بخشی از مقاله
چکیده
بهمنظور حصول به روانکار با خصوصیات مطلوب و مناسب برای هر کاربرد مشخص، امروزه انواع افزودنیها با عملکردهای مختلف، به روغنپایه افزوده می شوند. افزودن نانو ذرات به روانکار های پایه باعث بهبود خواص ضد ا صطکاکی و ضد سای شی می شود. در این پژوهش تأثیر یک نانوروانکار نسبت به روغنموتور پایه، در صفات گشتاور، توان، مصرف سوخت و مصرف سوخت ویژه بر روی موتور تراکتور رومانی یونیورسال 650 با استفاده از سکوی تست موردبررسی قرار گرفت. نانو روانکار با ترکیب افزاینده نانوویت و روغنپایه در دو سطح ترکیب اولیه نانو و ترکیب نهایی نانو تولید شد. آزمونهای توان و مصرف سوخت بر روی هر سه روغن انجام شد. نتایج نشان داد که استفاده از نانو روانکار در ترکیب اولیه و ترکیب نهایی به ترتیب باعث 9/4 و 7/7 درصد افزایش گشتاور؛ 9 و 7/2 درصد افزایش توان نسبت به روغن پایه شده و مصرف سوخت ویژه را 9/6 و 8/9 درصد نسبت به روغن پایه کاهش داده است.
.1 مقدمه
موتور و سیستمهای انتقال توان در وسایط نقلیه دارای قطعات متحرک زیادی هستند. بدون روانسازی صحیح، اصطکاک بیشازحد؛ بیشتر توان موتور را مصرف کرده و قطعات متحرک با سرعت بیشتری ساییده خواهند شد. روغن علاوه بر کاهش دادن اصطکاک در بین قطعات درگیر میتواند حرارت را از یاتاقانها به خارج انتقال دهد و بهعنوان یک آببند مؤثر برای کاهش دادن ن شت گازهای احتراق از رینگهای پی ستون به شمار میرود.
سرانجام روغن روانساز بهعنوان یک ماده پاککننده در داخل موتور عمل میکند؛ بنابراین روانسازی بخش حیاتی موتورها و تراکتور را تشکیل میدهد. . - Goering, 2013 - روان کنندههای جامد معمولی، ترکیبات لایهای مانند گرافیت، سولفید مولیبدنیوم - MoS2 - و سولفیدتنگ ستن - WS2 - ه ستند که لغزش لایههای آنها روی یکدیگر موجب کاهش ا صطکاک می شود؛ اما لبه لایهها بهتدریج تجزیه شده و درنتیجه باعث چسبیدن آنها به سطح فلز میشود و کارایی روان کنندگی خود را از دست میدهند. امروزه انواع افزودنیها با عملکردهای مختلف، به روغنپایه افزوده میشوند. این افزودنیها میتوانند هر یک از وظایف بهبود روانکاری، خواص ضد خوردگی و ضد اکسیداسیون، گرانروی، پاککنندگی و غیره را در ترکیب روانکار، به عهده داشته باشند
پژوهشگران زیادی گزارش کردهاند که نانو ذرات به دلیل مساحت سطح ویژه بسیار بالا میتوانند بهعنوان افزودنی به روانکار پایه اضافهشده و خواص ضد اصطکاکی و ضد سایشی آن ها را به طور عمده ای بهبود بخشند
محققان نانو ذرات اکسید مس، اکسید تیتانیم و الماس را در داخل دو نوع روغن - روغنپایه - API-SF پراکنده کرده و با استفاده از آزمون لغزشی رفت و برگشتی، به بررسی اصطکاک و سایش نانو روانکارهای ساختهشده پرداختند. آنان دریافتند افزودن ذرات نانو باعث کاهش اصطکاک و فرسایش میشود
افزودن نانوذره نیکل با پوشش دی الکیل دی تیو فسفریک اسید، افزایش قدرت جوش خوردگی روغنموتور چند درجهای را در آزمون چهار ساچمه - شکرریز و همکاران، - 1393 و استفاده از نانو الماسوارههای پایه کربنی بهعنوان نانو افزودنی در روغنموتور تراکتور مسی فرگوسن 399، کاهش فر سایش، کاهش آلایندگی و کاهش م صرف سوخت را نتیجه داد . - Nasiri-Khuzani et al.,2012 - در تحقیقی ترکیب نانوذرات کربن نانوبال را درون روغنموتور بهران پیشتاز SAE 20W50 پراکنده کردند. بر اساس نتایج آزمون چهارساچمه، میزان سایش در روغن حاوی نانوذرات به میزان %5 نسبت به روغن فاقد نانوذرات کاهش یافت .
با توجه به قیمت بالا و فزاینده انرژی در جهان، استفاده از نانو افزودنیها میتواند باعث صرفهجویی زیادی در مصرف انرژی، کاهش آلایندهها و حفظ محیطزیست شود. در مورد سازوکارهایی که این مواد عمل میکنند، نیاز به تحقیقات بیشتری است زیرا نتایج بررسیها نشان میدهد تطابق کاملی بین سازوکارهای ادعاشده توسط پژوهشگران و تولیدکنندگان وجود ندارد - کوچکی و همکاران، . - 1392 در سالهای اخیر افزودنیهایی که به روغنموتور اضافه میشوند نیز تحت تأثیرفنّاوری نانو قرارگرفته و محصولاتی بر پایهی نانوتکنولوژی وارد بازار شده که خ صو صیات ب سیاری برای نانو روانکارها ادعا شده ا ست. در این پژوهش تلاش خواهد شد تا با ا ستفاده از آزمایشهای تجربی، پتان سیل تأثیر روانکار نانویی نانوویت بر روی پارامترهای اصلی - گشتاور، توان و مصرف سوخت - در مقایسه با یکی از روغنهای رایج بررسیشده و میزان تأثیر این نوع نانوروانکار را مشخص نموده و بدینوسیله راهنمای مدیران ماشینهای کشاورزی برای تصمیمگیری در خصوص برآورد هزینه و مزایای استفاده از این نوع نانوروانکارها باشد.
.2 مواد و روشها:
آمادهسازی نانوروانکار:
بهمنظور ساخت یک نانوروانکار نیاز به روغن روانکار بهعنوان سیال پایه و نیز نانوذرات موردنظر برای افزودن به روغن ا ست. روغن بهران پیشتاز با درجه گرانروی SAE 20W50 و سطح کیفیت API SJ/CF4 بهعنوان روغنپایه استفاده شد. مشخصات روغن استفادهشده در جدول 1 آمده است. در این پژوهش از افزاینده ساختهشده بر پایه نانو محصول شرکت Nanovit آلمان استفاده شد. این افزاینده مخلوطی است مشتق از اختلاط آلومینیوم دیاکسید - - AL2O3 ، سیلیکون اکسید - Sio2 - و پلاسمای گرافیتی کربن که همه موادی غیر سمی هستند - بینام، . - 1393
جدول 1 مشخصات روغن بهران پیشتاز
ازآنجاکه نانوویت یک مح صول صنعتی ا ست که به صورت یک پودر آماده در اختیار م صرفکننده قرار میگیرد لذا پیشبینیهای لازم برای فرآیند آمیزهآن با روغن قبلاً توسط سازنده صورت پذیرفته و در این پژوهش محصول آماده جهت اختلاط با روغن از شرکت سازنده تهیه گردید تا نحوه تأثیر آن بر روی موتور تراکتور در آزمونهای عملکردی مشخص گردد. بر اساس دستور شرکت سازنده روغن نانو ابتدا جهت اختلاط با محلول 40 لیتری روغن به مقدار یک لیتر تهیه و سپس در آب گرم 70 درجه سانتیگراد به مدت 15 دقیقه قرار داده شد و پسازآن با روغنپایه
