• فارسی
  • English
  • Türkçe

روغن موتور نانو چیست؟ - ایران گرافن

روغن موتور نانو چیست؟

روغن موتور نانو چیست؟

در این بخش به توضیحاتی در مورد روغن موتور نانو خواهیم پرداخت:

هر موتوری برای کارکرد صحیح به روغن نیاز دارد. در واقع روغن یک عنصر ضروری برای موتور است. وظیفه اصلی روغن موتور روانکاری قطعات فلزی موتور است. لایه بسیار نازکی از روان کننده را بین سطوح در تماس با یکدیگر نگه می دارد و در نتیجه از ساییدگی سطوح جلوگیری می کند که باعث کاهش سایش و پارگی قطعات می شود.

علاوه بر این باید از خودگی قطعات جلوگیری کند، به خنک شدن قطعات موتور کمک کند، محیط عملیاتی را تمیز نگه دارد و قطعات را محافظت کند. موتورها معمولا به دلیل عدم روانکاری مناسب و کارآمد از کار می افتند. خرابی های مختلف ناشی از روانکاری مناسب موتور مناسب شامل میکروپیتینگ، خرابی سایش، شکست حرارتی روان کننده ها، شکست مقاومتی و غیره است.

بعد از اینکه خودرو شما ده ها هزار کیلومتر رانده شد؛ حتی در صورت استفاده از روغن موتور باکیفیت و درجه یک و تعویض به موقع آن، باز هم موتور خودرو شما در معرض آسیب قرار دارد چرا که این کار فقط فرسودگی موتور را کاهش می دهد و از آن اجتناب نمی کند. در واقع، قطعات داخلی موتور در طول استفاده، سطوح مختلفی از سایش فلز را متحمل می شود و ذرات آنها را انباشته می کند ولی سطح اغلب صاف به نظر می رسد اما در واقعیت دارای ناهمواری در سطح مولکولی است که ما قادر به تشخیص آن ها نیستیم.

بهترین راه برای حل این مشکل، تعمیر سایش قطعات فلزی داخلی موتور، به منظور بازگرداندن نسبت تراکم اولیه موتور و بازیابی راندمان موتور است. با این حال تعمیر قسمت های سایش شده موتور هزینه زیادی دارد و بسیار زمان بر است. راه حل این مشکل استفاده از روغن موتور نانو تولید شده با فناوری روز می باشد.

روغن موتور نانو

بیشتر مواد افزودنی ضد سایش موجود در بازار هدف کاهش مقاومت اصطکاکی داخل موتور را دارند، اما منبع اصلی ایجاد ساییدگی فلز در داخل موتور را از بین نمی برند، بنابراین به طور کلی محافظت زیادی از موتور نمی کنند. صرف نظر از اینکه از چه نوع افزودنی های ضد سایش استفاده می شود، مواد تشکیل دهنده آن ها اسید سولفوریک با اسیدیته قوی و PETF معمولا حاوی رزین با خورندگی بالا یا سرامیک هایی با اتلاف حرارت ضعیف و TEFLONها هستند.

همه این مواد تاثیر منفی طولانی مدتی برای خودرو خواهند داشت. این مواد قادر به ایجاد پیوند قوی با قطعات فلزی نیستند و در نهایت به راحتی از بین می روند؛ بنابراین هیچ کمکی به پر کردن سایش بین پیستون و دیواره سیلندر نمی کنند.

روغن موتور نانویی قطعا یک افزودنی ضد سایش نیستند؛ بلکه برای تعمیر سایش فلزات داخل موتور تولید شده اند. ترمیم کننده روغن موتور نانویی فرموله شده با انواع فلزات کمیاب و گرانبها، فاقد هر گونه ماده مضر برای موتور بوده و بی خطر است.

این ماده با موفقیت فلزات نرم معمولی و کمیاب را در یک فرمول آلیاژ فلزی منحصر به فرد ترکیب کرده است. سپس از روغن موتور نانو به عنوان واسطه ای برای انتقال ذرات ترمیم کننده نانو فلز و نانو مواد استفاده می کند. نانو ذرات با سطح فلزی داخل موتور ترکیب می شود و یک لایه محافظ لانه زنبوری سفت و نرم را تشکیل می دهد. این به طور موثر سایش فلز را در مدت زمان کوتاهی ترمیم می کند، توانایی آب بندی موتور را بهبود می بخشد، نسبت تراکم اولیه موتور را به طور موثر بازیابی می کند و راندمان موتور را تا حد زیادی بهبود می بخشد.

نانو مواد از یک فرمول فلزی خالص استفاده می کند که می تواند با قطعات فلزی داخلی موتور پیوند محکمی داشته باشد و نسبت تراکم را به طور موثری بازیابی کند، اسب بخار، گشتاور را افزایش دهد، مصرف سوخت را کاهش دهد و لرزش و صدا را نیز کاهش دهد.

برای صنعت روغن موتور خودرو فناوری نانو به عنوان یک بازیگر کلیدی در توسعه محصولات و راه حل های بهبود یافته ظاهر شده است. در صنعت خودرو، افزودنی های مبتنی بر نانو مزایای زیادی برای افزایش عملکرد دارند. فناوری نانو، در هسته خود تمرکز بر روی دستکاری اتم ها و مولکول ها، ذرات و ترکیبات دارد که در ابعاد و اندازه های 100 نانومتر اندازه گیری می شوند. از آنجایی که نانو ذرات مورد بحث بر پایه کربن هستند، سازگار با محیط زیست می باشند و ثابت شده است که رسانایی حرارتی بالاتر، ظرفیت حمل بار بالاتر و مقاوم در برابر سایش همراه با افزایش استحکام فیلم وانتقال حرارت دارند.

در روغن موتور نانو ، نانو ذرات به کاتالیزورهای عالی تبدیل می کند. نانو ذرات در سرتاسر سوخت توزیع می شوند و باعث اختلاط بهتر هوا و سوخت و افزایش ویژگی های فیزیکوشیمیایی در هنگام احتراق، بهبود عملکرد، انتقال حرارت و کیفیت اگزوز می شوند.

نانو ذرات مورد استفاده در روغن موتورنانویی

تحقیقات متعددی در مورد استفاده از نانو ذرات به عنوان مواد افزودنی در روانکاری روغن موتورنانو در دو دهه گذشته انجام شده است. گنجاندن نانو ذرات در روغن موتور می تواند سایش ساینده را به حداقل برساند. فلزاتی مانند مس، نقره و نیکل و همچنین اکسیدهای فلزی مانند دی اکسید تیتانیوم، دی اکسید سیلیکون و اکسید روی از مواد افزودنی هستند که در روغن موتور استفاده می شود.

مطالعات نشان می دهد که روغن موتور با افزودنی ذرات نانو، باعث کاهش اصطکاک و کاهش سایش بهتری می شود. نانو سیال، که با افزودن مقدار کمی نانو ذرات به پخش کننده سیال تشکیل می شود. ممکن است رسانایی حرارتی بالاتر و روانکاری بهتری را در بسیاری از کاربردها ارائه دهد. نانو سیال در روغن موتورهای احتراق داخلی دو مزیت (IC) دارد: بهبود خواص تریبولوژیکی و افزایش انتقال حرارت.

روغن موتور نانو

اثرات نانو ذرات بر تریبولوژی روغن موتورنانو

تریبولوژی مطالعه رفتار سطوح متقابل در حرکت نسبی مانند روانکاری، سایش، اصطکاک و متغیرهای طراحی است. این عوامل برای افزایش عملکرد و سازگاری روش تریبولوژیک باید بهینه شوند. سایش، اصطکاک و روانکاری سه موضوع اصلی تریبولوژی هستند. تریبولوژی در محیط امروزی بسیار مهم است، زیرا اجزای مکانیکی انرژی زیادی را در اثر اصطکاک از دست می دهند. اگر بخواهیم انرژی کمتری مصرف کنیم، باید مقدار انرژی هدر رفته را کاهش دهیم.

نتایج جامع از اسکار عمق سایش، ضریب اصطکاک، نشان دادند که با افزودن نانو ذرات پارامتر دمای فلاش موتور بهبود می یابد. همچنین نانو ذرات به طرق مختلف با تاثیر بر سایش، اصطکاک، خواص حرارتی و شیمیایی روغن، عملکرد روان کننده را افزایش می دهند. به علاوه نانو ذرات با ظرفیت باربری بالاتر، میانگین سطح زبری پایین تر، ضریب اصطکاک کمتر و اسکار سایش کمتر در مقایسه با روغن موتورهای فاقد نانو ذرات، تاثیر قابل توجهی بر خواص تریبولوژیکی روغن موتور دارند.

تاثیر نانو ذرات بر تولید CO2 و CO در خودروها

مطالعات نشان داده اند که به علت اصطکاک در موتور، سرعت موتور کاهش و دمای آن افزایش می یابد که در نتیجه آن راندمان احتراق کاهش می یابد. راندمان پایین منجر به تزریق سوخت بیشتر برای تولید همان قدرت در مقایسه با شرایط احتراق بهتر می شود. تزریق سوخت بیشتر باعث ورود بیشتر سوخت هیدروکربنی به داخل سیلندر و افزایش تولید گازهای دی اکسید کربن و مونو اکسید کربن می شود. همچنین احتراق ناقص درون سیلندر در موتور باعث انتشار سطح بالای دی اکسید کربن و مونو اکسید کربن می شود.

استفاده از روغن موتور نانو مواد به دلیل کاهش اصطکاک سبب می شود که میل لنگ کارکرد نرم تر داشته باشد. سرعت و قدرت موتور افزایش یافته و به این ترتیب تولید انرژی افزایش یابد. مصرف سوخت کمتر شده و درنتیجه ورود کربن به سیلندر کاهش یابد که در نهایت میزان تولید دی اکسید کربن و مونو اکسید کربن کاهش می یابد.

تاثیر روغن موتورنانو بر کاهش صدا

برای همه موتورهای خودرو، در بیشتر موارد، مسافت پیموده شده یک خودرو مستقیما بر وضعیت و عمر موتور تاثیر می گذارد. پیستون ها، میل لنگ و سایر قطعات موتور با سرعت بیش از هزاران دور در دقیقه کار می کنند و چنین قطعات فلزی مستقیما در تماس فلز به فلز و اصطکاک با یکدیگر قرار می گیرند. علاوه بر ایجاد گرما و فشار بالا، اجزایی مانند دیواره سیلندر، پیستون و میل لنگ داخل موتور، فلز فرسوده تولید می کنند.

هرچه مسافت طی شده بیشتر باشد، سایش فلز در موتور بیشتر می شود که مستقیما بر عملکرد موتور تاثیر می گذارد. هنگامی که وضعیت موتور تا حد معینی پایین می آید، علائمی مانند اسب بخار ناکافی موتور، مصرف سوخت بالا، لرزش و صدای زیاد و سوختن روغن را احساس می کنیم. همان طور که در بالا به آن اشاره شد استفاده از روغن موتور نانو با کاهش میزان سایش و اصطکاک و تعمیر قسمت های سایش یافته قطعات موتور منجر به بهبود وضعیت موتور و کاهش صدا می گردد.

کاربرد روغن موتور نانو  در هوای سرد

مهم ترین خواص ترموفیزیکی نانو سیالات ویسکوزیته، هدایت حرارتی و همرفت آن ها است که تاثیر به سزایی بر عملکرد روغن موتور دارد. در زمستان اگر روغن موتور ویسکوزیته کمتری داشته باشد، نانو سیال راحت تر در موتور و قطعات آن جریان می یابد. با توجه به  این واقعیت که 80 درصد فرسایش موتور در مرحله استارت اتفاق می افتد، زمانی که موتور معمولا سرد است، حرکت سریع روغن نانو موتور برای روانکاری در شروع فرآیند کار موتور ضروری است.

ویسکوزیته روغن موتور نانو در مقایسه با سایر روغن های موتور در دماهای بالا حساسیت کمتری نسبت به افزایش دما دارد، بنابراین نانو روغن ویسکوزیته مناسب خود را در دماهای بالا حفظ می کند و بیش از حد رقیق نمی شود. همچنین در دماهای پایین به دلیل ویسکوزیته کمتر نسبت به سایر روغن ها شرایط بهتری دارد، زیرا داشتن ویسکوزیته کمتر در دمای پایین منجر به روانکاری سریع موتور می شود و از آسیب دیدن موتور و قطعات آن جلوگیری می کند.

پایداری روغن موتور نانو

پایداری نانو سیال به این معنی است که توزیع نانو ذرات در روغن یکنواخت و همگن است. به علت غالب بودن نیروی دافعه بین ذرات، نانو سیال در حال پایداری قرار دارد. این خصوصه روغن موتور نانو باعث می شود که با گذشت زمان ذرات موجود در روغن تجمع نیافته و ته نشست نکنند.

لزوم محیط زیستی روغن موتور نانو

نقش اصلی افزودنی های روان کننده نانو، بهبود خواص تریبولوژیکی روان کننده ها است. آنها بیشتر به عنوان افزودنی های ضد سایش، ضد اصطکاک و کاهش دهنده سایش بین سطوح جفت شونده می باشد. هدایت حرارتی روان کننده را افزایش می دهند و در نتیجه تجمع گرما را کاهش می دهند و راندمان سوخت موتورهای خودرو را بهبود می بخشند.

الزامات نظارتی سختگیرانه برای محدود کردن محتوای گوگرد و انتشار ذرات از سوخت دیزل منجر به کاهش افزودنی های حاوی گوگرد و فسفر در روغن های روان کننده شده است. این بر ظرفیت روانکاری روغن های دیزل تاثیر منفی می گذارد و سایش اجزای موتور را تسریع می کند. استفاده از افزودنی های نانو موجب افزایش روانکاری روغن موتور نانو می شود. در شرایط روانکاری مرزی، زمانی که لایه های مرزی از کار می افتند یا شکسته می شوند، افزودنی های نانو جامد می توانند خواص تریبولوژِکی سطوح تماس کشویی را بهبود بخشند، بار را حمل کنند و به عنوان فیلم های روان کننده پشتیبان عمل کنند.

محرک های کلیدی روغن موتور نانو

تغییر چشم انداز خودرویی و صنعتی تقاضا برای روان کننده ها و مواد افزودنی با کیفیت بالاتر و عملکرد بهتر را ایجاد می کند. روغن های مبتنی بر نانو اگر بتوانند به مثلث مصرف سوخت بهتر (کاهش اصطکاک مرزی، ویسکوزیته کم و حفظ حین کار) در مقایسه با روان کننده های معمولی دست یابند، می توانند یک تغییر بازی در صنعت نفت پایین دستی باشند.

محرک های کلیدی افزودنی های نانو روان کننده عبارتند از توسعه روغن های موتور با کارایی بالا، روغن های دنده، روغن های کمپرسور، روغن های موتور سنگین، مصرف سوخت بهتر، استفاده از گازوئیل با گوگرد بسیار کم، کنترل آلاینده ها، افزایش عمر روغن موتور و همچنین سازگاری نانو افزودنی ها با روغن های روان کننده و سایر افزودنی ها.

در چنین شرایطی، استفاده از روغن موتورهای حاوی نانو ذرات اهمیت قابل توجهی پیدا می کند زیرا تمام خواص مورد نیاز برای افزایش بازده انرژی در کنار طول عمر اجزای ضروری و افزایش طول عمر خودرو در چنین کاربردهایی را به همراه دارد.

منبع:

https://doi.org/10.1016/j.energy.2018.12.127

مقالات مرتبط

کاربردهای گرافن در یک نگاه 12 سپتامبر 2023

کاربردهای گرافن در یک نگاه

در این بخش نگاه کلی به کاربردهای گرافن خواهیم داشت: گرافن گرافن ماده ای است که از کربن خالص تشکیل شده است و از گرافیت استخراج می شود. یکی از مهم ترین عناصر موجود در طبیعت است که در اشیاء...

سوالات پر تکرار بیشتر
معرفی گرافن در کتاب شیمی دوازدهم 3 سپتامبر 2023

معرفی گرافن در کتاب شیمی دوازدهم

اخیرا موضوع گرافن در کتاب شیمی دوازدهم نیز وارد شده است که برای نشان داده اهمیت بالای گرافن در دنیای صنعتی امروزی است و با هدف آشنایی دانش آموزان با این ماده شگفت آور و شکوفایی ایده هایی نو در...

سوالات پر تکرار بیشتر
 گرافن خوراکی چیست؟ 24 آگوست 2023

 گرافن خوراکی چیست؟

گرافن خوراکی را می توان با اصلاح خواص سطحی گرافن به منظور سازگاری با سیستم های بیولوژیکی تولید کرد. این شامل عملکرد گرافن با مولکول های خوراکی یا محصور کردن آن در مواد خوراکی است.

سوالات پر تکرار بیشتر

یک پاسخ به “ گرافن خوراکی چیست؟”

  1. […] بر این باورند که این تغییرات به تفاوت ضخامت توده های GO مربوط می شود. وقتی توده های GO تازه، فقط 4 تا 8 نانومتر […]

دیدگاهتان را بنویسید

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

ارتباط با ما

© تمام حقوق برای irangraphene.com محفوظ است.
[elfsight_whatsapp_chat id="1"]