مکانیک با لباس کار در کارگاه صنعتی در حال بررسی نمونه روغن موتور رقیق شده در بشر، در کنار موتور خودرو

چکیده

رقیق‌شدن سوخت (Fuel Dilution) به معنای ورود سوخت مایع نسوخته به روانکار موتور است. این پدیده که پیش‌تر یک موضوع فرعی در بهره‌برداری از موتورهای احتراقی بود، به دلیل همگرایی عوامل نوین از جمله روغن‌های فوق‌کم‌ویسکوزیته نظیر SAE 0W‑8، سیستم‌های تزریق مستقیم پرفشار (GDI/CRDI)، الگوهای کاری هیبریدی و فواصل تعویض طولانی (اغلب  km >۱۵,۰۰۰ ) اکنون به یک چالش مهم در قابلیت اطمینان و دوام موتور تبدیل شده است. این پدیده­ی چندعاملی، ویسکوزیته، استحکام لایه­ی روانکاری، پایداری شیمیایی و عملکرد مواد افزودنی را تغییر می‌دهد و نتیجه آن شتاب‌گرفتن سایش، خوردگی، تشکیل رسوب و در موارد شدید، خرابی فاجعه‌آمیز موتور است.

این مقاله فرآیندهای ترمودینامیکی، دینامیک سیالات و واکنش‌های شیمیایی مرتبط با ورود سوخت و اثرات آن بر عملکرد روانکار را بررسی می‌کند. سپس روش‌های پیشرفته­ی شناسایی رقیق شدن سوخت را معرفی کرده و اقدامات پیشگیرانه­ی مهندسی و عملیاتی را پیشنهاد می‌دهد.

1.مقدمه

رقیق‌شدن سوخت زمانی رخ می‌دهد که سوخت مایع یا نیمه‌بخار شده از سیستم آب‌بندی رینگ–پیستون عبور کرده، یا از طریق گازهای نشتی وارد مدار روغن محفظه میل‌لنگ (کارتر (sump)) می‌شود و در نهایت در ماتریس روانکار حل می‌گردد. در حالی‌که مقادیر اندک به‌طور کلی قابل‌تحمل هستند، رقیق‌شدن پایدار و قابل‌توجه، شاخص‌های کلیدی عملکرد را در هر دو نوع روانکار سنتی و پیشرفته ناپایدار می‌کند. در گذشته، استفاده از روغن‌های چنددرجه‌ای غلیظ‌تر و فواصل کوتاه‌تر تعویض روغن، بخش زیادی از اثرات این پدیده را پنهان می‌کرد. با این حال، طراحی موتورهای مدرن این تعادل را تغییر داده است. فرمولاسیون‌های فوق‌کم‌ویسکوزیته مانند SAE 0W‑8 که برای کاهش انتشار CO₂ عرضه شده‌اند، دقیقاً در آستانه ویسکوزیته لازم برای تشکیل پایدار فیلم روغن طراحی شده‌اند؛ بنابراین حتی ۲ تا ۳ ٪ رقیق‌شدن می‌تواند منجر به فروپاشی فیلم در اجزای حیاتی شود.

سیستم‌های تزریق مستقیم پرفشار بنزین و دیزل، با وجود بهبود کارایی اتمیزه‌سازی، احتمال خیس‌شدن دیواره سیلندر را در شرایط شارژ لایه‌ای یا استارت سرد افزایش می‌دهند. پیشرانه‌های (powertrains) هیبریدی، به دلیل باقی‌ماندن مکرر دمای مایع خنک‌کننده و روغن زیر °C ۸۰ ، این وضعیت را ماندگارتر می‌کنند.

از دیدگاه سیستمی، رقیق‌شدن سوخت حاصل درهم‌تنیدگی سه حوزه است:

– دینامیک حرارتی-سیالاتی: چگونگی تبخیر، چگالش و مهاجرت سوخت از محفظه احتراق به کارتر را کنترل می‌کند.

– یکپارچگی تریبولوژیک: پیامدهای مکانیکی را هنگامی که افت ویسکوزیته، روانکاری را به زیر آستانه الاستوهیدرودینامیک می‌رساند، تعریف می‌کند.

– پایداری شیمیایی-مولکولی: نشان می‌دهد که چگونه اجزای قطبی و غیرقطبی سوخت با افزودنی‌ها برهمکنش می‌کنند و باعث تغییر در اکسیداسیون، خوردگی و تشکیل رسوب می‌شوند.

این عوامل نه به‌صورت ترتیبی، بلکه هم‌زمان رخ می‌دهند و تشخیص و کنترل را به مدیریت چندین اثر به‌هم‌پیوسته در آنِ واحد تبدیل می‌کنند.

مسئله با افزایش استفاده از سوخت‌های جایگزین مانند اتانول و بیودیزل، که اغلب برای رعایت استانداردهای آلایندگی الزامی‌اند، پیچیده‌تر می‌شود. این سوخت‌ها با ویژگی‌های شیمیایی و پروفایل فراریت خود، ماندگاری سوخت در روغن را طولانی‌تر می‌کنند. در نهایت، تمایل مصرف‌کنندگان به کاهش نیازهای نگهداشت، از جمله فواصل تعویض روغن بیش از km ۱۵۰۰۰  بدون پایش میانی، این امکان را فراهم می‌آورد که رقیق‌شدن تا سطوح مخرب ادامه یابد پیش از آن‌که شناسایی شود.

 ۲. مکانیسم‌های ورود سوخت 

1.2. غنی‌سازی در استارت سرد و محدودیت‌های ترمودینامیکی 

برای پایدارسازی احتراق در زمان استارت، غنی‌سازی (enrichment) باعث افزایش جرم سوخت تزریق‌شده می‌شود. در دماهای پایین دیواره، سوخت مایع در برابر تبخیر مقاومت می‌کند و لایه‌ای از «سوخت مرطوب» روی دیواره تشکیل می‌دهد که در حرکت رو به پایین پیستون، از رینگ‌ها عبور می‌کند. این پدیده در دماهای مایع خنک‌کننده کمتر از °C ۴۰  شدیدتر است، جایی که گرمای نهان برای تغییر کامل فاز کافی نیست.

سوخت مایع محبوس شده می‌تواند تقریباً بلافاصله پس از روشن شدن موتور، به خصوص در موتورهایی با کالیبراسیون احتراق غنی یا گرم شدن طولانی مدت در حالت درجا (idle warm-up)، وارد محفظه میل لنگ شود.

2.2.انتقال فاز گازهای نشتی 

گازهای نشتی هم آئروسل‌های ریز روغن و هم بخار جزئی سوخت را به داخل محفظه میل‌لنگ حمل می‌کنند. در دمای کارتر کمتر از °C ۹۰ ، این بخارات در توده روانکار متراکم شده و به انباشت سوخت کمک می‌کنند. در گذر زمان، این چرخه چگالش می‌تواند درصد رقیق‌شدن را به‌طور پیوسته افزایش دهد، به‌ویژه در موتورهایی با آب‌بندی رینگ فرسوده یا فشار بالای محفظه، که حجم گازهای نشتی بالاتر است.

3.2. چرخه‌های کاری استارتاستاپ و خودروهای هیبریدی (Hybrid Electric Vehicle (HEV))

چرخه‌های کم‌بار، فشار و دمای سیلندر را در سطحی نگه می‌دارند که برای تبخیر کامل سوخت کافی نیست؛ هم‌زمان، چرخه‌های متوالی خنک‌شدن-گرم‌شدن-خنک‌شدن باعث چگالش مکرر و به دام افتادن سوخت در کارتر می‌شود. در خودروهای هیبریدی، تغییر مداوم بین حالت­های الکتریکی و احتراقی، مدت زمان حالت‌های حرارتی غیربهینه را افزایش داده و موجب افزایش تجمع سوخت در روغن می‌گردد.

راهنمای جامع و صنعتی انطباق با RoHS و REACH برای صنایع و زنجیره تأمین

برای آشنایی با الزامات و مراحل عملی انطباق با RoHS و REACH در صنایع، پیشنهاد می‌کنیم مقاله جامع ما با عنوان راهنمای جامع و صنعتی انطباق با RoHS و REACH برای صنایع و زنجیره تأمین را حتماً بخوانید.

4.2. اثرات شیمی سوخت

– ترکیبات اتانول‌دار: اتانول که با آب امتزاج‌پذیر و جاذب رطوبت است، با اکسیدشدن به اسید استیک، pH روانکار را کاهش داده و با تغییر پایداری میسل‌ها، شیمی شوینده‌ها را مختل می‌کند. میل ترکیبی آن به ترکیبات قطبی همچنین می‌تواند خوردگی قطعات آهنی و غیرآهنی را تسریع کند.

– بیودیزل‌ها (متیل استر اسید چرب – Fatty Acid Methyl Ester (FAME)): این متیل استرهای اسید چرب به دلیل جرم مولکولی بالاتر و فراریت کمتر، در روغن ماندگاری بیشتری دارند. گروه‌های استری آن‌ها می‌تواند با شوینده‌های سولفونات کلسیم-منیزیم واکنش داده و صابون‌هایی تولید کند که تشکیل لجن را تسریع می‌نمایند. در اقلیم‌های سرد، نقطه ریزش (pour point) بالاتر FAME، در صورت آلودگی روغن، گردش آن را بیش‌تر مختل می‌کند.

۳. اثرات رقیق‌شدن سوخت

رقیق‌شدن سوخت در روانکار تأثیر چندوجهی بر عملکرد کلی دارد که در مجموع هم عملکرد محافظتی روغن و هم قابلیت اطمینان عملیاتی موتور را کاهش می‌دهد.. وقتی سوخت، چه به صورت مایع و چه نیمه‌بخار، با روانکار مخلوط می‌شود، ویسکوزیته کلی روغن را کاهش داده و ضخامت و پایداری فیلم هیدرودینامیک جداکننده سطوح متحرک را تضعیف می‌کند. این نازک‌شدن می‌تواند باعث گذر از روانکاری تمام‌فیلم به حالت مرزی یا مختلط شود که در آن تماس‌های مستقیم بین زبری‌های سطح افزایش یافته و نرخ سایش شدت می‌گیرد. افت ویسکوزیته در نواحی تماس با بار یا دمای بالا مانند رینگ‌های پیستون و سطوح تماس بادامکتاپت، اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا تماس فلزبافلز می‌تواند موجب خراشیدگی (Scuffing)، حفره‌دار شدن (Pitting) و حتی جوش‌خوردگی میکروسکوپی (Micro‑Welding) شود.

فراتر از کاهش ویسکوزیته، رقیق‌شدن سوخت تعادل شیمیایی سیستم افزودنی روغن را بر هم می‌زند. غلظت مؤثر مواد دیسپرسانت و شوینده کاهش می‌یابد و کارایی آن‌ها کم می‌شود، در حالی‌که نرخ کاهش آنتی‌اکسیدان‌ها به دلیل دمای بالاتر در ریزناحیه‌ها (micro-regions) افزایش می‌یابد، چون مخلوط کم‌ویسکوزیته در آن محل داغ‌تر کار می‌کند و زمینه اکسیداسیون را فراهم می‌کند. حضور اجزای سوخت همچنین می‌تواند آلودگی‌های قطبی را افزایش دهد و فیلم‌های ضدسایش مانند تریبوفیلم‌های فسفاتی ناشی از ZDDP را ناپایدار کند، به‌طوری که سطوح نسبت به سایش چسبنده آسیب‌پذیرتر شوند.

از دیدگاه حرارتی، روغن آغشته به سوخت خواص انتقال حرارت متفاوتی دارد، که اغلب به دلیل گرمای نهان تبخیر سوخت، دمای حجمی روغن را کمی کاهش می‌دهد، اما به طور متناقضی با کاهش راندمان روانکاری، دمای اوج در سطح قطعه را افزایش می‌دهد.

ناپایداری شیمیایی یکی دیگر از پیامدهای مستقیم است: اجزای سوخت مانند آروماتیک‌ها و الفین‌ها می‌توانند در محیط کارتر دچار اکسیداسیون یا پلیمریزاسیون شوند و تشکیل لعاب (Varnish) و لجن(Sludge)  را تسریع کنند. این رسوبات جریان روغن را مختل می‌کنند، مجراهای باریک را می‌بندند و عملکرد بالابر (lifter) هیدرولیکی را به‌هم می‌زنند. در موتورهایی که از سیستم‌های پس‌پردازشی مانند فیلتر ذرات دیزل (diesel particulate filters (DPFs))  یا کاتالیزورهای سه‌گانه استفاده می‌کنند، رقیق‌شدن سوخت ویژگی‌های فراریتی روغن را تغییر می‌دهد که می‌تواند مصرف روغن را بدتر کرده و باعث مسمومیت کاتالیزور شود. در موارد شدید، انباشت سوخت در کارتر حجم کل روغن را بیش از ظرفیت طراحی افزایش می‌دهد، فشار کارتر را بالا برده، نشتی گاز را تشدید می‌کند و گاهی مخلوط روغنسوخت را از آب‌بندها و واشرها عبور می‌دهد و موجب نشتی یا آلودگی سیستم‌های مجاور می‌شود.

علاوه بر این، کاهش نقطه اشتعال روغن آلوده به سوخت، خطر آتش‌سوزی را افزایش می‌دهد و ممکن است انطباق با استانداردهای ایمنی یا عملیاتی در ماشین‌آلات حیاتی را مختل کند. در فواصل طولانی سرویس، این اثرات ترکیبی نه تنها منجر به تخلیه زودرس روانکار می‌شود، بلکه هزینه‌های نگهداری بالاتر، تعویض مکرر روغن و در موارد شدید، خرابی مکانیکی فاجعه‌بار به دلیل کمبود روانکار یا گیر کردن یاتاقان را نیز به دنبال دارد.

۴. روش­های شناسایی رقیق‌شدن سوخت در روانکارها 

رقیق‌شدن سوخت در روغن روانکار یکی از حالت‌های مهم خرابی در موتورهای احتراق داخلی است، به‌طوری‌که مقادیر بالاتر از حدود (m/m) ۲ ٪  برای اغلب کاربردها بحرانی در نظر گرفته می‌شود. افزایش مقدار سوخت می‌تواند منجر به کاهش ویسکوزیته، افت خاصیت دیسپرسانت (dispersancy)، کاهش مقاومت در برابر اکسیداسیون و تسریع افت کیفیت روانکار شود. روش‌های آشکارسازی از غربالگری سریع میدانی تا تکنیک‌های آزمایشگاهی بسیار دقیق را شامل می‌شود که هر یک مزایا و محدودیت‌های خود را دارند. عوامل مرتبط با مکانیسم، مانند مخلوط غنی سوخت و هوا، کارکرد بیش از حد درجا، ساییدگی رینگ پیستون، نشتی انژکتور سوخت یا آب‌بندی ضعیف اتصالات، به شدت بر انتخاب و فوریت اندازه‌گیری تأثیر می‌گذارند.

۱.۴. حسگر موج آکوستیک سطحی (Surface Acoustic Wave (SAW))

فناوری SAW روشی قابل‌حمل و مستقیم برای اندازه‌گیری کمّی رقیق‌شدن سوخت ارائه می‌دهد که برای استفاده میدانی توسط متخصصان تعمیر و نگهداری و اطمینان‌پذیری، بدون نیاز به آموزش تجزیه­ای گسترده، بسیار مناسب است. به طور مثال روش استاندارد ASTM D8004‑23 از یک ویال یکبارمصرف حاوی حدود mL ۵/۰  نمونه روغن روی یک پد نمدی استفاده می‌کند که در شرایط دربسته به مدت حدود ۱ دقیقه به تعادل می‌رسد. بر اساس قانون هنری (Henry’s law)، غلظت بخار سوخت در فضای بالای نمونه (headspace) با حسگر SAW اندازه‌گیری می‌شود که پروب ظریف آن از درپوش ویال عبور می‌کند. محدوده تجزیه­ای معمولاً 15–0 ٪ رقیق‌شدن سوخت است، با حد تشخیص نزدیک به 2/0 ٪. است. قابلیت حمل و پاسخ‌گویی سریع، این روش را هم برای پشتیبانی آزمایشگاهی و هم پایش در محل، مناسب می‌کند.

2.4. اندازه‌گیری ویسکوزیته 

آزمون ویسکوزیته سینماتیک، چه از طریق ویسکومترهای لوله‌مویین آزمایشگاهی و چه ابزارهای قابل‌حمل (مانند طراحی‌های لوله‌مویین ثابت)، بخش استاندارد پایش وضعیت روغن مصرف‌شده است. رقیق‌شدن سوخت، ویسکوزیته را متناسب با نوع و غلظت سوخت کاهش می‌دهد؛ با این حال، کاهش ویسکوزیته به‌تنهایی شاخص قطعی رقیق‌شدن سوخت نیست. عوامل مداخله‌گر شامل افت کیفیت روغن، ورود آب یا مایع خنک‌کننده، آلودگی دوده و افزودن روغن با گرید متفاوت به مخزن است. بنابراین، تغییر ویسکوزیته بیشتر به‌عنوان یک ابزار غربالگری اولیه در نظر گرفته می‌شود، یعنی شاخصی برای آغاز آزمون‌های دقیق‌تر در صورت مشاهده نتایج غیرعادی.

3.4. آزمون نقطه اشتعال(Flash Point)

به‌طور تاریخی، کاهش نقطه اشتعال به‌عنوان یک شاخص کیفی برای شناسایی حضور سوخت‌های فرّار در روغن‌ها به‌کار رفته است. هیدروکربن‌های سبک، نقطه اشتعال را نسبت به مقدار پایه برای روغن تازه کاهش می‌دهند. روش‌های استاندارد فنجان بسته در مقیاس کوچک، مانند ASTM D3828، تنها حدود mL ۲  نمونه نیاز دارند و غربالگری قبولی/رد را از طریق گرم‌کردن نمونه تا یک دمای مشخص پایین‌تر از مقدار پایه (برای مثال، کاهش C° ۲۵ ) و سپس اعمال منبع اشتعال انجام می‌دهند. نمایان شدن شعله در چنین دمای کاهش‌یافته، احتمال آلودگی سوخت را نشان می‌دهد. رویکردهای کمّی‌تر ممکن است از جداول کالیبراسیون حاصل از استانداردهای شناخته‌شده استفاده کنند؛ با این حال، تغییرات در روغن پایه یا شیمی سوخت، دقت مطلق را محدود می‌کند و موجب می‌شود که آزمون نقطه اشتغال، بیشتر یک آزمون پشتیبان باشد تا یک روش کمّی قطعی.

تصویر سه‌بعدی موتور پیستونی با نمایش شفاف جریان روغن طلایی در میل‌لنگ و پیستون‌ها، نمادسازی از فرآیند روانکاری و عملکرد داخلی موتور

۴.۴. طیف‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR))

FTIR به دلیل سرعت و سهولت کار ارزشمند است، اما جذب‌های هیدروکربنی سوخت اغلب با جذب‌های روغن پایه همپوشانی دارند که تفسیر را پیچیده می‌کند. کالیبراسیون دقیق، به کتابخانه‌های طیفی گسترده و اختصاصی سوخت و مدل‌های کمومتریکس قوی نیاز دارد. به این ترتیب، اگرچه FTIR می‌تواند تخمین سریعی را در محدوده‌های کاربردی محدود ارائه دهد، اما هنوز یک راه‌حل جهانی برای اندازه‌گیری رقت سوخت نیست.

5.4. کروماتوگرافی گازی (Gas Chromatography (GC))

کروماتوگرافی گازی به‌طور گسترده به‌عنوان روش مستقیم استاندارد برای کمی‌سازی رقیق‌شدن سوخت شناخته می‌شود، و روش‌های ASTM D3524، D3525 و D7593 از معتبرترین‌ها هستند. این روش با تبخیر نمونه اندازه‌گیری‌شده روغن، جداسازی اجزای هیدروکربنی آن در ستون با برنامه دمایی و آشکارسازی با آشکارساز یونش شعله (Flame Ionization Detector (FID)) انجام می‌شود. کمی‌سازی از طریق انتگرال‌گیری سطح پیک‌ها در مقایسه با منحنی‌های کالیبراسیون، اغلب با استفاده از استاندارد داخلی مانند دکان، انجام می‌گیرد. اگرچه GC دقت و ویژگی بالایی دارد، به اپراتورهای خبره و کنترل دقیق دما و فشار نیاز دارد تا از هم‌پوشانی پیک‌ها جلوگیری شود. بدون تنظیمات مناسب، عدم‌قطعیت تحلیلی می‌تواند به ۲± ٪ برسد، اما تغییرات روش و استفاده از ستون‌های شیمیایی پیشرفته می‌تواند خطاها را کاهش دهد.

۵. راهبردهای پیشگیری

1.5. اقدامات در سطح موتور 

طراحی و کالیبراسیون واحد قدرت می‌تواند نقش تعیین‌کننده‌ای در جلوگیری از ورود سوخت به روغن داشته باشد. کنترل دقیق تزریق نه‌تنها از خیس‌شدن دیواره سیلندر جلوگیری می‌کند، بلکه تبخیر درون‌سیلندری را نیز بهینه می‌سازد. واحدهای کنترل موتور پیشرفته می‌توانند زمان‌بندی تزریق را با دمای مایع خنک‌کننده و روغن تطبیق دهند و از برخورد اسپری به دیواره‌های سیلندر، به ویژه در دمای زیر .°C 40 درجه سانتیگراد، که در آن کمبود گرمای نهان بیشترین مقدار است، جلوگیری کنند. هندسه اسپری انژکتور هدفمند با زوایای مخروطی باریک‌تر و نازل‌های چند سوراخه می‌تواند راندمان اتمیزه شدن را بهبود بخشد، که از طریق مطالعات احتراق نوری (به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل اسپری ASTM D7668) تأیید شده است.

در خودروهای هیبریدی (HEV)، به‌کارگیری گرمایش سریع روغن از طریق گرم‌کن‌های الکتریکی کمکی یا گالری‌های روغن ترموستاتیک می‌تواند دوره‌های عملکرد با ویسکوزیته کمتر از حداقل پیشنهادی سازندگان تجهیزات را، که برای گریدهای SAE XW‑20 معمولاً حدود  mPa·s 8/2 در دمای C° ۱۵۰  است، به حداقل برساند. بهبود طراحی مجموعه رینگ‌ها، مانند استفاده از رینگ بالایی به‌شکل «کِیستون» همراه با قابلیت انتقال گاز، می‌تواند میزان نشتی ناشی از نشت سوخت را در آزمایش‌های استقامت بیش از 20٪ کاهش دهد، ؛ کاهشی که معادل کاهش ۵/۰ تا ۰/۱ ٪ v/v در رقیق‌شدن سوخت اندازه‌گیری‌شده با روش ASTM D3524 است.

2.5. اقدامات در رابطه با روانکار

مهندسی فرمولاسیون، خط دوم دفاعی را فراهم می‌کند. استفاده از روغن پایه با شاخص ویسکوزیته ذاتی بالا  (VI ≥ 120)  و بهبوددهنده‌های ویسکوزیته مقاوم به برش، می‌تواند ویسکوزیته دینامیکی را بالاتر از حد بحرانی هیدرودینامیکی حفظ کند. (که معمولاً بر اساس مشخصات سازندگان تجهیزات، معادل حداکثر افت ۱۰–۱۵٪ نسبت به روغن نو تعریف می‌شود)، حتی در شرایط آلودگی ۲–۴ ٪ سوخت. سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی، شامل فنول‌ها (مانند بوتیله تری‌فنیل فسفات) و دی‌آریلامین‌ها، باید برای پایداری در محیط غنی از سوخت انتخاب شوند؛ آزمون در شرایط آلودگی سوخت افزوده‌شده با روش ASTM D943 (پایداری اکسیداسیون روغن توربین) می‌تواند دوام آن‌ها را تأیید کند.

بسته‌های دیسپرسانت مانند پلی‌ایزوبوتیلن سوکسینیمید با قدرت حلالیت قطبی بالا می‌توانند استرهای مشتق از بیودیزل را کپسوله کرده و تشکیل لجن مشاهده‌شده در آزمون ASTM D5967 را محدود کنند. در سیستم‌های مستعد اتانول، ممکن است بازدارنده‌های خوردگی اضافی افزوده شوند تا عدد بازی کل (TBN) را طبق اندازه‌گیری ASTM D2896  در طول نیم‌دوره تعویض، بالاتر از  mg KOH/g  ۰/۴ حفظ کنند.

3.5. اقدامات در رابطه با بهره‌برداری

راهبردهای نگهداری و شیوه‌های بهره‌برداری، مستقیماً بر نرخ انباشت رقیق‌شدن سوخت اثر می‌گذارند. برای موتورهایی که در آنالیز روغن مصرف‌شده (ASTM D3524/D7593) به‌طور پیوسته بیش از ۲٪ حجمی سوخت نشان می‌دهند، کوتاه‌کردن فواصل تعویض روغن به میزان ۲۵ تا ۵۰ درصد نسبت به برنامه­ی اولیه می‌تواند کاهش ویسکوزیته و اکسیداسیون را در محدوده‌های کنترل‌شده نگه دارد. آگاهی فصلی از نوع سوخت به‌ویژه در مناطق سردسیر اهمیت ویژه‌ای دارد؛ سوخت‌های گرید زمستانی ممکن است منحنی تقطیر (ASTM D86) با درصد بیشتری از برش‌های سبک داشته باشند که خطر چگالش بخار را در دماهای کارتر کمتر از °C ۹۰  افزایش می‌دهد.

پایش منظم وضعیت انژکتور ((به عنوان مثال، الگوی پاشش و آزمایش نشتی تحت استاندارد ISO 4010)) پایداری احتراق را تضمین کرده و نشت سوخت را به حداقل می‌رساند. چرخه‌های رانندگی که اجازه می‌دهند دمای روغن حداقل به مدت 20 تا 30 دقیقه مداوم به بیش از °C 105 تا °C 110 برسد، می‌تواند بخش‌های سبک سوخت را پاکسازی کند، اثری که در روند بازیابی نقطه اشتعال (ASTM D93) و پایداری ویسکوزیته بین نمونه‌ها قابل مشاهده است.

در آزمایش‌های ناوگان نشان داده شده است که اعمال این اقدامات عملیاتی، میانگین نرخ رقیق‌شدن سوخت را از بیش از v/v ۳٪ به کمتر از ۱٪ در بازه­ی ۵٬۰۰۰ کیلومتری، بدون نیاز به تغییرات سخت‌افزاری، کاهش داده است.

6. تیجه‌گیری

رقیق‌شدگی سوخت دیگر یک یافته­ی اتفاقی تعمیر و نگهداری نیست بلکه یک چالش قابل‌پیش‌بینی و رو‌به‌رشد مهندسی است. جنبه­ی پنهان و خطرناک آن، تخریب تدریجی ولی شتابان است که به‌طور هم‌زمان باعث افت ویسکوزیته، ناپایداری افزودنی، افزایش سایش و ناپایداری شیمیایی می‌شود. الزامات بهره‌وری و کاهش آلایندگی در موتورهای مدرن، همراه با استفاده از روغن‌های کم‌ویسکوزیته، تزریق پرفشار و چرخه‌های هیبریدی، نیازمند اقدامات ضدکنشی فعال هستند از جمله کنترل دقیق دما، بهینه‌سازی کالیبراسیون سوخت، شیمی مقاوم روانکار و پایش مداوم. ابزارهای نوظهوری مانند پایش درجا با حسگر موج آکوستیک سطحی (SAW) و ردیابی لحظه‌ای ویسکوزیته می‌توانند رقیق‌شدن سوخت را از یک کشف پس از خرابی، به یک متغیر عملیاتی تحت مدیریت تبدیل کنند؛ رویکردی که عمر موتور را حفظ کرده و هم‌زمان، دستاوردهای بهره‌وری را قربانی نمی‌کند.

تصویر مفهومی اکسیداسیون روغن شامل تغییرات و محصولات ناشی از تجزیه روغن در اثر حرارت و اکسیژن بدون متن و نوشته

برای آشنایی با فرایند، کنترل و روش‌های تشخیص اکسیداسیون روغن، مقالهاکسیداسیون روغن: فرایند، نحوه کنترل و روش‌های تشخیص را مطالعه کنید.

پرسش‌های رایج رقیق‌شدن سوخت

۱. رقیق‌شدن سوخت تا چه درصدی مشکلی ایجاد نمی‌کند؟

معمولاً تا حدود ۲٪ حجمی در اغلب موتورهای سالم مسئله جدی نیست، اما بالاتر از این مقدار باید بررسی و اقدام شود.

۲. شایع‌ترین نشانه‌های رقیق‌شدن سوخت چیست؟

بوی تند سوخت در روغن، کاهش محسوس ویسکوزیته، و افت عملکرد موتور از نشانه‌های رایج هستند.

۳. کدام سبک رانندگی ریسک این پدیده را بیشتر می‌کند؟

حرکت‌های کوتاه‌مدت و مکرر با استارت سرد، یا کارکرد زیاد موتور درجا، ریسک را بالا می‌برد.

۴. آیا نوع سوخت در این موضوع اثر دارد؟

بله، سوخت‌های حاوی اتانول یا بیودیزل معمولاً مدت بیشتری در روغن باقی می‌مانند.

۵. ساده‌ترین اقدام برای پیشگیری چیست؟

گرم‌کردن کامل موتور قبل از بارگیری سنگین و تعویض منظم روغن بر اساس شرایط واقعی کارکرد.

۶. کدام روش سریع برای بررسی این مشکل پیشنهاد می‌شود؟

آزمون نقطه اشتعال یا حسگر SAW، دو روش سریع غربالگری میدانی هستند.

۷. آیا می‌توان بدون تجهیزات آزمایشگاهی از شدت آن مطلع شد؟

در حد تخمینی بله؛ بوی تند سوخت و کاهش شاخص ویسکوزیته علائم اولیه محسوب می‌شوند.

دیدگاهی وجود ندارد

دیدگاهتان را بنویسید

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