ویسکوزیته روغن موتور یا گرانروی روغن چیست؟

تصور کنید موتور خودروی شما یک قلب تپنده است که با هر ضربان، هزاران قطعه کوچک را به رقصی هماهنگ وادار می‌کند. این قطعات فلزی در دل یک موتور داغ، هر لحظه با هم در تماس هستند. بدون یک محافظ قدرتمند، این تماس مداوم می‌تواند به سایش و خرابی منجر شود و عمر موتور را به شدت کاهش دهد. در اینجا، روغن موتور مانند یک سپر نامرئی عمل کرده و از این قطعات ظریف محافظت می‌کند. اما چه چیزی باعث می‌شود که روغن موتور بتواند این نقش حیاتی را ایفا کند؟ راز این معجزه در خاصیتی به نام ویسکوزیته نهفته است. ویسکوزیته روغن موتور یا گرانروی، همان چیزی است که تعیین می‌کند روغن چقدر غلیظ یا رقیق است.

ویسکوزیته روغن موتور، در واقع بیانگر غلظت یا رقیق بودن روغن است. تصور کنید روغن موتور مانند عسل است که در روزهای سرد سفت و چسبناک و در روزهای گرم روان‌تر می‌شود. این غلظت متفاوت، تأثیر مستقیمی بر عملکرد موتور دارد. ویسکوزیته مناسب، تضمین‌کننده روانکاری ایده‌آل بین قطعات متحرک موتور است. این لایه روانکار، مانع از سایش و خوردگی قطعات شده و باعث کاهش اصطکاک و تولید حرارت می‌شود. اگر ویسکوزیته روغن خیلی زیاد باشد، روغن به سختی بین قطعات جریان پیدا می‌کند و در نتیجه، موتور با مشکل روبرو می‌شود. از طرف دیگر، اگر ویسکوزیته روغن خیلی کم باشد، نمی‌تواند به اندازه کافی از قطعات محافظت کند. به همین دلیل، انتخاب ویسکوزیته مناسب روغن موتور، یکی از مهم‌ترین عوامل در افزایش طول عمر و کارایی موتور خودرو است.

همانطور که در توضیح قبلی گفتیم، گرانروی روغن به معنای غلظت یا رقیق بودن آن است. این ویژگی، نقش بسیار مهمی در عملکرد موتور خودرو ایفا می‌کند. اما انواع مختلفی از ویسکوزیته روغن موتور وجود دارد که هر کدام برای شرایط خاصی مناسب هستند. در ادامه به بررسی انواع ویسکوزیته روغن موتور و تفاوت‌های آن‌ها می‌پردازیم.

استاندارد SAE (Society of Automotive Engineers) سیستمی برای طبقه‌بندی ویسکوزیته روغن موتور است. این استاندارد، ویسکوزیته روغن را در دو دمای مختلف، یعنی دمای پایین (هنگام استارت سرد موتور) و دمای بالا (هنگام کارکرد موتور در دمای عملیاتی) اندازه‌گیری می‌کند.

• عدد اول (قبل از W): این عدد نشان‌دهنده ویسکوزیته روغن در دمای پایین است. هرچه این عدد کمتر باشد، روغن در دمای پایین روان‌تر خواهد بود.
• عدد دوم (بعد از W): این عدد ویسکوزیته روغن در دمای بالا را نشان می‌دهد. به هر اندازه که این عدد بیشتر باشد، روغن در دمای بالا غلیظ‌تر می‌شود.
  مثال: روغن موتور 5W-30 به این معنی است که این روغن در دمای پایین (مثلاً هنگام استارت در زمستان) ویسکوزیته بسیار کم (5) و در دمای بالا (هنگام کارکرد موتور) ویسکوزیته متوسطی دارد (30).

شاخص ویسکوزیته، عددی است که نشان می‌دهد ویسکوزیته روغن موتور با تغییر دما چقدر تغییر می‌کند. روغن‌هایی با شاخص ویسکوزیته بالا، با تغییر دما تغییرات کمتری در ویسکوزیته خود نشان می‌دهند. به عبارت دیگر، این روغن‌ها در دماهای مختلف، عملکرد پایدارتری دارند.

• روغن‌های تک درجه: این روغن‌ها دارای شاخص ویسکوزیته پایینی هستند و ویسکوزیته آن‌ها با تغییر دما تغییرات زیادی می‌کند. این نوع روغن‌ها امروزه کمتر استفاده می‌شوند.
• روغن‌های چند درجه: این روغن‌ها دارای شاخص ویسکوزیته بالایی هستند و ویسکوزیته آن‌ها با تغییر دما تغییرات کمتری می‌کند. این نوع روغن‌ها برای اکثر خودروهای امروزی مناسب هستند.

• روغن‌های معدنی: این روغن‌ها از نفت خام تصفیه شده تولید می‌شوند و دارای قیمت پایین‌تری هستند. اما شاخص ویسکوزیته آن‌ها پایین بوده و در برابر اکسیداسیون و حرارت حساس هستند.
• روغن‌های سنتتیک: این روغن‌ها از مواد شیمیایی سنتز شده تولید می‌شوند و دارای شاخص ویسکوزیته بالا، پایداری حرارتی و اکسیداسیونی بالا و عمر طولانی‌تری هستند.
• روغن‌های نیمه سنتتیک: این روغن‌ها ترکیبی از روغن‌های معدنی و سنتتیک هستند و از نظر عملکرد و قیمت، بین دو نوع قبلی قرار می‌گیرند.

گرانروی روغن یا ویسکوزیته به زبان ساده، میزان غلظت یا روانی یک سیال است. هرچه سیالی غلیظ‌تر باشد، گرانروی آن بیشتر است و کندتر جریان پیدا می‌کند. برعکس، سیالات رقیق‌تر، گرانروی کمتری دارند و راحت‌تر جریان می‌یابند. عوامل مختلفی بر گرانروی یک سیال تأثیر می‌گذارند.
1. دما
مایعات: با افزایش دما، مولکول‌های مایع انرژی جنبشی بیشتری پیدا می‌کنند و راحت‌تر روی هم سر می‌خورند. در نتیجه، گرانروی کاهش می‌یابد. به عنوان مثال، عسل سرد غلیظ‌تر از عسل گرم است.
گازها: بر خلاف مایعات، با افزایش دما، گرانروی گازها افزایش می‌یابد. دلیل این امر آن است که با افزایش دما، حرکت مولکول‌های گاز سریع‌تر شده و برخورد آن‌ها با یکدیگر بیشتر می‌شود که این امر باعث افزایش گرانروی می‌گردد.

2. فشار
به طور کلی، افزایش فشار باعث افزایش گرانروی مایعات می‌شود. زیرا با افزایش فشار، مولکول‌ها به هم نزدیک‌تر شده و نیروهای بین مولکولی افزایش می‌یابد.

3. ساختار مولکولی
اندازه مولکول‌ها: مولکول‌های بزرگ‌تر، نیروهای بین مولکولی بیشتری دارند و در نتیجه گرانروی بیشتری ایجاد می‌کنند.
شکل مولکول‌ها: مولکول‌های بلند و زنجیره‌ای، بیشتر به هم می‌چسبند و گرانروی بیشتری ایجاد می‌کنند.
نیروهای بین مولکولی: هرچه نیروهای بین مولکولی قوی‌تر باشند، گرانروی بیشتر خواهد بود.

4. وجود ناخالصی‌ها
افزودن ناخالصی‌ها به یک سیال می‌تواند گرانروی آن را تغییر دهد. برخی ناخالصی‌ها باعث افزایش گرانروی و برخی دیگر منجر به کاهش آن می‌شوند.

5. سرعت برشی
در برخی سیالات، گرانروی با سرعت برشی تغییر می‌کند. این نوع سیالات را سیالات غیر نیوتنی می‌نامند.

ویسکوزیته روغن موتور یک عدد ثابت نیست و به عوامل مختلفی بستگی دارد. ویسکوزیته در واقع نشان‌دهنده غلظت یا روانی یک روغن است. این ویژگی توسط استاندارد SAE با دو عدد بیان می‌شود که عدد اول نشان‌دهنده روان‌روی روغن در دمای پایین (هنگام استارت سرد) و عدد دوم نشان‌دهنده غلظت آن در دمای بالا (هنگام کارکرد موتور) است. برای مثال، روغن 5W-30 در هوای سرد روان‌تر از 10W-40 است، اما در دمای بالا کمی رقیق‌تر است. عواملی مانند نوع روغن (معدنی، سنتتیک، نیمه سنتتیک)، دما، فشار و افزودنی‌ها می‌توانند بر ویسکوزیته روغن تأثیر بگذارند. بنابراین، نمی‌توان گفت ویسکوزیته روغن یک عدد مشخص است، بلکه باید با توجه به شرایط و نوع روغن، ویسکوزیته مناسب را انتخاب کرد.