسایش، کمک به کاهش حرارت و به خود گرفتن کثافات، ذرات معلق و رسوبات لجنی حاصل از احتراق میباشد. بهدلیل اینکه روغن موتور باید این وظایف پیچیده را بهطور همزمان انجام دهد، یک فرمولاسیون شیمیایی پیچیده حاوی مواد افزودنی مناسب مورد نیاز است.
انواع روغنها
در حال حاضر روغنهای موتور خودروها به 3 نوع کلی تقسیم میشوند. الف : مینرال ( ارگانیک ) ب : سنتتیک
ج : نیمه سنتتیک ( ( Premium
الف - مینرال
روغنی است که بر پایه نفت خام ساخته شده و بهطور متداولی در خودروها بهکار برده میشود.
روغنی است که از ترکیبات شیمیایی یا پلیمریزاسیون الفینها تولید میشود
ج - نیمه سنتتیک
مخلوطی از روغن سنتتیک و مینرال ( ارگانیک ) است. این نوع روغن کیفیت روغنهای سنتتیک را ندارد اما در شرایط سخت نظیر دماهای بالا و یا بار زیاد عملکرد بهتری نسبت به نوع مینرال داراست و بیشتر برای وانتها و SUV ها مصرف میشود و قیمت آن نیز کمی بیشتر از مینرالهاست.
خصوصیات روغن موتور:
برای برآورده نمودن نیازهای روانکاری صنعتی مدرن، یک روغن باید دارای ویژگیهای زیر باشد: -1 پایداری حرارتی و پایداری در برابر اکسیداسیون -2 سازگاری با آب بندها
-3 محافظت دندهها و یاتاقان ها در برابر سایش بیش از حد -4 مقاومت در برابر دما و فشار بالا (روغنهای دنده ( EP -5 پاک کنندگی دنده و یاتاقان -6 خاصیت دی مولسیبلیتی
-7محافظت در برابر زنگ زدگی و خوردگی، خصوصاً برای فلزات زرد -8 خواص ضد کف
بسیاری از این خواص کلیدی با بررسی اطلاعات فنی تولیدکننده روغن و مقایسه آنها با شرایط عملکردی حداقل که توسط موارد زیر تعیین شده، قابل شناسایی است.
-1 مشخصات US-Steel 224 برای روغنهای دنده صنعتی EP بدون سرب:
این مشخصات پایداری حرارتی و تحمل بار بالا را تعریف می کنند.
این مشخصات بسیار شبیه US Steel 224 و نیز شامل مشخصات فیزیکی و کارآیی حداقل برای
روغنهای O&R، مرکب و سنتتیک است.
P-34/P-35/P-59/P-63/P-74/P-76/P-77/P-78 Cincinnati Milacron -3
این مشخصات شامل عملکرد حداقل برای پایداری حرارتی و محافظت در برابر زنگزدگی است.
CLP DIN 51517 Part 3 -4
توسط انجمن استاندارد آلمان توسعه یافته است. ویژگیهای روغن دنده پایه معدنی شامل افزودنی های ضدزنگ، افزایش طول عمر و EP را تعریف میکند.
علاوه بر این مشخصات پایه، تعدادی آزمایش اضافی نیز برای مواردی که کارآیی بهینه مورد نیاز است، قابل انجام میباشد.
روغن های دنده خودرو
یکی از مهمترین انواع روغنهای صنعتی روغنهای دنده خودرو هستند که جهت تعویض راحت دنده بهخصوص در دمای پایین، جلوگیری از بهخطر افتادن اجزای تحت فشار و نیز کاهش اصطکاک و سایش مورد استفاده قرار میگیرند. در شرایط روانکاری لایه مرزی بهعنوان یکی از عوامل انتقالدهنده حرارت در نظر گرفته شده و از خوردگی و زنگزدگی سطح جلوگیری میکنند. علاوه بر این روغنهای دنده حاوی افزودنیهای ضداکسیداسیون، ضد کف و دمولیسفایر هستند.
روغنهای دندهای که در وسایل نقلیه مورد استفاده قرار میگیرند علاوه بر افزودنیهای مذکور حاوی افزودنیهای بالا برنده شاخص گرانروی هستند که محدوده دمای عملیاتی آنها را وسعت میبخشند. بهطور دقیقتر بیشتر روغنهای دنده صنعتی، جزو گروه روانکارهای تکدرجهای »مونوگرید« هستند و ویسکوزیته آنها بر اساس شرایط سیستم تعیین میشود. این روغنها باید طوری انتخاب شوند تا حتی الامکان از ضربات وارده به دندانهها و آسیبرسانی به آنها جلوگیری کنند. ویسکوزیته نباید آنقدر بالا انتخاب شود تا خود عامل افزایش گرما و افت نیرو در اثر تلاطم شود. به هنگام انتخاب گرید مناسب برای روغن میبایست ویسکوزیته روغن در دمای عملیات جعبه دنده در نظر گرفته شود. این دما شاخص تعیینکننده قابلیت روغن برای ایجاد فیلم روانکار است. انتخاب گرانروی مناسب شرایط خودرو موجب کاهش اصطکاک داخلی، جریان مناسب روغن، جلوگیری از سایش، ممانعت از داغ شدن سطح دنده و روانکاری صحیح خواهد شد.
روغنهای دنده صنعتی بر اساس انطباق با شرایط عملیاتی مجموعه دندهها فرموله میشوند:
در شرایط عملیاتی سرعت بالا و بار کم در جعبه دندههای بسته حاوی بازدارندههای اکسیداسیون
و زنگ زدگی، افزودنی ضد کف و ضد سایش میباشند که بهطور معمول به آنها روغنهای O&R
میگویند.
در شرایط بار متناوب (سرعت کم، بار زیاد) در جعبه دندههای بسته افزودنیهای گوگرد-فسفر یا مواد مشابه موجود در روغن با ایجاد لایهای محافظ از خط افتادگی سطوح تماس جلوگیری کرده و در شرایط روانکاری مرزی قابلیت تحمل فشارهای بالا را به روغن میدهد. روغن دنده همچنین حاوی افزودنی پایینآورنده اصطکاک، ترکیبات ضد سایش، غیر فعالکنندههای فلزی و عوامل معلقکننده است که به مقدار مناسب در روغن وجود دارند.
دندههای »حلزونی با جنس برنز یا استیل« بهطور معمول به روغنی نیاز دارند که از ترکیب روغن پایه با3-10 درصد چربی یا روغنهای چربیدار سنتزی تشکیل یافته و با ایجاد چسبندگی قابلیت حرکت صفحات تحت فشار بالا را فراهم میکند.
چرخ دندههای باز بهطورمعمول به روغنی با ویسکوزیته بالا، قابلیت تحمل فشار بالا و افزودنیهای ضدسایش برای شرایط بار زیاد و سرعت پایین نیاز دارند. آنها اغلب حاوی عوامل ایجاد چسبندگی بین چرخ دنده و سیال روانکار میباشند.
روغن های دنده به شیوههای مختلفی بر اساس کاربرد و یا نوع مواد افزودنی طبقهبندی میشوند. برخی از مهمترین روشهای طبقهبندی روغن های دنده عبارتند از:
بر اساس ویژگیهای کیفی (انستیتو نفت آمریکا)
روغن دنده پارس مدوس GL-3 GL-2 API GL-1
روغن دنده پارس مدوس ای پی GL-4
روغن دنده پارس مدوس ای پی اسGL-5
بر اساس گرانروی (انجمن مهندسان اتومبیل)
روغن دنده ای پیاس جهت انواع دندههایی که در فشار فوقالعاده زیاد و شرایط سخت کار میکند و بهویژه جهت جعبه دنده اتومبیلها و کامیونها و ماشینآلات سنگین راهسازی و کشاورزی و دندههایی که هیپوئید نامیده میشود مورد مصرف دارد. این روعن همچنین برای چرخ دندههای حلزونی مایل و جعبه دندهها و برخی از دیفرانسیلها توصیه میشود و در سه گرید90،80و140 قابل عرضه است. این محصولات در بستهبندی 208 لیتری ارائه میگردند. انواع روغن دنده استاندارد تصفیه دوم SAE 90 و SAE 140
ساده یا EP در بشکه 208 لیتری هر تن300 دلار عرضه میشوند. انواع روغن دنده استاندارد تصفیه دوم SAE 90 و SAE 140 ساده یا EP در چلیک 20 لیتری هر تن 315 دلار عرضه میشوند. انواع روغن دنده استاندارد تصفیه دوم SAE 90 و SAE 140 ساده یا EP در ظروف 4-1 لیتری هر تن350 دلار به فروش میرسند.
برخی از انواع روغنهای دنده که حاوی افزودنی مناسب برای تحمل فشار عملیاتیاند عبارتند از:
-1 روغن دنده اتوماتیک
مشخصات خاص روغن دنده اتوماتیک شامل قابلیت در انتقال قدرت قابلیت عالی در انتقال حرارت، مقاومت در برابر کف کردن، ممانعت از سایش و روانکاری عالی است. روغنهای دنده اتوماتیک در جعبه دنده اتوماتیک خودروهای سواری، سیستمهای انتقال قدرت و جعبه فرمان هیدرولیکی و خودروهای سنگین مانند اتوبوسها کاربرد دارند.
-2 روغن دنده هیدرولیک
پارامترهای مهم در انتخاب روغن دنده هیدرولیک به شرح زیر است:
-درجه حرارت عملکرد سیستم
-دامنه تغییرات دمایی
-گرانروی توصیه شده
-سازگاری با مواد تشکیل دهنده
-مقاومت لایه روغن
-فشار و سرعت سیستم سه دسته اصلی روغنهای دنده هیدرولیک عبارتند از:
R &O -1 که دارای خواص ضد زنگ و ضد اکسیداسیون است. AW -2 که دارای خواص ضد سایش است.
HVI & AW -3 که دارای شاخص گرانروی بالا و خواص ضد سایش است.
وظایف اصلی روغن و نقش مواد افزودنی
مهمترین وظایف یک روغن صنعتی در شرایط عملیاتی عبارتند از:
-1 روانکاری و کاهش اصطکاک ( مواد افزودنی بالا برنده شاخص گرانروی و ضد سایش ) -2 پاک کنندگی و معلق سازی ( افزودنیهای پاک کننده و معلق کننده ) -3 انتقال حرارت ( افزودنیهای ضد اکسیداسیون )
-4 باز دارندگی در برابر خوردگی و زنگزدگی ( افزودنیهای ضد اکسیداسیون و ضد زنگ )
-5 از بین بردن کف ( افزودنی ضدکف ) متاسفانه لازمه انجام چنین وظایفی تعدد دفعات روانکاری است. علاوه براین روغن در وضعیت اولیه باقی
نمانده و در شرایط کار در اثر اکسایش یا آلوده شدن به تدریج کارآیی خود را از دست میدهد. بدین ترتیب پس از مدتی لرزش و صدای سیستم در درون اتاق حس شده و بازدهی سیستم بهخصوص در شرایط دما و فشار بالاتر افت محسوسی پیدا مینماید. جهت جلوگیری از کاهش کارآیی و یا افزایش دوام و کیفیت روغن لازم است افزودنیهای مناسبی به روغن افزوده شود. نوع و مقدار مواد افزودنی به روغن پایه بهکار رفته بستگی دارد و اثر قابل ملاحظهای بر عملکرد و طول عمر انتقالدهندهها دارد. بسته به نوع کارکرد روغن، افزودنیهای بهکار رفته در ساختار آن تغییر میکند. یکی از این افزودنیها مواد EP یا تحمل فشار هستند.