شركة نفط الشرق للصناعات الكيماوية

هل يؤثر نوع زيت المحرك على الأصوات الصادرة منه؟ تحليل ديناميكي-صوتي للمشكلة

في مجال صيانة محركات الاحتراق الداخلي، تُعتبر العلاقة بين خواص زيت التشحيم والاستجابة الصوتية للمحرك من الجوانب التي قلّما تُناقش تقنيًا، رغم أهميتها في تشخيص المشكلات. هذا المقال يقدم تحليلًا منهجيًا لصلة نوع ولزوجة زيت المحرك بالأصوات الميكانيكية غير الاعتيادية التي تظهر بعد التغيير مباشرة.

الخصائص الريولوجية للزيت وتأثيرها على الضوضاء

الزيت يعمل كوسيط لزج (Viscous Medium) يقلل الاحتكاك بين الأجزاء المعدنية عبر طبقة رقيقة تُعرف بـ"اللبادة الهيدروديناميكية" (Hydrodynamic Film). هذه الطبقة تمنع التلامس المباشر وتحدّ من الاهتزازات الصوتية الناتجة عن التلامس المعدني، خصوصًا في: المحامل الرئيسية (Main Bearings)، أذرع التأرجح (Rocker Arms)، الصمامات والهيدروليك (Lifters).

تأثير لزوجة الزيت في ظروف التشغيل المختلفة

عند استخدام زيت ذو لزوجة أقل من المطلوب، يحدث انهيار جزئي للفيلم، مما يسبب Micro-Contact بين الأسطح، ينتج عنه أصوات نقر أو خشونة واضحة. توضح المعادلة الأساسية (Stribeck Curve) أن أفضل نقطة تقليل ضوضاء تكون في نطاق لزوجة حرجة متوازنة مع السرعة والضغط.

- زيت ذو لزوجة عالية:

التشغيل البارد: يسبب تأخرًا في التزليق، وزيادة مؤقتة في الضجيج.

التشغيل بدرجة الحرارة المثلى: يوفر حماية لكن قد يسبب مقاومة ميكانيكية زائدة.

- زيت ذو لزوجة منخفضة:

التشغيل البارد: يقلل الضوضاء عند بدء التشغيل.

التشغيل بدرجة الحرارة المثلى: قد يفقد خواص الحماية ويزيد الاحتكاك.

الدور الخفي للإضافات الكيميائية

- مضادات التآكل (ZDDP): تحمي من التآكل، وتقلل من النقر.

- معدّلات الاحتكاك (Friction Modifiers): تقلل الاحتكاك تحت الضغط المنخفض، وتكتم الصوت في حالات السرعة المنخفضة.

- مضادات الرغوة (Anti-Foam Agents): تقلل الرغوة، تحسّن انتشار الزيت وتقليل الهواء ضمن النظام.

الأسباب الشائعة للأصوات بعد تغيير الزيت

- زيت بلزوجة غير مطابقة للمواصفات (SAE/API/ILSAC).

- عدم ملء الفلتر أو دارة الزيت بشكل كامل (Dry Start).

- انخفاض جودة الزيت أو كونه مقلدًا أو منتهي الصلاحية.

- مشكلة ميكانيكية موجودة سابقًا كانت مخفية بوجود زيت عالي اللزوجة.

التشخيص الصوتي باستخدام أدوات متقدمة

- ميكروفونات Directional عالية الحساسية.

- تصوير حراري للكشف عن نقاط الاحتكاك الزائد.

- محللات FFT رقمية (مثل Brüel & Kjær أو PCE Instruments)

يوضح تحليل FFT لأصوات المحرك قبل وبعد تغيير الزيت مقدار تغيّر الترددات العليا (>4 kHz) المرتبطة بتلامس معدني أو انهيار فيلم التزليق، كما يكشف ما إذا كانت الأصوات ناتجة عن ضعف التزليق، أم عن عيب ميكانيكي غير متعلق بالزيت.