روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی در خط تولید با حضور کارگران و تجهیزات صنعتی پیشرفته

مقدمه: آینده حمل‌ونقل و نقش حیاتی روانکارها

جهان خودروسازی در آستانه یک تحول بنیادین است؛ حرکتی که از پیشرانه‌های درون‌سوز سنتی به سمت سامانه‌های محرکه الکتریکی پیشرفته جریان دارد. در این گذار فناورانه، خودروهای الکتریکی (EV) نه‌تنها به انرژی پاک‌تر و راندمان بالاتر شهرت یافته‌اند، بلکه نیازمند مجموعه‌ای از فناوری‌های پشتیبان برای دستیابی به عملکرد پایدار، ایمن و اقتصادی هستند.

یکی از این اجزای حیاتی، روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی است. بر خلاف تصور رایج که روانکار را تنها به‌عنوان کاهش‌دهنده اصطکاک می‌شناسد، در خودروهای برقی این سیال چندمنظوره نقشی فراتر ایفا می‌کند:

  • بهینه‌سازی حرکت و تماس اجزای گیربکس کاهنده (Reduction Gear) و یاتاقان‌ها
  • دفع مؤثر حرارت تولید شده در موتور الکتریکی و بخش‌های مکانیکی
  • ایجاد لایه عایق الکتریکی برای جلوگیری از پدیده‌هایی مانند تخلیه جزئی (Partial Discharge) یا خورده‌شدن سطحی ناشی از جریان‌های گردشی
  • محافظت شیمیایی در برابر خوردگی، اکسیداسیون و تخریب مواد آب‌بندی

شرایط کاری روانکار در خودروهای برقی پیچیده‌تر از خودروهای احتراقی است و نیاز به خواص دی‌الکتریک دقیق، مدیریت دمایی گسترده و سازگاری با مواد پیشرفته دارد.

با پیشرفت باتری‌ها و سیستم­های e-Axle، روانکارهای آینده باید همزمان نقش خنک‌کننده، روان‌کننده و محافظ الکتریکی را ایفا کنند.

این تحول، روانکار را از یک ماده مصرفی ساده به یک فناوری کلیدی با اثر مستقیم بر راندمان، دوام تجهیزات و سیاست‌های انرژی ارتقاء داده است.

1. چرا روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی ضروری است؟

1-1. تفاوت شرایط کاری خودرو برقی و احتراقی

در خودروهای درون‌سوز، سامانه روانکاری وظایف مشخص و کلاسیکی دارد: کاهش اصطکاک بین قطعات متحرک موتور و گیربکس، دفع حرارت ایجاد شده در حین احتراق، جلوگیری از خوردگی سطوح فلزی و تمیز نگه‌داشتن مسیرهای روغن‌کاری از طریق افزودنی‌های شوینده و پخش‌کننده. این محیط کاری، هرچند تحت فشار و دماهای متغیر است، اما ماهیت آن عمدتاً مکانیکی و حرارتی محسوب می‌شود.

در مقابل، خودروهای برقی دنیای پیچیده‌تری را پیش روی مهندسین روانکار قرار می‌دهند. برخی تفاوت‌های کلیدی عبارتند از:

  • منبع محرکه متفاوت: در EV‌، انرژی حرکتی مستقیماً از موتور الکتریکی تولید می‌شود که در سرعت‌های بالا و گشتاور لحظه‌ای زیاد کار می‌کند. این شرایط باعث تغییرات ناگهانی بار مکانیکی در گیربکس می‌شود.
  • گیربکس ساده اما حساس: گیربکس کاهنده در خودرو برقی فاقد اجزای پیچیده‌ای مانند جعبه‌دنده چندسرعته است، اما به دلیل چرخش مداوم و گشتاور بالای اولیه، به روانکار با پایداری برشی و حرارتی بالاتر نیاز دارد.
  • حضور قطعات برقی حساس: مسیر عبور روانکار ممکن است با سیستم‌های الکترونیکی یا سیم‌پیچ‌های موتور در تماس نزدیک باشد. بنابراین حتی رسانایی ناچیز الکتریکی در روغن می‌تواند مشکلات جدی ایجاد کند، از جمله تخلیه جزئی یا اتصال کوتاه. به همین دلیل، ویژگی دی‌الکتریک بالای روانکار، نه یک مزیت بلکه یک ضرورت است.

2-1. عملکرد چندگانه روانکار در e-Axle

سیستم e-Axle، قلب محرک بسیاری از خودروهای برقی مدرن به شمار می‌رود. این مجموعه در یک بدنه واحد، سه بخش اصلی را جای داده است: موتور الکتریکی، گیربکس کاهنده، و ماژول کنترل توان (PCU). در چنین طراحی فشرده‌ای، روانکار نه‌تنها یک سیال مکانیکی بلکه یک عنصر چندکاره است که باید همزمان چند وظیفه بحرانی را انجام دهد:

1.2.1.روانکاری مکانیکی:

کاهش اصطکاک و سایش بین چرخ‌دنده‌ها، یاتاقان‌ها و بوش‌ها، حفظ لایه روغنی پایدار حتی تحت فشارهای بالای دندانه‌گیری (Tooth Contact) و چرخش پرسرعت.

2.2.1.مدیریت حرارت:

انتقال و دفع حرارت تولید شده از سیم‌پیچ‌های موتور، اجزای گیربکس و ماژول‌های الکترونیکی. در بسیاری از طراحی‌ها، روانکار به‌طور مستقیم بر روی سیم‌ پیچ‌ ها یا اطراف روتور در گردش است تا دمای کاری موتور در محدوده بهینه باقی بماند.

3.2.1.عایق الکتریکی:

ایجاد مقاومت الکتریکی کافی برای جلوگیری از عبور جریان‌های ناخواسته و پدیده‌های مخرب مانند جرقه‌های داخلی، قوس الکتریکی یا تخریب لاک سیم‌ پیچ‌ ها.

4.2.1.سازگاری شیمیایی:

روانکار باید با طیف وسیعی از مواد، از جمله فلزات سبک (آلومینیوم و منیزیم)، فولادهای آلیاژی، الاستومرهای مقاوم به حرارت (EPDM، FKM)، و رزین‌های عایق موتور سازگار باشد تا منجر به تورم، ترک‌خوردگی یا انحلال سطحی این مواد نشود.

5.2.1.پایداری در چرخه طولانی عمر خودرو:

در بسیاری از طراحی‌های e-Axle، روغن به صورت مادام‌العمر پیش‌بینی می‌شود و قرار نیست در طول عمر خودرو تعویض شود. این یعنی روانکار باید در برابر اکسیداسیون، برش مکانیکی مداوم، و آلودگی ناشی از ذرات فلزی بسیار مقاوم باشد.

3. روغن‌پایه‌ها در روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی

1.3. انواع روغن‌پایه

انتخاب روغن‌پایه (Base Oil) در روانکارهای تخصصی EV بخش بزرگی از عملکرد نهایی را تعیین می‌کند. دسته‌بندی API  ( موسسه نفت آمریکا)روغن‌پایه‌ها را به گروه‌های مختلف تقسیم کرده است که هرکدام مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارند:

2.3.PAO (پلی‌آلفا الفین – Polyalphaolefin)

نوعی روغن‌پایه سنتزی از گروه IV که دارای شاخص ویسکوزیته بالا (VI بالای ۱۴۰)، مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون، و پایداری حرارتی تا دماهای بالای C° ۱۵۰°C  است.

در e-Axle به دلیل گردش دائم و سرعت بالا، این نوع روغن‌پایه به‌خوبی توانایی حفظ فیلم روانکار در ضخامت مناسب را دارد.

3.3.استرهای سنتزی (Synthetic Esters)

از گروه V، با خاصیت چسبندگی قوی به سطوح فلزی (Film Strength بالا) و عملکرد عالی در دماهای پایین. این روغن‌ها به دلیل قطبیت مولکولی، به‌خوبی آلودگی‌ها را جدا کرده و رطوبت را تحمل می‌کنند.

4.3.PAG (پلی‌آلکیلن گلایکول – Polyalkylene Glycol)

روغن‌پایه‌ای با قابلیت حل‌پذیری بالا، مناسب برای موقعیت‌هایی که روانکاری و انتقال حرارت به‌طور همزمان موردنیاز است. PAGها ضریب اصطکاک بسیار پایین دارند و برای روانکارهای دارای خنک‌کاری مستقیم موتور یا باتری ایده‌آل هستند.

5.3.روغن‌پایه‌های معدنی بهینه‌شده

روغن‌پایه‌های معدنی که با فرآیندهای هیدروکراکینگ (Hydrocracking) و هیدروایزومریزاسیون بهینه شده­اند که پایداری و شاخص ویسکوزیته آن‌ها را بهبود داده‌اند. این گزینه اقتصادی‌تر است، اما برای EV اغلب نیازمند ترکیب با روغن‌های سنتزی می‌باشد.

4. افزودنی‌ها: قلب عملکرد روانکار

بازرسان کیفیت در خط تولید در حال بررسی روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی

1-4. دسته‌بندی افزودنی‌ها

افزودنی‌ها نقش تنظیم‌کننده، محافظ و تقویت‌کننده خواص روغن‌پایه را دارند. اصلی‌ترین دسته‌ها عبارتند از:

  • ضدسایش (Anti-Wear) مثل ZDDP، برای کاهش سایش سطوح فلزی.
  • ضداکسیداسیون (Anti-Oxidants) برای جلوگیری از تجزیه روغن در دماهای بالا.
  • بازدارنده خوردگی (Corrosion Inhibitors) جهت جلوگیری از حمله شیمیایی به فلزات رنگ‌نشده یا آلیاژهای حساس.
  • بهبوددهنده دی‌الکتریک (Dielectric Enhancers) برای افزایش مقاومت الکتریکی روغن.
  • پاک‌کننده‌ها و پخش‌کننده‌ها (Detergents & Dispersants) برای جلوگیری از رسوب آلودگی‌ها و ذرات معلق.

2-4. انتخاب افزودنی در EV

انتخاب افزودنی در روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی بخشی است که حساسیت آن چند برابر سیستم‌های احتراقی سنتی است. دلیل این حساسیت، حضور همزمان اجزای مکانیکی و الکترونیکی در یک محفظه بسته (مانند e-Axle) و تماس نزدیک روانکار با سیم‌پیچ‌های مسی، آهنرباهای دائم و کامپوزیت‌های عایق است.

3.4.چالش‌ها در انتخاب افزودنی

1.3.4.افزایش رسانایی الکتریکی روغن

افزودنی‌های متداول ضدسایش یا فشار شدید (EP) نظیر فسفر-روی دیالکیل دی‌تیوفسفات (ZDDP) یا ترکیبات حاوی مولیبدن، در ساختار خود یون‌های فلزی دارند که می‌توانند باعث افزایش هدایت الکتریکی روانکار شوند. حتی رسانایی ناچیز می‌تواند مسیرهای الکتریکی ناخواسته ایجاد کرده و منجر به تخلیه جزئی (Partial Discharge) یا جوش خوردن نقطه‌ای (Electrical Pitting) در بلبرینگ‌ها شود.

2.3.4.خطر خورندگی شیمیایی

بعضی افزودنی‌ها دارای خاصیت اسیدی یا قلیایی بالا هستند که ممکن است به لایه‌های عایق لاک سیم‌ پیچ، واشرهای پلیمری یا کاسه‌نمدها آسیب بزنند. این آسیب‌دیدگی به‌تدریج مقاومت الکتریکی سیستم را کاهش می‌دهد و حتی می‌تواند باعث نفوذ رطوبت و آلودگی شود.

3.3.4.تشکیل لجن یا رسوب در محیط بسته

در e-Axle، هوای آزاد و فیلتر روغن معمولی وجود ندارد. افزودنی‌هایی که در طول زمان اکسید یا تجزیه می‌شوند، ممکن است رسوب ایجاد کنند و مسیرهای انتقال روانکار را مسدود سازند.

4.4.راهبردهای انتخاب افزودنی مناسب در روانکار EV

1.4.4استفاده از افزودنی‌های بدون خاکستر (Ashless Additives)

این افزودنی‌ها فاقد ترکیبات فلزی هستند و رسانایی الکتریکی را افزایش نمی‌دهند. مثال:

  • فسفر ارگانیک بدون فلز (Metal-Free Phosphates)
    • سولفور آلی بدون فلز (Non-Metallic Sulfur Compounds)

2.4.4.ترکیبات ارگانیک با رسانایی پایین

استفاده از افزودنی‌های بر پایه نیتروژن یا اکسیژن ارگانیک که خاصیت قطبی کنترل‌شده‌ای دارند و همزمان به بهبود جذب روی سطح فلزی کمک می‌کنند بدون اینکه مسیرهای رسانا ایجاد کنند.

3.4.4بهینه‌سازی پکیج افزودنی با شبیه‌سازی (Additive Package Simulation)

تولیدکنندگان پیشرو مانند ENEOS [I1] و Q8Oils از شبیه‌سازی مولکولی و Materials Informatics استفاده می‌کنند تا از ابتدا، ترکیبی انتخاب شود که توازن بین روانکاری مکانیکی، پایداری شیمیایی و عایق‌بندی الکتریکی برقرار باشد.

5.4.تست‌ها برای ارزیابی پکیج افزودنی در روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی

تست‌ها برای ارزیابی پکیج افزودنی در روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی، با هدف بررسی عملکرد پایدار، کاهش سایش و حفظ کارایی در شرایط بار و دمای متغیر انجام می‌شوند.

ASTM D257 – مقاومت الکتریکی (Insulation Resistance)

اندازه‌گیری میزان مقاومت و جلوگیری از عبور جریان الکتریکی در سیال.

ASTM D943 – پایداری اکسیداسیون (Oxidation Stability)

سنجش مقاومت روانکار در برابر تجزیه شیمیایی در حضور اکسیژن و کاتالیزور فلزی.

ASTM D130 – خورندگی فلزات (Corrosion to Copper Strip)

بررسی اثر افزودنی‌ها و روانکار بر سطح مس و آلیاژهای آن تحت شرایط دما و زمان مشخص.

5. سازگاری مواد و روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی

یکی از مهم‌ترین اصول طراحی و انتخاب روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی، اطمینان از همزیستی بدون آسیب بین سیال و تمام قطعات در معرض آن است. در سیستم‌های یکپارچه e-Axle، این قطعات می‌توانند شامل:

  • واشرها و اورینگ‌ها (Seals & O-Rings)
  • کاسه‌نمدها (Shaft Seals)
  • پوشش‌های عایق سیم‌پیچ‌های موتور
  • فلزات سبک (آلومینیوم و منیزیم) و آلیاژهای دقیق باشند.

تماس مداوم این اجزا با روانکار، در دماهای بالا، سرعت‌های دورانی زیاد و محیط‌هایی با میدان الکترومغناطیسی، می‌تواند واکنش‌های فیزیکی یا شیمیایی ناخواسته ایجاد کند. به همین دلیل، سازگاری مواد باید با تست‌های استاندارد بین‌المللی بررسی و تأیید شود.

1.5.تست‌های کلیدی سازگاری مواد

  1. ASTM D7216 ارزیابی سازگاری روانکار با الاستومرها
    1. هدف: سنجش تغییرات حجمی، سختی و مقاومت کششی مواد پلیمری پس از غوطه‌ور شدن در روانکار.
    1. اهمیت در EV: جلوگیری از متورم‌شدن یا ترد شدن اورینگ‌ها و کاسه‌نمدها که می‌تواند باعث نشت روغن و افت فشار شود.
  2. ASTM D471 جذب روغن و مقاومت شیمیایی الاستومرها
    1. هدف: تعیین میزان جذب یا نفوذ روغن به درون مواد پلیمری و اثر آن بر خواص مکانیکی.
    1. اهمیت در EV: اطمینان از حفظ خاصیت انعطاف‌پذیری و آب‌بندی در دماهای کاری متغیر بین C° ۴۰‑ تا C° ۱۵۰+.
  3. ASTM D1414 تست خواص مکانیکی اورینگ‌ها
    1. هدف: اندازه‌گیری تغییرات فیزیکی مثل کشش، سختی و برگشت‌پذیری پس از تماس طولانی با روانکار.
    1. اهمیت در EV: جلوگیری از کاهش الاستیسیته که می‌تواند عملکرد عایق‌بندی سیستم را مختل کند.

2.5.پیامدهای ناسازگاری مواد در روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی

  • تورم یا تغییر ابعادی بیش از حد: باعث اختلال در جا خوردن دقیق قطعات آب‌بندی و نشت روانکار می‌شود.
  • کاهش مقاومت مکانیکی پوشش‌ها: پوشش‌های عایق سیم‌پیچ یا رنگ‌های محافظ ممکن است پوسته‌پوسته شده و مسیرهای رسانا ایجاد کنند.
  • افت خاصیت دی‌الکتریک عایق‌ها: نفوذ برخی ترکیبات روغن به مواد عایق، مقاومت الکتریکی را کاهش می‌دهد و احتمال جرقه یا تخلیه جزئی را بالا می‌برد.

6. باتری و خنک‌کاری نوین

در سامانه‌های پیشرفته خودرو برقی، باتری نقش قلب تأمین انرژی را دارد و اهمیت آن هم‌سنگ موتور در خودروهای احتراقی است. اما عملکرد بهینه این قلب انرژی به شدت وابسته به کنترل دقیق دمای سلول‌هاست. در طراحی‌های جدید، روانکارها نه‌تنها وظیفه کاهش اصطکاک مکانیکی را بر عهده دارند، بلکه به‌عنوان سیال خنک‌کننده و حتی عایق الکتریکی نیز عمل می‌کنند.

تصویری از روغن‌کاری چرخ‌دنده‌های صنعتی؛ نشان‌دهنده جریان روغن طلایی در میان دو چرخ‌دنده فلزی خاکستری رنگ برای کاهش اصطکاک و افزایش طول عمر قطعات.

در ادامه مطالعه مقاله، پیشنهاد می‌کنم برای تکمیل اطلاعات خود در حوزه نگهداری و بهینه‌سازی، به مقاله‌ی «آلودگی روانکارها و راهبردهای کنترل: تضمین سلامت بهینه ماشین‌آلات» مراجعه کنید.

در این مقاله با عوامل اصلی آلودگی روانکارها، اثرات مخرب آن بر عملکرد تجهیزات، و راهبردهای نوین کنترل و پایش آلودگی آشنا می‌شوید. مطالعه آن، دید جامع‌تری از اهمیت کیفیت روانکار و نقش حیاتی آن در عمر و سلامت ماشین‌آلات به شما خواهد داد.

1-6. مشکل دمایی باتری‌ها

افزایش دمای سلول‌ها به دلایل زیر به‌طور مستقیم عملکرد و دوام باتری را تهدید می‌کند:

2.6.کاهش راندمان شارژ/دشارژ

در دماهای بالاتر از محدوده ایده‌آل (معمولاً C° 20 تا C° 40 )، مقاومت داخلی سلول‌ها افزایش می‌یابد و بخشی از انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می‌شود.

3.6.تسریع تخریب الکترولیت و الکترودها

حرارت زیاد، تجزیه الکترولیت مایع و تغییر ساختار کریستالی الکترود را سرعت می‌بخشد، که منجر به کاهش ظرفیت و افت ولتاژ خروجی می‌شود.

4.6.خطر Thermal Runaway یا واکنش زنجیره‌ای حرارتی

این پدیده یک سیکل خودتسریعی تولید گرماست که می‌تواند به آتش‌سوزی یا انفجار منجر شود. رخداد آن معمولاً ناشی از دمای بیش از حد یک یا چند سلول و انتقال حرارت به سلول‌های مجاور است.

5.6. نقش AI و MI در طراحی روغن خنک‌کننده باتری

  1. هوش مصنوعی (AI)
    1. تحلیل داده‌های واقعی عملکرد باتری در شرایط مختلف آب‌وهوایی و رانندگی.
    1. یادگیری الگوهای افزایش دما و پیشنهاد ترکیب افزودنی‌ها و روغن‌پایه مناسب برای تأخیر در اوج دمای کاری.
  2. Materials Informatics (MI)))
  • استفاده از دیتابیس‌ مولکولی و مدلسازی شیمیایی برای طراحی فرمولاسیونی که خواص دی‌الکتریک و انتقال حرارت را همزمان بهینه کند.
  • شبیه‌سازی طول عمر روغن و پیش‌بینی تغییر خواص آن پس از هزاران ساعت کارکرد.

نتیجه این رویکرد: روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی که نه‌تنها اصطکاک و سایش را کنترل می‌کند، بلکه نقش یک سیستم خنک‌کننده هوشمند و پایدار را برای باتری ایفا می‌نماید.

7. انتخاب روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی مناسب

انتخاب صحیح روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی، تعیین‌کننده عمر مفید جعبه‌دنده، موتور الکتریکی، یاتاقان‌ها و حتی عملکرد خنک‌کننده باتری است. این انتخاب باید بر پایه داده‌های فنی، شرایط کارکرد و الزامات طراحی سیستم انجام شود.

1.7. معیارهای کلیدی انتخاب

1.1.7شاخص ویسکوزیته (Viscosity Index – VI) بالا

شاخص ویسکوزیته، میزان تغییرات غلظت روغن در اثر تغییر دما را نشان می‌دهد. در روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی، VI بالا باعث حفظ فیلم روانکار در دماهای پایین (C40°-) و جلوگیری از افت ضخامت در دماهای بالا (تا C° 150) می‌شود.

2.1.7.پایداری حرارتی و اکسیداتیو

روغن باید در برابر تجزیه حرارتی و اکسیداسیون تحت بارهای سنگین و چرخش پرسرعت مقاوم باشد. این ویژگی، از تشکیل لجن (Sludge) و لاک (Varnish) جلوگیری کرده و تمیزی اجزای داخلی را حفظ می‌کند.

3.1.7.سازگاری شیمیایی

ترکیب روانکار باید با پلیمرها، الاستومرها و فلزات موجود در جعبه‌دنده و موتور الکتریکی سازگار باشد. ناسازگاری می‌تواند باعث خوردگی، تورم واشر یا افت خاصیت دی‌الکتریک شود.

4.1.7.خواص دی‌الکتریک

خاصیت عایق‌بودن روغن در ولتاژهای بالا (گاهی بیش از 800 ولت) باید تضمین شود. این ویژگی به‌خصوص در سیستم‌های e-Axle که روانکار مستقیم با سیم‌پیچ و الکترونیک در تماس است، حیاتی است.

5.1.7.قابلیت خنک‌ کاری

انتقال مؤثر حرارت از اجزای حساس به رادیاتور یا مبدل حرارتی، یکی از وظایف نوین روانکار در خودرو برقی است. هدایت حرارتی مناسب و طراحی مطلوب ویسکوزیته، تعادل بین پمپاژ آسان و انتقال حرارت را فراهم می‌آورد.

8. پایش و آنالیز روانکار

حتی بهترین روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی، در طول زمان و تحت شرایط عملیاتی، دچار تغییر شیمیایی و فیزیکی می‌شود. پایش مانیتورینگ منظم، تضمین می‌کند که روانکار پیش از رسیدن به نقطه بحران، تعویض شود.

1-8. روش‌های متداول آنالیز

1.1.8آنالیز ویسکوزیته

تغییرات ویسکوزیته اغلب نشان‌دهنده تخریب پلیمرهای VI Improver یا آلودگی به ذرات ریز است. افزایش بیش‌ازحد ویسکوزیته می‌تواند ناشی از اکسیداسیون یا آلودگی باشد، در حالی که کاهش آن اغلب محصول رقیق‌شدن با سوخت یا مایعات دیگر است.

2.1.8.طیف‌سنجی مادون قرمز (FTIR Spectroscopy)

برای شناسایی گروه‌های شیمیایی جدید حاصل از اکسیداسیون، تجزیه افزودنی‌های ضدسایش، و وجود آلودگی‌هایی چون رطوبت یا خنک‌کننده.

3.1.8.آنالیز تریبولوژیک (Wear Debris Analysis)

شناسایی ذرات فلزی سایش با اندازه و جنس متفاوت. این روش می‌تواند مشکلات مکانیکی مانند خرابی یاتاقان یا خوردگی دنده را پیش از وقوع جدی، آشکار کند.

ترکیب این سه روش، تصویری دقیق از سلامت روانکار و قطعات مکانیکی در تماس با آن ارائه می‌دهد.

2-8. برنامه‌ریزی تعویض بر اساس داده‌ها

در خودروهای برقی مدرن، فاصله تعویض روانکار می‌تواند بین ۵۰ تا بیش از ۲۰۰ هزار کیلومتر متغیر باشد؛ اما این عدد باید با آنالیز واقعی هماهنگ شود.

مراحل برنامه‌ریزی تعویض به‌روش Condition-Based Maintenance (CBM))):

  1. گرفتن نمونه در فواصل از پیش تعیین‌شده (مثلاً هر ۲۰ هزار کیلومتر).
  2. ارسال به آزمایشگاه معتبر برای انجام سه آنالیز اصلی (ویسکوزیته، FTIR، تریبولوژیک).
  3. تفسیر داده‌ها توسط مهندس تریبولوژی یا واحد نگهداری.
  4. تعویض روغن تنها در صورت نزدیک‌شدن پارامترها به حد بحرانی (نه صرفاً براساس کیلومتر طی‌شده).

 این رویکرد، علاوه بر کاهش هزینه‌ها، به افزایش طول عمر روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی و قطعات مکانیکی وابسته به آن کمک می‌کند.

9. آینده صنعت روانکار EV

با شتاب گرفتن توسعه فناوری خودروهای برقی، الزامات طراحی روانکارها در حال پیچیده‌تر شدن است. آینده این صنعت، صرفاً تولید یک روغن با قابلیت روانکاری نیست، بلکه خلق یک سیال چندمنظوره هوشمند است که همزمان:

  • حرارت را مدیریت کند (Cooling)
  • قطعات مکانیکی را روانکاری کند (Lubrication)
  • سیستم‌های الکتریکی را عایق‌بندی کند (Electrical Insulation)

1.9.روندهای کلیدی آینده

  1. باتری‌های پرظرفیت و موتورهای کوچک‌تر
    1. با افزایش چگالی انرژی سلول‌های باتری، گرمای بیشتری در حجم کمتری تولید می‌شود.
    1. موتورهای الکتریکی کوچک‌تر و پرقدرت، دورهای بالاتری دارند و نیاز به فیلم روانکاری مقاوم‌تر دارند.
  2. روغن‌پایه‌های سنتزی پیشرفته
    1. پیشرفت در پلی‌آلفاولفین‌های (PAO) نسل جدید، استرهای سنتزی با ثبات حرارتی بالا، و PAGهای اصلاح‌شده برای رسانایی حرارتی بهتر.
    1. هدف: ترکیب بهترین خواص خنک‌کنندگی و پایداری شیمیایی با خواص دی‌الکتریک برتر.
  3. افزودنی‌های دوستدار محیط‌زیست (Green Additives)
    1. استفاده از مواد زیست تخریب­پذیر و فاقد فلزات سنگین.
    1. کاهش اثرات زیست‌محیطی و رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه ESG و RoHS.
  4. هوش مصنوعی (AI) و داده‌محوری (Data-Driven Design)
    1. طراحی فرمولاسیون روغن بر اساس بیگ‌دیتای عملکرد خودروها در شرایط اقلیمی مختلف.
    1. پیش‌بینی رفتار شیمیایی روغن قبل از تولید، به‌جای صرفاً آزمایش پس از ساخت.

در حین مطالعه این مقاله، توصیه می‌کنم برای افزایش دانش خود در حوزه استانداردها و اقدامات حفاظتی، به مقاله «ملاحظات کلیدی در شیوه‌های ایمنی روان‌کننده‌ها» نیز مراجعه کنید.

این مقاله به بررسی نکات ایمنی حیاتی در انتخاب، نگهداری و استفاده از روانکارها می‌پردازد و راهکارهایی ارائه می‌دهد که با رعایت آن‌ها می‌توان عملکرد تجهیزات را بهینه و خطرات احتمالی را کاهش داد.

10.جمع‌بندی

تحول بازار خودروهای برقی، صنعت روانکار را به سمت یک انقلاب واقعی سوق داده است. روانکارهای مدرن برای EV دیگر فقط «روغن» نیستند؛ آن‌ها یک فناوری سیستمی هستند که سه نقش کلیدی را ایفا می‌کنند:

  1. افزایش راندمان مکانیکی سیستم انتقال قدرت از طریق کاهش اصطکاک و سایش.
  2. کنترل دقیق دما برای جلوگیری از افت عملکرد باتری و موتور الکتریکی.
  3. تأمین ایمنی الکتریکی با حفظ خاصیت عایق‌بندی در ولتاژهای بالا.

انتخاب یک روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی با کیفیت و همگام با فناوری روز، سرمایه‌گذاری مستقیم بر عملکرد، طول عمر و ایمنی خودرو است. در مدل‌های آینده، مرز بین سیال خنک‌کننده، روغن گیربکس و مایع عایق، به تدریج از بین می‌رود و یک سیال واحد تمام این وظایف را بر عهده می‌گیرد. در نهایت، همان‌طور که طراحی باتری‌ها و موتورهای EV روزبه‌روز پیشرفته‌تر می‌شود، روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی نیز باید همگام با آن‌ها تکامل یابد؛ زیرا کارایی، دوام و حتی ایمنی خودرو، به کیفیت این سیال وابسته است.

سوالات متداول درباره روانکار سیستم انتقال قدرت خودرو برقی

۱. آیا روانکار سیستم انتقال قدرت در خودرو برقی با روغن گیربکس خودروهای احتراقی یکسان است؟

خیر. روانکار EV باید علاوه بر روانکاری مکانیکی، خواص دی‌الکتریک بالا و قابلیت خنک‌کاری اجزای الکتریکی را نیز داشته باشد؛ ویژگی‌هایی که در روغن گیربکس خودروهای احتراقی ضروری نیستند.

۲. هر چند وقت یک‌بار باید روانکار e-Axle را تعویض کرد؟

بسته به طراحی سازنده، برخی روانکارها مادام‌العمر هستند، اما بهتر است با پایش دوره‌ای (آنالیز ویسکوزیته، FTIR و سایش) زمان تعویض دقیق مشخص شود.

۳. آیا استفاده از روانکار نامناسب می‌تواند به موتور الکتریکی آسیب برساند؟

بله. روانکار با رسانایی الکتریکی بالا یا ناسازگار با مواد عایق، می‌تواند منجر به تخلیه الکتریکی، کاهش عایق‌بندی سیم‌پیچ و آسیب جدی به موتور شود.

۴. تفاوت PAO، استر سنتزی و PAG در کاربرد EV چیست؟

PAO مقاومت حرارتی و پایداری عالی دارد؛ استر سنتزی چسبندگی و عملکرد خوب در دماهای پایین ارائه می‌دهد؛ PAG بهترین انتقال حرارت و ضریب اصطکاک پایین را دارد و برای خنک‌کاری مستقیم مناسب است.

۵. آیا افزودنی‌های ضدسایش سنتی برای EV مناسبند؟

برخی افزودنی‌ها مانند ZDDP به دلیل داشتن فلزات، رسانایی روغن را افزایش می‌دهند و ممکن است خطرات الکتریکی ایجاد کنند. ترکیبات بدون خاکستر (Ashless) گزینه ایمن‌تری هستند.

۶. آیا می‌توان از یک روانکار برای گیربکس، موتور و باتری EV استفاده کرد؟

در طراحی‌های پیشرفته، روانکار چندمنظوره توسعه یافته است که همه این نقش‌ها را ایفا می‌کند؛ اما انتخاب آن باید دقیقاً بر اساس مشخصات سازنده باشد.

۷. چگونه بفهمیم روانکار نیاز به تعویض دارد؟

نشانه‌ها شامل تغییر قابل‌توجه ویسکوزیته، افزایش دماهای کاری، یا نتایج آزمایشگاهی خارج از محدوده توصیه‌شده سازنده است.

۸. آیا روانکارهای EV دوستدار محیط‌زیست وجود دارند؟

بله. نسل جدید روانکارها زیست‌تخریب‌پذیر و فاقد فلزات سنگین هستند، در عین حفظ ویژگی‌های حرارتی و دی‌الکتریک لازم.

۹. آیا کیفیت روانکار می‌تواند بر بازدهی کلی خودرو برقی تأثیر مستقیم بگذارد؟

له. روانکار با خواص اصطکاک پایین و هدایت حرارتی مناسب می‌تواند اتلاف انرژی مکانیکی و حرارتی را کاهش دهد، در نتیجه بازدهی سیستم انتقال قدرت و برد حرکتی خودرو افزایش می‌یابد.

۱۰. مهم‌ترین معیار انتخاب روانکار برای سیستم انتقال قدرت EV چیست؟

سازگاری شیمیایی و دی‌الکتریک روانکار با مواد داخلی (عایق‌ها، آب‌بندها و فلزات) مهم‌ترین معیار است؛ زیرا هرگونه واکنش نامطلوب می‌تواند هم عملکرد مکانیکی و هم ایمنی الکتریکی را به خطر بیندازد.

 

دیدگاهی وجود ندارد

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *