كاربرد سراميك در روغن موتور

پیرجو

مدیر ارشد
مدیر کل سایت
مدیر ارشد
كاربرد سراميك در روغن موتور

تكنولوژي متالوسراميك براي نخستين بار توسط دانشمندان هوا فضاي شوروي سابق به جهانيان معرفي شد. اين تكنولوژي پس از فروپاشي شوروي وارد دنياي صنعت و به خصوص صنعت خودروسازي شد.
مبناي اين تكنولوژي كاهش اصطكاك و استهلاك در راستاي بالا بردن راندمان مكانيكي دستگاه هاي صنعتي و جلوگيري از اتلاف نيرو است. ولي چگونه؟
بياييد سري به درون موتور يك اتومبيل بزنيم. همه ما مي دانيم كه ديواره سيلندرها با رينگ هاي كمپرسي پيستون به شدت در تماس است. اين تماس، اصطكاك زيادي را به وجود مي آورد كه با كاهش راندمان مكانيكي موتور همراه است. ولي از طرفي اگر اين اصطكاك وجود نداشته باشد تراكم يا كمپرسي محفظه احتراق از قسمت ديواره سيلندر فرار خواهد كرد. بديهي است كه اين امر موجب كاهش شديدتر راندمان حجمي و حتي خاموش شدن موتور خواهد شد. پس چاره چيست؟
بياييد اندكي دقيقتر شويم. در محيط مادي هر گونه حركتي با اصطكاك همراه است. اصطكاك نه تنها در ديواره سيلندرها كه در لابه لاي چرخ دنده هاي گيربكس و ديفرانسيل، در قسمت تماس ميل بادامك و سوپاپ و در بسياري از قسمتهاي موتور ديده مي شود.
حال اين سؤال مطرح مي شود كه آيا مي توان اصطكاك موجود در سيلندرها و ساير قسمتها را بدون از دست دادن تراكم موتور از بين برد؟ آيا مي توان بدون لق كردن چرخ دنده ها، اصطكاك موجود در بين آنها را به حداقل رساند؟ اين جاست كه متالو سراميك وارد ميدان مي شود!
چندي بيش كمپاني ياماها در يكي از مدل هاي خود براي ساخت سيلندرهاي موتور بجاي چدن از سراميك استفاده كرد. نتيجه كار به طرز حيرت انگيزي رضايت بخش بود. ولي سراميك ماده اي بسيار گرانبها است و فراگير شدن آن نياز به گذر زمان و ارايه روشهاي جديد براي توليد ارزانتر دارد. Ceramic Coating عبارت است از تكنولوژي روكش كردن فلزات با لايه اي نازك از سراميك مخصوص.
تاكنون در بسياري از موارد ديده شده كه فلزات و سطوحي كه در حال كاركرد اصطكاك زيادي را باعث مي شوند، با لايه اي از سراميك پوشيده شده اند. ولي اين روش را نمي توان با متالو سراميك يكسان دانست. زيرا1- اين لايه سراميكي بسيار گران قيمت است.2- براي اين كار بايد موتور يا دستگاه مورد نظر را متوقف كرده، قطعات آن را از هم باز كرد و پس از انجام عمليات پوشش با سراميك دوباره آن را مونتاژ كرد. شايد اين عمل در مورد اتومبيل كار ساده اي باشد ولي در مورد دستگاه هاي غول پيكر صنعتي فرآيند پيچيده تري دارد. باز و بسته كردن يك دستگاه غول پيكر كه به عنوان مثال در خط توليد يك اتومبيل فعال است دست كم به3 يا4 روز زمان نياز دارد كه اين كار برابر است با خواباندن يا shut down خط توليد و خلاصه هزاران و حتي ميليونها دلار ضرر مالي.3- لايه سراميكي كمي ترد و شكننده است و تنش هاي وارد برقطعات ممكن است باعث خرد شدن اين لايه شود.
ولي در متالو سراميك قضيه اندكي متفاوت است. براي درك اين موضوع بايد سري به دنياي نوظهور نانو تكنولوژي بزنيم.يك روغن موتور بسيار مرغوب مانند API SL يا SM را در نظر بگيريد كه درون آن با ذرات بسيار ريز سراميك اشباع شده است. اين ذرات با قطر نانو بقدري ريز هستند كه قادرند از هر نوع *****ي عبور كنند. وقتي روغن در قسمتهاي مختلف موتور سير مي كند اين ذرات را همراه خود به آن قسمتها مي برد.
اگر بر روي يك كاغذ يا يك ديوار صاف دست بكشيد تصور خواهيد كرد كه كاملاً صاف است. در صورتي كه اگر با ميكروسكوپ به آن بنگريد تعداد زيادي پستي و بلندي مشاهده خواهيد كرد.
ديواره سيلندر نيز چنين وضعيتي دارد. يعني در نگاه اول بقدري صيقلي و صاف است كه همانند آينه تصاوير را انعكاس مي دهد، ولي اين سطح نيز پر است از نقاط برجسته و فرو رفته. دماي قسمت نوك تيز اين برآمدگي ها گاه به1000 درجه سانتيگراد مي رسد. اگر چه دماي كاركرد روغن ممكن است بين90 تا150 درجه سانتيگراد باشد ولي اگر بخواهيم به صورت نقطه اي به اين مسئله نگاه كنيم، همين نقطه هاي كوچك به مرور باعث خراب شدن روغن مي شوند.
متالو سراميك در اينجا عرض اندام مي كند. ذرات سراميكي معلق در روغن زماني فعال مي شوند كه در يك نقطه سايش و دماي زيادي وجود داشته باشد. اين ذرات پس از رسيدن به اين نقاط، با دريافت دماي موجود در اين نقاط به صورت اتم به اتم به اين پستي و بلندي ها پيوند مي خورند و مانند بتونه پستي و بلندي ها را پر مي كنند. تفاوت لايه متالو سراميك با لايه سراميك معمولي در اين است كه سراميك معمولي مانند رنگ روي سطوح كشيده مي شود، در صورتي كه ذرات متالو سراميك در ابعاد نانو با مولكولهاي فلز پيوند مي خورند و تقريباً مادام العمر بر روي سطوح باقي مي مانند. از طرفي سراميك معمولي با اينكه از سختي بالايي برخوردار است در عين حال شكننده است و اين همان نقطه قوت متالو سراميك است، چرا كه سختي متالو سراميك10 برابر فولاد و اصطكاك آن6 برابر كمتر از آينه است. به بياني ساده تر در صورت استفاده از اين تكنولوژي تمامي سطوح موتور كه روي يكديگر ساييده مي شوند با لايه اي بسيار نازك، كاملاًَ مستحكم و صاف پوشيده مي شوند.
در كل، اين امر موجبات پر شدن خطوط ميكروسكوپي سيلندر و افزايش كمپرس موتور را فراهم مي كند. در ضمن براثر از بين رفتن اصطكاك بين سيلندر و پيستون راندمان مكانيكي موتور افزايش مي يابد. در اين حالت موتور راحت تر كاركرده و سريعتر دور بر مي دارد، صداها و لرزش اضافي موتور به حداقل مي رسد، سايش قطعاتي مانند ميل بادامك و رينگ پيستون ها و مهمتر از همه مصرف سوخت موتور از10 تا25 درصد (بسته به شرايط كاركرد موتور) كاهش مي يابد.
يكي ديگر از ويژگي هاي اين دستاورد تعمير موتور بدون نياز به باز كردن قطعات است. در مواقعي مانند خط افتادگي بر روي ديواره سيلندر بايد موتور را باز كرده و با تراش دادن ديواره سيلندر و استفاده از رينگ پيستون بزرگتر اين مشكل را برطرف كرد كه اين امر با اتلاف وقت و هزينه همراه است. در صورتي كه از اين تكنولوژي استفاده شود مي توان بدون باز كردن موتور و فقط با افزودن اين ماده به روغن موتور شرايط موتور را به حالت عادي باز گرداند.

گردآوري: روزبه رجيبون
منبع: اينترنت
 
بالا