Si prodhohet vaji i motorit?
Pa hyrë thellë në detaje, vaji i motorit është një përzierje e një baze vaji dhe aditivësh. Baza përftohet ose nga vaji (vajrat motorikë minerale), ose me sintezë kimike (vajra motorikë sintetikë), ose nga përzierja e bazave minerale dhe sintetike në përmasa të ndryshme (vajra motorikë gjysmë sintetikë). Në vetvete, baza ka një grup bazë të vetive lubrifikuese dhe funksionale, por përdorimi i saj në një motor është i pamundur pa shtimin e aditivëve të ndryshëm, duke lejuar që të merren parasysh mënyra të ndryshme dhe jetëgjatësia e motorit.
Aditivët janë substanca që i shtohen vajit të motorit për të forcuar, dobësuar, stabilizuar disa veçori dhe karakteristika ekzistuese të vajit të motorit, ose për të marrë vaj të ri të nevojshëm për funksionimin normal të motorit.
Aditivët e shtuar në vajin e motorit gjatë prodhimit kryejnë një sërë detyrash, nga stabilizimi i viskozitetit në temperatura specifike, deri te pastrimi i pjesëve të brendshme të motorit. Prodhuesit e vajrave motorikë nuk zbulojnë përbërjen dhe vetitë e aditivëve të tyre - ky është sekreti i tyre tregtar, në fakt, një konsumator i zakonshëm nuk ka nevojë për të. Është e rëndësishme që një grup i ekuilibruar i këtyre aditivëve në një markë të veçantë vaji duhet të plotësojë disa standarde të pranuara në të gjithë botën, si dhe kërkesat shtesë për përbërjen e vajit motorik të prodhuesve të makinave.
Kështu, është pikërisht grupi i balancuar i aditivëve që përmbahen në një vaj motori të caktuar që e bëjnë atë të përshtatshëm për përdorim në një motor të caktuar. Sigurisht, projektuesit e motorëve vendosin tonin për këto çështje.
Në cilat lloje dhe grupe ndahen vajrat e motorit?
Në varësi të vetive të ndryshme, vajrat motorikë ndahen në grupe sipas parametrave të caktuar:
1. Nga përbërja kimike e bazës (vaj mineral, gjysmë sintetik, sintetik).
2. Sipas viskozitetit (klasifikimi SAE).
3. Sipas grupit të aditivëve dhe cilësisë (klasifikimi API dhe ACEA)
4. Sipas tolerancave të prodhuesve të makinave (tolerancat e vajit).
Duhet të theksohet menjëherë se të gjitha kategoritë e mësipërme nuk përshkruajnë drejtpërdrejt se cili vaj është më i mirë dhe cili është më i keq - të gjitha këto vajra janë thjesht të ndryshëm dhe të përshtatshëm për motorë të ndryshëm. Prandaj, për të zgjedhur vajin e duhur të motorit për makinën tuaj, duhet të dini se cili vaj është i duhuri për motorin tuaj. Përjashtim, ndoshta, është kategoria e parë - përbërja kimike e bazës, pasi prodhuesit e makinave rrallë këmbëngulin të përdorin ndonjë specifik nga ato ekzistuese. Në fakt, do të fillojmë me këtë kategori, por para kësaj duhen thënë disa fjalë se çfarë është vaji i motorit në përgjithësi.
Pse ka kaq shumë vajra motorikë të ndryshëm?
Sepse ka shumë lloje të ndryshme motorësh dhe prodhuesit e tyre. Dhe secila prej këtyre të fundit ka teknologjitë e veta të prodhimit.
Për shembull, nëse një motor është projektuar si i fuqishëm për makina sportive, atëherë tjetri fillimisht është menduar nga projektuesit për qytetarët ekonomikë. Grupi i tretë i motorëve është projektuar më shumë për tërheqjen e rimorkiove dhe lëvizjen në terrene malore.
Në fakt ka shumë opsione për pozicionimin e marketingut të motorëve. Dhe në të njëjtën kohë, prodhuesi i makinave fillimisht përcakton kushte mjaft specifike për funksionimin e ardhshëm të secilit motor në termat e referencës për projektuesit. Detyra e këtij të fundit është të optimizojë dizajnin e motorit sa më shumë që të jetë e mundur për këto kushte të dhëna.
Prandaj - shumë të ndryshme në vëllim, dizajn, dhe gjithashtu, gjë që është e rëndësishme, përdoren në prodhimin e pjesëve të brendshme të materialeve të motorëve. Dhe të gjithë këta faktorë, nga ana tjetër, nënkuptojnë nevojën për të shtrënguar kërkesat për vajin e motorit që do të përdoret. Në të njëjtën kohë, disa parametra të vajit të makinës për motorë të ndryshëm janë reciprokisht ekskluzive.
Për shembull, të gjithë e dinë se ndërsa shpejtësia e motorit rritet, temperatura e vajit rritet. Prandaj, me rritjen e temperaturës së vajit, viskoziteti i tij zvogëlohet. A e dini se shpejtësia e funksionimit të motorit është e ndryshme për motorë të ndryshëm? Kjo do të thotë, nëse, për shembull, në një marsh dhe me një shpejtësi motori prej, të themi, 3000, një makinë drejton me një shpejtësi prej 110 km / orë, atëherë shpejtësia e tjetrës me të njëjtat parametra është 140, dhe e treta është 160.
Natyrisht, këto tre makina kanë nevojë për vaj me parametra krejtësisht të ndryshëm për funksionimin normal të motorit.
Pse duhet të dini se çfarë janë vajrat motorikë?
Duke shkuar në çdo dyqan të pjesëve të automjeteve, mund të siguroheni lehtësisht që ka shumë vajra të ndryshëm motori. Ka shumë prodhues të vajrave motorikë, por secili prej tyre ofron një gamë të tërë të markave të produkteve të tyre për motorë, kushte dhe madje edhe sezone të ndryshme. Si t'i kuptoni të gjitha këto dhe a është e nevojshme që një entuziast i zakonshëm i makinave ta kuptojë fare këtë?
Fatkeqësisht, ju duhet. Fakti është se në etiketën e vajit të motorit nuk do të gjeni informacione për përputhshmërinë e tij me motorin tuaj, siç ndodh shpesh me pjesët e tjera rezervë. Kjo është kryesisht për shkak se motorë të ndryshëm të të njëjtit model makine të të njëjtit prodhues janë krijuar për vajra motori me veti të ndryshme, dhe është thjesht e pamundur të renditësh të gjithë motorët e pajtueshëm në një etiketë të vajit të motorit. Për më tepër, shpesh lejohet përdorimi i disa llojeve të vajit të motorit për një motor menjëherë, gjë që e ndërlikon më tej detyrën.
Sigurisht, opsioni më i lehtë është të blini vaj motori gjatë gjithë kohës nga përfaqësuesi zyrtar i prodhuesit të makinës suaj, thonë ata, ai me siguri e di se cili vaj është i përshtatshëm për motorët e prodhuar nga ky prodhues. Ky nuk është vetëm opsioni më i thjeshtë, por ndoshta më i saktë, por larg nga më i liri, përveç kësaj, jo të gjithë shoferët kanë shitës të tillë zyrtarë në qytetin e tyre ose jo larg tij.
Përveç kësaj, përdorimi i vajit origjinal të motorit të blerë nga një prodhues i autorizuar i automjeteve është përgjithësisht i përshtatshëm për automjete të reja ose pothuajse të reja. Për motorët e përdorur, "zyrtarët" nuk kanë gjithmonë diçka për të ofruar.
Shumë vite më parë, në 1873, profesor John Ellis ishte në gjendje të merrte vaj motori për herë të parë. Ai kaloi shumë kohë duke studiuar karakteristikat e naftës së papërpunuar. Eksperimentet e shumta e çuan atë në përfundimin se ka karakteristika të shkëlqyera lubrifikuese.
Duke shtuar lubrifikantin e prodhuar në trenin e valvulave të motorëve me avull, ai vuri re se lëvizja e valvulave ishte shumë më e qetë. Veshja e pjesëve është ulur, koha e funksionimit të termocentralit është rritur. John regjistroi zbulimin e tij dhe hapi prodhimin e parë në botë të lubrifikantëve motorikë.
Teknologjia e prodhimit
Gjithçka fillon me nxjerrjen e naftës së papërpunuar. Filtrohet, ku pastrohet nga komponentët e dëmshëm. Të gjitha operacionet kryhen në ndërmarrje të specializuara me pajisjet e duhura. Vajrat e motorit ndahen në disa lloje, secila prej të cilave ndryshon në përbërës dhe veti.
Ato minerale konsiderohen më të lira. Ato janë bërë nga nafta bruto që filtrohet dhe standardizohet. Sintetiket janë klasa më e shtrenjtë. Ato bazohen në substanca të marra pas manipulimeve komplekse kimike me produkte nga gazi dhe nafta. Hibridi i përbërjeve të përshkruara më sipër u quajt gjysmësintetikë.
Më shumë për temën: Numri bazë i vajit
Si bëhet vaji i motorit: procesi i prodhimit
Procesi modern për prodhimin e lubrifikantëve për teknologjinë më të fundit ndahet në disa faza. Së pari, kryhet përgatitja e lëndëve të para, nga të cilat përftohen fraksione të caktuara të naftës. Për të marrë përbërës të vajrave motorikë, përdoren njësi të veçanta teknologjike që përpunojnë vajin në përputhje me skemat e rrjedhës.
Pas distilimit të vajit, fitohen fraksione të distiluara të vajit:
- 350-420 gradë;
- 420-500 gradë;
- Më shumë se 500C.
Industria moderne e përpunimit të naftës hap mundësi të reja për distilim duke përdorur përbërjen minimale fraksionale. Rezultati është shumë më tepër vajra bazë.
Në fazën tjetër, të gjitha fraksionet pastrohen në instalime speciale të bllokut të vajit. Për më tepër, pastrimi mund të kryhet në mënyra të ndryshme. Kryesisht kryhet pastrimi selektiv i fraksioneve të naftës në dispozicion. Për ta bërë këtë, përdorni:
- Një përzierje e trikresolit me fenol;
- Deasfaltuar, i cili është pjesë e propanit.
Rezultati është një rafinat i mbetur i fraksionit të vajit. Hidrotrajtohet në një katalizator të qëndrueshëm. Rafinati i mbetur prodhohet në një temperaturë prej më shumë se 500 ° C. Në fazën përfundimtare, vajrat komercialë përftohen duke përzier përbërësit e vajit dhe aditivët specialë.
Gjithnjë e më shumë makina të klasit të lartë shfaqen në rrugë çdo ditë. Sigurisht, prodhuesit e vajit të motorit e marrin parasysh këtë faktor. Çdo prodhues i makinave krijon një detyrë specifike teknike për prodhimin e lubrifikantit më të fundit që korrespondon me karakteristikat e motorit të makinës. Ai duhet të mbrojë në mënyrë të besueshme sistemin e shtytjes dhe të zgjasë jetën e tij të shërbimit.
Një nga karakteristikat e vajrave të motorit bazë është viskoziteti (sa më i ulët të jetë ky tregues, aq më e lehtë është të pomponi vajin nëpër tuba dhe kanale të ngushta). Për të matur të ashtuquajturat. Viskoziteti kinematik, i cili është raporti i viskozitetit dinamik me densitetin, përdor ASTM (Shoqëria Amerikane për Testimin dhe Materialet) D445, e cila mat sasinë e vajit që rrjedh poshtë nga graviteti përmes seksionit kapilar të një tubi qelqi. Nga rruga, shumë përmirësime në këto pajisje u bënë pikërisht në laboratorët e ExxonMobil: nëse shkurtësia është motra e talentit, atëherë domosdoshmëria lidhet qartë me zgjuarsinë.
Sintetikët ofrojnë mbrojtje të shkëlqyer të makinës edhe në kushte ekstreme funksionimi. Është i përshtatshëm për makina me turbocharg ose automjete të rënda. Për makinat e reja me motorë modernë, preferohet përdorimi i lubrifikantëve sintetikë, ata do të parandalojnë formimin e karbonit, korrozioni dhe do të sigurojnë funksionimin e qëndrueshëm të njësisë së energjisë.
Viskoziteti i lartë i nxehtë është i rëndësishëm për mbrojtjen e motorëve me ngarkesë të madhe, veçanërisht atyre sportive, por tani, thotë Doug Deckman, industria e automobilave ka prioritete të ndryshme: “Tendenca kryesore aktuale është kalimi nga motorët me aspirim natyral me shumë litra në motorët kompakt nën kompakt. me efikasitet të shtuar, me injeksion të drejtpërdrejtë, transmisione turbocharge, hibride, sisteme start-stop dhe çaktivizim individual të cilindrave. Për motorë të tillë, "të mprehur" për ekonominë e karburantit dhe reduktimin e emetimeve toksike dhe të gazrave serrë, kërkohen vajra me viskozitet të ulët - SAE0w20, 5w20. Tani ky është viskoziteti më i ulët, në standardin SAE thjesht nuk ka vlera më të ulëta. Prandaj, aktualisht, midis specialistëve, ata po diskutojnë propozime për futjen e një nomenklature për viskozitete ultra të ulëta të vajrave motorikë. Kjo paraqet një problem tjetër për ne - mbrojtjen e pjesëve të motorit në temperatura të larta, të cilën ne, megjithatë, po e zgjidhim me mjaft sukses ".
Me gjykim dhe gjetje
Lista e përbërësve në vajin e motorit nuk është sekret. Baza është një vaj bazë, mineral (i rrjedhur nga nafta në një mënyrë ose në një tjetër) ose sintetik (ExxonMobil përdor PAO). Vaji bazë plotësohet me pako aditivë të blerë nga kompani të specializuara si Lubrizol, Infineum, Ethyl ose Oronite. Të gjitha këto janë substanca të njohura, por sasia e tyre në vajin e përfunduar është sekreti kryesor tregtar.
Profesioni i rrallë
Laboratori i provës i Barry Hills është i çuditshëm pasi është i stërmbushur me instrumente moderne. Nuk ka spektrometra, viskometra ekzotikë, kromatografë, as shembuj të tjerë të teknologjive të larta. Barry është një vlerësues i vjetër i llakut dhe llumit të pistonit, dhe ai përdor vetëm një zmadhues të ndriçuar dhe një mbajtës pistoni për punën e tij, pasi asnjë instrument matës nuk është i aftë për këtë detyrë. Vlerësimi vizual kërkon njohuri të gjera dhe kualifikime shumë të larta (të cilat, për më tepër, duhet të konfirmohen periodikisht), pasi për të nxjerrë shifrën përfundimtare në një shkallë prej dhjetë pikësh, duhet të merren parasysh rreth dyqind tregues të ndryshëm të pastërtisë së pistonit. Divizionet kërkimore të ExxonMobil kanë vetëm tre ekspertë me këtë kualifikim, kështu që ky është një profesion vërtet i rrallë. "Kaq e rrallë," thotë Barry, "saqë kur shkojmë në një konferencë, kompania madje na ndalon të fluturojmë në të njëjtin aeroplan. Në fund të fundit, trajnimi i një specialisti kaq të kualifikuar zgjat rreth 5 vjet.
Për të zgjedhur bilancin e aditivëve, kryhen dhjetëra mijëra eksperimente, matje dhe teste në laboratorë që zënë një pjesë të madhe të ndërtesës së madhe. Këtu, duke përdorur pajisjet më moderne, vajrat bazë përzihen, zgjidhen paketat e aditivëve dhe përbërësit individualë: modifikuesit e viskozitetit që sigurojnë rrjedhshmëri optimale të vajit në temperatura të larta dhe të ulëta, aditivë kundër konsumit dhe presionit ekstrem që mbrojnë pjesët nga konsumimi, modifikuesit e fërkimit që ndihmojnë në uljen e konsumit të karburantit, detergjentët dhe dispersantët, të cilët pastrojnë sipërfaqen e motorit nga depozitat e karbonit, si dhe antioksidantët, të cilët parandalojnë oksidimin e vajit, dhe aditivë kundër korrozionit. Si vaji bazë ashtu edhe përbërjet e gatshme - "kandidatët" testohen për pajtueshmërinë me materiale të ndryshme - me metale (çelik, bakër, alumin), polimere dhe gome, nga të cilat janë bërë vulat dhe vulat e vajit (shiritat e gomës mbahen në vaji nxehet në 150 ° C, pas së cilës matet ënjtja, elasticiteti dhe forca e thyerjes).
Pas matjes së vetive bazë, vaji testohet në stendat e motorit. Standardet ASTM (Shoqëria Amerikane për Testimin dhe Materialet) parashikojnë një sërë testesh të tilla dhe mjaft të rrepta. Për shembull, certifikimi i vajit API SM kërkon një test ASTM Sequence IIIG, i cili përdor një motor 3.8 litra të General Motors V6 Series II 1996/1997 për 100 orë në 3600 rpm me 125 kf. dhe një temperaturë vaji prej 150 ° C. Në të njëjtën kohë, një numër i vetive të vajit të motorit kontrollohen çdo 20 orë, dhe pas përfundimit të ciklit, motori çmontohet për të vlerësuar konsumin dhe shkallën e depozitave të karbonit në pistona.
Testet në natyrë
Pranë ndërtesës së qendrës kërkimore ndodhet një garazh, përballë së cilës janë instaluar disa makina në rutine. Për një vit, ata, pa lënë vendin (pa llogaritur tërheqjen në garazh dhe kthimin në bateri), përfundojnë njëqind mijë milje (afërsisht 160,000 km). Ato kontrollohen nga një kompjuter, i cili, sipas një programi të caktuar, shtyp përshpejtuesin për të simuluar cikle të ndryshme drejtimi. Meqenëse vendi i testimit është në ajër të hapur, ai simulon nga afër kushtet reale me një ndryshim real të motit.
Sidoqoftë, klima në Paulsboro nuk është shumë e ashpër: në dimër temperatura mesatare është rreth zero, në verë - rreth 30 ° C. Testet e ashpra klimatike të vajit të motorit nga ExxonMobil po kryhen diku tjetër - në çdo aspekt të nxehtë Las Vegas, ku disa automjete testimi po funksionojnë si taksi. "Kjo është vendi ku ne testojmë tani vajrat tanë të motorit me viskozitet ultra të ulët," thotë Doug Deckman. "Dhe ne po marrim rezultate shumë premtuese: ka ekonomi karburanti dhe mbrojtje të mjaftueshme të pjesëve të motorit."
Numrat magjikë
Një nga detyrat e rëndësishme me të cilat përballen zhvilluesit është ruajtja e vetive lubrifikuese dhe mbrojtëse të vajrave të motorit në një gamë të gjerë temperaturash. Kjo karakteristikë është më e njohur për konsumatorët, pasi gjendet në paketimin e çdo vaji motori në formën e një specifikimi SAE (Shoqëria e Inxhinierëve të Automjeteve) që përshkruan vetitë e viskozitetit-temperaturës dhe përbëhet (për vajin multigrade) nga dy numra. Numri i parë (me shkronjën W - Winter) tregon viskozitetin e dimrit - sa më i ulët të jetë, aq më mirë do të rrjedhë vaji kur filloni motorin në temperatura të ulëta. Numri i dytë tregon viskozitetin e nxehtë, i cili karakterizon aftësinë e vajit për të mbetur mjaft i trashë në temperatura të larta. Sa më i lartë ky numër, aq më i trashë do të jetë filmi i vajit në pjesët e një motori të nxehtë dhe aq më mirë do të mbrohet, veçanërisht në kushtet e gjenerimit të nxehtësisë intensive, tipike për motorët sportivë "përdredhur".
Foto: Termometrat e zhytur në epruveta me mostra lubrifikante matin pikën e derdhjes së vajit.
Ideal i paarritshëm
Dekada më parë, askush nuk mund ta imagjinonte se përparimet në shkencën dhe kiminë e materialeve do të bënin të mundur lubrifikantët që zgjasin jetën. Dhe tani vaji i transmisionit derdhet në kutinë e shpejtësisë një herë - në fabrikë.
A mund të bëhet realitet një situatë e ngjashme për vajin e motorit? "Për ne kimistët, një vaj i përjetshëm që nuk ka nevojë të ndryshohet kurrë dhe që do të zgjasë për gjithë jetën e një makine është si Graali i Shenjtë për kalorësit e Mesjetës," qesh Doug Deckman. - Megjithë një rritje të konsiderueshme në intervalet e shërbimit - disa herë gjatë dy dekadave të fundit! - Nuk mendoj se kjo është thelbësisht e mundur për sa kohë që ne përdorim motorë me djegie të brendshme. Zvogëlimi i madhësisë së motorit dhe në të njëjtën kohë rritja e efikasitetit të tij nëpërmjet përdorimit të një sërë zgjidhjesh të projektimit, si injeksioni i drejtpërdrejtë, turbocharging dhe të tjera, çojnë në një rritje të efikasitetit dhe në të njëjtën kohë e bëjnë motorin shumë të ngarkuar. Kjo kontribuon në degradimin e shpejtë të vajit të motorit - ai shpejt "plaket" për shkak të sasisë së madhe të radikalëve të lirë të formuar në zonën me temperaturë dhe ngjeshje të lartë. Përveç kësaj, hiri gërryes shfaqet në vaj, duke çuar në konsumimin e motorit. Pra, derisa të largohemi nga motorët me djegie të brendshme, dhe kjo padyshim nuk do të ndodhë së shpejti - njerëzimi, mjerisht, nuk është i destinuar të shohë vajin motorik "të përjetshëm".