إضافات زيوت التشحيم-دليل عملي
غالبا ما يكون محترفو التشحيم على دراية بلزوجة الزيت الأساسية لزيوت التشحيم الخاصة بهم. بعد كل شيء ، اللزوجة هي أهم خاصية للزيت الأساسي.يتم تعيين خط الأساس لتغذية زيوت التشحيم ويتم مراقبة صحتها على أساس اللزوجة وحدها. ومع ذلك ، هناك ما هو أكثر من مواد التشحيم من اللزوجة فقط. فهم دور المواد المضافة ووظيفتها في مواد التشحيم أمر بالغ الأهمية.
إضافات زيوت التشحيم هي مركبات عضوية أو غير عضوية صلبة مذابة أو معلقة في الزيت. تتراوح مستويات المواد المضافة عادة بين 0.1 ٪ و 30 ٪ من حجم الزيت ، اعتمادا على الماكينة.
الإضافات لها ثلاثة أدوار أساسية:
تعزيز أداء الزيوت الأساسية الموجودة بمضادات الأكسدة ومثبطات التآكل والعوامل المضادة للرغوة ومزيلات الاستحلاب.
قمع خصائص النفط قاعدة غير مرغوب فيها مع مثبطات نقطة صب ومؤشر اللزوجة (السادس) محسنات.
امنح الزيوت الأساسية خصائص جديدة مع إضافات الضغط الشديد والمنظفات وأجهزة إلغاء تنشيط المعادن والمجلدات.
المضافات القطبية
يتم تعريف القطبية المضافة على أنها الجذب الاتجاهي الطبيعي للجزيئات المضافة إلى المواد القطبية الأخرى التي تتلامس مع الزيت. بعبارات بسيطة ، هو أي شيء يمكن أن يذوب الماء أو يذوب في الماء.
الإسفنج والأسطح المعدنية والأوساخ والماء ولب الخشب هي أمثلة على المواد القطبية. تشمل المواد غير القطبية الشمع والتفلون والزيوت الأساسية المعدنية وظهور البط والمواد الطاردة للماء.
من المهم أن نلاحظ أن المواد المضافة هي أيضا مستنفدة. بمجرد رحيلهم ، ذهبوا. فكر في البيئة التي تعمل فيها ، والمنتجات التي تنتجها ، وأنواع الملوثات.
هذه هي كل من حولك كل يوم. إذا سمحت للملوثات التي تميل المواد المضافة إلى امتصاصها (مثل الأوساخ والسيليكا والماء) في نظامك ، فسوف تلتصق المواد المضافة بالملوثات وتستقر في القاع أو يتم تصفيتها ، وبالتالي تستنفد الحزمة المضافة الخاصة بك.
الآليات القطبية
هناك عدد قليل من الآليات القطبية التي تستحق المناقشة ، مثل تغليف الجسيمات ، واستحلاب الماء ، وترطيب المعادن.
تغليف الجسيمات هو عندما تعلق المواد المضافة على سطح الجسيم وتغلفه. تشمل هذه الفئة من المواد المضافة أجهزة تخميل المعادن والمنظفات والمشتتات. يتم استخدامها لببتيز (تفريق) جزيئات السخام لمنعها من التكتل والاستقرار والاستقرار ، خاصة في درجات الحرارة المنخفضة إلى المعتدلة.
سترى هذا غالبا في المحركات. هذا سبب وجيه لإصلاح المشاكل والقضاء عليها بمجرد اكتشافها باستخدام لوحة اختبار تحليل الزيت المناسبة.
يحدث استحلاب الماء عندما يرتبط الرأس القطبي للمادة المضافة بقطرات الماء المجهرية. هذه المضافات هي المستحلبات. فكر في هذا في المرة القادمة التي تلاحظ فيها الماء في الخزان.
في حين أنه من الأهمية بمكان إزالة الماء وتحديد مكان دخوله إلى النظام وإصلاحه باتباع نهج صيانة السبب الجذري ، يجب أن تتذكر أيضا أن الحزمة المضافة قد تم اختراقها. من حيث التشحيم ، وهذا ما يسمى نضوب المضافة. يمكن لتقرير تحليل الزيت المناسب تحديد صحة المواد المضافة المتبقية في مادة التشحيم.
الترطيب المعدني هو عندما تثبت الإضافات على الأسطح المعدنية ، وهو بالضبط ما يفترض أن تفعله. يعلقون على الجزء الداخلي من علبة التروس وأسنان التروس والمحامل والأعمدة والمزيد.
المضافات التي تؤدي هذه الوظيفة هي مثبطات الصدأ ، ومكافحة التآكل (فصيل عبد الواحد) والمواد المضافة إب ، وكلاء زيتية ، ومثبطات التآكل.
تم تصميم إضافات أو خصيصا لحماية الأسطح المعدنية في ظل ظروف الحدود. إنها تشكل طبقة مطيلة تشبه الرماد عند درجات حرارة تلامس معتدلة إلى عالية (75 إلى 100 درجة مئوية).
في ظروف الحدود ، مقصات الفيلم أو بدلا من المواد السطحية.
المضافات المضادة للتآكل المشتركة هي الزنك ديالكيل ديثيوفوسفات (زدب). يقلل من خطر التلامس بين المعدن والمعدن ، مما قد يتسبب في التسخين والأكسدة والتأثير سلبا على قوة الفيلم.
تلعب الإضافات دورا مهما في تزييت الآلات ، سواء كانت تعزز أو تثبط أو تنقل خصائص جديدة إلى الزيت الأساسي. تذكر ، بمجرد استخدام مادة مضافة ، تختفي ، لذلك لا تنس التحقق من الحزمة المضافة الخاصة بك.
أنواع مواد التشحيم المضافة
هناك العديد من أنواع المضافات الكيميائية التي يتم مزجها في زيوت أساسية لتعزيز خصائص الزيت الأساسي ، وتثبيط بعض الخصائص غير المرغوب فيها للزيت الأساسي ، وربما نقل بعض الخصائص الجديدة.
تشكل المواد المضافة عادة في أي مكان من 0.1 ٪ إلى 30 ٪ من مادة التشحيم النهائية ، اعتمادا على الاستخدام المقصود لزيوت التشحيم.
إضافات زيوت التشحيم are expensive chemicals, and formulating the right additive package or formulation is a very complex science. Additive selection makes the difference between a turbine oil (R&O) and a hydraulic oil, gear oil, and engine oil.
هناك العديد من أنواع مواد التشحيم المضافة ، ويستند الاختيار في المقام الأول على فعاليتها المقصودة. يتم اختيار المواد المضافة أيضا بناء على قابليتها للامتزاج مع الزيت الأساسي المختار ، والتوافق مع الإضافات الأخرى في التركيبة ، وفعالية التكلفة.
تعمل بعض الإضافات داخل الزيت (على سبيل المثال ، مضادات الأكسدة) ، بينما يعمل البعض الآخر على السطح المعدني (على سبيل المثال ، المضافات المضادة للتآكل ومثبطات الصدأ).
إضافات زيوت التشحيم العامة
تشمل هذه الأنواع العامة من المواد المضافة ما يلي:
مضادات الأكسدة
الأكسدة هي الهجوم العام للأكسجين في الهواء على أضعف مكونات الزيت الأساسي. تحدث الأكسدة في أي درجة حرارة ، ولكن يتم تسريعها في درجات حرارة أعلى وفي وجود الماء ، وارتداء المعادن ، والملوثات الأخرى.
يؤدي في النهاية إلى تكوين الأحماض (التي تسبب التآكل) والحمأة (التي تسبب ترسبات سطحية وزيادة اللزوجة). تستخدم مضادات الأكسدة (وتسمى أيضا مضادات الأكسدة) لإطالة عمر الزيت.
إنها إضافات قربانية يتم استهلاكها في عملية إبطاء تفاعل الأكسدة ، وبالتالي حماية الزيت الأساسي. توجد في جميع زيوت التشحيم والشحوم تقريبا.
مثبطات الصدأ والتآكل
تقلل هذه الإضافات أو تقضي على الصدأ والتآكل الداخلي عن طريق تحييد الأحماض وتشكيل حاجز كيميائي وقائي يصد الماء من سطح المعدن. تم تصميم بعض مثبطات التآكل خصيصا لحماية بعض المعادن. لذلك ، قد يحتوي زيت واحد على أكثر من واحد. توجد في جميع الزيوت والشحوم تقريبا. أجهزة إلغاء تنشيط المعادن هي نوع آخر من مثبطات التآكل.
محسنات مؤشر اللزوجة
محسنات مؤشر اللزوجة عبارة عن إضافات بوليمر كبيرة جدا تمنع الزيت جزئيا من الترقق (فقدان اللزوجة) مع ارتفاع درجة الحرارة. ويستخدم هذا النوع من المواد المضافة على نطاق واسع عند مزج الزيوت متعددة الدرجات (مثل ساي 5 واط-30 أو ساي 15 واط-40).
كما أنها تعمل على تحسين تدفق الزيت في درجات حرارة منخفضة ، مما يقلل من التآكل ويحسن الاقتصاد في استهلاك الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدام محسنات مؤشر اللزوجة للحصول على زيوت هيدروليكية وزيوت تروس عالية اللزوجة لتحسين خصائص البدء والتشحيم في درجات حرارة منخفضة.
لتصور كيفية عمل محسن مؤشر اللزوجة ، فكر في محسن مؤشر اللزوجة على أنه أخطبوط أو زنبرك لولبي يظل ملفوفا في كرة في درجات حرارة منخفضة وله تأثير ضئيل على لزوجة الزيت.
بعد ذلك ، مع ارتفاع درجة الحرارة ، تتمدد المادة المضافة (أو الأخطبوط) أو تمد ذراعيها (مما يجعلها أكبر) وتمنع الزيت من أن يصبح رقيقا جدا في درجات الحرارة المرتفعة. السادس محسنات لديها بعض العيوب. هذه المضافات عبارة عن بوليمرات كبيرة (وزن جزيئي مرتفع) ، مما يجعلها تمزيقها بسهولة أو تقطيعها إلى قطع صغيرة بواسطة أجزاء الماكينة (قوى القص). من المعروف أن التروس ترتدي محسنات السادس بشكل سيء للغاية.
يمكن أن يتسبب عمل القص الدائم لمحسنات السادس في فقدان لزوجة كبير ، والذي يمكن اكتشافه عن طريق تحليل الزيت. الشكل الثاني لفقدان اللزوجة يرجع إلى قوى القص العالية في منطقة الحمل لأسطح الاحتكاك (مثل محامل المجلة).
ويعتقد أن المحسن السادس يفقد شكله أو اتجاهه الموحد ، وبالتالي يفقد بعض قدرته على السماكة.
تنخفض لزوجة الزيت مؤقتا في منطقة التحميل وتنتعش إلى اللزوجة الطبيعية بعد مغادرة منطقة التحميل. هذه الخاصية تساعد في الواقع على تقليل استهلاك الزيت.
تأتي المحسنات السادسة في مجموعة متنوعة من الأنواع (البوليمرات المشتركة للأوليفين شائعة). محسنات السادس عالية الجودة أقل عرضة لفقدان القص الدائم من محسنات السادس منخفضة التكلفة ومنخفضة الجودة.
إضافات مضادة للتآكل (فصيل عبد الواحد)
تستخدم هذه الإضافات عادة لحماية أجزاء الماكينة من التآكل وفقدان المعادن في ظل ظروف التشحيم الحدودية. إنها إضافات قطبية تلتصق بالأسطح المعدنية الاحتكاكية. تتفاعل كيميائيا مع الأسطح المعدنية عندما يتم إجراء ملامسات معدنية في ظل ظروف تزييت مختلطة وحدودية. يتم تنشيطها بواسطة حرارة التلامس وتشكل فيلما يقلل من التآكل. كما أنها تحمي الزيت الأساسي من الأكسدة وتحمي المعدن من التلف الناتج عن الأحماض المسببة للتآكل. بعد أن تؤدي هذه الإضافات وظيفتها ، يتم "استهلاكها" ويمكن أن يزداد تلف التآكل اللاصق. وعادة ما تكون مركبات الفوسفور ، والأكثر شيوعا هو الزنك ديالكيل ديثيوفوسفات (زدب).
زدب متاح في مجموعة متنوعة من الإصدارات - بعض للتطبيقات الهيدروليكية وغيرها لدرجات الحرارة العالية التي واجهتها في زيوت المحركات. زدب أيضا بعض خصائص الحماية المضادة للأكسدة والتآكل. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم أيضا أنواع أخرى من المواد الكيميائية القائمة على الفوسفور (مثل برنامج التعاون الفني) للحماية من التآكل. إضافات الضغط الشديد (إب) هذه المضافات هي أكثر عدوانية كيميائيا من إضافات أو. تتفاعل كيميائيا مع الأسطح المعدنية (الحديدية) وتشكل طبقة سطحية قربانية تمنع اللحام والاستيلاء على الأسطح الخشنة نسبيا الناتجة عن التلامس بين المعدن والمعدن (التآكل اللاصق). يتم تنشيطها تحت الأحمال العالية ودرجات حرارة التلامس العالية الناتجة. يشيع استخدامها في زيوت التروس ، مما يمنحها رائحة كبريتية مميزة وقوية. تحتوي هذه الإضافات عادة على مركبات الكبريت والفوسفور (وأحيانا مركبات البورون).
إنها أكالة للنحاس ، خاصة في درجات الحرارة المرتفعة ، ولا ينبغي استخدامها في التروس الدودية والتطبيقات المماثلة حيث يتم استخدام المعادن القائمة على النحاس. على الرغم من وجود بعض الإضافات التي تحتوي على الكلور ، إلا أنها نادرا ما تستخدم بسبب مشاكل التآكل.
المضافات المضادة للتآكل وإضافات إب هي فئة كبيرة من المضافات الكيميائية التي تعمل على حماية الأسطح المعدنية خلال تزييت الحدود من خلال تشكيل فيلم واقية أو حاجز على الأسطح البالية.
طالما يتم الحفاظ على فيلم هيدروديناميكي أو إيلاستوهيدروديناميكي من الزيت بين الأسطح المعدنية ، لا يحدث تزييت الحدود وليست هناك حاجة إلى إضافات التشحيم الحدودية هذه لأداء وظيفتها.
عندما يتم كسر فيلم الزيت ويحدث تلامس الرشاقة تحت أحمال عالية أو درجات حرارة عالية ، فإن إضافات التشحيم الحدودية هذه تحمي الأسطح البالية.
المنظفات
للمنظفات وظيفتان: أولا ، تساعد في الحفاظ على الأجزاء المعدنية الساخنة نظيفة وخالية من الرواسب ، وثانيا ، تعمل على تحييد المواد الحمضية المتكونة في الزيت. تستخدم المنظفات بشكل أساسي في زيوت المحركات وهي قلوية بطبيعتها.
وهي تشكل أساس القلوية الاحتياطية لزيوت المحركات ، والتي يشار إليها باسم الرقم الأساسي (بن). هم عادة مواد كيمياء الكالسيوم والمغنيسيوم. تم استخدام المنظفات القائمة على الباريوم في الماضي ولكنها نادرا ما تستخدم الآن.
نظرا لأن هذه المركبات المعدنية تترك رواسب رماد عند حرق الزيت ، فقد تتسبب في تكوين بقايا غير مرغوب فيها في تطبيقات درجات الحرارة العالية. بسبب هذا القلق من الرماد ، يحدد العديد من مصنعي المعدات الأصلية زيوت منخفضة الرماد للمعدات التي تعمل في درجات حرارة عالية. عادة ما يتم استخدام مادة مضافة للمنظفات جنبا إلى جنب مع مادة مضافة مشتتة.
المشتتات
المشتتات are mainly found in engine oil with detergents to help keep engines clean and free of deposits. The main function of dispersants is to keep particles of diesel engine soot finely dispersed or suspended in the oil (less than 1 micron in size).
الهدف هو إبقاء الملوث معلقا وعدم السماح له بالتكتل في الزيت بحيث يقلل من الضرر ويمكن تنفيذه من المحرك أثناء تغيير الزيت. المشتتات بشكل عام عضوية وخالية من الرماد. على هذا النحو ، لا يمكن اكتشافها بسهولة من خلال تحليل النفط التقليدي.
يسمح الجمع بين إضافات المنظفات / المشتتات بتحييد المزيد من المركبات الحمضية وبقاء المزيد من الجسيمات الملوثة معلقة. نظرا لأن هذه الإضافات تؤدي وظائفها المتمثلة في تحييد الأحماض وتعليق الملوثات ، فإنها ستتجاوز في النهاية قدرتها ، مما يستلزم تغيير الزيت.
عوامل مضادة للرغوة
تمتلك المواد الكيميائية في هذه المجموعة المضافة توترا بينيا منخفضا ، مما يضعف جدار فقاعة الزيت ويسمح لفقاعات الرغوة بالانفجار بسهولة أكبر. لها تأثير غير مباشر على الأكسدة عن طريق تقليل كمية ملامسة الهواء والزيت.
بعض هذه الإضافات عبارة عن مواد سيليكون غير قابلة للذوبان في الزيت ولا يتم إذابتها ولكنها مشتتة بدقة في زيت التشحيم. عادة ما تكون التركيزات المنخفضة جدا مطلوبة. إذا تمت إضافة الكثير من المضافات المضادة للرغوة ، يمكن أن يكون لها تأثير عكسي وتعزز المزيد من الرغوة والهواء.
معدلات الاحتكاك
تستخدم معدلات الاحتكاك عادة في زيوت المحركات وسوائل ناقل الحركة الأوتوماتيكي لتغيير الاحتكاك بين مكونات المحرك وناقل الحركة. في المحركات ، ينصب التركيز على تقليل الاحتكاك لتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود.
في عمليات النقل ، ينصب التركيز على تحسين مشاركة مواد القابض. يمكن اعتبار معدلات الاحتكاك كإضافات مضادة للتآكل للأحمال المنخفضة التي لا يتم تنشيطها بواسطة درجات حرارة التلامس.
صب مثبطات نقطة
نقطة صب الزيت هي تقريبا أدنى درجة حرارة يظل عندها الزيت سائلا. بلورات الشمع التي تتشكل في الزيوت المعدنية البارافينية تتبلور (تصبح صلبة) في درجات حرارة منخفضة. تشكل البلورات الصلبة شبكة شعرية تمنع تدفق الزيت السائل المتبقي.
تقلل المواد المضافة في هذه المجموعة من حجم بلورات الشمع في الزيت وتفاعلها مع بعضها البعض ، مما يسمح للزيت بالاستمرار في التدفق في درجات حرارة منخفضة.
ديمولسيفيرس
تمنع إضافات مزيل المستحلب تكوين خليط ثابت من الزيت والماء أو مستحلب عن طريق تغيير التوتر البيني للزيت بحيث يتجمع الماء وينفصل بسهولة أكبر عن الزيت. هذه خاصية مهمة لمواد التشحيم المعرضة للبخار أو الماء بحيث يمكن أن تستقر المياه المجانية ويمكن تصريفها بسهولة في الخزان.
المستحلبات
المستحلبات are used in oil-water-based metal-working fluids and fire-resistant fluids to help create a stable oil-water emulsion. The emulsifier additive can be thought of as a glue binding the oil and water together, because normally they would like to separate from each other due to interfacial tension and differences in specific gravity.
المبيدات الحيوية
المبيدات الحيوية are often added to water-based lubricants to control the growth of bacteria.
أدوات
أدوات are stringy materials used in some oils and greases to prevent the lubricant from flinging off the metal surface during rotational movement.
لكي تكون مقبولة للخلاطات والمستخدمين النهائيين على حد سواء ، يجب أن تكون المواد المضافة قادرة على التعامل معها في معدات المزج التقليدية ، ومستقرة في التخزين ، وخالية من الرائحة الكريهة وتكون غير سامة بالمعايير الصناعية العادية.
نظرا لأن العديد منها عبارة عن مواد عالية اللزوجة ، يتم بيعها عموما إلى صانع الزيت كمحاليل مركزة في ناقل الزيت الأساسي.
بضع نقاط رئيسية حول المواد المضافة:
المزيد من المواد المضافة ليست دائما أفضل. القول المأثور ، "إذا كان قليلا من شيء جيد ، ثم أكثر من نفسه هو أفضل" ، ليس صحيحا بالضرورة عند استخدام إضافات النفط.
مع مزج المزيد من المواد المضافة في الزيت ، في بعض الأحيان لا توجد فائدة إضافية مكتسبة ، وفي بعض الأحيان يتدهور الأداء بالفعل. في حالات أخرى ، لا يتحسن أداء المادة المضافة ، لكن مدة الخدمة تتحسن.
قد تؤدي زيادة النسبة المئوية لمادة مضافة معينة إلى تحسين خاصية واحدة للزيت بينما تؤدي في نفس الوقت إلى تدهور خاصية أخرى. عندما تصبح التركيزات المحددة من المواد المضافة غير متوازنة ، يمكن أن تتأثر جودة الزيت الإجمالية.
تتنافس بعض الإضافات مع بعضها البعض على نفس المساحة على سطح معدني. إذا تمت إضافة تركيز عال من عامل مضاد للتآكل إلى الزيت ، فقد يصبح مثبط التآكل أقل فعالية. قد تكون النتيجة زيادة في المشاكل المتعلقة بالتآكل.
كيف تستنفد إضافات الزيت
من المهم جدا أن نفهم أن معظم هذه المواد المضافة يتم استهلاكها واستنفادها بواسطة:
- “التحلل"أو انهيار,
- “الامتزاز"على الأسطح المعدنية والجسيمات والمياه ، و
- “الانفصال"بسبب الترسيب أو الترشيح.
تتضمن آليات الامتزاز والفصل النقل الجماعي أو الحركة الفيزيائية للمادة المضافة.
بالنسبة للعديد من الإضافات ، كلما طالت مدة بقاء الزيت في الخدمة ، قلت فعالية الحزمة المضافة المتبقية في حماية المعدات.
عندما تضعف العبوة المضافة ، تزداد اللزوجة ، وتبدأ الحمأة في التكون ، وتبدأ الأحماض المسببة للتآكل في مهاجمة المحامل والأسطح المعدنية،و / أو يبدأ التآكل في الزيادة. إذا تم استخدام زيوت منخفضة الجودة ، فإن النقطة التي تبدأ عندها هذه المشاكل ستحدث في وقت أقرب بكثير.
ولهذه الأسباب ، يجب دائما اختيار مواد التشحيم عالية الجودة التي تلبي مواصفات الصناعة الصحيحة (على سبيل المثال ، تصنيفات خدمة محرك واجهة برمجة التطبيقات). يمكن استخدام الجدول التالي كدليل لفهم أكثر شمولا لأنواع المواد المضافة ووظائفها في تركيبات زيت المحرك.
يتضح من المعلومات الواردة أعلاه أن هناك الكثير من الكيمياء التي تحدث في معظم الزيوت المستخدمة في تشحيم المعدات. إنها خليط معقد من المواد الكيميائية المتوازنة مع بعضها البعض ويجب احترامها.
لهذه الأسباب يجب تجنب خلط الزيوت المختلفة وإضافة إضافات زيوت التشحيم الإضافية.
إضافات ما بعد السوق ومكيفات الزيت التكميلية
هناك المئات من الإضافات الكيميائية ومكيفات زيوت التشحيم التكميلية المتاحة. في بعض التطبيقات أو الصناعات المتخصصة ، قد يكون لهذه الإضافات مكان في تحسين التشحيم.
ومع ذلك ، فإن بعض الشركات المصنعة لمواد التشحيم التكميلية ستقدم ادعاءات حول منتجاتها مبالغ فيها و/أو غير مثبتة ، أو تفشل في ذكر الآثار الجانبية السلبية التي قد تسببها المادة المضافة.
كن حذرا جدا في اختيار وتطبيق هذه المنتجات ، أو الأفضل من ذلك ، تجنب استخدامها. إذا كنت تريد زيتا أفضل ، فقم بشراء زيت أفضل في المقام الأول واترك الكيمياء للأشخاص الذين يعرفون ما يفعلونه.
غالبا ما يتم إلغاء ضمانات النفط والمعدات باستخدام إضافات ما بعد السوق لأن الصيغة النهائية لم يتم اختبارها والموافقة عليها مطلقا. المشتري حذار.
عند التفكير في استخدام مادة مضافة بعد السوق لحل مشكلة ما ، من الحكمة تذكر القواعد التالية:
القاعدة #1
لا يمكن تحويل مادة التشحيم السفلية إلى منتج ممتاز ببساطة عن طريق تضمين مادة مضافة. إن شراء زيت نهائي رديء الجودة ومحاولة التغلب على صفات التشحيم السيئة ببعض الإضافات الخاصة أمر غير منطقي.
القاعدة رقم 2
يمكن خداع بعض الاختبارات المعملية لتقديم نتيجة إيجابية. يمكن لبعض الإضافات خداع اختبار معين لتقديم نتيجة عابرة. غالبا ما يتم تشغيل العديد من اختبارات الأكسدة والتآكل للحصول على مؤشر أفضل لأداء مادة مضافة. ثم يتم إجراء التجارب الميدانية الفعلية.
القاعدة رقم 3
يمكن للزيوت الأساسية فقط إذابة (حمل) كمية معينة من المادة المضافة. نتيجة لذلك ، فإن إضافة مادة مضافة تكميلية إلى زيت ذي مستوى منخفض من الذوبان أو كونه مشبعا بالفعل بالمواد المضافة قد يعني ببساطة أن المادة المضافة ستستقر خارج المحلول وتبقى في قاع علبة المرافق أو الحوض. قد لا تقوم المادة المضافة أبدا بوظيفتها المطالب بها أو المقصودة.
إذا اخترت استخدام مادة مضافة بعد السوق ، قبل إضافة أي مادة مضافة تكميلية أو مكيف زيت إلى نظام مشحم ، فاتخذ الاحتياطات التالية:
-
حدد ما إذا كانت هناك مشكلة تزييت فعلية. على سبيل المثال ، غالبا ما ترتبط مشكلة التلوث بالزيت بسوء الصيانة أو عدم كفاية الترشيح وليس بالضرورة ضعف التشحيم أو الزيت ذي الجودة الرديئة.
-
اختر المضافات التكميلية المناسبة أو مكيف الزيت. هذا يعني قضاء الوقت في البحث عن مكياج وتوافق المنتجات المختلفة في السوق.
-
الإصرار على إتاحة بيانات الاختبار الميداني الواقعية التي تثبت الادعاءات المقدمة فيما يتعلق بفعالية المنتج.
-
استشر مختبرا مستقلا ذا سمعة طيبة لتحليل الزيت. قم بتحليل الزيت الموجود مرتين على الأقل قبل إضافة مادة مضافة تكميلية. سيؤدي هذا إلى إنشاء نقطة مرجعية.
-
بعد إضافة مادة مضافة أو مكيف خاص ، استمر في تحليل الزيت بشكل منتظم. فقط من خلال طريقة المقارنة هذه يمكن الحصول على بيانات موضوعية تتعلق بفعالية المادة المضافة.
هناك قدر كبير من الجدل حول تطبيق الإضافات التكميلية. ومع ذلك ، فمن الصحيح أن بعض إضافات زيوت التشحيم التكميلية ستقلل أو تقضي على الاحتكاك في بعض التطبيقات مثل طرق الأدوات الآلية ومحركات تروس الضغط الشديد وبعض تطبيقات النظام الهيدروليكي عالي الضغط.
إلى متى ستكون زيوت محركات الطيران المشتتة الخالية من الرماد موجودة?
عندما سئل عن مثال لمحرك مبرد بالهواء ، سيذكر الكثير من الناس بورش 911 كاريرا ، المعروفة بمحرك سداسي مسطح مبرد بالهواء ، ما يسمى بمحرك الملاكم. يعرف الكثيرون باسم '911 ثانية المبردة بالهواء' ، تم إيقاف التكرار النهائي لمحرك بورش المسطح ذو الستة تبريد بالهواء بعد عام 1998 لصالح محرك مبرد بالماء. إنها من بين آخر السيارات الاستهلاكية التي يتم إنتاجها بمحرك مبرد بالهواء.1, 2
على النقيض من ذلك ، تستخدم صناعة الطيران مزيجا من المحركات المبردة بالهواء والماء ، حتى أنها تفضل خيار تبريد الهواء في حالة محركات مكبس الطائرات. تلمح طريقة التبريد المفضلة هذه من قبل صناعة الطيران إلى السبب وراء انتشار المشتتات الخالية من الرماد في زيوت محركات الطيران.
كان زيت الخروع هو الزيت المفضل لزيوت الطائرات في بداية عصر الطيران بسبب تشحيمها الجيد. تم إسقاط هذه الزيوت لصالح الزيوت المعدنية حوالي 1925-1935. في ذلك الوقت ، لم تكن هذه الزيوت تحتوي على أي إضافات ومقارنة بمحركات اليوم ، كان استهلاك الزيت مرتفعا للغاية ، حيث تتطلب المحركات عمليات تعبئة منتظمة.
تساعد المواد المضافة ، مثل المشتتات الخالية من الرماد ، على تقليل استهلاك زيت المحرك. ولكن قبل الخوض في أهمية المشتتات الخالية من الرماد في زيوت محركات الطيران ، من المهم أن نفهم ما هو المشتت الخالي من الرماد. تساعد المشتتات الخالية من الرماد على منع تكون الرواسب المعدنية في المحركات ، والتي يمكن أن تسبب الاشتعال المسبق ويمكن أن تؤدي إلى أضرار كارثية للمحرك.3 يعمل المشتت الخالي من الرماد عن طريق تشتيت الرماد المتراكم من مكونات المحرك لمنع التراكم والتآكل المفرط.
تنص جمعية مالكي الطائرات والطيارين (أوبا) على أن "الزيوت المشتتة الخالية من الرماد تحتوي على مادة مضافة للمساعدة في إزالة الحطام وحمله إلى الفلتر أو الشاشة."4 تنص أوبا كذلك على أن" هذه جودة مهمة للغاية ، نظرا للتآكل المرتفع نسبيا لمحركات الطائرات وكمية أحماض الاحتراق والملوثات الأخرى التي تتجاوز حلقات الأسطوانة والصمامات."في الواقع ، يعمل المشتت الخالي من الرماد عن طريق إحاطة الحطام غير المرغوب فيه لمنعه من الاستقرار والتسبب في التآكل والأضرار الأخرى مثل الاشتعال المسبق.5
تحيد محركات مكبس الطائرات عن تصميم وبناء محركات السيارات الحديثة في العديد من التهم ، وعلى الأخص في نطاقات الطاقة الخاصة بهم. عادة ما يكون لمحرك السيارة خط أحمر يبلغ حوالي 6000-7000 دورة في الدقيقة ونادرا ما يعمل عند ذروة الطاقة لأكثر من بضع ثوان في المرة الواحدة ، في حين أن محرك الطائرة ينتج عادة طاقة الذروة عند حوالي 2700 دورة في الدقيقة ويعمل عند هذا المستوى لغالبية تشغيله ، 6 مع الطرف الأعلى هو طائرات الحرب العالمية الثانية (الحرب العالمية الثانية) ، والتي بلغت ذروتها عند 3200 دورة في الدقيقة.
هناك اختلاف آخر في الأهداف العامة في هندسة هذه الأنواع من المحركات. حاليا ، تركز صناعة السيارات على تحسين كفاءة استهلاك الوقود من خلال تقليص الحجم ، وتوفير الراحة لكل من سائقي المركبات والركاب. في المقابل ، تركز محركات الطائرات على الموثوقية والبساطة. وخير مثال على ذلك هو كوكبة لوكهيد ، وهي طائرة من طراز الحرب العالمية الثانية سميت "الطائرة الأكثر أمانا ذات 3 محركات" ، على الرغم من تصميمها المكون من 4 محركات ، لأن الرحلات الجوية الخارجية غالبا ما أدت إلى موت محرك واحد على طول الطريق.
خلال الحرب العالمية الثانية ، كانت المحركات المبردة بالماء في الغالب الإصدار 12 التصاميم ، بينما كانت المحركات المبردة بالهواء على شكل نجمة تصميمات مفردة أو ثنائية النجمة بسبع إلى تسع أسطوانات لكل نجم. زادت كثافة الطاقة بسرعة خلال الحرب العالمية الثانية ؛ كانت محركات الطائرات من 20 إلى 50 لترا في الإزاحة وغالبا ما كانت مزودة بشاحن توربيني ، تم اختراعها لأول مرة في ألمانيا ثم تم شحنها لاحقا بواسطة الحلفاء. كان تصنيف الأوكتان للوقود المستخدم عادة 90 أوكتان أو أقل ، حيث ارتفع إلى 100 أوكتان وحتى يصل إلى 150 أوكتان خلال الحرب ، في تناقض صارخ مع 100 أوكتان اليوم ، وهو خالي من الرصاص والكبريت.
طورت هذه المحركات حوالي 50 حصان / لتر ، ويمكن شحنها بنسبة 50 ٪ بحقن الماء والميثانول لمدة تصل إلى 90 ثانية. اليوم ، تتمتع محركات سيارات الركاب التي تعمل بالبنزين ذات الإنتاج الضخم بقوة 100-150 حصان / لتر ، وهو تحسن كبير في تكنولوجيا المحرك خلال القرن الماضي. كانت إحدى القضايا التي ابتليت بها كلا الجانبين خلال الحرب العالمية الثانية هي موثوقية المحرك ، حتى عندما لا تكون على اتصال بالعدو. بسبب عدم كفاية ونقص الصيانة ، المعرفة المحدودة بالإضافات وما ينتج عنها من اشتعال سابق لأوانه ، تشكل السخام والرواسب ، مما تسبب في مشاكل كبيرة. كان هذا ولادة زيوت المحركات الاصطناعية والإضافات الوظيفية. كان الزيت الأساسي الذي استخدمته وفتوافا عبارة عن مزيج ديستر بدون رماد مع زيت البولي إيثيلين 7 ، ممزوجا بضغط شديد/مضاف مضاد للتآكل "ميسولفول الثاني" (حامل كبريت). في عام 1944 ، بدأت مقاتلات القوات الجوية الأمريكية ف-38 ، ف-47 ، ف-51 ، ب-25 باستخدام بريدجستون (يونيون كاربايد) بلا رماد بولي بروبيلين جليكول. تم تقاعد كلا الزيتين بعد الحرب العالمية الثانية ، لكن بولي ألكيلين جلايكول (أكياس) لا تزال تتمتع ببعض خصائص التنظيف الذاتي والمشتتة.
تظهر مقارنة محرك سيارة عام 1960 بمحرك حديث بعض التغييرات والتقدم الواضح ، بينما تظهر مقارنة محركي طائرتين أن المحركين يبدوان متشابهين للغاية. يوضح الشكلان 2 و 3 مقارنة بين محركين من عامي 1967 و 2015.
تعد مقارنة محركات السيارات والطائرات أمرا بالغ الأهمية لفهم سبب استمرار انتشار المشتتات الخالية من الرماد في زيوت محركات الطيران ، ولكن نادرا ما يتم ذكرها عند مناقشة زيوت محركات السيارات. سيؤدي بحث جوجل عن "مشتت بلا رماد" إلى ظهور جميع النتائج تقريبا المتعلقة بمحركات الطائرات وزيوت محركات الطائرات. تم تصميم التكنولوجيا المتقدمة للسيارات الجديدة للحفاظ على المحرك في حالة نقية لأطول فترة ممكنة لتحقيق أقصى استفادة من الوقود في الخزان ، ناهيك عن أن السيارات الكهربائية لا تحتاج إلى زيت المحرك. ومع ذلك ، فإن تصميمات محركات مكبس الطائرات القديمة تشبه إلى حد كبير محركات السيارات في عقد 1960 ، والتي تعتمد على بعض الرواسب المتبقية في المحرك وليست مصممة للعمل في ظروف "مثل الجديدة" طوال فترة خدمتها.
نتيجة لذلك ، يميل مصنعو السيارات إلى التوصية بالعصارة الاصطناعية والمتوسطة بالكامل (الرماد الكبريتي <0.80 wt.-%) or low SAP (sulfated ash <0.50 wt.-%) oils with complex additive packages, while aircraft manufacturers generally endorse two more basic oils: straight mineral oil and ashless dispersant mineral oil. SAP stands for sulfur, ash and phosphorus. Straight mineral oils (API Groups I-III) are essentially oils produced from a refinery and are often recommended for the break-in period of new aircraft piston engines.
وفقا لبن فيسر ، أخصائي التشحيم المتقاعد في إيروشيل ، "في السابق ، كان تزييت الأسطوانة يتطلب معالجة تقليدية بالكروم الصلب لتلبية المواصفات ، وكانت جزيئات التآكل بمثابة مادة كاشطة."13 بعد فترة الاقتحام ، يتم تعديل التوصيات لمنع الودائع الإضافية غير المرغوب فيها. يوصي معظم مصنعي الطائرات باستخدام الزيوت المشتتة الخالية من الرماد بدلا من الزيوت المعدنية المستقيمة بعد فترة الاقتحام لإزالة الجزيئات المعدنية الزائدة والملوثات.
على الرغم من متانة هذه الزيوت الخالية من الرماد في محركات مكبس الطائرات ، إلا أن هناك تحديا واحدا محتملا لمتانة الزيوت المشتتة الخالية من الرماد على المدى الطويل: الطائرات الكهربائية. في عام 2014 ، سجل كلاوس أولمان سبعة أرقام قياسية عالمية في عبقريته الإلكترونية ذات المقعدين. وشملت هذه سرعة قياسية تبلغ 142.7 ميلا في الساعة (229.7 كم/ساعة) ومسافة طيران إجمالية تبلغ 313 ميلا (504 كم). هذه النتائج ليست رائدة في سياق جميع الطائرات ، ولكن معرفة أن العبقرية الإلكترونية تنجز هذه المآثر باستخدام محرك كهربائي وبطارية فقط كمصدر للطاقة هو إنجاز رائع في حد ذاته. 14 ، 15 الأمر الأكثر إثارة للإعجاب هو أن العبقرية الإلكترونية تستهلك فقط خمس الطاقة المطلوبة للسفر على نفس المسافة في طائرة ذات مقعدين تعمل بالوقود. 15 هذه النتائج واعدة لمستقبل الطائرات الكهربائية, ولكن ماذا تعني لوقود الطائرات?
تبدو "العبقرية الإلكترونية" من جامعة شتوتغارت في ألمانيا وكأنها طائرة شراعية مستقبلية ، ولكن هناك مفاهيم أخرى أكثر تعقيدا للطائرات الكهربائية. من الطائرات الكهربائية بالكامل إلى الطائرات الهجينة ، أصبحت الكهرباء كرؤية للمستقبل "رائجة" في مجال الطيران. كشفت شركة الطيران عن طائرتها "أليس" التي تتسع لتسعة ركاب بمدى يقدر بـ 600 ميل. كشفت شركة إيرباص النقاب عن مروحتها الإلكترونية إكس ، والتي يمكنها حمل المزيد من الركاب ، مع استبدال أحد المحركات بمحرك كهربائي بقوة 2 ميجاوات. 17 طائرة اكس-57 التجريبية التي تعمل بالكهرباء بالكامل من ناسا تتميز بمحركات رأس الجناح الكهربائية الكبيرة للإبحار ، و 12 محركا كهربائيا أصغر مع مراوح قابلة للطي للإقلاع.
طائرات الإقلاع والهبوط العمودية (فتول) هي فئة أخرى من الطائرات الكهربائية. يركزون على الحركة الجوية الإقليمية وربط مراكز المدن باسم "سيارات الأجرة الجوية الحضرية" لأنهم يحتاجون فقط إلى منصة هبوط. ومن الأمثلة على ذلك: سيتي ايربوس ، دايملر فيلوكوبتر ، بوينغ نيكست ، وليليوم جيت.
من الواضح أن العالم يتجه نحو التكنولوجيا الكهربائية. وقد ترسخت التكنولوجيا بالفعل في صناعة السيارات ، مع نمو مبيعات شفروليه فولت ونيسان ليف وتويوتا بريوس برايم وتشكيلة تسلا عاما بعد عام. 19 طائرة مثل العبقرية الإلكترونية تظهر أيضا إمكانية مشاركة هذه التكنولوجيا مع صناعة الطيران ، لكن هذا لا يعني أن ظهور الطائرات الكهربائية يعني موت زيوت محركات الطيران.
وفقا لأخبار الطيران العام ، يبلغ متوسط عمر طائرة الطيران العام * 50 عاما ، بمتوسط سنة الصنع في عام 1970. 20 بالمقارنة ، يبلغ متوسط عمر السيارة الاستهلاكية 12 عاما فقط ، بمتوسط سنة تصنيع 2008. 21 من الناحية النظرية ، هذا يعني أن ميزة أو لائحة جديدة لن تكون إلزامية حتى عام 2032. هذا يجعل من الصعب تغيير تكنولوجيا الطيران ، للأفضل أو للأسوأ. في حالة زيوت محركات الطيران ، أعاق ذلك اعتماد تقنيات مثل الزيوت الاصطناعية الكاملة مع حزم مضافة معقدة في الطائرات ، ولكنه ساعد أيضا المشتتات الخالية من الرماد على النجاة من الاهتمام العالمي الحالي بالوقود البديل ومعايير الانبعاثات الأكثر صرامة.
من الواضح أن هناك منافسة بين الطيران والكهرباء. الهدف هو تحقيق ثاني أكسيد الكربون2-النقل المحايد ، والطيران متقدم على صناعة السيارات في هذا الصدد. أما أستم دي 7566 ، وهو المواصفات الرئيسية لوقود الطائرات التقليدي ، فيحتوي حاليا على سبعة ملحقات تحدد مسارات مختلفة لوقود الطائرات المستدام ، مما يسمح بإنتاج ما يصل إلى 50 ٪ من وقود الطائرات من مصادر مختلفة مثل موارد الكتلة الحيوية والعمليات. يمكن أن يكون هذا مخططا لمحركات الاحتراق الداخلي. بي ام دبليو أعلنت مؤخرا أنها وافقت على وقود الديزل المتجدد 100٪ ، والمعروفة باسم هفو 100. هفو 100 هو نسخة طبق الأصل الكيميائية من الديزل الهيدروكربونية. تعزز بورش تطوير الوقود الاصطناعي أو الوقود الكهربائي ، الذي يتم إنتاجه من ثاني أكسيد الكربون2 والهيدروجين باستخدام الطاقة المتجددة. خيار آخر هو مزج الوقود مع 33 المجلد.٪ زيت الطهي المهدرج لإنتاج الديزل البترولي ، كما اقترحت فولكس فاجن مع آر 33 بلوديسيل.
في حين أن الهيكل الميكانيكي لمحركات الطائرات ظل دون تغيير إلى حد كبير خلال نصف القرن الماضي ، فقد تغير الهيكل الميكانيكي لمحركات السيارات بشكل كبير. على الرغم من هذا الاختلاف الكبير في تاريخ التنمية ، فمن المتوقع أن تخترق التكنولوجيا الكهربائية كلا الصناعتين في السنوات القادمة. في حين أن هذا قد يؤدي إلى انخفاض في كمية زيوت محركات الطائرات المستخدمة ، فإن استمرار وجود الطائرات القديمة ذات التصميمات البسيطة لمحركات المكبس سيؤدي على الأرجح إلى استمرار وجود زيوت تشحيم محركات الطيران المشتتة بدون رماد. قد لا ترى مواد التشحيم المشتتة الخالية من الرماد العديد من التطورات والتحسينات الجديدة في السنوات القليلة المقبلة ، ولكن مثل الطائرات التي تخدمها ، فمن المحتمل أن تستمر في الوجود لسنوات عديدة قادمة.