روغن موتور

روغن موتور یا روان‌کار موتور هر یک از مواد گوناگونی است که از روغن‌های پایه تشکیل و با افزودنی‌های مختلفی تقویت می‌شوند، که از میان این افزودنی‌ها، به‌طور ویژه، می‌توان به افزودنی ضدسایش در کنار پاک‌کننده‌ها ، پراکنده‌ساز‌ها و بهبوددهنده‌های شاخص گرانروی، برای روغن های چنددرجه‌ای، اشاره کرد. از روغن موتور برای روان‌کاری موتورهای درون‌سوز استفاده می‌شود. کارکرد اصلی روغن موتور کاهش اصطکاک و سایش در قطعات متحرک، پاک‌سازی موتور از لجن (یکی از وظایف پراکنده‌ساز‌ها) و جلادهی موتور (وظیفه پاک‌کننده‌ها) است. علاوه‌براین، روغن موتور، اسیدهای حاصل از سوخت و اکسایش روان‌کار را خنثی می‌کند (پاک‌کننده‌ها)، آب‌بندی حلقه‌های پیستون را بهبود می‌بخشند و با زدودن گرما از قطعات متحرک، موتور را خنک می‌کند.

بیشتر بخوانید: روغن موتور - قسمت دوم

تقریبا همه روغن‌های روان‌کاری، علاوه بر ترکیبات اولیه‌ای که در بالا به آن‌ها اشاره شد، حاوی بازدارنده‌های خوردگی و اکسایش نیز هستند. روغن موتورها، در صورتی که فاقد خاصیت پاک‌کنندگی باشند، ممکن است فقط از یک روغن پایه روان‌کننده تشکیل شوند، همچنین به‌منظور افزایش پاک‌کنندگی، بهبود عملکرد در فشار بالا و قابلیت بازدارندگی از خوردگیِ قطعات موتور، می‌توانند حاوی یک روغن پایه روان‌کننده به همراه مواد افزودنی باشند. روغن‌ موتورهای امروزی ترکیبی از روغن‌های پایه حاوی هیدروکربن‌های نفتی، پلی‌آلفااولفین (PAO) یا ترکیب آن‌ها به نسبت‌های گوناگون هستند؛ گاهی برای انحلال‌پذیری بهتر، افزودنی‌ها به نسبت حداکثر 20 درصد وزن اِستِرها با هم ترکیب می‌شوند.

پیداش روغن موتور

ششم سپتامبر 1866، جان اِلیس آمریکایی شرکت Continuous Oil Refining را تاسیس کرد. دکتر الیس که درباره خواص درمانی احتمالی نفت خام مطالعه می‌کرد، موفق به یافتن چنین خواصی نشد، اما ویژگی‌های روان‌کنندگی بالقوه نفت خام او را سخت کنجکاو کرده بود. او سرانجام حرفه پزشکی را کنار گذاشت تا تمام وقت خود را برای ساخت یک روان‌کار تماما نفتی و با گرانروی بالا برای موتورهای بخار صرف کند؛ در آن زمان، موتورهای بخار از ترکیب‌های ناکارآمد نفت و چربی‌های حیوانی و گیاهی استفاده می‌کردند. او با ساخت روغنی که در دماهای زیاد عملکرد مفیدی داشت، توانست به موفقیت بزرگی دست یابد. وجود این روغن به معنی خداحافظی با سوپاپ‌های چسبناک، سیلندرهای خورده‌شده یا درزگیرهای سوراخ است.

بیشتر بخوانید: سیستم روانکاری موتور

کاربرد روغن موتور

روغن موتور یک روان‌کار است که در موتورهای درون‌سوز خودروها، موتورسیکلت‌ها، ماشین‌های چمن‌زنی، موتور- ژنراتورها و بسیاری از ماشین‌های دیگر به کار می‌رود. برخی از اجزای موتور خلاف جهت یکدیگر عمل می‌کنند، اصطکاکِ حاصل از این حرکات با تبدیل انرژی جنبشی به گرما موجب اتلاف توان مفید می‌شود. علاوه‌براین، قطعات بر اثر اصطکاک ساییده می‌شوند، این مسئله می‌تواند به بازدهی کمتر و خرابی موتور بینجامد. ساییدگی قطعات مصرف سوخت را افزایش و توان خروجی را کاهش می‌دهد و ممکن است موجب از کار افتادن موتور شود.  

روغن روان‌کار با ایجاد یک لایه بین سطوح قطعات متحرک مجاور، آن‌ها را از هم جدا می‌کند؛ به‌این‌ترتیب با به حداقل رساندن تماس مستقیم بین آن‌ها، گرمای حاصل از اصطکاک را کاهش می‌دهد و از میزان سایش می‌کاهد و در نتیجه از موتور محافظت می‌کند. روغن موتور گرما را حین گردش در موتور، از طریق رسانش منتقل می‌کند. این گرما، در موتورهایی که از پمپ گردش مجددِ روغن برخوردارند، به چند روش منتقل می‌شود: 1- توسط جریان هوا بر فراز سطح خارجی کارتر، 2- توسط جریان هوا از طریق خنک‌کننده روغن و 3- توسط بخارات روغن تخلیه‌شده بوسیله سیستم تهویه مثبت محفظه میل‌لنگ (PCV). اگرچه پمپ‌های گردش مجدد امروزی، معمولاً در خودروهای سواری و موتورهای دیگری با اندازه مشابه یا بزرگتر به کار می‌روند، سیستم روغن‌کاری با اتلاف کلی، روشی است که هنوز در موتورهای کوچک و مینیاتوری کاربرد دارد.

در موتورهای بنزینی، حلقه پیستون بالایی می‌تواند روغن موتور را در معرض دمای  160 ( 320) قرار دهد. در موتورهای دیزلی، حلقه بالایی می‌تواند روغن موتور را در معرض دمای  315 (  600) قرار دهد. روغن موتورهایی که شاخص گرانروی بالاتری دارند، کمتر در چنین دماهایی رقیق‌ می‌شوند.

پوشاندن قطعات فلزی با روغن، آن‌ها را از قرارگیری در معرض اکسیژن محافظت می‌کند؛ به این ترتیب از اکسایش آن‌ها در دماهای عملیاتی شدید جلوگیری شده و از زنگ‌زدگی و خوردگی پیشگیری می‌شود. بازدارنده‌های خوردگی را می‌توان به روغن موتور نیز اضافه کرد. بسیاری از روغن‌موتورها دارای پاک‌کننده و پراکنده‌ساز هم هستند، این ترکیبات برای کمک به تمیز ماندن و کاهش تشکیل لجن به روغن‌موتورها اضافه می‌شوند. روغن‌موتور از رسوب دوده‌های حاصل از احتراق روی سطوح داخلی جلوگیری می‌کند، چرا که قادر است آن دوده‌ها را درون خود به دام بیندازد. همین عملیات دوده‌گیری به همراه کمی سوختگی است که پس از مدتی باعث سیاه شدن روغن می‌شود.

سایش قطعات فلزی موتور به‌طور اجتناب‌ناپذیر سبب تولید ذرات فلزی میکروسکوپی از محل خوردگی سطوح می‌شود. این ذرات ممکن است در روغن به چرخش درآمده و قطعات متحرک را سایش دهند و سبب خوردگی شوند. این ذرات در روغن انباشته می‌شوند، از این‌رو برای جداسازی ذرات مضر، روغن معمولاً پیش از جریان یافتن در موتور، از فیلتر روغن عبور داده می‌شود. اویل پمپ (پمپ روغن)، پمپ پره‌ای (Vane) یا پمپ دنده‌ای (Gear Pump) که نیروی خود را موتور می‌گیرند، روغن را به سراسر موتور، از جمله فیلتر روغن، تلمبه می‌‌کنند. فیلترهای روغن ممکن است از نوع جریان کامل یا فرعی (بایپس) باشند.

در محفظۀ میل‌لنگِ موتورِ وسایل نقلیه، روغن موتور سطوح چرخنده یا لغزندۀ میان یاتاقان‌های میل‌لنگ (یاتاقان‌های ثابت و یاتاقان‌های متحرک) و میله‌های متصل‌کنندۀ پیستون‌ها به میل‌لنگ (شاتون) را روان‌کاری می‌کند. روغن در کارتر یا حوضچۀ روغن موجود در کفِ محفظۀ میل‌لنگ جمع می‌شود. در بعضی از موتورهای کوچک، مانند موتور ماشین‌های چمن‌زنی، کاسه‌بیل‌های موجود در انتهای میله‌های اتصال، در روغنِ زیر خود غوطه‌ور می‌شوند و روغن را که برای روان‌کاری قطعات داخل محفظۀ میل‌لنگ لازم است، در سراسر آن پخش می‌کنند. پمپ روغن در موتور وسایل نقلیۀ مدرن، روغن را از کارتر برمی‌بردارد و از طریق فیلتر روغن به دالان‌ روغن می‌فرستد؛ روغن از این دالان‌ها به روان‌کاری دو بخش می‌پردازد، اولی یاتاقان‌های ثابت، که میل‌لنگ را در محل ژورنال‌های اصلی نگه می‌دارند، و دومی، یاتاقان‌های میل بادامک، که سوپاپ‌ها را به کار می‌اندازند. در وسایل‌ نقلیۀ مدرن عادی، روغن با فشار از دالان‌های روغن به یاتاقان‌های ثابت فرستاده شده و در آنجا وارد سوراخ‌های موجود در ژورنال‌های اصلی میل‌لنگ می‌شود.  

روغن از طریق این سوراخ‌ها در ژورنال‌های اصلی، از مجراهایی درون میل‌لنگ عبور می‌کند و از سوراخ‌های ژورنال‌های میله‌ای خارج می‌شود و یاتاقان‌های میله‌ای و میله‌های اتصال‌دهنده را روان‌کاری می‌کند. در برخی طراحی‌های ساده‌تر، وظیفۀ روان‌کاری سطوح تماس بین حلقه‌های پیستون و سطح داخلی سیلندرها بر عهدۀ همین قطعات متحرک و پرسرعت است. بااین‌حال، در طراحی‌های امروزی، مجراهایی نیز درون میله‌ها تعبیه شده‌اند که روغن را از یاتاقان‌های میله‌ای به اتصالات شاتون-پیستون می‌برند و سطوح تماس حلقه‌های پیستون و سطح داخلی سیلندرها را روان‌کاری می‌کنند. این لایۀ روغن به‌عنوان عایقی بین حلقه‌های پیستون و دیواره‌های سیلندر نیز عمل می‌کند تا محفظۀ احتراق در سرسیلندر از محفظۀ میل‌لنگ جدا شود. پس از این، روغن به کارتر بازمی‌گردد.

روغن موتور می‌تواند خاصیت خنک‌کنندگی نیز داشته باشد. در برخی طراحی‌ها، روغن از طریق یک نازل در داخل محفظۀ میل‌لنگ به درون پیستون اسپری می‌شود تا قطعات خاصی را که کرنش دمایی بالایی تحمل می‌کنند، خنک کند. از سوی دیگر، ظرفیت گرمایی حوضچۀ روغن باید پر شود؛ یعنی روغن پیش از آنکه بتواند از موتور در برابر بار سنگین محافظت کند، باید به طیف دمایی معین‌شدۀ خود برسد. در مقایسه با مدت زمان گرم‌شدن مادۀ خنک‌کنندۀ اصلی –آب یا ترکیبات آن- و رسیدنش به دمای عملیاتی، گرم شدن روغن معمولاً زمان بیشتری می‌برد. برخی موتورهای قدیمی و موتور بیشترِ خودروهای عملکرد بالا یا مسابقه‌ای برای اطلاع راننده از دمای موتور دارای دماسنج ِروغن هستند.

روغن موتور برای وسایل غیرنقلیه

روغن روان‌کارِ ویژۀ موتورهای درون‌سوز چهارزمانه یا چهاردوره‌ای، مثلاً انواع مورداستفاده در ژنراتورهای الکتریکی سیار و چمن‌زن‌های دستی، نمونه‌ای از این روغن موتورهاست. نمونۀ دیگر، روغن دوزمانه برای روان‌کاری موتورهای درون‌سوز دوزمانه یا دودوره‌ای در برف‌روب‌ها، اره‌برقی، هواپیماهای تمرینی، تجهیزات باغبانیِ بنزینی مانند قیچی شمشادزن، برگ‌جمع‌کن و ماشین‌های شخم‌زنی است. برعکس موتور وسایل نقلیه، این موتورها اغلب در معرض گسترۀ دمای کارکردی وسیعی قرار نمی‌گیرند؛ بنابراین این روغن‌ها می‌توانند روغن‌های تک‌گرانروی باشند.

در موتورهای کوچک دوزمانه، روغن می‌تواند از قبل، با نسبت بنزین به روغن غلیظی مانند 25 به 1، 40 به 1 یا 50 به 1، با بنزین یا سوخت ترکیب شود و حین کار کردنِ موتور، همراه با بنزین بسوزد.  موتورهای دوزمانۀ بزرگتر که در قایق‌ها و موتورسیلکت‌ها به کار می‌روند، در مقایسه با روش ترکیب روغن با بنزین، ممکن است سیستم تزریقِ روغن مقرون‌به‌صرفه‌تری داشته باشند. از سیستم تزریق روغن در موتورهای کوچک برف‌روب‌ها و موتور قایق استفاده نمی‌شود، زیرا سیستم تزریق روغن برای موتورهای کوچک بسیار گران است و فضای زیادی را در وسیلۀ موردنظر اشغال می‌کند. خصوصیات روغن به نیازهای منحصربه‌فرد هر یک از این دستگاه‌ها بستگی دارد. روغن‌های دوزمانۀ بدون دود از استرها یا پلی‌گلیکول‌ها تشکیل می‌شوند. مقررات زیست‌محیطی مربوط به قایق‌ها و کشتی‌های تفریحی، به‌ویژه در اروپا، استفاده از روغن دودوره‌ای با پایۀ استری را ترویج می‌کنند.

ویژگی‌های روغن موتور

اکثر روغن موتورها از روغن پایۀ سنگین‌تر و غلیظ‌تری از جنس هیدروکربن نفتیِ مشتق‌شده از نفت خام تشکیل شده‌اند و با افزودنی‌هایی برای بهبود برخی ویژگی‌های خاص همراه هستند. حجم هر روغن موتور عادی را هیدروکربن‌هایی با 18 تا 34 اتم کربن در هر مولکول تشکیل می‌دهند. یکی از مهم‌ترین خصوصیات روغن موتور در حفظ لایۀ روان‌کارِ میان قطعات متحرک، گرانروی آن است. گرانروی مایعات را می‌توان «غلظت» آن‌ها یا میزان مقاومت آن‌ها در برابر جاری‌شدن توصیف کرد. گرانروی هم باید آنقدر زیاد باشد که لایۀ روان‌کار را حفظ کند و هم باید آنقدر کم باشد که روغن بتواند تحت هر شرایطی در سراسر موتور جریان داشته باشد. شاخص گرانروی به معنی میزان تغییرات گرانروی روغن در پیِ تغییرات دمایی است. در مقایسه با شاخص گرانروی کمتر، شاخص گرانروی بیشتر حاکی از آن است که گرانروی روغن پس از تغییر دما کمتر تغییر می‌کند.  

برای به‌حداقل‌رساندن تماس فلز با فلز بین قطعات متحرک در زمان شروع به کار موتور، روغن موتور باید بتواند به‌خوبی در پایین‌ترین دمای موردانتظار جریان یابد. در ابتدا، این ویژگی روغن موتور «نقطۀ ریزش» نامیده می‌شد که در استاندارد ASTM D97 چنین تعریف شده است: «... شاخص پایین‌ترین دما برای سهولت استفادۀ آن...» در هر کاربرد معین، اما شبیه‌ساز استارت سرد و ویسکومتر چرخشی کوچک امروزه از جمله ویژگی‌های ضروری در مشخصات روغن موتورها هستند و در دسته‌بندی‌های SAE نقش دارند.  

بخش عمدۀ روغن از هیدروکربن‌هایی ساخته شده که در صورت اشتعال قابل‌سوختن هستند. یکی دیگر از ویژگی‌های مهم روغن موتور نقطۀ اشتعال آن است؛ نقطۀ اشتعال به معنی پایین‌ترین دمایی است که روغن در آن، بخاراتِ قابل‌اشتعال آزاد می‌کند. اشتعال و احتراق روغن در موتور خطرناک است، بنابراین مطلوب است روغن‌ موتورها نقطۀ اشتعال بالایی داشته باشند. در پالایشگاه نفت، روغن موتور توسط تقطیر جزءبه‌جزء از سایر اجزای نفت خام جدا شده و با حذف اجزای فرّارتر سبب افزایش نقطۀ اشتعالِ روغن می‌شود (تمایل روغن برای سوختن کاسته می‌شود).

یکی دیگر از ویژگی‌های اصلاح‌شدۀ روغن موتور عدد قلیایی کل (TBN) است. این عدد میزان قلیاییت ذخیرۀ یک روغن، یعنی توانایی آن در خنثی‌کردن اسیدها را نشان می‌دهد. میزان قلیاییت ذخیرۀ روغن برحسب (گرم روان‌کار)/mg KOH محاسبه می‌شود. به‌طور مشابه عدد اسیدی کل (TAN) نیز میران اسیدیتۀ روان‌کار را نشان می‌دهد. آزمون‌های دیگر عبارتند از آزمایش مقدارِ روی، فسفر یا سولفور و آزمایش کف‌سازیِ بیش‌ازحد.

آزمون فرّاریت نوآک (ASTM D-5800) میزان اتلاف در تبخیر فیزیکی روان‌کارها را در دمای کارکردی بالا تعیین می‌کند. براساس الزامات API SL و ILSAC GF-3 حداکثر اتلاف تبخیری مجاز، 14 درصد است. برخی الزامات مشخص‌شده از سوی تولیدکنندگان اصلی روغن‌های خودرو، اتلاف کمتر از 10 درصد را الزامی می‌دانند.

درجات گرانروی روغن

«انجمن مهندسان خودرو» (SAE) برای درجه‌بندی روغن موتورها براساس خصوصیات گرانروی آن‌ها، یک سیستم کدگذاری عددی تعیین کرده است. درجات گرانرویِ اولیه همگی تک‌درجه‌ای بودند، مثلاً یک روغن موتور معمولی دارای درجۀ SAE 30 بود. دلیل این امر آن بود که چون همۀ روغن‌ها پس از گرم‌شدن رقیق می‌شوند، تولیدکنندگان روغن برای دستیابی به غلظت لایۀ مناسب در دماهای عملیاتی مجبور بودند موتور را با روغنِ غلیظ استارت بزنند. این بدان معنی است که راه‌اندازی موتور در هوای سرد دشوار است، زیرا روغن برای به‌کارانداختن موتور بیش‌ازحد غلیظ است. بااین‌همه، فناوری افزودنی روغن این امکان را فراهم می‌ساخت تا روغن آرام‌تر رقیق شود (یعنی شاخص گرانروی بالاتری را حفظ کند)؛ این امکان سبب می‌شد تا بتوان از روغن‌های رقیق‌تری برای استارت موتور استفاده کرد؛ مانند SAE 15W-30 که در دماهای سرد، نظیر SAE 15 (15W نشانۀ زمستان) و در دمای 100 درجۀ سانتی‌گراد ( 212) نظیر SAE 30 عمل می‌کند.

به‌این‌ترتیب، یک مجموعه از ارقام عملکردِ روغن در دمای سرد را تعیین می‌کنند. (0W، 5W، 10W، 15W و 20W). مجموعۀ دیگر عمکرد روغن در دماهای بالا را نشان می‌دهد (8، 12، 16، 20، 30، 40، 50). سند SAE J300  میزان گرانروی‌های مرتبط با این درجات را مشخص کرده است.

گرانروی سینماتیک برحسب مدت‌زمانی که طول می‌کشد تا مقدار استانداردی از روغن از یک روزنۀ استاندارد در دمای استاندارد جاری شود، درجه‌بندی می‌گردد. هرچه این زمان طولانی‌تر باشد، گرانروی بیشتر و درنتیجه عدد SAE نیز بالاتر است. اعداد بزرگتر بیانگر غلظت بیشترند.

انجمن SAE برای روغن دنده، روغن اکسل و روغن جعبه‌دندۀ دستی، از سیستم درجه‌بندی گرانروی جداگانه‌ای با عنوان SAE J306 برخوردار است، این سیستم نباید با سیستم درجه‌بندی گرانروی روغن موتور اشتباه گرفته شود. در مورد روغن دنده، اعداد بزرگتر (مثلاً 75W-140) به این معنی نیستند که گرانروی بیشتری نسبت به روغن موتور دارند. با پیش‌بینی معرفی درجات کمتر و جدیدترِ گرانروی در روغن موتورها، برای اجتناب از اشتباه شدن درجات «زمستانی» روغن، انجمن SAE به‌جای SAE15، SAE16 را به‌عنوان استانداردی برای همراهی با SAE 20 تعیین کرده است. مایکل کوویچ از شرکت لوبریزول و رئیس کمیتۀ طبقه‌بندی بین‌المللی گرانروی روغن موتور در SAE، دربارۀ این تغییر می‌گوید: «اگر به روش شمارش معکوس از SAE20 به 15 و 10 و الی‌آخر ادامه می‌دادیم، با این مشکل مواجه می‌شدیم که درجات گرانروی معروف در دمای پایین نظیر SAE 10W، SAE 5W و SAE 0W، مشتریان را سردرگم می‌کرد. با انتخاب عنوان SAE 16 برای درجۀ گرانروی جدید، معیاری را برای درجات آینده تعیین کردیم که  شمارش معکوس در آن به‌جای 5 در میان، 4 در میان است: SAE12، SAE 8، SAE4.»

روغن‌های یک‌درجه‌ای

روغن موتور یک‌درجه‌ای، بنابر تعریف SAE J300، نمی‌تواند از افزودنی پلیمریِ بهبوددهندۀ شاخص گرانروی (و نیز اصلاح‌کنندۀ گرانروی) استفاده کند. سند SAE J300 یازده درجه برای گرانروی تعیین کرده است که شش مورد از آن‌ها درجات زمستانی با شاخص معینِ Wهستند. این یازده درجۀ گرانروی عبارتند از 0W، 5W، 10W، 15W، 20W، 25W، 20، 30، 40، 50 و 60. در ایالات متحده، از این اعداد اغلب با عنوان «وزن» روغن موتور یاد می‌شود و روغن موتورهای یک‌درجه‌ای اغلب روغن‌های «وزن‌واقعی» نامیده می‌شوند.

در روغن‌های یک‌درجه‌ای زمستانی، گرانروی دینامیک در دماهای سرد متعددی، که درJ 300 براساس درجۀ گرانروی مشخص شده‌اند، اندازه‌گیری می‌شود؛ این اندازه‌گیری برحسب واحدهای mPa.s یا واحدهای قدیمی‌تر خارج از SI، یعنی سنتی‌پویز (cP) ، با استفاده از دو روش آزمون مختلف صورت می‌گیرد. این دو روش عبارتند از شبیه‌ساز استارت سرد (ASTM 5293) و ویسکومتر چرخشی کوچک (ASTM D4684). روغن‌ها برحسب سردترین دمایی که در آن قابل‌استفاده‌اند، یکی از درجات گرانروی SAE، یعنی0W ، 5W، 10W، 15W، 20W یا 25W را دریافت می‌کنند. هرچه درجۀ گرانروی پایین‌تر باشد، دمایی که روغن در آن قابل‌استفاده است، پایین‌تر است. برای مثال، اگر روغنی مشخصات 10W و 5W را داشته باشد، اما نتواند الزامات 0W را برآورده کند، باید برچسب SAE 5W را دریافت کند. چنین روغنی نباید برچسب 0W یا 10W داشته باشد.

در روغن‌های یک‌درجه‌ای غیرزمستانی، گرانروی سینماتیک در دمای  100 (  212( برحسب واحدهای mm²/s (میلی‌متر مربع در هر ثانیه) یا واحدهای معادل قدیمی‌تر خارج از SI، سانتی‌استوکس (cSt)، اندازه‌گیری می‌شود. برحسب اینکه روغن‌ها در دمای مذکور، در کدام طیف گرانروی قرار داشته باشند، درجات 20، 30، 40، 50 یا 60 گرانروی SAE را دریافت می‌کنند. علاوه‌براین، در درجات 20، 30 و 40  SAEاطلاع از گرانروی کمینه در دمای  150 ( 302) و در سرعت برشی بالا نیز لازم است. هرچه گرانروی بیشتر باشد، درجۀ گرانروی SAE هم بالاتر است.

روغن موتورهای چند درجه‌ای

دمایی که روغن در بیشترِ وسایل نقلیه در معرض آن قرار می‌گیرد، می‌تواند طیف گسترده‌ای داشته باشد؛ از دماهای سرد زمستان پیش از به‌کارانداختنِ وسیلۀ نقلیه گرفته تا دماهای عملیاتی بسیار زیاد در هوای گرم تابستان که وسیلۀ نقلیه کاملاً گرم شده است. یک روغن خاص می‌تواند در سرما گرانروی بالا و در دمای عملیاتی موتور گرانروی اندکی داشته باشد. در اکثر روغن‌های یک‌درجه‌ای، اختلاف میزان گرانرویِ‌‌ بین دو منتهادرجۀ دمایی، بسیار زیاد است. برای کم کردن این اختلاف، افزودنی‌های پلیمری ویژه‌ای به نام بهبوددهندۀ شاخص گرانروی یا VII به روغن اضافه می‌شوند. از این افزودنی‌ها برای تبدیل روغن به روغن موتور چنددرجه‌ای استفاده می‌شود. بااین‌حال بدون استفاده از VII هم می‌توان به روغن چنددرجه‌ای دست یافت. راهش این است که کاری کنیم روغن موتورِ چنددرجه‌ای در سرما از درجۀ گرانرویِ پایه و در گرما از درجۀ گرانروی دو برخوردار باشد. این کار باعث می‌شود تا بتوانیم در تمام سال از یک نوع روغن استفاده کنیم. در حقیقت، روغن‌های چنددرجه‌ای در اوایل تولیدشان، غالباً روغن‌های «چهارفصل» نامیده می‌شدند. گرانروی روغن چنددرجه‌ای هنوز هم به‌صورت لگاریتمی نسبت به دما تغییر می‌کند، اما شیبِ نشان‌دهندۀ تغییر کاهش یافته است.

شناسه‌گذاری SAE برای روغن‌های چنددرجه‌ای شامل دو درجۀ گرانروی است؛ مثلاً 10W-30 شناسۀ یک روغن چنددرجه‌ای رایج است. عدد اول یعنی 10W درجۀ معادل یک روغن یک‌درجه‌ای است که گرانروی روغن را در دمای پایین توصیف می‌کند و عدد دوم، درجۀ معادل روغن یک‌درجه‌ای است که گرانروی آن را در دمای 100 ( 212) توصیف می‌کند. توجه کنید که هر دو عدد درجۀ گرانروی را نشان می‌دهند، نه مقدار گرانروی را. در  SAE J300هر دو عدد مورد‌استفاده به‌صورت مجزا برای روغن‌های یک‌درجه‌ای تعیین شده‌اند. در نتیجه، روغنی که دارای برچسب 10W-30 است، باید الزامات درجۀ گرانروی SAE J300 را هم برای 10W و هم برای 30 برآورده نموده و تمامی محدودیت‌های مقررشده برای درجات گرانروی را رعایت کند. علاوه‌براین، چنانچه روغن حاوی VII نبوده و به‌عنوان یک روغن چنددرجه‌ای پذیرفته شده باشد، می‌تواند برچسبِ هر یک از دو درجۀ گرانروی SAE را دریافت کند. برای مثال، یک روغن چنددرجه‌ای بسیار ساده که بدون VII و با روغن‌های پایۀ امروزی به‌سادگی قابل ساختن است، یک روغن 20W-20 است. این روغن می‌تواند برچسب 20W-20، 20W یا 20  را بر روی خود داشته باشد، اما اگر در روغن از VII استفاده شده باشد، نمی‌توان آن را به‌عنوان روغن یک‌درجه‌ای برچسب‌گذاری کرد.

در موتورسیکلت‌ها که جعبه‌دنده می‌تواند روغن روان‌کار را با موتور به اشتراک بگذارد، تجزیۀ VII بر اثرِ برش مشکل‌آفرین می‌شود. به همین‌ دلیل است که گاهی استفاده از روغن‌های مخصوص موتورسیکلت توصیه می‌شود.

استاندارد روغن موتور در آمریکا

روان‌کار‌های موتور برمبنای الزامات چند مؤسسه ارزیابی می‌شوند: اول، الزامات مؤسسۀ نفت آمریکا (API)، SJ، SL، SM، SN، CH-4، CI-4، CI-4 PLUS، CJ-4، CK و FA ؛ دوم، کمیتۀ بین‌المللی استانداردسازی و تأیید روان‌کارها (ILSAC)، GF-3، GF-4، GF-5 و سوم، الزامات کامینز، مک و جان دیر (و الزامات سایر تولیدکنندگان اصلی تجهیزات). این ارزیابی‌ها با استفاده از روش‌های محک‌زنی و همچنین آزمایش‌های موتورِ در حال کارِ واقعی،  ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی روغن‌ها را بررسی می‌کنند تا کمیت لجن، اکسایش، خوردگی قطعات، مصرف روغن، رسوبات پیستون و صرفۀ اقتصادی مصرف سوخت را تعیین کنند. در اصل، درست مانند موتورهای دیزلی، S نشانۀ اشتعال جرقه و C نشانۀ فشردگی است. بسیاری از تولیدکنندگان روغن هنوز هم محصولات خود را با این دسته‌بندی‌ها به فروش می‌رسانند.

مؤسسۀ API استانداردهایی را برای عملکرد کمینۀ روان‌کارها تعیین می‌کند. از روغن موتور به‌منظور روان‌کاری، خنک‌سازی و پاک‌سازی موتورهای درون‌سوز استفاده می‌کنند. روغن موتور، چنانچه از روغن‌های غیرشویندۀ منسوخ باشد، ممکن است فقط از یک روغن پایۀ روان‌کار تشکیل شده باشد، یا چنانچه هدف افزایش پاک‌کنندگی روغن، ارتقای عملکرد پُرفشار و افزایش قابلیت جلوگیری از خوردگی قطعات موتور باشد، می‌تواند از یک روغن پایۀ روان‌کار همراه با افزودنی‌های دیگر‌ تشکیل شود.

دسته بندی روغن های پایه از سوی API

روغن‌های پایۀ روان‌کار از سوی API به پنج دسته تقسیم شده‌اند.

1. روغن‌های پایۀ گروه I از نفت تقطیری جزءبه‌جزئی تشکیل شده‌اند که به‌منظور حذف موم و بهبود برخی ویژگی‌های آن نظیر مقاومت در برابر اکسایش، به کمک فرایندهای استخراج با حلّال دوباره تصفیه شده است. آن دسته از روغن‌های معدنی که تصفیۀ مرغوبی ندارند و قادر به کسب VI از 80 نمرۀ الزامی در گروه I نباشند، در گروه V قرار می‌گیرند.
2. روغن‌های پایۀ گروه II از نفت تقطیری جزءبه‌جزئی تشکیل شده‌اند که برای تصفیه و تخلیصِ بیشتر هیدروکراکینگ شده است.
3. خصوصیات روغن‌های پایۀ گروه III مشابه خصوصیات روغن‌های پایۀ گروه II است، به جز اینکه روغن‌های پایۀ گروه III شاخص گرانروی بالاتری دارند. روغن‌های پایۀ گروه III با هیدروکراکینگِ مجددِ روغن‌های پایۀ گروه II یا موم روغنی هیدروایزومری‌شده (فرآوردۀ جانبی فرایند موم‌زدایی گروه I و II) تولید می‌شوند.
4. روغن‌های پایۀ گروه IV از پلی‌آلفااولفین‌ها (PAOs) ساخته شده‌اند.
5. گروه V تمام روغن‌های پایه‌ای که در گروه‌های I  تا IV توصیف‌ نشده‌اند را در برمی‌گیرد. پلیول‌اِسترها (POE)، پلی‌آلکالین گلیکول‌ها (PAG) و پِرفلوئوروپلی‌آلکیل‌اترها (PFPAEs) و روغن معدنی با تصفیۀ ضعیف از جمله روغن‌های پایۀ گروه V هستند. گروه‌های I و II معمولاً روغن‌های معدنی نامیده می‌شوند، گروه III معمولاً (جز در ژاپن و آلمان) با عنوان روغن‌های سنتزی شناخته می‌شوند و گروه IVنیز یک روغن سنتزی است. روغن‌های پایۀ گروه V تنوع بسیاری دارند و نمی‌توان توصیف جامعی برایشان ارائه داد.

دسته‌بندی‌های کارکردی API

• دستۀ S برای service/spark ignition (سروی / جرقه شمع) (خودروهای سواری معمول و کامیون‌های سبک که از موتورهای بنزینی استفاده می‌کنند) و دستۀ C برای commercial/compression ignition (تجاری/اشتعال فشردگی) (تجهیزات دیزلی معمول). روغن موتور‌هایی که آزمایش شده و با استانداردهای API مطابقت داشته باشند، می‌توانند «نماد کارکرد API» (با نام دیگرِ «دونات») را همراه با دسته‌بندی کارکردی خود را بر روی قوطی‌هایی که به مصرف‌کنندگان روغن فروخته می‌شود حک کنند.
• تازه‌ترین دسته‌بندی کارکردی API ، API SN Plus نام دارد که ویژۀ موتور اتومبیل‌های بنزینی و کامیون‌های سبک است. استاندارد SN به مجموعه‌ای از آزمون‌های آزمایشگاهی و عملی، از جمله آخرین سری از آزمایش‌های کنترل رسوبات در دمای بالا استناد می‌کند. دسته‌بندی‌های کارکردی فعلی API عبارتند از: SN، SM، SL و SJ برای موتورهای بنزینی. تمامی دسته‌بندی‌های کارکردی قبلی منسوخ شده‌اند. بااین‌حال، روغن‌های موتورسیکلت هنوز هم به‌طور رایج از استاندارد SF/SG استفاده می‌کنند.

تمامی دسته‌بندی‌های موتورهای بنزینی کنونی (از جمله SH منسوخ)، به دلیل سمیت شیمیایی فسفر برای مبدل‌های کاتالیستی، محدودیت‌هایی را برای مقدار فسفر در برخی درجات گرانروی SAE خاص (xW-20، xW-30) مقرر کرده‌اند. فسفر یکی از اجزای اصلی ضدخوردگی در روغن موتور است و معمولاً به شکل زینک دیتیوفسفات (ZDDP) در روغن موتورها یافت می‌شود. هر یک از دسته‌بندی‌های جدید API به‌طور متوالی مقادیر فسفر و روی را محدودتر کرده‌اند؛ این کار به موضوع بحث‌برانگیزی دربارۀ نیاز موتورهای قدیمی‌تر، به‌ویژه موتورهای دارای زیرسوپاپی‌های کشویی (مسطح/شکاف‌دار)، به روغن‌های منسوخ‌شده انجامیده است. موسسۀ API و کمیتۀ ILSAC، که اکثر تولیدکنندگان اصلی اتومبیل/موتور در جهان را در برمی‌گیرند، اظهار داشته‌اند که API SM/ILSAC GF-4 کاملاً با موتورهای قدیمی‌تر سازگارند و خاطرنشان کرده‌اند که یکی از آزمون‌های الزامی موتور برای API SM، با عنوان Sequence IVA، دارای طراحی زیرسوپاپی‌های کشویی است که به‌طور ویژه برای آزمایش محافظت از خوردگی بادامک طراحی شده است. عده‌ای با موضوع پیش‌سازگاری مخالفند؛ علاوه‌براین، در برخی موقعیت‌های خاص، مثلاً در موتورهای «نمایشی» یا موتورهای مسابقه‌ای، الزامات محافظت از موتور بیشتر و فراتر از الزامات API/ILSAC است. به همین‌ دلیل، برخی روغن‌های اختصاصی در بازار وجود دارند که میزان فسفر آن‌ها بالاتر از حدود مجاز API است. بیشتر موتورهایی که پیش از سال 1985 تولید شده‌اند، در سیستم‌های ساخت خود از یاتاقان‌های مسطح/شکاف‌داری بهره برده‌اند که نسبت به کاهش روی و فسفر حساسند. برای مثال، در روغن‌های دارای درجه‌بندی API SG، سطح روی و فسفر ppm 1300-1200 است، درحالی‌که در درجه‌بندی تازۀ SM سطح این دو زیر ppm 600 است. کاهش مقدار مواد شیمیاییِ ضدخوردگی در روغن سبب شکست زودرس میل بادامک و سایر یاتاقان‌های پرفشار در بسیاری از اتومبیل‌های قدیمی‌تر شده است، این کاهش، همچنین در شکست زودرس محرک پمپ روغن/دندۀ سنسور موقعیتِ میل لنگ، که در برخی موتورهای مدرن به دندۀ موقعیت میل بادامک متصل شده‌، نیز مقصر شناخته شده است.

بااینکه روغن‌ موتورها برای انطباق با یک دسته‌بندی کارکردی API خاص فرموله می‌شوند، در حقیقت با هر دو دسته‌بندی بنزینی و دیزلی به اندازۀ کافی سازگارند. بنابراین، روغن موتورهای درجه‌بندی‌شدۀ دیزلی معمولاً دسته‌بندی‌های بنزینی مرتبط را نیز شامل می‌شوند؛ مثلاً روغن API CJ-4 می‌تواند هر یک از شناسه‌های API SL یا API SM را روی جعبۀ خود حک کند. این نوع شناسه‌گذاری حاکی از آن است که الزامات شناسۀ اول به‌طور کامل برآورده شده‌اند و الزامات شناسۀ دوم نیز، به‌جز مواردی که در تعارض با شناسۀ اول هستند، به‌طور کامل برآورده شده‌اند.  

برای تهیه لوازم یدکی اصل و با کیفیت انواع خودروها، همچون لوازم یدکی کیا فقط کافیست تا با شماره های درج شده در سایت تماس حاصل فرمایید.