در واقع از چه روغن موتور خودرویی باید استفاده کنید؟

انتخاب صحیح روغن موتور ماشین یکی از مهم ترین تصمیمات نگهداری برای هر وسیله نقلیه است. ویسکوزیته نامناسب، مشخصات ناسازگار، یا فاصله تخلیه طولانی مدت می تواند سایش سطوح بلبرینگ را تسریع کند، مصرف سوخت را افزایش داده و عمر موتور را کاهش دهد. این مقاله یک نمای کلی فنی از درجه‌های ویسکوزیته، انواع روغن، مشخصات صنعت و معیارهای انتخاب ارائه می‌کند - ساختاری برای مدیران ناوگان، عمده‌فروشان خودرو، و مهندسان تدارکاتی که نیاز به تصمیم‌گیری منابع قابل دفاع دارند.

چرا انتخاب روغن موتور مهم است

وظایف اصلی روغن موتور خودرو

روغن موتور پنج عملکرد همزمان را در داخل یک موتور در حال کار انجام می دهد. سطوح فلزی را با حفظ یک لایه هیدرودینامیکی روان می کند که از تماس مستقیم بین قطعات متحرک جلوگیری می کند. اجزایی را خنک می کند که مایع خنک کننده نمی تواند مستقیماً به آنها برسد، مانند قسمت های زیرین پیستون و ژورنال های میل بادامک. با تعلیق محصولات جانبی احتراق و ساییدگی ذرات در جریان روغن تا زمانی که توسط فیلتر جذب شوند، تمیز می شود. این اسیدهای تشکیل شده در طی احتراق را از طریق افزودنی های قلیایی که به عنوان عدد پایه کل (TBN) اندازه گیری می شود، خنثی می کند. و در برابر اکسیداسیون و خوردگی در هر دو دوره عملیات و نگهداری در سرد محافظت می کند.

هنگام استفاده از روغن اشتباه چه اتفاقی می افتد؟

• ویسکوزیته خیلی زیاد: مقاومت پمپاژ را در شروع سرد افزایش می دهد، دمای روغن را افزایش می دهد، راندمان سوخت را کاهش می دهد و می تواند بالابرهای شیر هیدرولیک در سیستم های زمان بندی متغیر سوپاپ مدرن (VVT) را از بین ببرد.
• ویسکوزیته خیلی کم: ضخامت فیلم را در دمای عملیاتی کاهش می دهد و باعث تسریع سایش در یاتاقان های میل لنگ و دیواره های سیلندر، به ویژه تحت بار زیاد می شود.
• مشخصات نامتناسب: روغنی که بر اساس API SN فرموله شده و بدون محافظت از پیش احتراق کم سرعت (LSPI) می‌تواند باعث آسیب فاجعه‌بار موتور در موتورهای تزریق مستقیم توربوشارژ (TGDI) شود که به API SP نیاز دارند.

درجات ویسکوزیته روغن موتور خودرو توضیح داده شده است

سیستم طبقه بندی ویسکوزیته SAE

انجمن مهندسان خودرو (SAE) درجه های ویسکوزیته را تحت SAE J300 تعریف می کند. این استاندارد هر دو طبقه بندی تک درجه و چند درجه را کنترل می کند. درجات ویسکوزیته روغن موتور خودرو توضیح داده شده است از طریق این سیستم از رتبه بندی زمستانی (W) و درجه حرارت بالا در یک نام واحد استفاده کنید. عدد زمستانی - 0 وات، 5 وات، 10 وات، 15 وات - ویسکوزیته میل لنگ سرد روغن را تعیین می کند که در دمای زیر صفر بر حسب میلی پاسکال ثانیه (mPa·s) اندازه گیری می شود. اعداد دمای بالا - 20، 30، 40، 50 - ویسکوزیته سینماتیکی را در 100 درجه سانتیگراد تعریف می کنند که بر حسب سانتی استوک (cSt) اندازه گیری می شود.

نحوه خواندن برچسب روغن چند درجه

برچسبی که 5W-30 را نشان می دهد به این معنی است که روغن در دماهای سرد مانند روغن 5 وات عمل می کند (به موتور اجازه می دهد تا حدود -30 درجه سانتیگراد پایین بیاید) و ویسکوزیته سینماتیکی را در باند درجه 30 (cSt 9.3-12.5) در 100 درجه سانتیگراد حفظ می کند. ویسکوزیته برش بالا در دمای بالا (HTHS) در 150 درجه سانتیگراد و نرخ برش 10^6 s^-1 سومین پارامتر مهمی است که روی برچسب نشان داده نشده است اما در برگه اطلاعات محصول تعریف شده است. HTHS باید حداقل 2.6 mPa·s برای گریدهای استاندارد و 2.9 mPa·s برای درجات مصرف سوخت تحت الزامات SAE J300 باشد.

جدول زیر نمرات SAE رایج و پروفایل های کاربردی معمولی آنها را نشان می دهد:

مقایسه روغن موتور خودرو مصنوعی در مقابل معمولی

دسته‌های روغن پایه (گروه‌های API I–V)

موسسه نفت آمریکا (API) روغن های پایه را بر اساس محتوای اشباع، محتوای گوگرد و شاخص ویسکوزیته (VI) به پنج گروه طبقه بندی می کند. روغن های پایه گروه I روغن های معدنی تصفیه شده با حلال هستند (VI 80-120). گروه دوم روغن‌های معدنی تصفیه‌شده با آب (VI 80-120، گوگرد پایین‌تر) هستند. گروه III روغن‌هایی با هیدروکراک شدید (VI بالاتر از 120) هستند و از نظر قانونی در اکثر بازارها به عنوان مصنوعی طبقه‌بندی می‌شوند. روغن های پایه گروه IV پلی آلفائولفین ها (PAO) هستند که کاملاً مصنوعی هستند. گروه V تمام سهام پایه دیگر، از جمله استرهای مورد استفاده در فرمولاسیون های با کارایی بالا را پوشش می دهد.

تفاوت عملکرد در عملیات واقعی

این مقایسه روغن موتور خودرو مصنوعی با معمولی تفاوت های قابل اندازه گیری را در بین پایداری حرارتی، مقاومت در برابر اکسیداسیون و جریان شروع سرد نشان می دهد. روغن‌های سنتزی کامل مبتنی بر ذخایر پایه PAO یا گروه III، پایداری ویسکوزیته را در محدوده‌های دمایی وسیع‌تر حفظ می‌کنند و در برابر ضخیم شدن اکسیداتیو به طور قابل‌توجهی بیشتر از روغن‌های معدنی گروه I مقاومت می‌کنند. این به طور مستقیم به فواصل تخلیه طولانی تر و تشکیل رسوب کمتر در رینگ های پیستون و میل سوپاپ ترجمه می شود.

API روغن موتور خودرو و استانداردهای مشخصات ACEA

دسته بندی خدمات API

این استانداردهای مشخصات روغن موتور خودرو API و ACEA حداقل آستانه عملکرد را از طریق تست های استاندارد موتور آزمایشگاهی تعریف کنید. API SP (معرفی 2020) دسته بندی رده بالای فعلی برای موتورهای بنزینی است و الزامات حفاظت از سایش زنجیره زمان بندی و پیشگیری LSPI را اضافه می کند که در دسته های قبلی API SN Plus یا SN وجود ندارد. API CK-4 دسته دیزل های سنگین فعلی است که جایگزین CJ-4 می شود و به اکسیداسیون و کنترل هوادهی در دمای بالاتر برای موتورهای دیزلی مطابق با آلایندگی های سطح 4 می پردازد.

توالی ACEA و الزامات اروپایی OEM

این European Automobile Manufacturers Association (ACEA) publishes its own oil sequences updated periodically — the current edition is ACEA 2021. ACEA A3/B4 covers petrol and light diesel engines requiring stable high-performance oils. ACEA C2 and C3 are low-SAPS (Sulfated Ash, Phosphorus, Sulfur) categories designed to protect diesel particulate filters (DPF) and three-way catalysts. Many European OEMs — particularly those producing diesel vehicles with DPF — mandate ACEA C3 as a minimum, overriding API ratings for their vehicles.

بهترین روغن موتور خودرو برای وسایل نقلیه با مسافت پیموده شده بالا

چرا فرمولاسیون با مسافت پیموده شده متفاوت است

موتورهای با مسافت بیش از 120000 کیلومتر معمولاً افزایش فاصله یاتاقان ها، فرسودگی مهر و موم ساقه سوپاپ و کاهش تنش رینگ پیستون را نشان می دهند. این بهترین روغن موتور خودرو برای وسایل نقلیه با مسافت پیموده شده بالا این شرایط را از طریق ترکیبی از گریدهای ویسکوزیته کمی بالاتر (10W-40 به جای 5W-30) و یک بسته افزودنی خاص که تخریب آب بندی و افزایش تماس فلز با فلز را جبران می کند، برطرف می کند.

بسته های افزودنی که مهم هستند

• نرم کننده های مهر و موم: معمولاً ترکیبات مبتنی بر استر یا ترکیبات معطر که باعث می شود سیل های الاستومری کمی متورم شوند و مصرف روغن را از راهنماهای شیر و رینگ های پیستون کاهش دهند.
• محتوای ZDDP (دی آلکیل دی تیوفسفات روی) بالاتر: محافظت ضد سایش را بر روی لوب های بادامک و شیرهای مسطح که در طراحی های قدیمی موتور رایج است، ارائه می دهد. توجه داشته باشید که سطوح بالای ZDDP با مبدل‌های کاتالیزوری ناسازگار است و باید در محدوده ACEA پایین SAPS برای وسایل نقلیه با سیستم‌های تصفیه پس‌تر باقی بماند.
• TBN بالا: عدد پایه بالاتر (معمولاً 8-10 میلی گرم KOH/g در مقابل 6-7 برای گریدهای استاندارد) ظرفیت خنثی سازی اسید طولانی تری را در موتورهایی با افزایش دمش فراهم می کند.

هر چند وقت یکبار روغن موتور خودرو را تعویض کنیم

توصیه های فاصله تخلیه OEM

چند وقت یکبار روغن موتور خودرو را تعویض کنیم به مشخصات OEM، کیفیت روغن و چرخه کار بستگی دارد. اکثر سازندگان خودروهای سواری مدرن اروپایی، فواصل خدمات متغیری را که توسط سنسور یا الگوریتم کیفیت روغن کنترل می‌شود، با حداکثر فواصل 30000 کیلومتر یا 2 سال برای روغن‌های مصنوعی کامل مطابق با ACEA C3 یا معادل آن مشخص می‌کنند. OEM های ژاپنی معمولاً 10000 تا 15000 کیلومتر را برای گریدهای مصنوعی توصیه می کنند. توصیه‌های OEM آمریکای شمالی معمولاً بین 8000 تا 16000 کیلومتر است، بسته به اینکه شرایط خدمات سخت یا عادی اعمال شود.

عواملی که عمر روغن را کوتاه می کند

• رانندگی در سفرهای کوتاه: شروع سرد در دمای زیر 70 درجه سانتیگراد از تبخیر رقیق شدن سوخت جلوگیری می کند، تخریب روغن پایه و کاهش TBN را تسریع می کند.
• بکسل و بار زیاد: بار زیاد موتور، دمای روغن را به بالای 120 درجه سانتیگراد افزایش می‌دهد و واکنش‌های اکسیداسیون و نیتراسیون را تسریع می‌کند.
• محیط های گرد و غبار یا آلوده: بارهای ذرات بالای محیط باعث افزایش بای پس فیلتر و غلظت ذرات سایش ساینده در روغن می شود.
• بیکار طولانی مدت: موتورهای دیزلی که برای مدت طولانی در حالت بیکار هستند، دوده را با نرخ های شتابی انباشته می کنند و ویسکوزیته روغن را بالاتر از محدودیت های مشخصات بالا می برد.

سوالات متداول

Q1: آیا می توانم روغن موتور خودرو مصنوعی و معمولی را در مواقع اضطراری مخلوط کنم؟

اختلاط شیمیایی در شرایط اضطراری کوتاه مدت مجاز است. روغن های مصنوعی و معمولی مدرن از شیمی افزودنی سازگار استفاده می کنند و مخلوط کردن باعث آسیب فوری موتور نمی شود. با این حال، ترکیب به دست آمده به استاندارد پایین تر از دو جزء عمل می کند. TBN رقیق شده، مقاومت در برابر اکسیداسیون کاهش یافته و شاخص ویسکوزیته به خطر افتاده به این معنی است که مخلوط باید در اولین فرصت با پر کردن کامل درجه و مشخصات مشخص شده توسط OEM جایگزین شود.

Q2: آیا روغن با ویسکوزیته بالاتر همیشه محافظت بهتری از موتور ارائه می دهد؟

خیر. ویسکوزیته بالاتر ضخامت لایه بهتری را در شرایط با دمای بالا و بار بالا فراهم می‌کند، اما تلفات پمپاژ را در شروع سرد افزایش می‌دهد و جریان را به اجزای فعال هیدرولیکی مانند فازرهای VVT کاهش می‌دهد. تلرانس های موتور مدرن برای محدوده های ویسکوزیته خاص طراحی شده اند. استفاده از 10W-40 در موتوری که برای 0W-20 مشخص شده است می تواند افزایش فشار روغن در هنگام راه اندازی را تا چند صد میلی ثانیه به تاخیر بیاندازد - به اندازه ای که باعث سایش قابل اندازه گیری بلبرینگ بادامک در طول زمان شود.

Q3: چگونه می توانم تأیید کنم که موتور من واقعاً به چه مشخصات روغن نیاز دارد؟

این primary source is the vehicle owner's manual, which specifies both the SAE viscosity grade and the required API or ACEA performance category. The oil filler cap may also display the recommended grade. For fleet procurement, OEM service information portals provide specification data by VIN or engine code. When in doubt, contact the OEM's technical support line — using a non-approved specification can void powertrain warranty coverage in many markets.

مراجع

• انجمن مهندسین خودرو. SAE J300: طبقه بندی ویسکوزیته روغن موتور. SAE International، Warrendale، PA. بازبینی شده در سال 2015. موجود در: https://www.sae.org
• موسسه نفت آمریکا سیستم گواهینامه و مجوز روغن موتور API (EOLCS): API SP و مقوله‌های حفظ منابع. انتشارات API 1509، نسخه نوزدهم. API، واشنگتن، دی سی، 2020. موجود در: https://www.api.org
• انجمن خودروسازان اروپا (ACEA). ACEA European Oil Sequences 2021. ACEA، بروکسل، 2021. موجود در: https://www.acea.auto
• Mang, T. and Dresel, W. (eds.). روان کننده ها و روانکاری. ویرایش 3 Wiley-VCH، Weinheim، 2017. فصل 5: روغن موتور - ترکیب، آزمایش و عملکرد.
• تونگ، اس سی و مک میلان، ام.ال. بررسی اجمالی تریبولوژی خودرو از پیشرفت‌ها و چالش‌های کنونی برای آینده. Tribology International, Vol. 37، شماره 7، 2004، صص 517-536. الزویر.
• رضوی، س.ق.ع. بررسی جامع شیمی روان کننده، فناوری، انتخاب و طراحی. ASTM International, West Conshohocken, PA, 2009. ISBN 978-0-8031-7006-0.