جهاز اختبار اللزوجة الظاهرية لزيت المحرك

جهاز اختبار اللزوجة الظاهرية لزيت المحرك (Apparent Viscosity Tester)

تعريف الاختبار

يُستخدم جهاز اختبار اللزوجة الظاهرية لتحديد مدى تغير لزوجة زيت المحرك عند درجات الحرارة المنخفضة، مما يساعد في تقييم قدرته على التدفق والتشحيم أثناء بدء التشغيل في الطقس البارد.

أهم المعايير المستخدمة

• ASTM D5293 – اختبار اللزوجة الظاهرية باستخدام مقياس اللزوجة الدوار البارد (Cold Cranking Simulator – CCS).
• ASTM D4684 – اختبار محاكي المضخة الدوارة (Mini-Rotary Viscometer – MRV) لتقييم اللزوجة عند درجات حرارة منخفضة جدًا.

أنواع الأجهزة وطرق الاختبار

1. جهاز CCS (Cold Cranking Simulator)

🔹 يستخدم لمحاكاة ظروف تشغيل المحرك البارد عند درجات حرارة من -10°C إلى -35°C.
🔹 يقيس مقاومة الزيت للدوران عند سرعة عالية، مما يساعد في تحديد قابلية الزيت لضخ المحرك عند بدء التشغيل.
🔹 يحدد اللزوجة الظاهرية بوحدة mPa·s (ميلي باسكال ثانية).

الإجراء التجريبي لجهاز CCS

1. يتم تبريد عينة الزيت إلى درجة الحرارة المستهدفة (مثل -25°C).
2. يُستخدم مقياس اللزوجة الدوار لقياس مقاومة الزيت للحركة تحت سرعة دوران عالية (مثل 200 دورة/دقيقة).
3. يتم حساب اللزوجة الظاهرية بناءً على العزم المطلوب لدوران الزيت.

2. جهاز MRV (Mini-Rotary Viscometer)

🔹 يُستخدم لمحاكاة ظروف ضخ الزيت في المحرك بعد التوقف لفترة طويلة عند درجات حرارة شديدة البرودة (-20°C إلى -40°C).
🔹 يساعد في تقييم قدرة الزيت على التدفق داخل المحرك عند درجات حرارة منخفضة للغاية.

الإجراء التجريبي لجهاز MRV

1. يتم تبريد الزيت داخل الجهاز إلى درجة الحرارة المطلوبة (-30°C مثلًا).
2. يُترك الزيت ليستقر لفترة زمنية محددة (عادةً 16 ساعة).
3. يتم تشغيل المضخة الدوارة لقياس المقاومة التي يواجهها الزيت أثناء التدفق.
4. يتم حساب اللزوجة الظاهرية بناءً على معدل تدفق الزيت عند الحمل المطبق.

أهمية اختبار اللزوجة الظاهرية

✅ يساعد في تحديد مدى أداء زيت المحرك عند بدء التشغيل البارد.
✅ يُستخدم لتصنيف الزيوت وفقًا لمواصفات SAE J300 (مثل 0W-20، 5W-30، 10W-40).
✅ يمنع مشاكل التشغيل البارد مثل صعوبة تشغيل المحرك أو ضعف تزييت المكونات.

إرشادات تطبيق اختبار اللزوجة الظاهرية لزيت المحرك

1. اختيار الجهاز المناسب

🔹 CCS (Cold Cranking Simulator) → يستخدم لمحاكاة بدء التشغيل البارد عند درجات حرارة بين -10°C و -35°C.
🔹 MRV (Mini-Rotary Viscometer) → يستخدم لتقييم قدرة الزيت على التدفق عند درجات حرارة -20°C إلى -40°C بعد توقف المحرك لفترة طويلة.

2. تحضير العينة

✅ استخدم عينات زيت نظيفة وغير ملوثة لضمان دقة النتائج.
✅ يُنصح بتخزين العينات في مكان جاف وبعيد عن الحرارة قبل الاختبار.
✅ رجّ العينة جيدًا قبل استخدامها لضمان التجانس.

3. إعداد الجهاز وضبط درجة الحرارة

✅ تأكد من ضبط درجة حرارة الجهاز وفقًا لمعيار الاختبار:

• CCS: تبريد العينة إلى -25°C أو حسب تصنيف SAE.
• MRV: تبريد العينة إلى -30°C وتركها مستقرة لمدة 16 ساعة.
  ✅ استخدم حمام تبريد دقيق للحفاظ على ثبات درجة الحرارة أثناء الاختبار.
  ✅ عاير الجهاز بانتظام باستخدام زيوت مرجعية ذات لزوجة معروفة.

4. تنفيذ الاختبار

🔹 CCS – مقياس اللزوجة الدوار البارد

1. ضع العينة المبردة في الجهاز.
2. قم بتشغيل المحرك الدوار بسرعة 200 دورة/دقيقة.
3. سجل المقاومة الدورانية وحساب اللزوجة الظاهرية بوحدة mPa·s.
4. قارن النتائج مع تصنيفات SAE لضمان توافق الزيت مع متطلبات التشغيل.

🔹 MRV – محاكي المضخة الدوارة

1. ضع العينة المبردة (-30°C) في الجهاز.
2. اتركها مستقرة لمدة 16 ساعة لمحاكاة ظروف التوقف الطويل.
3. قم بتشغيل المضخة الدوارة وقياس معدل تدفق الزيت.
4. حدد درجة الحرارة الحدية لضخ الزيت (Yield Stress) لمنع تجمد الزيت في المحرك.

5. تحليل النتائج

✅ قارن اللزوجة الظاهرية بوحدات mPa·s مع متطلبات مواصفات SAE J300:

• ≤ 6200 mPa·s عند -30°C لزيوت 0W.
• ≤ 6600 mPa·s عند -25°C لزيوت 5W.
• ≤ 7000 mPa·s عند -20°C لزيوت 10W.
  ✅ إذا تجاوزت اللزوجة الحدود المسموح بها، فقد لا يكون الزيت مناسبًا للاستخدام في الطقس البارد.

6. تنظيف الجهاز وصيانته

✅ استخدم مذيبات مناسبة (مثل الهكسان أو التولوين) لتنظيف الجهاز بعد كل اختبار.
✅ تحقق من عدم وجود بقايا زيتية داخل الأنابيب والشعيرات لضمان دقة الاختبار التالي.
✅ قم بمعايرة الجهاز بانتظام وفقًا لدليل المصنع لضمان دقة القياسات.

💡 نصائح لضمان دقة النتائج

✔ استخدم زيوت مرجعية لضبط الجهاز قبل الاختبار.
✔ تجنب الهواء المحبوس في العينة لأنه قد يؤدي إلى أخطاء في اللزوجة المقاسة.
✔ تأكد من أن درجة حرارة العينة والجهاز مستقرة تمامًا قبل بدء القياس.