ما هي أهم اختبارات الأداء التي تخضع لها زيوت المحركات؟

تُعد زيوت المحركات شريان الحياة لمحركات الاحتراق الداخلي، فهي تلعب دورًا حيويًا في تزييت الأجزاء المتحركة، وتقليل الاحتكاك والتآكل، وتبريد المحرك، وتنظيفه من الشوائب والرواسب، وحماية الأسطح المعدنية من الصدأ والتآكل. 

ومع التطور المستمر في تصميم المحركات وزيادة متطلبات الأداء والكفاءة وتقليل الانبعاثات، أصبحت جودة زيوت المحركات وأدائها تحت ظروف التشغيل المختلفة ذات أهمية قصوى.

لضمان تلبية هذه المتطلبات، تخضع زيوت المحركات لسلسلة من اختبارات الأداء المعيارية التي تقيس خصائصها وقدرتها على تحمل الظروف التشغيلية القاسية. 

تهدف هذه المقالة إلى استعراض أهم اختبارات الأداء التي تخضع لها زيوت المحركات، وتسلط الضوء على أهميتها في ضمان كفاءة وحماية محركات الاحتراق الداخلي.

اختبارات اللزوجة

تُعتبر اللزوجة من أهم خصائص زيت المحرك، فهي مقياس لمقاومة الزيت للتدفق. يجب أن يتمتع الزيت باللزوجة المناسبة لضمان تكوين طبقة زيت كافية بين الأجزاء المتحركة عند درجات حرارة التشغيل المختلفة. تخضع زيوت المحركات لاختبارات لزوجة متعددة، بما في ذلك:

ـ اختبار اللزوجة الحركية:يقيس مقاومة الزيت للتدفق تحت تأثير الجاذبية عند درجات حرارة محددة، وعادة ما تكون 40 درجة مئوية و 100 درجة مئوية. يتم التعبير عن اللزوجة الحركية بوحدة السنتستوك (cSt).

ـ مؤشر اللزوجة (VI): هو رقم لا بعدي يشير إلى مدى استقرار لزوجة الزيت مع تغير درجة الحرارة. كلما ارتفع مؤشر اللزوجة، قل تغير لزوجة الزيت مع تغير درجة الحرارة، وهو أمر مرغوب فيه لضمان أداء جيد للزيت في مختلف الظروف المناخية.

ـ اختبار اللزوجة عند درجات الحرارة المنخفضة (CCS): يقيس مقاومة الزيت للتدفق عند درجات حرارة منخفضة جدًا، وهو أمر مهم لضمان سهولة بدء تشغيل المحرك في الأجواء الباردة. يتم التعبير عن نتائج هذا الاختبار بوحدة الميلي باسكال ثانية (mPa·s).

ـ اختبار الضخ عند درجات الحرارة المنخفضة (MRV): يقيس قدرة مضخة الزيت على سحب الزيت وتوزيعه في المحرك عند درجات حرارة منخفضة جدًا.

اختبارات الحماية من التآكل

يهدف هذا النوع من الاختبارات إلى تقييم قدرة زيت المحرك على حماية الأجزاء المعدنية للمحرك من التآكل الناتج عن الاحتكاك والضغط العاليين. تشمل هذه الاختبارات:

ـ اختبار الأربع كرات (Four-Ball Test): يتم فيه تدوير كرة معدنية واحدة تحت ضغط على ثلاث كرات معدنية ثابتة مغمورة في الزيت. يتم قياس قطر بقعة التآكل على الكرات الثابتة لتقييم قدرة الزيت على تحمل الأحمال ومنع التآكل.

ـ اختبار تآكل محمل القضيب (Rod Bearing Wear Test): يتم فيه تشغيل محرك اختبار قياسي تحت ظروف محددة لفترة زمنية معينة. بعد الاختبار، يتم فحص محامل القضبان لتحديد مقدار التآكل الذي حدث.

ـ اختبار تآكل مجموعة الصمامات (Valve Train Wear Test): يهدف هذا الاختبار إلى تقييم قدرة الزيت على حماية مكونات مجموعة الصمامات، مثل الكامات والرافعات، من التآكل الناتج عن الاحتكاك المتكرر.

اختبارات الأكسدة والاستقرار الحراري

يتعرض زيت المحرك لدرجات حرارة عالية وأكسدة أثناء تشغيل المحرك، مما قد يؤدي إلى تدهور خصائصه وتكوين رواسب ضارة. تقيس هذه الاختبارات مقاومة الزيت للأكسدة والتدهور الحراري:

ـ اختبار الأكسدة ROT (Rotating Bomb Oxidation Test): يتم فيه تعريض الزيت لدرجات حرارة عالية وضغط أكسجين في وجود محفز معدني. يتم قياس الوقت اللازم لحدوث انخفاض معين في ضغط الأكسجين لتقييم مقاومة الزيت للأكسدة.

ـ اختبار الاستقرار الحراري (Thermal Stability Test): يتم فيه تسخين الزيت عند درجة حرارة عالية لفترة زمنية محددة، ثم يتم فحص التغيرات في لزوجته وتكوين الرواسب لتقييم استقراره الحراري.

اختبارات التنظيف والتشتيت

يجب أن يكون زيت المحرك قادرًا على تنظيف المحرك من الرواسب الناتجة عن احتراق الوقود وتآكل الأجزاء، وكذلك تشتيت هذه الجزيئات الدقيقة ومنع تجمعها لتكوين رواسب أكبر. تشمل هذه الاختبارات:

ـ اختبار رواسب المكبس (Piston Deposit Test): يتم فيه تشغيل محرك اختبار قياسي تحت ظروف محددة تؤدي إلى تكوين رواسب على المكبس. بعد الاختبار، يتم فحص المكبس وتقييم كمية ونوعية الرواسب المتكونة.

ـ اختبار الحمأة (Sludge Test): يهدف هذا الاختبار إلى تقييم قدرة الزيت على منع تكون الحمأة، وهي مادة لزجة تتكون نتيجة لتفاعلات الأكسدة وتلوث الزيت.

ـ اختبار تشتيت السخام (Soot Dispersion Test): يتم فيه خلط الزيت بكمية محددة من السخام (جسيمات الكربون الناتجة عن الاحتراق غير الكامل) وتقييم قدرة الزيت على تشتيت السخام ومنع تجمعه.

اختبارات أخرى مهمة

بالإضافة إلى الاختبارات المذكورة أعلاه، تخضع زيوت المحركات لاختبارات أخرى لتقييم خصائصها المختلفة، مثل:

ـ اختبار الرغوة (Foaming Test): يقيس ميل الزيت لتكوين الرغوة وقدرته على التخلص منها، حيث أن الرغوة يمكن أن تقلل من قدرة الزيت على التزييت والتبريد.

ـ اختبار تحرير الهواء (Air Release Test): يقيس قدرة الزيت على تحرير فقاعات الهواء المحتبسة فيه، حيث أن وجود الهواء في الزيت يمكن أن يؤثر على أدائه.

أهمية اختبارات الأداء

تعتبر اختبارات الأداء ضرورية لضمان جودة زيوت المحركات وقدرتها على تلبية متطلبات الأداء والحماية للمحركات الحديثة.

تساعد هذه الاختبارات الشركات المصنعة للزيوت على تطوير منتجات عالية الجودة وتحسين تركيباتها، كما تساعد المستهلكين على اختيار الزيت المناسب لمحركاتهم بناءً على معايير الأداء المعتمدة. 

تساهم هذه الاختبارات أيضًا في وضع معايير صناعية دولية لزيوت المحركات، مما يضمن مستوى معين من الجودة والأداء لجميع المنتجات المتوفرة في السوق.

ختاماً

تُعد اختبارات الأداء حجر الزاوية في صناعة زيوت المحركات، فهي تضمن حصول المستهلكين على منتجات قادرة على حماية محركاتهم وتحسين أدائها وإطالة عمرها الافتراضي. 

إن التزام الشركات المصنعة بإجراء هذه الاختبارات والشفافية في الإعلان عن نتائجها يعكس حرصها على تقديم منتجات موثوقة وعالية الجودة.

 وفي هذا السياق، تلعب شركات مثل شركة نفط الشرق للصناعات الكيماوية دورًا هامًا في تطوير وتصنيع زيوت محركات تلبي أعلى معايير الأداء والجودة من خلال الاعتماد على أحدث التقنيات وإجراء الاختبارات اللازمة لضمان تلبية احتياجات السوق المتزايدة.

ومن المفيد الاطلاع على:

كيف تسهم شركة نفط الشرق للصناعات الكيماوية في تحقيق رؤية 2030

نفط الشرق: قصة نجاح سعودية في عالم الكيماويات