یک مکمل ( افزودنی ) برای روغن خودرو چگونه ساخته و انتخاب می شود( معرفی انواع مکمل های اساسی روغن و پرسشهای متداول)
افزودنی‌های ضددود روغن برای کاهش یا حذف انتشار دود از موتورها، به ویژه در موتورهای دیزلی یا موتورهای دو زمانه طراحی شده‌اند. این افزودنی‌ها با بهبود راندمان احتراق، کاهش سوخت نسوخته و به حداقل رساندن تشکیل ذرات معلق عمل می‌کنند. فرمولاسیون افزودنی‌های ضددود معمولاً شامل ترکیبی از اجزای زیر است:
1. اجزای کلیدی افزودنی‌های ضددود
-
کاتالیزورهای احتراق: اینها احتراق سوخت را بهبود می‌بخشند و مقدار هیدروکربن‌های نسوخته‌ای که به دود کمک می‌کنند را کاهش می‌دهند. مثال‌ها عبارتند از:
-
ترکیبات سِریوم‌دار (مثلاً اکسید سِریوم)
-
ترکیبات آهن‌دار (مثلاً فِروسن)
-
-
مواد شوینده و پراکنده‌کننده: اینها سیستم سوخت را با جلوگیری از تجمع رسوباتی که می‌تواند منجر به احتراق ناقص و دود شود، تمیز نگه می‌دارند. مثال‌ها عبارتند از:
-
ساکسی نیمید پلی‌ایزوبوتیلن (PIBSI)
-
آلکیل فنولات‌ها
-
-
اکسیژن‌دارها: این ترکیبات اکسیژن را به فرآیند احتراق وارد می‌کنند و باعث سوختن کامل‌تر سوخت می‌شوند. مثال‌ها عبارتند از:
-
تری‌کربونیل منگنز متیل سیکلوپنتادی انیل (MMT)
-
مشققات اتانول یا متانول
-
-
مواد اصلاح‌کننده اصطکاک: اینها اصطکاک را در موتور کاهش می‌دهند و راندمان را بهبود می‌بخشند و دود را کاهش می‌دهند. مثال‌ها عبارتند از:
-
دی‌سولفید مولیبدن (MoS₂)
-
ترکیبات گرافیت یا بور‌دار
-
-
روغن حامل: از یک روغن پایه یا حلال برای حل کردن یا معلق کردن مواد فعال و اطمینان از توزیع یکنواخت در سوخت یا روغن موتور استفاده می‌شود.
2. فرمولاسیون معمولی افزودنی‌های ضددود
فرمول دقیق بسته به نوع موتور (دیزلی، بنزینی یا دو زمانه) و الزامات خاص کاربرد متفاوت است. در زیر یک مثال کلی از فرمولاسیون افزودنی ضددود آمده است:
| جزء | عملکرد | غلظت (wt%) |
|------------------------------|---------------------------------------|--------------------------|
| اکسید سِریوم (CeO₂) | کاتالیزور احتراق | 0.1% - 0.5% |
| فِروسن (Fe(C₅H₅)₂) | کاتالیزور احتراق | 0.05% - 0.2% |
| ساکسی نیمید پلی‌ایزوبوتیلن (PIBSI) | شوینده/پراکنده‌کننده | 1% - 5% |
| تری‌کربونیل منگنز متیل سیکلوپنتادی انیل (MMT) | اکسیژن‌دار | 0.01% - 0.1% |
| دی‌سولفید مولیبدن (MoS₂) | اصلاح‌کننده اصطکاک | 0.05% - 0.2% |
| روغن حامل (مثلاً روغن معدنی یا مصنوعی) | حلال/پایه | 94% - 98.7% |
3. نحوه تعیین غلظت مناسب
-
نوع موتور: موتورهای دیزلی معمولاً به غلظت‌های بالاتری از کاتالیزورهای احتراق و مواد شوینده در مقایسه با موتورهای بنزینی نیاز دارند.
-
نوع سوخت: فرمولاسیون ممکن است بسته به اینکه افزودنی در روغن موتور دیزلی، بنزینی یا دو زمانه استفاده می‌شود، متفاوت باشد.
-
مقررات: اطمینان حاصل کنید که افزودنی با مقررات محلی و بین‌المللی (مثلاً استانداردهای EPA، اتحادیه اروپا) مطابقت دارد.
-
آزمایش و بهینه‌سازی: آزمایش‌های آزمایشگاهی و میدانی را برای بهینه‌سازی غلظت هر جزء برای حداکثر کاهش دود بدون اثرات نامطلوب بر عملکرد موتور انجام دهید.
4. فرآیند تولید
-
مرحله 1: روغن حامل را با مواد شوینده و پراکنده‌کننده مخلوط کنید تا یک پایه همگن ایجاد شود.
-
مرحله 2: کاتالیزورهای احتراق (مثلاً اکسید سِریوم، فِروسن) و اکسیژن‌دارها (مثلاً MMT) را ضمن هم زدن مداوم اضافه کنید.
-
مرحله 3: اصلاح‌کننده‌های اصطکاک (مثلاً دی‌سولفید مولیبدن) را وارد کنید و پراکندگی یکنواخت را مشاهده و تضمین کنید.
-
مرحله 4: فرمولاسیون را از نظر پایداری، سازگاری و عملکرد آزمایش کنید.
-
مرحله 5: غلظت اجزا را بر اساس نتایج آزمایش تنظیم کنید و فرمولاسیون را نهایی کنید.
5. ملاحظات کلیدی
-
سازگاری: اطمینان حاصل کنید که افزودنی با سوخت پایه یا روغن موتور سازگار است.
-
تأثیر زیست‌محیطی: از استفاده از مواد مضر یا محدود (مثلاً ترکیبات سرب‌دار) خودداری کنید.
-
هزینه: عملکرد را با صرفه‌جویی در هزینه‌ها متعادل کنید، زیرا برخی از اجزا (مثلاً اکسید سِریوم) می‌توانند گران باشند.
-
ایمنی: با احتیاط با مواد شیمیایی مانند فِروسن و MMT رفتار کنید، زیرا می‌توانند سمی یا خطرناک باشند.
6. مثال مورد استفاده
برای یک افزودنی روغن موتور دیزلی:
- از 0.3% اکسید سِریوم، 0.1% فِروسن، 3% PIBSI، 0.05% MMT و 0.1% دی‌سولفید مولیبدن استفاده کنید، بقیه یک روغن حامل مصنوعی با کیفیت بالا خواهد بود.
با انتخاب و تعادل دقیق اجزا، می‌توانید یک افزودنی ضددود مؤثر ایجاد کنید که انتشار دود را کاهش می‌دهد، عملکرد موتور را بهبود می‌بخشد و با استانداردهای نظارتی مطابقت دارد. همیشه فرمولاسیون را برای کاربرد خاص خود آزمایش و بهینه‌سازی کنید.
———
افزودنی‌های ضددود برای روغن موتور معمولاً حاوی ترکیبی از ترکیباتی هستند که برای کاهش تشکیل و انتشار دود از اگزوز موتور طراحی شده‌اند. ترکیب دقیق، بین مارک‌ها و فرمولاسیون‌ها متفاوت است، اما مواد تشکیل‌دهنده رایج و مکانیسم‌های عملکرد آنها عبارتند از:
-
مواد شوینده و پراکنده‌کننده: اینها اجزای حیاتی در هر روغن موتور هستند، نه فقط آنهایی که خواص ضددود دارند. آنها محصولات جانبی احتراق (مانند دوده و لجن) را در روغن معلق نگه می‌دارند و از تجمع آنها بر روی قطعات موتور و سوختن ناقص آنها که منجر به دود می‌شود، جلوگیری می‌کنند. مواد شوینده، محصولات اسیدی احتراق را خنثی می‌کنند، در حالی که پراکنده‌کننده‌ها ذرات را کوچک نگه می‌دارند و از به هم چسبیدن آنها جلوگیری می‌کنند.
-
مواد اصلاح‌کننده اصطکاک: کاهش اصطکاک در داخل موتور به افزایش راندمان احتراق کمک می‌کند. احتراق کارآمدتر به این معنی است که سوخت نسوخته کمتری دفع می‌شود و در نتیجه دود کمتری تولید می‌شود. اصلاح‌کننده‌های اصطکاک رایج شامل دی‌آلکیل دی‌تیوفسفات‌های روی (ZDDP) هستند، اگرچه استفاده از ZDDP به دلیل تأثیر منفی آن بر مبدل‌های کاتالیزوری در حال کاهش است.
-
غیرفعال‌کننده‌های فلز: احتراق می‌تواند منجر به تشکیل ترکیبات فلزی شود که می‌تواند به دود کمک کند. این افزودنی‌ها به غیرفعال کردن این فلزات کمک می‌کنند و از ایجاد مشکلات توسط آنها جلوگیری می‌کنند.
-
مواد اصلاح‌کننده ویسکوزیته: این اجزا ویسکوزیته (غلظت) روغن را در گستره وسیعی از دماها حفظ می‌کنند. ویسکوزیته مناسب برای روانکاری قطعات موتور و جلوگیری از سایش بیش از حد، که می‌تواند به طور غیرمستقیم به تشکیل دود کمک کند، بسیار مهم است.
-
ضد اکسیدان‌ها: اکسیداسیون روغن می‌تواند منجر به تشکیل لجن و سایر محصولات جانبی شود که می‌تواند دود را افزایش دهد. ضد اکسیدان‌ها از این فرآیند اکسیداسیون جلوگیری یا آن را کند می‌کنند و روغن را برای مدت طولانی‌تری تمیز نگه می‌دارند.
نحوه عملکرد:
افزودنی‌های ضددود به طور هم‌زمان برای حل ریشه‌های انتشار دود کار می‌کنند:
-
احتراق بهبود یافته: با کاهش اصطکاک و اطمینان از روانکاری کارآمد، افزودنی‌ها فرآیند احتراق را بهینه‌سازی می‌کنند. این امر منجر به سوختن کامل‌تر سوخت می‌شود و در نتیجه هیدروکربن‌های نسوخته و ذرات معلق کمتری در اگزوز وجود دارد.
-
تمیز نگه داشتن موتور: مواد شوینده و پراکنده‌کننده از تجمع رسوبات بر روی قطعات موتور جلوگیری می‌کنند. این رسوبات می‌توانند منجر به احتراق ناقص و افزایش دود شوند. قطعات موتور تمیز همچنین اطمینان از آب‌بندی مناسب و جلوگیری از نشتی روغن را نیز تضمین می‌کنند که می‌تواند به دود نیز کمک کند.
-
خنثی کردن اسیدیته: خنثی کردن محصولات جانبی اسیدی از خوردگی و آسیب به اجزای موتور جلوگیری می‌کند. این امر به طور غیرمستقیم به حفظ عملکرد بهینه موتور کمک می‌کند و احتمال تشکیل دود به دلیل سایش و پارگی را کاهش می‌دهد.
-
حفظ خواص روغن: با تثبیت ویسکوزیته روغن و جلوگیری از اکسیداسیون، افزودنی‌ها اطمینان حاصل می‌کنند که روغن در طول عمر مفید خود به طور مؤثر عملکرد روانکاری و تمیز کردن خود را ادامه می‌دهد.
مهم است که توجه داشته باشید که در حالی که افزودنی‌های ضددود می‌توانند دود را کاهش دهند، اگر علت اصلی یک مشکل عمده موتور باشد (مثلاً رینگهای پیستون فرسوده، انژکتورهای معیوب)، نمی‌توانند آن را کاملاً از بین ببرند. اگر با وجود استفاده از روغنی با افزودنی‌های ضددود، دود بیش از حد ادامه یابد، تشخیص حرفه‌ای موتور ضروری است.
——
استفاده از سرامیک چطور؟؟
بله، استفاده از پوشش‌های سرامیکی مایع در افزودنی‌های روغن جهت خاصیت ضد اصطکاک امکان‌پذیر است. در واقع، این یک روند رو به رشد در بخش‌های خودرو و صنعت است، زیرا نانوذرات سرامیکی می‌توانند به طور قابل‌توجهی عملکرد روان‌کننده‌ها را افزایش دهند و اصطکاک و سایش را در موتورها و ماشین‌آلات کاهش دهند. در اینجا نحوه عملکرد آن آمده است:
1. ادغام نانوذرات سرامیکی در افزودنی‌های روغن
-
تعلیق نانوذرات: نانوذرات سرامیکی (مثلاً دی‌اکسید سیلیکون، دی‌اکسید تیتانیوم یا دی‌اکسید زیرکونیوم) در یک حامل مایع که با روغن موتور یا سایر روان‌کننده‌ها سازگار است، معلق می‌شوند.
-
تثبیت: نانوذرات برای جلوگیری از تجمع یا ته نشینی تثبیت می‌شوند و اطمینان حاصل می‌شود که به طور یکنواخت در روغن توزیع می‌شوند. این اغلب با استفاده از سورفاکتانت‌ها یا پراکنده‌کننده‌ها انجام می‌شود.
-
غلظت: نانوذرات در غلظت‌های دقیق اضافه می‌شوند تا عملکرد بهینه بدون تأثیر منفی بر ویسکوزیته یا خواص جریان روغن تضمین شود.
2. مکانیسم عملکرد
-
پراکندگی در روغن: هنگامی که افزودنی روغن با روغن موتور مخلوط می‌شود، نانوذرات سرامیکی در سراسر روان‌کننده پراکنده می‌شوند.
-
فعال‌سازی حرارتی: با کارکرد موتور و رسیدن به دمای معینی (مثلاً 43 درجه سانتی‌گراد، همانطور که برای A9 ذکر شد)، نانوذرات فعال می‌شوند.
-
پیوند به سطوح فلزی: نانوذرات به گونه‌ای طراحی شده‌اند که به سطوح فلزی متصل شوند و یک لایه سرامیکی نازک و بادوام بر روی اجزای موتور مانند پیستون‌ها، دیواره‌های سیلندر، یاتاقان‌ها و میل‌سوپاپ‌ها تشکیل دهند.
-
کاهش اصطکاک: لایه سرامیکی سطحی فوق‌العاده صاف ایجاد می‌کند که اصطکاک بین قطعات متحرک را کاهش می‌دهد و سایش را به حداقل می‌رساند.
3. مزایای استفاده از نانوذرات سرامیکی در افزودنی‌های روغن
-
اصطکاک کاهش یافته: لایه سرامیکی اصطکاک را به طور قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و راندمان موتور و صرفه‌جویی در مصرف سوخت را بهبود می‌بخشد.
-
محافظت در برابر سایش: پوشش سرامیکی بادوام از سطوح فلزی در برابر سایش محافظت می‌کند و عمر مفید اجزای موتور را افزایش می‌دهد.
-
مقاومت در برابر حرارت: پوشش‌های سرامیکی می‌توانند در برابر دمای بالا مقاومت کنند و آنها را برای استفاده در موتورها و سایر محیط‌های با دمای بالا ایده‌آل می‌کنند.
-
جلوگیری از خوردگی: لایه سرامیکی به عنوان یک مانع عمل می‌کند و از سطوح فلزی در برابر اکسیداسیون و خوردگی محافظت می‌کند.
-
عملکرد بهبود یافته: با کاهش اصطکاک و سایش، افزودنی می‌تواند عملکرد کلی موتور را افزایش دهد و هزینه‌های نگهداری را کاهش دهد.
4. چالش‌ها و ملاحظات
-
اندازه ذرات: نانوذرات باید به اندازه کافی کوچک باشند تا در روغن معلق بمانند و فیلترها یا مجاری روغن را مسدود نکنند.
-
سازگاری: افزودنی باید با روغن پایه و سایر افزودنی‌ها در روان‌کننده سازگار باشد تا از واکنش‌های شیمیایی نامطلوب جلوگیری شود.
-
دوام: لایه سرامیکی باید به اندازه کافی بادوام باشد تا در برابر شرایط سخت داخل موتور، از جمله دماهای بالا، فشارها و تنش‌های مکانیکی مقاومت کند.
-
هزینه: نانوذرات سرامیکی با کیفیت بالا می‌توانند گران باشند که ممکن است هزینه افزودنی را افزایش دهد.
5. کاربردهای واقعی
-
خودرو: افزودنی‌های روغن بر پایه سرامیک در خودروهای سواری، کامیون‌ها و موتورسیکلت‌ها برای بهبود عملکرد و طول عمر موتور استفاده می‌شوند.
-
ماشین‌آلات صنعتی: آنها همچنین در تجهیزات صنعتی برای کاهش اصطکاک و سایش در چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها و سایر قطعات متحرک استفاده می‌شوند.
-
موتورهای مسابقه‌ای و با عملکرد بالا: افزودنی‌های سرامیکی در مسابقات و کاربردهای با عملکرد بالا محبوب هستند، جایی که کاهش اصطکاک و افزایش راندمان بسیار مهم است.
6. نحوه استفاده از افزودنی‌های روغن بر پایه سرامیک
-
مخلوط کردن: مقدار توصیه‌شده افزودنی بر پایه سرامیک را در هنگام تعویض روغن یا شارژ مجدد به روغن موتور اضافه کنید.
-
چرخه رانندگی: افزودنی معمولاً به یک چرخه رانندگی کوتاه نیاز دارد تا نانوذرات پراکنده شوند و به سطوح فلزی متصل شوند.
-
نگهداری: استفاده منظم از افزودنی می‌تواند به حفظ لایه سرامیکی محافظ و افزایش عمر موتور کمک کند.
در خلاصه، پوشش‌های سرامیکی مایع را می‌توان با معلق کردن نانوذرات سرامیکی در روان‌کننده، در افزودنی‌های روغن جهت خاصیت ضد اصطکاکی روغن استفاده کرد. هنگامی که موتور به دمای کارکرد می‌رسد، نانوذرات به سطوح فلزی متصل می‌شوند و یک لایه محافظ ایجاد می‌کنند که اصطکاک را کاهش می‌دهد، سایش را به حداقل می‌رساند و عملکرد کلی را بهبود می‌بخشد. این فناوری در حال حاضر در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد و مزایای قابل‌توجهی را برای نگهداری موتور و ماشین‌آلات ارائه می‌دهد.
——
تفاوت سرامیک با فولرن در چیست؟؟
هم فولرن‌ها و هم پوشش‌های سرامیکی مایع مزایای منحصر به فردی برای محافظت از اجزای موتور و قطعات فلزی ارائه می‌دهند، اما آنها به روش‌های مختلف کار می‌کنند و خواص متمایزی دارند. انتخاب بین این دو به کاربرد خاص، ویژگی‌های عملکرد مورد نظر و شرایط عملیاتی بستگی دارد. در اینجا مقایسه دقیقی آورده شده است:
1. پوشش‌های سرامیکی مایع
-
ترکیب: از نانوذرات سرامیکی (مثلاً دی‌اکسید سیلیکون، دی‌اکسید تیتانیوم) معلق در یک حامل مایع ساخته شده است.
-
مکانیسم: هنگامی که در معرض گرما یا اصطکاک قرار می‌گیرد، یک لایه سخت، بادوام و مقاوم در برابر حرارت بر روی سطوح فلزی ایجاد می‌کند.
-
خواص:
-
مقاومت در برابر حرارت: مقاومت عالی در برابر دماهای بالا، که آنها را برای محیط‌های موتور ایده‌آل می‌کند.
-
کاهش اصطکاک: سطحی صاف ایجاد می‌کند که اصطکاک بین قطعات متحرک را کاهش می‌دهد.
-
محافظت در برابر سایش: مانع بادوامی در برابر سایش و سایش فراهم می‌کند.
-
مقاومت در برابر خوردگی: به عنوان مانعی در برابر اکسیداسیون و خوردگی عمل می‌کند.
-
-
کاربردها: به طور گسترده در موتورهای خودرو، ماشین‌آلات صنعتی و کاربردهای با عملکرد بالا استفاده می‌شود.
2. فولرن‌ها
-
ترکیب: فولرن‌ها مولکول‌هایی هستند که کاملاً از کربن تشکیل شده‌اند و در ساختارهایی مانند کره‌ها (مثلاً باکی‌بال‌ها) یا لوله‌ها (مثلاً نانولوله‌های کربنی) مرتب شده‌اند.
-
مکانیسم: فولرن‌ها می‌توانند به عنوان بلبرینگ‌های نانومقیاس عمل کنند و اصطکاک را با غلتیدن بین سطوح کاهش دهند. آنها همچنین می‌توانند یک لایه محافظ کربنی بر روی سطوح فلزی تشکیل دهند.
-
خواص:
-
خودروان‌کاری: فولرن‌ها می‌توانند با غلتیدن بین سطوح، اصطکاک را کاهش دهند و اثر خودروان‌کاری ایجاد کنند.
-
مقاومت بالا: ساختارهای کربنی مانند فولرن‌ها بسیار قوی هستند و می‌توانند در برابر تنش‌های مکانیکی مقاومت کنند.
-
رسانایی حرارتی: فولرن‌ها می‌توانند به اتلاف گرما کمک کنند که در محیط‌های با دمای بالا مفید است.
-
پایداری شیمیایی: در برابر اکسیداسیون و تخریب شیمیایی مقاوم هستند.
-
-
کاربردها: در سیستم‌های روانکاری پیشرفته، پوشش‌ها و علم مواد برای کاهش اصطکاک و سایش استفاده می‌شوند.
-
مقایسه: فولرن‌ها در مقابل پوشش‌های سرامیکی مایع
| خاصیت | پوشش‌های سرامیکی مایع | فولرن‌ها |
|----------------------------|-----------------------------------------------------|---------------------------------------------|
| کاهش اصطکاک | عالی (سطح صاف و سخت ایجاد می‌کند) | عالی (خودروان‌کاری، اثر غلتش) |
| محافظت در برابر سایش | بالا (لایه سرامیکی بادوام) | بالا (ساختارهای کربنی قوی) |
| مقاومت در برابر حرارت | بسیار بالا (ایده‌آل برای محیط‌های با دمای بالا) | بالا (رسانایی حرارتی خوب) |
| مقاومت در برابر خوردگی | بالا (به عنوان مانعی در برابر اکسیداسیون عمل می‌کند) | متوسط (بستگی به ساختار کربن دارد) |
| دوام | طولانی مدت (لایه سخت و چسبیده) | طولانی مدت (پیوندهای کربنی قوی) |
| سهولت کاربرد | آسان برای استفاده (فرم مایع) | نیاز به پراکندگی دقیق در روغن یا پوشش دارد |
| هزینه | متوسط تا بالا | بالا (به دلیل فناوری نانو کربن پیشرفته) |
کدام یک برای موتور و قطعات فلزی بهتر است؟
-
پوشش‌های سرامیکی مایع به طور کلی برای محیط‌های موتور مناسب‌تر هستند زیرا:
-
آنها یک لایه سخت و بادوام ایجاد می‌کنند که می‌تواند در برابر دماهای بالا و تنش‌های مکانیکی مقاومت کند.
-
آنها کاهش اصطکاک و محافظت در برابر سایش عالی را ارائه می‌دهند که برای عملکرد موتور بسیار مهم است.
-
آنها استفاده آسان‌تر و مقرون‌به‌صرفه‌تری برای استفاده در مقیاس بزرگ دارند.
-
-
فولرن‌ها پیشرفته‌تر هستند و مزایای منحصر به فردی مانند:
-
خواص خودروان‌کاری که می‌تواند اصطکاک را بیشتر کاهش دهد.
-
مقاومت بالا و رسانایی حرارتی، که می‌تواند در شرایط سخت مفید باشد.
-
پتانسیل استفاده در کاربردهای با عملکرد بالا یا تخصصی که به فناوری پیشرفته نیاز دارند.
-
-
نتیجه‌گیری
-
برای محافظت عمومی موتور و قطعات فلزی، پوشش‌های سرامیکی مایع اغلب به دلیل عملکرد اثبات شده، سهولت استفاده و مقرون‌به‌صرفه بودن، انتخاب ترجیحی هستند.
-
فولرن‌ها برای کاربردهای تخصصی که به روانکاری پیشرفته، مدیریت حرارتی یا دوام شدید نیاز دارند، مناسب‌تر هستند. با این حال، هزینه و پیچیدگی بالای آنها ممکن است استفاده گسترده آنها در موتورهای معمولی را محدود کند.
-
اگر به دنبال تعادلی بین عملکرد، دوام و هزینه هستید، پوشش‌های سرامیکی مایع احتمالاً گزینه بهتری هستند. با این حال، اگر روی فناوری پیشرفته یا سیستم‌های با عملکرد بالا کار می‌کنید، فولرن‌ها می‌توانند مزایای منحصر به فردی ارائه دهند.
—-
برای ایجاد یک افزودنی ضد اصطکاک با استفاده از فولرن‌ها، مراحل زیر را دنبال کنید:
1. انتخاب نوع فولرن
- بین باکی‌بال‌های C60، نانولوله‌های کربنی یا سایر ساختارهای فولرن بر اساس خواص روانکاری آنها و سازگاری با کاربرد انتخاب کنید.
-
2. انتخاب پراکنده‌کننده/سورفاکتانت
- پراکنده‌کننده‌ای را انتخاب کنید که فولرن‌ها را به طور مؤثر در روغن بدون واکنش‌های نامطلوب معلق کند. برای جلوگیری از تجمع، از اختلاط با برش بالا یا اولتراسونیک استفاده کنید.
-
3. تعیین غلظت بهینه
- برای یافتن غلظت فولرن‌ها که بهترین کاهش اصطکاک را بدون تأثیر منفی بر خواص روغن ارائه می‌دهد، آزمایش کنید. با طیف 0.1% تا 1% شروع کنید و بر اساس آزمایش‌ها تنظیم کنید.
-
4. ثبات‌کننده‌ها/ضد اکسیدان‌ها
- از تثبیت‌کننده‌ها یا ضد اکسیدان‌ها برای افزایش پایداری فولرن‌ها و جلوگیری از تخریب استفاده کنید تا افزودنی در طول عمر مفید روغن مؤثر باقی بماند.
-
5. سازگاری با روغن پایه
- سازگاری با روغن پایه انتخابی (مصنوعی یا معدنی) را تضمین کنید و pH و ویسکوزیته را برای حفظ سطوح قابل قبول برای کارکرد موتور کنترل کنید.
-
6. آزمایش
- از یک تریبومتر برای اندازه‌گیری ضرایب اصطکاک و ارزیابی سایش بر روی سطوح آزمایش استفاده کنید. فرمول را بر اساس نتایج آزمایش تنظیم کنید.
-
7. ارزیابی ایمنی
- مشخصات ایمنی افزودنی را با در نظر گرفتن نحوه استفاده از نانوذرات و خطرات احتمالی برای سلامتی ارزیابی کنید.
-
8. ملاحظات زیست‌محیطی
- با مقررات و استانداردهای مربوط به تأثیر زیست‌محیطی افزودنی مطابقت داشته باشید.
-
9. بهبود تدریجی
- با یک فرمولاسیون اولیه شروع کنید و بر اساس آزمایش‌ها و بازخورد از متخصصان یا ادبیات موجود، به طور تدریجی آن را بهبود ببخشید.
-
فرمول اولیه:
-
روغن پایه: روغن مصنوعی یا معدنی (99-99.9%)
-
نانوذرات فولرن: C60 یا نانولوله‌های کربنی (0.1-1%)
-
پراکنده‌کننده/سورفاکتانت: برای معلق کردن فولرن‌ها
-
ثبات‌کننده/ضد اکسیدان: برای افزایش پایداری
-
مراحل اضافی:
-
برای راهنمایی به محصولات یا مطالعات موجود در مورد روان‌کننده‌های مبتنی بر فولرن مراجعه کنید.
-
با پیروی از این رویکرد ساختاریافته، می‌توانید با تعادل بین عملکرد، پایداری و ایمنی، یک افزودنی ضد اصطکاک مؤثر با استفاده از فولرن‌ها ایجاد کنید.
——
-
نقش استر در افزودنی روغن چیست؟
بله، استر‌ها به دلیل خواص روانکاری عالی خود به عنوان افزودنی در روغن‌های موتور استفاده می‌شوند. آنها به کاهش اصطکاک و بهبود عملکرد کلی روغن کمک می‌کنند. در مورد pH آنها، استر‌ها معمولاً بسته به ساختار شیمیایی خاص آنها و شرایطی که در آن استفاده می‌شوند، خنثی یا کمی اسیدی در نظر گرفته می‌شوند. با این حال، در زمینه روغن موتور، pH آنها معمولاً به گونه‌ای کنترل می‌شود که با فرمول کلی روغن سازگار باشد.عدد بازی پایه کل (TBN) روغن موتور معیاری از توانایی آن در خنثی کردن اسیدها است که برای جلوگیری از خوردگی در موتورها بسیار مهم است. TBN در درجه اول توسط افزودنی‌های بازی مانند شوینده‌ها حفظ می‌شود که به طور خاص برای خنثی کردن محصولات جانبی اسیدی احتراق طراحی شده‌اند.
خود استر‌ها معمولاً به طور مستقیم TBN روغن موتور را افزایش نمی‌دهند. نقش آنها بیشتر در مورد افزایش روانکاری و احتمالاً کمک به پراکندگی محصولات جانبی احتراق است. با این حال، اگر استر‌ها حاوی گروه‌های عاملی اسیدی باشند، در صورت عدم تعادل مناسب با افزودنی‌های بازی در فرمول روغن، می‌توانند TBN را کاهش دهند.
در فرمولاسیون روغن موتور، تعادل دقیق افزودنی‌های مختلف، از جمله استر‌ها، برای حفظ pH و TBN مورد نظر ضروری است. این امر تضمین می‌کند که روغن به طور مؤثر از موتور در برابر خوردگی محافظت می‌کند و عملکرد خود را در طول زمان حفظ می‌کند. استانداردهای نظارتی و ملاحظات زیست‌محیطی نیز در تعیین فرمول مناسب روغن‌های موتور نقش دارند.
در خلاصه، در حالی که استر‌ها به طور مستقیم بر TBN تأثیر نمی‌گذارند، حضور آنها نیاز به فرمولاسیون دقیق دارد تا pH و TBN کلی روغن موتور را در محدوده مورد نظر برای حفاظت و عملکرد بهینه موتور حفظ کند.
——
-