اختصاصی بسپار/ اهمیت رئولوژی و انتخاب بهبوددهندهی شاخص گرانروی در کارایی خودروی سواری سبک
بسپار/ایران پلیمر روانکارها همواره بهعنوان «خون حیاتی» وسایل نقلیه خودرویی در نظر گرفته شدهاند؛ زیرا با کاهش اتلاف انرژی در مبارزه با اصطکاک، جلوگیری از سایش و تضمین دوام و طول عمر بیشتر خودرو نقش ایفا میکنند. برای سامانههای انتقال قدرت نوین، روانکارهایی که بهطور هدفمند فرمولبندی شدهاند، یک عنصر طراحی حیاتی محسوب میشوند. این روانکارها امکان دستیابی به سطوح بالای صرفهجویی در مصرف سوخت و کارایی سامانه انتقال قدرت را در پاسخ به الزامات دولتی که برای حفاظت از محیط زیست و محدودسازی گرمایش جهانی در سطحی قابلقبول تدوین شدهاند، فراهم میکنند.
شارششناسی – ضروری برای بهبود صرفهجویی سوخت
گرانروی زیاد مقاومت زیادی در برابر جریان روانکار ایجاد میکند و مقدار قابلتوجهی از انرژی صرف جابهجایی مکانیکی آن میشود. از آنجا که این انرژی صرف حرکت روانکار میشود، دیگر نمیتواند برای حرکت روبهجلوی خودرو مصرف شود. با این حال، اگر گرانروی روانکار بیش از حد کم شود، فیلمهای روغن روانکار روی سطوح قطعات بیش از حد نازک میشوند. نتیجهی آن اتلاف زیاد انرژی به دلیل اصطکاک قطعات ناکافی روانکاری شده و رفتگی ساینده است (abrasive wear) که بسیار از طول عمر مجموعه میکاهد. بنابراین، نگهداشتن گرانروی روانکار در یک بازهی قابلقبول در طیف گستردهای از دماهای کاری، عاملی مهم در طراحی و توسعهی آن است.
در دماهای کم، مازهی بسپار شانهای جمع میشود. این مازه تنها بهوسیله زنجیرهای جانبی در محلول پایدار میشود که به افزایش ضخامت لایهی روغن کمک میکند. در نتیجه، سهم بسپار شانهای در گرانروی روغن به کمینه میرسد. در دماهای زیاد، مازه در روغن حل میشود و روغن را بهطور قابلتوجهی گرانرو میکند. بهبوددهندههای شاخص گرانروی معمولی (که یک بهبوددهندهی شاخص گرانروی خطی هیدروکربنی است) نمیتواند اندازه کلاف (Coil Size) خود را به اندازه بسپار شانهای بکاهد. اگر زنجیرهی اصلی آن مانند مازهی بسپار شانهای جمع شود، از محلول خارج شده و در سراسر روغن ژل تشکیل میدهد که به جای بهبود کارکرد در دماهای کم، آن را تضعیف میکند.
مزیت شاخص گرانروی بسپار شانهای در شکل نشان داده شده است. نمودار، یک ترسیم ASTM D341 مانند دو فرمولبندی SAE 0W-20 و روغن پایه متناظر را نمایش میدهد. این نمودار گرانروی خطیشده را بر حسب دما نشان میدهد. هر دو فرمولبندی SAE 0W-20 دارای نوع و مقدار یکسانی از بستهی کاراساز (Performance package) بوده، از مخلوط روغن پایه یکسان استفاده کردهاند و هر دو به یک گرانروی دما بالا برش بالا (High Temperature High Shear) در ˚C 150 (HTHS150) برابر با 2٫6 میلیپاسکال تنظیم شدهاند، با این تفاوت که تنها در نوع بهبوددهندههای شاخص گرانروی با یکدیگر فرق داشتند. در دماهای کمتر تا حدود ˚C 40، گرانروی سیال بر پایه بسپار شانهای بسیار شبیه به روغن پایه است. آن هم تنها پس از اینکه بسپار شانهای شروع به تاثیرگذاری قابلتوجه در گرانروی میکند. در مقابل، بهبوددهندههای شاخص گرانروی معمولی در همان دماهای کم، روغن را بهطور قابلتوجهی گرانرو میکند، حتی اگر هیچ نیازی به افزایش گرانروی برای حفاظت از قطعات فلزی وجود نداشته باشد. در نتیجه، شاخص گرانروی سیال بر پایهی بسپار شانهای برابر با 253 است، در حالیکه برای بهبوددهندههای شاخص گرانروی متداول مقدار 177 بهدست میآید.
ادامه دارد …
گردآورنده: مهندس مهسا سلسله
متن کامل این مقاله را در شماره 284 ماهنامه بسپار که در نیمه خردادماه 1405 منتشر شده است، می خوانید.
در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه و فیدیبو قابل دسترسی است.
