น้ำมันเครื่องรถยนต์คืออะไร?

น้ำมันเครื่อง

น้ำมันเครื่องทำงานในสภาวะที่ยากลำบากมาก น้ำมันหล่อลื่นอื่น ๆ ที่ใช้ในรถยนต์น้ำมันเกียร์และจาระบีทำหน้าที่ได้ง่ายขึ้นอย่างหาที่เปรียบมิได้ โดยไม่สูญเสียคุณสมบัติที่ต้องการ เนื่องจากพวกเขาทำงานในสภาพแวดล้อมที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยมีอุณหภูมิความดันและความเครียดคงที่ไม่มากก็น้อย โหมดเครื่องยนต์คือ "มอมแมม" น้ำมันส่วนเดียวกันต้องได้รับความร้อนและความเค้นเชิงกลทุกวินาที เนื่องจากเงื่อนไขการหล่อลื่นสำหรับส่วนประกอบเครื่องยนต์ที่แตกต่างกันอยู่ห่างไกลจากสิ่งเดียวกัน นอกจากนี้น้ำมันเครื่องยังสัมผัสกับสารเคมี ออกซิเจนก๊าซอื่น ๆ ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์เช่นเดียวกับเชื้อเพลิงซึ่งเข้าสู่น้ำมันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้แม้ว่าจะมีปริมาณน้อยมากก็ตาม

หน้าที่ของน้ำมันเครื่อง

ลดแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนสัมผัสลดการสึกหรอและป้องกันการเสียดสีของชิ้นส่วนที่ถู ปิดผนึกช่องว่างโดยเฉพาะระหว่างชิ้นส่วนของกลุ่มลูกสูบกระบอกสูบเพื่อป้องกันหรือลดการไหลเข้าของก๊าซจากห้องเผาไหม้ ปกป้องชิ้นส่วนจากการกัดกร่อน เพื่อขจัดความร้อนจากพื้นผิวที่เสียดสี ถอดชิ้นส่วนที่สึกหรอออกจากบริเวณแรงเสียดทานซึ่งจะช่วยชะลอการสะสมของคราบสกปรกบนพื้นผิวของชิ้นส่วนเครื่องยนต์ คุณสมบัติหลักบางประการของน้ำมัน ความหนืดเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของน้ำมัน น้ำมันเครื่องเช่นเดียวกับน้ำมันหล่อลื่นส่วนใหญ่ความหนืดจะเปลี่ยนไปตามอุณหภูมิ อุณหภูมิยิ่งต่ำความหนืดก็จะยิ่งสูงขึ้นและในทางกลับกัน

น้ำมันเครื่องเริ่มเย็น

เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องยนต์สตาร์ทเย็นให้ขับเพลาข้อเหวี่ยงด้วยสตาร์ทเตอร์และปั๊มน้ำมันผ่านระบบหล่อลื่น ที่อุณหภูมิต่ำความหนืดไม่ควรสูงเกินไป ที่อุณหภูมิสูงน้ำมันไม่จำเป็นต้องมีความหนืดต่ำมากเพื่อสร้างฟิล์มน้ำมันที่แข็งแกร่งระหว่างชิ้นส่วนที่เสียดสีกับแรงดันของระบบที่ต้องการ ดัชนีความหนืด ตัวบ่งชี้ลักษณะการขึ้นอยู่กับความหนืดของน้ำมันต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ นี่คือปริมาณที่ไร้มิตินั่นคือ ไม่ได้วัดเป็นหน่วยใด ๆ เป็นเพียงตัวเลข ยิ่งดัชนีความหนืดของน้ำมันเครื่องสูงขึ้นเท่าใดช่วงอุณหภูมิที่น้ำมันเครื่องอนุญาตให้เครื่องยนต์ทำงานได้กว้างขึ้น สำหรับน้ำมันแร่ที่ไม่มีสารเพิ่มความหนืดดัชนีความหนืดคือ 85-100 น้ำมันที่มีสารเพิ่มความหนืดและส่วนประกอบสังเคราะห์สามารถมีดัชนีความหนืด 120-150 สำหรับน้ำมันที่มีความหนืดต่ำที่ผ่านการกลั่นอย่างล้ำลึกดัชนีความหนืดจะสูงถึง 200

น้ำมันเครื่อง. จุดวาบไฟ

จุดวาบไฟ ตัวบ่งชี้นี้แสดงลักษณะของเศษส่วนที่เดือดในน้ำมันและเกี่ยวข้องกับการระเหยของน้ำมันระหว่างการทำงาน สำหรับน้ำมันที่ดี จุดวาบไฟควรสูงกว่า 225°C ในกรณีของน้ำมันคุณภาพต่ำ เศษส่วนที่มีความหนืดต่ำจะระเหยและเผาไหม้อย่างรวดเร็ว สิ่งนี้นำไปสู่การใช้น้ำมันสูงและการเสื่อมสภาพของคุณสมบัติที่อุณหภูมิต่ำ เลขฐาน tbn. ระบุความเป็นด่างทั้งหมดของน้ำมัน รวมทั้งที่ใช้โดยสารทำความสะอาดและสารช่วยกระจายตัวที่เป็นด่าง TBN แสดงถึงความสามารถของน้ำมันในการทำให้กรดที่เป็นอันตรายซึ่งเข้าสู่ระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์เป็นกลางและต่อต้านคราบสกปรก ยิ่ง TBN ต่ำ สารเติมแต่งที่ออกฤทธิ์น้อยจะยังคงอยู่ในน้ำมัน น้ำมันเครื่องเบนซินส่วนใหญ่มักมีค่า TBN 8 ถึง 9 ในขณะที่น้ำมันเครื่องดีเซลมักมีค่า TBN อยู่ระหว่าง 11 ถึง 14

เลขฐานน้ำมันเครื่อง

เมื่อน้ำมันเครื่องทำงาน TBN จะลดลงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้และสารปรับสภาพเป็นกลางจะทำงาน การลดลงอย่างมีนัยสำคัญใน TBN นำไปสู่การกัดกร่อนของกรดและการเปรอะเปื้อนของชิ้นส่วนภายในเครื่องยนต์ เลขกรดตาล. หมายเลขกรดคือตัวชี้วัดการมีอยู่ของผลิตภัณฑ์ออกซิไดซ์ในน้ำมันเครื่อง ยิ่งค่าสัมบูรณ์ต่ำเท่าไรก็ยิ่งมีสภาพการทำงานของน้ำมันเครื่องดีขึ้นเท่านั้น และยิ่งชีวิตที่เหลืออยู่ของเขา การเพิ่มขึ้นของ TAN แสดงถึงการเกิดออกซิเดชันของน้ำมันเนื่องจากอายุการใช้งานและอุณหภูมิในการทำงานที่ยาวนาน จำนวนกรดทั้งหมดถูกกำหนดเพื่อวิเคราะห์สภาพของน้ำมันเครื่องซึ่งเป็นตัวบ่งชี้สถานะออกซิเดชั่นของน้ำมันและการสะสมของผลิตภัณฑ์เผาไหม้เชื้อเพลิงที่เป็นกรด

โมเลกุลของน้ำมันแร่และน้ำมันสังเคราะห์จากน้ำมันเครื่อง

น้ำมันเป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีคาร์บอนอะตอมจำนวนเฉพาะ อะตอมเหล่านี้สามารถเชื่อมโยงกันได้ด้วยโซ่ยาวและตรงหรือแยกเป็นแขนงเช่นมงกุฎของต้นไม้ ยิ่งโซ่ตรงยิ่งมีคุณสมบัติของน้ำมันมากขึ้น ตามการจำแนกประเภทของ American Petroleum Institute น้ำมันพื้นฐานแบ่งออกเป็นห้าประเภท กลุ่ม I น้ำมันพื้นฐานที่ได้จากการกลั่นแบบคัดสรรและการถ่ายพยาธิโดยใช้ตัวทำละลายแร่ทั่วไป กลุ่ม II น้ำมันพื้นฐานที่ผ่านการกลั่นสูงซึ่งมีสารประกอบอะโรมาติกและพาราฟินในปริมาณต่ำพร้อมความเสถียรในการออกซิเดชั่นที่เพิ่มขึ้น น้ำมัน Hydrotreated น้ำมันแร่ที่ได้รับการปรับปรุง
กลุ่ม III, น้ำมันพื้นฐานดัชนีความหนืดสูงแบบเร่งปฏิกิริยาไฮโดรแครค, เทคโนโลยี HC

การผลิตน้ำมันเครื่อง

ในระหว่างการบำบัดพิเศษโครงสร้างโมเลกุลของน้ำมันจะได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้น ดังนั้นคุณสมบัติของน้ำมันพื้นฐานกลุ่ม III จึงคล้ายกับน้ำมันพื้นฐานกลุ่ม IV สังเคราะห์ ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่น้ำมันกลุ่มนี้อยู่ในหมวดหมู่ของน้ำมันกึ่งสังเคราะห์ และบาง บริษัท ยังอ้างถึงน้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์ กลุ่ม IV น้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์จากโพลิอัลฟาโอเลฟินส์อบจ. polyalphaolefins ที่ได้จากกระบวนการทางเคมีมีลักษณะขององค์ประกอบที่เป็นเนื้อเดียวกัน เสถียรภาพในการเกิดออกซิเดชันสูงมากดัชนีความหนืดสูงและไม่มีโมเลกุลของพาราฟินในองค์ประกอบ กลุ่ม V น้ำมันพื้นฐานอื่น ๆ ที่ไม่รวมอยู่ในกลุ่มก่อนหน้า กลุ่มนี้ประกอบด้วยน้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์อื่น ๆ และน้ำมันพื้นฐานจากพืช องค์ประกอบทางเคมีของฐานแร่ขึ้นอยู่กับคุณภาพของน้ำมันช่วงการเดือดของเศษส่วนน้ำมันที่เลือกตลอดจนวิธีการและระดับการทำให้บริสุทธิ์

น้ำมันเครื่องมิเนอรัล

ฐานแร่มีราคาถูกที่สุด เป็นผลิตภัณฑ์สำหรับการกลั่นโดยตรงของปิโตรเลียมซึ่งประกอบด้วยโมเลกุลที่มีความยาวต่างกันและโครงสร้างที่แตกต่างกัน เนื่องจากความแตกต่างนี้ความไม่เสถียรของความหนืดคุณสมบัติของอุณหภูมิความผันผวนสูงเสถียรภาพในการเกิดออกซิเดชั่นต่ำ มิเนอรัลเบสน้ำมันเครื่องที่พบมากที่สุดในโลก ส่วนผสมกึ่งสังเคราะห์ของน้ำมันแร่และน้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์สามารถมี "สังเคราะห์" ได้ 20 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ไม่มีข้อกำหนดพิเศษสำหรับผู้ผลิตน้ำมันหล่อลื่นกึ่งสังเคราะห์เกี่ยวกับปริมาณน้ำมันพื้นฐานสังเคราะห์ในน้ำมันเครื่องสำเร็จรูป นอกจากนี้ยังไม่มีข้อบ่งชี้ว่าควรใช้ส่วนประกอบสังเคราะห์ Group III หรือ Group IV ในการผลิตน้ำมันหล่อลื่นกึ่งสังเคราะห์ ตามลักษณะของมันน้ำมันเหล่านี้อยู่ในตำแหน่งกึ่งกลางระหว่างน้ำมันแร่และน้ำมันสังเคราะห์นั่นคือคุณสมบัติของมันนั้นดีกว่าน้ำมันแร่ทั่วไป แต่แย่กว่าของน้ำมันสังเคราะห์ สำหรับราคาน้ำมันเหล่านี้ถูกกว่าน้ำมันสังเคราะห์มาก

น้ำมันเครื่องสังเคราะห์

น้ำมันสังเคราะห์มีคุณสมบัติความหนืด - อุณหภูมิที่ดีมาก ประการแรกคือจุดเทที่ต่ำกว่ามากคือ -50 ° C -60 ° C กว่าแร่และมีดัชนีความหนืดสูงมาก ทำให้สตาร์ทเครื่องยนต์ได้ง่ายขึ้นในสภาพอากาศหนาวจัด ประการที่สองมีความหนืดสูงกว่าที่อุณหภูมิใช้งานสูงกว่า 100 ° C ดังนั้นฟิล์มน้ำมันที่แยกพื้นผิวเสียดสีไม่แตกภายใต้สภาวะความร้อนสูง ประโยชน์อื่น ๆ ของน้ำมันสังเคราะห์ ได้แก่ ความเสถียรของแรงเฉือนที่ดีขึ้น เนื่องจากความเป็นเนื้อเดียวกันของโครงสร้างจึงมีความเสถียรทางเทอร์โมออกซิเดชั่นสูง นั่นคือมีแนวโน้มต่ำที่จะก่อตัวเป็นคราบและเคลือบเงา ฟิล์มที่โปร่งใสแข็งแรงมากและไม่ละลายน้ำในทางปฏิบัติที่ใช้กับพื้นผิวที่ร้อนเรียกว่าวาร์นิชออกซิไดซ์ เช่นเดียวกับการระเหยต่ำและการสิ้นเปลืองของเสียเมื่อเทียบกับน้ำมันแร่

สารเติมแต่งน้ำมันเครื่อง

สิ่งสำคัญคือการสังเคราะห์จำเป็นต้องมีการใช้สารเพิ่มความหนาในปริมาณขั้นต่ำ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งพันธุ์ที่มีคุณภาพสูงไม่จำเป็นต้องใช้สารเติมแต่งดังกล่าวเลย ดังนั้นน้ำมันเหล่านี้จึงมีความเสถียรสูงเนื่องจากสารเติมแต่งจะถูกทำลายก่อน คุณสมบัติทั้งหมดนี้ของน้ำมันสังเคราะห์ช่วยลดการสูญเสียเชิงกลของเครื่องยนต์โดยรวมและลดการสึกหรอของชิ้นส่วน นอกจากนี้ทรัพยากรของพวกเขามีมากกว่าทรัพยากรแร่ 5 เท่าหรือมากกว่านั้น ปัจจัยหลักที่ จำกัด การใช้น้ำมันสังเคราะห์คือต้นทุนที่สูง มีราคาแพงกว่าแร่ธาตุ 3-5 เท่า และโดยเฉพาะอย่างยิ่งเกรดคุณภาพสูงไม่ต้องการสารเติมแต่งดังกล่าวเลยดังนั้นน้ำมันเหล่านี้จึงมีความเสถียรสูง

สารป้องกันการสึกหรอสำหรับน้ำมันเครื่อง

สารป้องกันการสึกหรอ หน้าที่หลักคือป้องกันการสึกหรอของชิ้นส่วนที่เสียดสีกับเครื่องยนต์ในสถานที่ที่ไม่สามารถก่อตัวของฟิล์มน้ำมันที่มีความหนาตามต้องการได้ พวกมันทำงานโดยการดูดซับพื้นผิวโลหะแล้วทำปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างการสัมผัสระหว่างโลหะกับโลหะ ยิ่งมีการใช้งานมากเท่าใดความร้อนก็จะถูกปล่อยออกมามากขึ้นในระหว่างการสัมผัสนี้สร้างฟิล์มโลหะพิเศษที่มีคุณสมบัติ ซึ่งป้องกันการสึกกร่อน. สารยับยั้งการออกซิเดชั่นอาหารเสริมต้านอนุมูลอิสระ ในระหว่างการทำงานน้ำมันเครื่องจะสัมผัสกับอุณหภูมิอากาศออกซิเจนและไนโตรเจนออกไซด์ที่สูงอยู่ตลอดเวลา ซึ่งทำให้เกิดการออกซิไดซ์สลายสารเติมแต่งและทำให้ข้นขึ้น สารต้านอนุมูลอิสระชะลอการเกิดออกซิเดชั่นของน้ำมันและการก่อตัวของคราบสกปรกที่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้หลังจากนั้น

น้ำมันเครื่อง - หลักการทำงาน

หลักการของการกระทำคือปฏิกิริยาทางเคมีที่อุณหภูมิสูงกับผลิตภัณฑ์ที่ทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันของน้ำมัน พวกมันถูกแบ่งออกเป็นสารยับยั้งการทำงานตามปริมาณน้ำมันทั้งหมด และสารเติมแต่งออกซิเดชั่นความร้อนที่ทำหน้าที่ในชั้นการทำงานบนพื้นผิวที่ร้อน สารยับยั้งการกัดกร่อนได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องพื้นผิวของชิ้นส่วนเครื่องยนต์จากการกัดกร่อนที่เกิดจากกรดอินทรีย์และกรดแร่ที่เกิดขึ้นระหว่างการเกิดออกซิเดชันของน้ำมันและสารเติมแต่ง กลไกของการกระทำคือการก่อตัวของฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของชิ้นส่วนและการทำให้เป็นกลางของกรด สารยับยั้งการเกิดสนิมมีไว้สำหรับการป้องกันผนังกระบอกสูบ ลูกสูบ และแหวนที่เป็นเหล็กและเหล็กหล่อเป็นหลัก กลไกการออกฤทธิ์คล้ายกัน สารยับยั้งการกัดกร่อนมักสับสนกับสารต้านอนุมูลอิสระ

น้ำมันเครื่องและสารต้านอนุมูลอิสระ

สารต้านอนุมูลอิสระดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นปกป้องน้ำมันจากการเกิดออกซิเดชั่น พื้นผิวของชิ้นส่วนโลหะป้องกันการกัดกร่อน มีส่วนช่วยในการสร้างฟิล์มน้ำมันที่แข็งแกร่งบนโลหะ ที่ช่วยปกป้องไม่ให้สัมผัสกับกรดและน้ำซึ่งมีอยู่ในปริมาตรของน้ำมันเสมอ ตัวปรับแรงเสียดทาน พวกเขาพยายามใช้น้ำมันที่มีตัวปรับแรงเสียดทานสำหรับเครื่องยนต์สมัยใหม่มากขึ้น ที่สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนที่มีแรงเสียดทานเพื่อให้ได้น้ำมันที่ประหยัดพลังงาน ตัวปรับแรงเสียดทานที่รู้จักกันดี ได้แก่ กราไฟต์และโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์ ใช้กับน้ำมันสมัยใหม่ได้ยากมาก เนื่องจากสารเหล่านี้ไม่ละลายในน้ำมันและสามารถกระจายตัวได้ในรูปของอนุภาคขนาดเล็กเท่านั้น สิ่งนี้จำเป็นต้องมีการแนะนำสารช่วยกระจายเพิ่มเติมและสารทำให้คงตัวที่กระจายตัวลงในน้ำมัน แต่ก็ยังไม่อนุญาตให้ใช้น้ำมันดังกล่าวเป็นเวลานาน

คุณสมบัติของน้ำมันเครื่อง

ดังนั้นปัจจุบันจึงนิยมใช้เอสเทอร์ของกรดไขมันที่ละลายในน้ำมันเป็นตัวปรับแรงเสียดทาน ซึ่งมีการยึดเกาะที่ดีมากกับพื้นผิวโลหะและสร้างชั้นของโมเลกุลลดแรงเสียดทาน เพื่ออำนวยความสะดวกในการเลือกน้ำมันที่มีคุณภาพตามต้องการสำหรับเครื่องยนต์ประเภทใดประเภทหนึ่งและสภาพการทำงานจึงมีระบบการจำแนก ปัจจุบันมีระบบการจำแนกประเภทของน้ำมันเครื่องหลายประเภท ได้แก่ API, ILSAC, ACEA และ GOST ในแต่ละระบบน้ำมันเครื่องจะแบ่งออกเป็นซีรีส์และประเภทขึ้นอยู่กับคุณภาพและวัตถุประสงค์ ซีรีส์และหมวดหมู่เหล่านี้ริเริ่มโดยองค์กรโรงกลั่นและผู้ผลิตรถยนต์ทั้งในและต่างประเทศ วัตถุประสงค์และระดับคุณภาพเป็นหัวใจสำคัญของน้ำมันประเภทต่างๆ นอกจากระบบการจำแนกประเภทที่ยอมรับโดยทั่วไปแล้วยังมีข้อกำหนดและคุณสมบัติของผู้ผลิตรถยนต์อีกด้วย นอกจากการคัดเกรดน้ำมันตามคุณภาพแล้วยังใช้ระบบการจัดระดับความหนืด SAE อีกด้วย