مکمل‌ها و افزودنی‌های روغن موتور:

مقدمه‌ای بر افزودنی‌های روغن موتور

افزودنی‌های روغن موتور ترکیبات شیمیایی هستند که به منظور بهبود عملکرد، افزایش طول عمر و تقویت خواص روغن پایه به آن اضافه می‌شوند. این مواد امروزه به جزئی جدایی‌ناپذیر از فرمولاسیون روغن‌های موتور مدرن تبدیل شده‌اند. در حالی که روغن پایه به تنهایی قادر به تأمین تمام نیازهای یک موتور احتراق داخلی نیست، افزودنی‌ها با تقویت خواص روغن، محافظت جامعی از قطعات موتور به عمل می‌آورند و نقش حیاتی در افزایش کارایی و طول عمر موتور ایفا می‌کنند.

توسعه و تکامل افزودنی‌های روغن موتور از دهه 1920 میلادی آغاز شد و تا به امروز ادامه دارد. اگر در گذشته روغن‌های موتور تنها نقش یک روان‌ساز ساده را ایفا می‌کردند، امروزه با پیشرفت فناوری، این ترکیب به عنوان خون موتور شناخته می‌شود که مسئولیت‌های متعددی را بر عهده دارد .

تاریخچه و تکامل افزودنی‌های روغن موتور

آغاز راه: دهه 1920 میلادی

استفاده از افزودنی‌ها در روان‌سازها برای اولین بار در دهه 1920 میلادی آغاز شد. در این دوره، روغن‌های موتور عمدتاً از پایه معدنی ساده تشکیل می‌شدند که قادر به تحمل فشارها و دمای بالا نبودند. با افزایش قدرت موتورهای احتراق داخلی، نیاز به مواد افزودنی برای حفاظت از موتور در شرایط سعملیاتی بیشتر احساس شد .

کشف انقلابی ZDDP: دهه 1930-1940

یکی از مهمترین دستاوردهای تاریخ افزودنی‌های روغن موتور، کشف دی‌آلکیل دی‌تیو فسفات روی (ZDDP) در فاصله سال‌های 1930 تا 1940 بود. این ترکیب در ابتدا برای جلوگیری از خوردگی در روغن موتور به کار رفت، اما به تدریج خواص ضد سایش و آنتی‌اکسیدانی آن نیز شناخته شد. ZDDP به سرعت به پرکاربردترین افزودنی ضد سایش و آنتی‌اکسیدان در روغن موتور تبدیل شد و هنوز هم در بسیاری از فرمولاسیون‌های امروزی کاربرد دارد .

رشد تصاعدی و تنوع بخشی

پس از دهه 1940، استفاده از افزودنی‌ها در روان‌سازها رشد روزافزونی پیدا کرد، به طوری که امروزه تقریباً همه روان‌سازها حداقل یک نوع افزودنی دارند و برخی از روغن‌ها حاوی انواع مختلفی از افزودنی‌ها هستند که میزان آنها از 0.01% تا 30% و حتی بیشتر متغیر است .

عملکرد و ضرورت استفاده از افزودنی‌ها

روغن موتور در طول زمان و به دلایل مختلفی دچار فقدان مواد افزودنی می‌شود. این عوامل شامل:

• اکسیداسیون و تجزیه روغن در اثر حرارت و زمان
• جداسازی افزودنی‌ها از طریق فیلتراسیون یا ته‌نشینی
• جذب افزودنی‌ها بر روی ذرات، فلزات و سطوح
• فرمولاسیون ضعیف روغن‌های موتور با کیفیت پایین 

استفاده از روغن موتور فاقد افزودنی‌های کافی می‌تواند منجر به آسیب‌های جدی به موتور از جمله افزایش سایش و فرسودگی، مصرف سوخت بیشتر، زنگ‌زدگی و خوردگی، تشکیل لجن، گرمایش بیش از حد و در نهایت خرابی موتور شود .

انواع افزودنی‌های روغن موتور و عملکرد آنها

1. اصلاح‌کننده‌های شاخص ویسکوزیته (VIIs)

این افزودنی‌ها که اغلب به عنوان مهمترین افزودنی موتور در نظر گرفته می‌شوند، شاخص ویسکوزیته روغن را بهبود می‌بخشند. با گرم و سرد شدن روغن در موتور، ویسکوزیته آن تغییر می‌کند. اصلاح‌کننده‌های ویسکوزیته، ویسکوزیته روغن موتور را بدون توجه به دمای بیرونی در محدوده قابل قبولی حفظ می‌کنند .

2. مواد افزودنی ضد سایش

این افزودنی‌ها قطعات و سطوح موتور را پوشش می‌دهند تا از سایش محافظت کنند. این مواد در اثر حرارت فعال شده و با فلز واکنش داده و یک لایه روان‌ساز نازک تشکیل می‌دهند. با بهبود روانکاری موتور، افزودنی‌های ضد سایش اصطکاک را کاهش داده و از گیرکردن موتور جلوگیری می‌کنند، حتی اگر لایه روان‌ساز روغن موتور تحلیل رفته باشد. بیشتر افزودنی‌های ضد سایش حاوی ترکیب فسفر روی دی‌تیو فسفات (ZDDP) هستند .

3. بازدارنده‌های خوردگی و زنگ‌زدگی

بازدارنده‌های خوردگی و زنگ‌زدگی از موتور در برابر آسیب‌های شیمیایی با خنثی کردن اسیدهای موجود در روغن موتور و کاهش اکسیداسیون محافظت می‌کنند. این افزودنی‌ها که معمولاً با سولفونات باریم و کلسیم ساخته می‌شوند، موانعی را روی اجزای فلزی موتور ایجاد می‌کنند تا آب را دفع کنند و از زنگ‌زدگی و خوردگی جلوگیری کنند .

4. مواد شوینده (Detergents)

مواد شوینده برای تمیز نگه داشتن موتور با حذف رسوبات از قطعات موتور و جلوگیری از زنگ‌زدگی طراحی شده‌اند. این مواد ناخالصی‌های روغن و اسیدهای ایجاد شده در طول اکسیداسیون را خنثی می‌کنند. از آنجایی که شوینده‌ها رسوبات و ناخالصی‌های روغن موتور را محلول نگه می‌دارند، این نوع افزودنی برای جلوگیری از تشکیل لجن روغن در موتور خودرو بسیار مهم است .

5. پراکنده‌کننده‌ها (Dispersants)

پخش‌کننده‌ها با معلق نگه داشتن ذرات جامد در روغن موتور از رسوب و لجن جلوگیری می‌کنند. این مواد با جلوگیری از ته‌نشین شدن ذرات و ناخالصی‌ها بر روی اجزای فلزی، موتور را تمیز نگه می‌دارند. پخش‌کننده‌ها همچنین به حفظ ویسکوزیته روغن موتور برای عملکرد قابل اعتماد در هر دما کمک می‌کنند .

6. ضد کف‌ها (Antifoam)

ضد کف‌ها، افزودنی‌هایی هستند که برای جلوگیری از کف کردن روغن موتور هنگام حرکت در موتور طراحی شده‌اند. این مواد کشش سطحی بین حباب‌های هوا و روغن موتور را کاهش می‌دهند و به آنها اجازه می‌دهند تا راحت‌تر از بین بروند. بدون افزودنی‌های ضد کف، روغن موتور می‌تواند حباب‌های هوای کوچکی تولید کند که باعث کاهش فشار روغن و ایجاد حفره می‌شود .

7. آنتی‌اکسیدان‌ها

یکی از مهمترین شاخصه‌های یک روغن موتور خوب، پایداری بالا در برابر اکسید شدن است. قرار گرفتن هیدروکربن در معرض اکسیژن و حرارت، سرعت اکسیداسیون را شتاب می‌بخشد. موتور احتراق داخلی یک راکتور شیمیایی آلی برای تسریع اکسیداسیون محسوب می‌شود و قطعات فلزی موتور مانند آهن و مس به عنوان کاتالیست‌های اکسیداسیون عمل می‌کنند .

8. افزودنی‌های اصلاح‌کننده اصطکاک

این افزودنی‌ها ضمن ترکیب شدن با روغن موتور، کمک قابل توجهی به کاهش اصطکاک میان قطعات فلزی می‌کنند. مکانیسم عملکرد این افزودنی‌ها مانند افزودنی‌های بازدارنده خوردگی و زنگ‌زدگی است که لایه روان‌ساز بادوامی را از طریق جذب بر روی سطح و ارتباط با روغن موتور به وجود می‌آورند. مواد تشکیل دهنده این افزودنی‌ها شامل زنجیره‌های بلند اسیدهای چرب، مشتقات آنها و ترکیبات مولیبدن می‌باشند .

طبقه‌بندی افزودنی‌ها در قالب جدول

برای درک بهتر انواع افزودنی‌ها و عملکرد آنها، جدول زیر ارائه شده است:

مکمل‌های پس از فروش و انواع آنها

مکمل‌های ترمیمی

گاهی در اثر روانکاری نامناسب بخش‌هایی مثل دیفرانسیل، گیربکس و موتور، روی اجزای آنها خط و خشهایی به وجود می‌آید که مشکلاتی مثل ایجاد سر و صدا، کاهش راندمان کاری و… ایجاد می‌کنند. اگر این خطوط چندان عمیق نباشند می‌توان با افزودنی‌هایی که به روان‌ساز اضافه می‌شود، آنها را ترمیم کرده و از گسترش آنها نیز جلوگیری کرد. این افزودنی‌ها بر اساس تکنولوژی و علم نانو ساخته می‌شوند که اساس کاری آنها نیز ایجاد لایه بسیار نازکی از جنس سرامیک روی جداره‌هاست 

روغن فلاشینگ

در کف کارتل موتور و حتی مجاری مختلف عبور روغن، در درازمدت لجن‌هایی تشکیل می‌شود که در روند روانکاری پیشرانه اثر منفی گذاشته و همچنین کیفیت روغن موجود را نیز به شدت تحت تاثیر قرار می‌دهند. روغن‌های فلاشینگ برای جمع‌آوری و خارج کردن این لجن‌ها کاربرد دارند که در مدل‌های مختلفی دیده می‌شوند .

افزودنی‌های معروف (مانند STP)

روغن موتور درون پیشرانه به مرور زمان دچار تغییرات فیزیکی و شیمیایی می‌شود تا جایی که بسته به کیفیت ساخت آن، می‌تواند حتی خواص نه‌چندان مناسبی برای پیشرانه پیدا کند. برای مثال، روغن در طول کارکرد خود ممکن است رقیق شده، میزان بخارشدن آن بالا برود، از حجم آن در اثر بخارشدن کاسته شود، به حالت اکسیده شدن و در نتیجه ایجاد لجن پیش برود و… که همگی باعث کاهش کیفیت کاری آن خواهد شد .

مزایا و معایب استفاده از مکمل‌های افزودنی

مزایا

• بهبود کارایی سوخت از طریق کاهش اصطکاک
• افزایش طول عمر موتور با کاهش سایش قطعات
• کاهش آلایندگی در اثر احتراق بهتر
• تمیز نگه داشتن موتور و جلوگیری از تشکیل رسوب
• حفاظت در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی
• افزایش فواصل تعویض روغن در برخی موارد
• کاهش صدا و ارتعاش موتور 

معایب و ریسک‌ها

• امکان تداخل شیمیایی با فرمولاسیون روغن اصلی
• هزینه اضافی برای مصرف‌کننده
• خطر استفاده بیش از حد و ایجاد اثرات معکوس (به ویژه در مورد ضد کف‌ها)
• کاهش عمر مفید مبدل کاتالیزوری در صورت وجود ZDDP در گازهای خروجی
• تأثیرات مخرب در سیستم سوخت‌رسانی در صورت استفاده از محصولات تقلبی 

نانو افزودنی‌ها و فناوری‌های نوین

نانو افزودنی‌های تولید شده بر پایه نانو تکنولوژی عملکرد قابل قبولی در زمینه اصلاح‌کنندگی گرانروی، بهبود دهنده هدایت حرارتی، بهبود دهنده نقطه ریزش، نقطه اشتعال و کاهش اصطکاک در ترکیبات روغن‌های سنگین و سایر روان‌سازها داشته‌اند. این فناوری با ایجاد لایه‌های نانومتری بر روی سطوح فلزی، باعث کاهش اصطکاک و سایش می‌شود و امکان ترمیم سطوح آسیب‌دیده را فراهم می‌آورد .

نتیجه‌گیری

افزودنی‌های روغن موتور ترکیبات حیاتی برای حفظ سلامت و افزایش طول عمر موتورهای احتراق داخلی هستند. این مواد با تقویت خواص روغن پایه و جبران کاستی‌های آن، محافظت جامعی از قطعات موتور به عمل می‌آورند. اگرچه استفاده از مکمل‌های پس از فروش می‌تواند در شرایط خاص مفید باشد، اما انتخاب روغن موتور با کیفیت که از ابتدا دارای فرمولاسیون متعادل و کاملی از افزودنی‌ها باشد، بهترین راهکار برای اطمینان از عملکرد بهینه موتور است.

با توجه به پیچیدگی فناوری موتورهای modern و حساسیت آنها به کیفیت روان‌سازها، توصیه می‌شود همواره از روغن‌های موتور استاندارد و مطابق با توصیه‌های سازنده خودرو استفاده شود و در صورت استفاده از مکمل‌های افزودنی، حتماً به کیفیت محصول و تطابق آن با نوع موتور توجه گردد.