Dağılma Ajanları ve Gelecek İhtiyaçları Üzerine Kısa Bir Tarih

Dağıtıcılar, bir sonraki yağ değişiminde giderilebilmeleri için çözünmeyen maddeleri ve kurumu yağda asılı tutar. Atık malzemelerin toplanıp motor çevresinde birikintilere neden olmasını ve çalışma verimliliğini azaltmasını önlerler.  

Benzinli motorlarda düşük hız, düşük sıcaklık, dur-kalk koşullarında çamur oluşumu bir sorun olabilir. Yağda çözünmeyen polar maddeler ve kirletici maddeler yağda birikir. Kontrol edilmediği takdirde motorun daha soğuk bölgelerinde çamur ve cila oluşmasına neden olarak çalışma sorunları yaratırlar. 

Dağıtıcılar, öncelikle HDD motorlarda ve aynı zamanda bazı direkt benzin enjeksiyonlu motorlarda kurum oluşumunun neden olduğu viskozite artışını kontrol eder. Kurum, yanma işlemi sırasında oluşur ve dökme yağa karışarak yağın kalınlaşmasına neden olur. 

Doğal gaz motorları yağlayıcı kül seviyelerine karşı çok hassas olabilir. Birçok tasarıma sahiptirler ve çok çeşitli yakıt kaynaklarıyla çalışırlar. Hiç kül içermeyen veya çok düşük kül içeren yağlayıcılar, çözünmeyen maddeler ve birikintilerin maksimum kontrolünü sağlamak için külsüz dağıtıcılara dayanır. 

Otomatik şanzıman yağları genellikle bir miktar dağılma içerir. Amerika Birleşik Devletleri'nde yaşayan emekli kimya mühendisi Ricardo Bloch, Lubes'n'Greases'e dağıtıcı maddenin işlevinin "oksidasyon yan ürünlerini dağıtarak debriyajları kalıntılardan uzak tutmak olduğunu söyledi. Debriyajlar tıkalı veya sırlıysa şanzıman zamanında vites değiştirmeyecektir. Bu faktörler, bu dağıtıcıları karter dağıtıcılarından farklı kılmaktadır." 

Dispersan Kimyası

Geleneksel dağıtıcılar, yağda çözünebilen bir polimerik kuyruk, genellikle poliizobütilen ve buna bağlı bir polar gruptan oluşan organik malzemelerdir. Polar grup, genellikle maleik anhidrit olan bir köprü grubu ve normal olarak nitrojene dayanan fonksiyonel bir gruptan oluşur. 

En yaygın geleneksel dağıtıcı türü, yağda çözünen grup olarak PIB'yi kullanır. Moleküler ağırlık, dispersiyon özellikleri için önemli bir değişkendir. Bloch, "PIB, izobutilenin oligomerizasyonuyla yapılıyor ve birkaç yüzden onbinlerceye kadar çeşitli moleküler ağırlıklarda mevcut" dedi.

"Polimerik grubun yağda çözünebilir olması gerekiyor ve polar grubun, yağ çözeltisinde kalması için kendisini yağdaki atık malzemeye bağlaması gerekiyor" diye ekledi. "Alkil polimer grubu çok küçükse dağıtıcı, çözünmeyen malzemeyi dağılmış halde tutamaz." 

PIB'yi dağıtıcıya dönüştürmek için maleik anhidrit (köprü) ile aşılanarak poliizobütilen süksinik anhidrit oluşturulur. Maleik anhidrit ile reaksiyon, yüksek derecede reaktif PIB (HR-PIB) kullanılarak "termal" olabilir veya klor gazı ile kolaylaştırılabilir. Molekül başına işlevselliği en üst düzeye çıkarmak için bir PIB molekülüne birden fazla maleik anhidrit eklenebilir.

PIBSA daha sonra işlevsellik kazandırmak için bir aminle reaksiyona girer. Aminin türü ve nitrojen seviyesi de başka bir değişkendir ve birçok dağıtıcıda bu bir poliamindir. Özellikleri değiştirmek için bor eklemek gibi diğer değişiklikler yapılabilir.

Bazı motor yağı formülasyonlarında dağıtıcı viskozite değiştiriciler kullanılır. Bir PIB polimeri kullanmazlar, bunun yerine maleik anhidrit ile reaksiyona girerek işlevsel hale gelen olefin kopolimeri gibi standart bir polimer kullanırlar. Bunlar geleneksel dağıtıcılara göre çok daha uzun zincir uzunluklarına sahiptir.

Dağıtıcı poli-metakrilatlar, yağda çözünebilen bir polimerik grup oluşturmak için bir alkil metakrilat monomeri kullanır. Monomerdeki karboksilik asit grubu, nitrojen içeren fonksiyonel grupların eklenmesi için köprü olarak kullanılır. Köprü grubu ve işlevsellik, polimer zinciri boyunca düzenli olarak bağlanır.

Dağıtıcı PMA özellikleri, metakrilat bazlı monomerin seçimi, polimer molekül ağırlığı ve ayrıca fonksiyonel amin grubunun türü ve nitrojen seviyesi yoluyla değiştirilebilir. Akışkanın viskozite özelliklerini geliştirme sürecini dispersiyon kontrolüyle birleştirirler. PMA VM teknolojisi, diğer VM türlerine göre çok iyi düşük sıcaklıkta akışkanlık özellikleri nedeniyle transmisyon sıvılarında kullanılır. PMA'lar, katkı paketinin geri kalanıyla tek bir kararlı iletim performans paketi halinde birleştirilebilir.

Dağıtıcıların Kısa Tarihi

Dağıtıcı maddeler, karter yağlayıcıları için çinko dialkilditiyofosfatlar ve metalik deterjanlar gibi eski teknolojilere ek olarak 1950'lerde yaygın olarak kullanılmaya başlandı. Bloch, "Arabalar kısa mesafelerde sürüldüğünde çamur oluşumu meydana geldi ve bu, düşük molekül ağırlıklı PIBSA/PAM dağıtıcıların kullanımıyla iyileştirildi" dedi.

Dispersan kullanımı 1970 ve 2000 yılları arasında, özellikle düşük sıcaklıkta çamur ve vernik için Sequence V binek otomobil motoru testinin uygulamaya konmasına yanıt olarak arttı. Baskın dağıtıcı teknoloji, maleik anhidrit eklemek için klorlanan ve daha sonra aminlerle reaksiyona sokulan PIB'ye dayanıyordu. "Dağıtıcı PMA'lar 1960'larda tanıtıldı, ardından 1970'lerin sonlarında dağıtıcı OCP'ler geldi." dedi Bloch. "Bu malzemeler düşük sıcaklıktaki çamur ve verniğin işlenmesinde iyiydi."

2000 yılından bu yana, dizel motorların dünya çapında binek araç satışlarında daha büyük bir pazar payına sahip olması ve HDD motorların daha yüksek kurum yüklemeleri yaratması nedeniyle kurum işleme konusuna daha fazla önem verilmektedir. ABD merkezli Sangemon Consulting'den Rolfe Hartley, Lubes'n'Greases'e şunları söyledi: "1990'ların sonlarında dizeldeki kurum, OEM'lerin NOX emisyonlarını kontrol etmeye çalışmasının bir sonucuydu." "Geciktirilmiş motor zamanlaması, en yüksek yanma sıcaklıklarını düşürerek, eksik yanmaya ve kuruma neden oldu."

Kendisi şunu ekledi: "NOX'i azaltmak için soğutulmuş egzoz gazı devridaimi (EGR) de kullanıldı; ancak bu, yağa yüksek derecede asitli kondensatın girmesiyle sonuçlandı ve kurum kalınlaşmasının daha da kötüleşmesine neden oldu." 

Daha yüksek molekül ağırlıklı dağıtıcı teknolojisi geliştirildi ve daha iyi kurum işleme kapasitesi gösterdi. Formülü hazırlayanlar, düşük sıcaklıktaki çamur ve verniği ve daha yüksek sıcaklıktaki kurumun işlenmesini kapsayacak şekilde dispersan bileşenlerini dengelediler; bu da dispersan arıtma oranlarının ve dispersan karışımlarının artmasına neden oldu. 

Deterjan tarihsel olarak daha önemli olmasına rağmen, 2 zamanlı denizcilik silindir yağlarında bir süredir dağıtıcılar kullanılıyordu. 

API Grup II ve Grup III baz stoklarının kullanıma sunulması ve geleneksel dağıtıcılara yönelik iyileştirmeler sayesinde baz yağ uçuculukları iyileştiğinden, motor yağlarında dağıtıcı VM kullanımı azaldı. Dispersan VM'ye yönelik motor test protokolleri karmaşıktır çünkü formülasyon dispersiyon seviyesi, her viskozite derecesi için VM muamele oranına göre değişir. Sabit dispersiyon, hedef viskozite derecesine ulaşmak için sabit düzeyde dispersant VM ve ikinci bir dispersan olmayan VM'nin eklenmesini gerektirir.

Yağlayıcılardaki artık klor içeriği konusunda daha fazla çevresel farkındalık, bazı OEM yağlayıcı spesifikasyonlarında klor limitlerinin getirilmesine yol açtı. Birleşik Krallık merkezli danışman Trevor Gauntlett, Lubes'n'Greases'e "Otomotiv OEM'leri, yağlayıcıdaki klorlu bileşiklerin egzoz gazlarında dioksinlerin artmasına neden olabileceğinden endişe duyuyordu" dedi. "Dioksinler çok kararlıdır; çoğu kalıcı, biyobirikimli ve toksiktir, hatta güçlü kanserojenlerdir." 

Bu klor limitlerini karşılamak için HR-PIB bazlı dispersanlara ihtiyaç vardı ve bunlar aynı zamanda birinci sınıf motor yağlama performansında da faydalar gösterdi. Sonuç olarak HR-PIB, dispersantlar için klorlu PIB'in yerini alarak talepte önemli bir büyüme kaydetti.  

Gelecekteki Dispersanlık Gereksinimleri

Yeni karter yağlayıcılarının mevcut itici güçleri arasında emisyonların azaltılması ve yakıt ekonomisinin iyileştirilmesi yer alıyor. Dağıtıcıların egzoz katalizörleri ve partikül filtreleri gibi emisyon kontrol donanımları üzerinde önemli bir etkisi yoktur ve sülfatlanmış kül, kükürt ve fosforun kimyasal kısıtlamalarına hiçbir katkısı yoktur. Bu nedenle emisyonlar açısından sınırlandırılmış formülasyonlarda faydalı bileşenlerdirler. Yakıt ekonomisini iyileştirmek için daha düşük viskoziteli yağlara yönelme, dispersantlar için zorlu bir iştir çünkü bunlar, düşük sıcaklıktaki viskoziteye önemli bir kalınlaştırıcı katkı sağlar. Araştırmacılar, viskozite kalınlaşmasına polimerik katkıyı azaltırken çamur, vernik ve kurum kontrolünün faydalarını korumaya çalışıyor. 

ABD merkezli SGH Consulting'den Steve Haffner, Lubes'n'Greases'e şunları söyledi: "Günümüzün yüksek koruma düzeyi göz önüne alındığında, ortaya çıkan yeni Kuzey Amerika binek otomobili spesifikasyonları için daha fazla düşük veya yüksek sıcaklık dağılımına ihtiyaç duyulması beklenmiyor." Binek otomobil dizel motorlarının kullanımında önemli bir düşüş var; Dizel motorlar 2021'de AB'deki yeni otomobil satışlarının yalnızca %17'sini oluşturdu. 

Hartley, "Egzoz son işlem cihazları nedeniyle yağdaki kurum seviyeleri büyük ölçüde azaldı" dedi. "Yağdaki kurum seviyelerinin düşük olması, ilave kurum kontrolüne gerek olmadığı anlamına gelir." 

Büyüyen bir odak alanı, hem içten yanmalı motora hem de elektrik motoruna sahip olan hibrit motorlardır. Hibritlerde azaltılmış motor çalışma süresi veya düşük sıcaklıkta çalışma, yoğuşma ve çamur sorunları yaratarak daha iyi dağılma kontrolü fırsatları sunabilir. 

Haffner, HDD için "bugünün koruma seviyesinin, OEM'lerin yeni motorlarında ihtiyaç duyduğu seviyeye eşit veya daha iyi olmasının beklendiğini, dolayısıyla mevcut dağıtıcıların veya daha optimize edilmiş versiyonların yeterli olacağını" söyledi. 

Hartley de aynı fikirdeydi. "NOX emisyonları artık zamanlamayı geciktirme veya en gelişmiş motor tasarımlarında EGR kullanma ihtiyacını ortadan kaldıran üre yoluyla seçici katalitik indirgeme ile kontrol ediliyor" dedi. "Bu motorlar yağda daha az kurum üreterek daha az dağılma gerektirir." 

Hartley şunları ekledi: "HDD'deki dağıtıcı madde işleme oranlarının yüksek kalmasının ana nedeni, bunların daha önceki motor tasarımlarıyla geriye dönük olarak uyumlu olması gerektiğidir."

Klorlu dispersant kullanımındaki önemli düşüşle birlikte HR-PIB talebi artmaya devam ediyor. Gauntlett şu yorumu yaptı: "Üreticiler açısından, klorun kendisinin son derece reaktif zehirli bir gaz olduğu ve oldukça düşük konsantrasyonlarda cilt, göz ve solunum yolu tahrişine neden olabileceği sorunu var. Demir ve bazı polimerlerle reaksiyona girdiğinden nakliye, depolama ve üretim için özel ekipman gerektirir."

Karter için dağıtıcı VM, yakıt verimliliğini artırmak için formülasyondaki geleneksel dağıtıcı miktarını azaltır. Bununla birlikte, çok düşük viskozite dereceleri çok az VM gerektirir veya hiç VM gerektirmez, bu nedenle elde edilebilecek dispersans düşüktür. Dağıtıcı VM'lere karşı müşteri direnci devam ediyor. Ürünler benzersiz olma eğiliminde olduğundan, harmanlama tesislerinde ek VM stokunun yanı sıra tedarik güvenliği de bir endişe kaynağıdır.

Deniz motoru yağları için, daha düşük kükürtlü yakıtlara geçiş, damıtılmış sınıfların artan kullanımı ve yeni motor tasarımları, etkili dispersan kullanımının önem kazandığı anlamına geliyor. Bunun, yeni ürünler formüle edilirken devam eden deterjan ihtiyacıyla dengelenmesi gerekiyor.

ATF'ler için yakıt ekonomisi, e-transmisyonlarda daha fazla elektrik ve donanım uyumluluğunun yanı sıra yine önemli bir faktördür. Viskozite çok düşük hale geliyor ve e-transmisyonlarda VM ihtiyacını ve olası kullanımını sınırlıyor.  Bununla birlikte, dağıtıcı PMA'lar, potansiyel olarak daha yüksek elektrik iletkenliği gibi hafif bir maliyetle, daha iyi oksidasyon koruması sağlamada hala bir rol oynayabilir. E-şanzımanın kavramaları veya senkronizörleri varsa sürtünme özelliklerine de ihtiyaç duyulabilir.  

VICTORY® HAVACILIK YAĞI 100AW

UÇAK PİSTON MOTORLARI İÇİN AŞINMA ÖNLEYİCİ KATKILI, TEK DERECELİ MOTOR YAĞI

Phillips 66® Victory Aviation Oil 100AW, Lycoming Servis Bültenleri 446E ve 471B ve Servis Talimatı 1409C tarafından zorunlu kılınan uygun konsantrasyonda sürtünme önleyici/aşınma önleyici katkı maddesi (LW-16702) ile önceden harmanlanmış, külsüz bir dağıtıcı, tek dereceli motor yağıdır. Kam kaldırıcının aşınmasının sorun teşkil ettiği karşıt pistonlu ve radyal pistonlu uçak motorlarında kullanılması tavsiye edilir.

Genel havacılık uçaklarının pistonlu motorlarında kullanılan FAA onaylı havacılık yağlarının iki temel türü vardır.

1. Düz mineral

2. Külsüz dağıtıcı (AD)

Birçok Lycoming motoru, yeni, yeniden inşa edilmiş veya elden geçirilmiş bir motorla "alıştırma" amacıyla düz mineral yağ kullanır. Operatörler, "alıştırma" tamamlandıktan sonra AD yağına geçmelidir. Normal alıştırma süresinin (25 ila 50 saat) ötesinde düz madeni yağ kullanan motorlarda, gevşemiş çamur birikintileri yağ kanallarını tıkayabileceğinden daha sonra AD yağına geçiş dikkatle yapılmalıdır. Yağ filtreleri, çamur pıhtıları artık görünmeyene kadar her uçuştan sonra kontrol edilmelidir.

AD yağıyla çalıştırılacak olan Lycoming motorları, tüm turboşarjlı modelleri, O-320-H ve O/LO-360-E'yi içerir.

FAA onaylı modern külsüz dağıtıcı yağlar, kendilerini düz mineral yağlardan üstün kılan katkı maddeleri zaten içerdiğinden, Lycoming motorlarında ek yağ katkı maddelerinin kullanımı çok sınırlı olmuştur. Lycoming tarafından onaylanan tek katkı maddesi, sürtünme önleyici, aşınma önleyici yağ katkı maddesi olan Lycoming parça numarası LW-16702'dir. Bu yağ katkı maddesinin kullanımına ilişkin politika, Servis Bültenleri 446 ve 471'in en son revizyonlarında ve Servis Talimatı 1409'da açıklanmaktadır. Bu yayınlar, sürtünme tipi kavrama ve şanzıman ve kavrama tertibatı için ortak bir motor yağı sistemi kullananlar dışındaki tüm Lycoming pistonlu motorlar için LW-16702'nin kullanımını onaylamaktadır. Bazı motor modellerinde LW-16702'nin kullanılması gereklidir. Bu modeller 0-320-H, O-360-E, LO-360-E, TO-360-E, LTO-360-E, TIO ve TIGO-541'dir.

Temiz motor yağı, uzun motor ömrü için çok önemlidir ve tam akışlı yağ filtresi, eski filtreleme yöntemlerine göre ilave bir gelişmedir. Genel olarak servis deneyimi, filtre elemanlarının her yağ değişiminde değiştirilmesi koşuluyla, harici yağ filtrelerinin kullanımının, yağ değişimleri arasındaki süreyi artırabildiğini göstermiştir. Ancak tozlu alanlarda, soğuk iklimlerde ve uzun rölanti periyotlu seyrek uçuşlarla karşılaşıldığında, yağ filtresi kullanılmasına rağmen orantılı olarak daha sık yağ değişimi yapılması gerekecektir.. Yağ ve yağ filtresi elemanı, her 50 saatlik motor çalışmasından sonra rutin olarak değiştirilmeli ve filtrede sıkışan malzemeyi motor içi hasar açısından incelemek amacıyla filtre kesilerek açılmalıdır. Yeni veya yakın zamanda revizyondan geçmiş motorlarda bazı küçük metal talaş parçacıkları bulunabilir, ancak bunlar tehlikeli değildir. İlk iki veya üç yağ değişiminden sonra bulunan metal, ciddi bir sorunun gelişmekte olduğunun göstergesi olarak değerlendirilmeli ve kapsamlı bir araştırma yapılmalıdır. Yağ filtresi yağdan su, asit veya kurşun çamuru gibi kirletici maddeleri temizlemez. Bu kirletici maddeler yağın değiştirilmesiyle giderilir.

Yağ filtresi, yüksek sıkıştırmalı veya daha yüksek güçlü motor için daha da önemlidir. Bazı uçak üreticileri, tam akış filtresi kullanmadan küçük, düşük sıkıştırmalı, dört silindirli motorlarda iyi bir başarı elde etti. Genel olarak konuşursak, bu motorlar, yağ sürekli olarak değiştirildiği ve çalıştırma ve bakım, gövde ve motor üreticisinin tavsiyelerine uygun olarak gerçekleştirildiği sürece, beklenen bakım ömürlerine de ulaşabilirler.

Lycoming Servis Talimatı 1014'ün en son revizyonu, yağlama yağları, yağ değiştirme aralıkları ve motor alıştırması için öneriler vermektedir. Pilotlar ve teknisyenler, bakımı yapılan motorda hangi ağırlıkta, türde ve markada yağın kullanıldığını bilmelidir. Her yağ değişiminde bu özel bilgi motor kayıt defterine kaydedilmelidir. Acil bir durumda geçici bir önlem olmadıkça farklı yağlar karıştırılmamalıdır. Yağların sürekli olarak gelişigüzel karıştırılması, yüksek yağ tüketimi sorunlarına veya yağ kontrol halkalarının ve yağ filtrelerinin tıkanmasına neden olabilir.

Yağ tüketimi, izlenmesi gereken çok önemli bir motor sağlığı eğilimidir. Operatör ve bakım personeli, motorun ömrü boyunca yağ tüketiminin genel geçmişini bilmelidir. Yeni piston segmanlarının yerleştirilmesi sırasında motorda yağ tüketiminin düzensiz veya yüksek olması tipik bir durumdur; ancak segmanlar yerleştirildikten sonra genellikle ilk 25 ila 50 saat içinde yağ tüketiminin üretici tarafından belirlenen maksimum sınırların altına düşmesi gerekir. Daha sonra, motorun ömrü boyunca, 25 saatlik süre içinde yağ tüketiminde gözle görülür bir artış meydana gelirse, bu olası bir tehlike sinyali olabilir ve inceleme yapılmasını gerektirebilir. Yağ filtreleri ve filtrede metal izleri olup olmadığı dikkatle incelenmelidir. Bakım personeli, diferansiyel basınç ekipmanı kullanarak silindirlerin kompresyon kontrolünü yapmalı ve ayrıca herhangi bir olağandışı durumu tespit etmek için silindirlerin içine boroskop veya kaz boynu ışığıyla bakmalıdır.