17 ก.พ. 2020 เวลา 12:47 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
"ฟิล์มบางๆ" สุดยอดประโยชน์จาก น้ำมันหล่อลื่น
ทำไมเราต้องเปลี่ยน น้ำมันหล่อลื่น (หรือ น้ำมันเครื่อง) ของรถยนต์ เมื่อครบกำหนดระยะเวลาที่ต้องเปลี่ยน?
ทำไม "น้ำมันพืช" ที่เราใช้ทำกับข้าว จึงไม่เหมาะที่จะนำมาใช้เป็น น้ำมันหล่อลื่น ให้กับรถยนต์?
ก่อนที่เราจะไปหาคำตอบ อยากชวนทุกคนมาดูเหตุการณ์ต่อไปนี้
ถ้าเรามีเหล็ก 2 ชิ้น และ นำเอาเหล็กทั้ง 2 ชิ้นนี้ถูกันไปมา เป็นระยะเวลานาน
1
สิ่งที่จะเกิดขึ้น คือ
1. บริเวณผิวของเหล็กที่ถูกันจะมีความร้อนสูง
2. ผิวที่ถูกันจะเกิดเป็นรอยขึ้น ซึ่งหากเราใช้แรงถูที่มากพอ ก็อาจจะทำให้ผิวของเหล็กเกิดการหลุดเป็นชิ้นเล็กๆออกมาได้
เหตุการณ์ข้างต้น คือ เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์ ของรถยนต์ที่เราขับกันอยู่ทุกวัน
แต่แตกต่างกันที่ ในเครื่องยนต์ มีชิ้นส่วนเหล็กมากกว่า 2 ชิ้น ที่จะเกิดการขัดถู หรือ เสียดสีกันได้
จุดนี้แหละที่ น้ำมันหล่อลื่น จะเข้ามาช่วยเครื่องยนต์ของเรา
หน้าที่ของน้ำมันหล่อลื่นในเครื่องยนต์ คือ มันจะช่วยเข้าไปแทรกอยู่ตรงกลางระหว่างชิ้นเหล็ก 2 ชิ้น เพื่อป้องกันไม่ให้ชิ้นเหล็ก 2 ชิ้นนี้ เกิดการเสียดสีกันโดยตรง
น้ำมันหล่อลื่น เข้าไปอยู่ระหว่างชิ้นเหล็ก 2 ชิ้น ได้อย่างไร คุณสมบัติของมัน คือ อะไร มารู้จักกับ "น้ำมันหล่อลื่น" กัน
คุณสมบัติที่สำคัญมากอย่างหนึ่งของน้ำมันหล่อลื่น คือ "ความหนืด"
ถ้าเราเท น้ำผึ้ง กับ น้ำเปล่า ลงพื้น
แน่นอนน้ำผึ้งจะไหลช้ากว่า หรือ พูดอีกอย่าง คือ น้ำผึ้ง มีความหนืด มากกว่า น้ำ นั้นเอง
น้ำมันหล่อลื่น ก็มีลักษณะคล้ายกับน้ำผึ้ง คือ มีความหนืดของตัวมันเอง
คุณสมบัติ ความหนืด นี้เองที่ทำให้ น้ำมันหล่อลื่น สร้างสิ่งที่เรียกว่า "ฟิล์มน้ำมัน" มากั้นระหว่าง ชิ้นเหล็ก 2 ชิ้น ที่กำลังเสียดสีกันได้
ลองนึกภาพ ถ้าเราใช้น้ำเปล่า เทไประหว่าง ชิ้นเหล็ก 2 ชิ้น ที่กำลังเสียดสีกัน น้ำเปล่าก็คงจะไหลออกไปอย่างรวดเร็ว ไม่หลงเหลือฟิล์มบางๆไว้ป้องกัน เหมือนกับน้ำมันหล่อลื่น
ทีนี้ เรารู้แล้วว่า ความหนืด ของน้ำมันหล่อลื่น นี่เองที่มาช่วยป้องกันการสึกหล่อ ของเครื่องยนต์ บนรถยนต์
แต่รู้ไหมว่ามี ศัตรู ตัวสำคัญที่คอยทำร้าย ความหนืด นั้นก็คือ ความเย็น และ ความร้อน
ลองดูตัวอย่าง เช่น ถ้าเราเอาน้ำมันพืชที่ใช้สำหรับทำกับข้าว เอาไปแช่ในตู้เย็น
ตอนเราเอาออกมาจากตู้เย็นและเทลงไปในกระทะ น้ำมันพืชนั้นคงจะหนืด, ข้น และ ไหลช้า มากๆ
แต่ในขณะเดียวกัน ถ้าน้ำมันพืชโดนความร้อนจากในกระทะไปสักพักหนึ่ง มันก็จะเริ่มไหลไปมาได้ง่าย (หรือ น้ำมันนั้นหนืดน้อยลง นั้นเอง)
ในน้ำมันหล่อลื่น ที่ใช้งานกับเครื่องยนต์ ต้องสัมผัสโดน "ความร้อน" มหาศาลอยู่ตลอดเวลาจากเครื่องยนต์
ถ้าน้ำมันหล่อลื่น ประพฤติตัวเหมือนกับน้ำมันพืช คือ โดนความร้อน แล้วความหนืดหายไป จนเหลวเหมือนน้ำ น้ำมันหล่อลื่นก็คงจะไม่สามารถสร้างฟิล์มใดๆ ไปกันการ เสียดสี หรือ ถูกัน ของเหล็ก 2 ชิ้นได้
ข้อแตกต่างของ น้ำมันพืช กับ น้ำมันหล่อลื่น คืออะไร
สิ่งที่ทำให้น้ำมันหล่อลื่น มีความหนืด เปลี่ยนไปไม่มากเหมือนกับน้ำมันพืช เมื่อโดนความร้อนสูง คือ มีการเติมสารช่วยปรับปรุงความหนืด (Viscosity index improvers) ลงไปในน้ำมันหลือลื่น
ซึ่งนอกจากสารปรับปรุงความหนืดแล้ว ในน้ำมันหล่อลื่น ยังมีการเติมสารเติมแต่ง (Additive) อื่นๆ อีก เพื่อเพิ่มและปรับปรุงคุณสมบัติ เช่น
สารที่ช่วยไม่ให้เกิดสนิม (Corrosion inhibitor)
สารที่ช่วยไม่ให้น้ำมันเสื่อมสภาพ (Antioxidation)
สารที่ช่วยป้องกันการเกิดฟองในน้ำมัน (an-ti foam)
เป็นต้น
ด้วยการที่สารเติมแต่ง (Additive) บางตัว สามารถเกิดการเสื่อมสภาพไปตามระยะเวลาได้
ดังนั้นจึงเป็นเหตุผล ที่ทำให้เราต้องเปลี่ยนถ่ายน้ำมันหล่อลื่นของเครื่องยนต์ ตามกำหนดระยะเวลา เนื่องจากมันสามารถเสื่อมสภาพไปตามระยะเวลาการใช้งาน ตามสารเติมแต่งที่เสื่อมสภาพไปนั้นเอง
นี้ก็คงจะเป็นคำตอบได้ว่า ทำไม น้ำมันพืช จึงไม่เหมาะสมที่จะใช้เป็น น้ำมันหล่อลื่น ในเครื่องยนต์ของเรา
เนื่องจากในน้ำมันพืชนั้น ไม่ได้มีการเติมสารเติมแต่ง และ ไม่ได้มีคุณสมบัติบางอย่างที่เหมาะสมกับการใช้งานในเครื่องยนต์ ของรถยนต์
Tip เพื่อต่อยอดความรู้!
ในความรู้เรื่องการหล่อลื่นนั้น มีศาสตร์ด้าน วิทยาศาสตร์ และ วิศวกรรม ที่ต่อยอดไปศึกษาเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ไปบนพื้นผิวโดยเฉพาะ
ศาสตร์นี้ว่า "Tribology"
คำว่า Tri คือ "สาม" นั้น คือ การศึกษาใน 3 เรื่อง ดังนี้
1. ความเสียดทาน (Friction)
2. การหล่อลื่น (Lubrication)
3. การสึกหล่อ (Wear)
โฆษณา