روغن گیربکس مترو: استانداردها، فواصل و آنالیز

چالش نویز، افزایش دما و افت راندمان در گیربکس مترو

اگر در ناوگان متروی شهری، با «نویز گیربکس»، «افزایش دمای پوسته» و «کاهش راندمان کششی» روبه‌رو شده‌اید، احتمالاً ریشه در انتخاب نامناسب گرید ویسکوزیته یا پکیج افزایشی دارد. روغن گیربکس مترو، به‌دلیل چرخه‌های توقف/شروع مکرر، بارهای ضربه‌ای و کارکرد در تونل‌های گرم و آلوده، باید دقیقاً بر اساس استاندارد و شرایط عملیاتی انتخاب شود. این راهنما با تمرکز بر استانداردها، فواصل سرویس و آنالیز، مسیر کاهش خرابی و بهینه‌سازی هزینه چرخه عمر را نشان می‌دهد. موتورازین به‌عنوان مرجع «فروش عمده روغن دنده صنعتی» و «پخش عمده روغن گیربکس مترو»، تأمین فنی و مستند را در سراسر کشور پشتیبانی می‌کند.

• علت معمول نویز: میکروپیتینگ ناشی از ویسکوزیته نامتناسب یا افزودنی EP ناکافی.
• افزایش دما: برشی‌شدن روغن یا کف‌کردن و تهویه ضعیف.
• افت راندمان: ویسکوزیته بیش از حد یا آلودگی ذره‌ای/آبی.
• راه‌حل: انتخاب ISO VG مبتنی بر سرعت خطی و دما، EP/AW متوازن و کنترل آلودگی.

معماری گیربکس‌های مترو و شرایط بار/سرعت

گیربکس بوژی‌های مترو معمولاً از چیدمان‌های هلیکال چندمرحله‌ای یا سیاره‌ای-هلیکال برای کاهش دور موتور کششی به محور چرخ استفاده می‌کنند. بارگذاری غالب شامل ترکیب لغزش/غلتش روی دنده‌های هلیکال، ضربه‌های گذرا هنگام شروع حرکت، تغییر جهت گشتاور در ترمز احیایی و ارتعاشات ناشی از اتصال چرخ-ریل است. سرعت خطی دنده (Pitch Line Velocity) در محدوده‌ای حدود 8 تا 25 m/s رایج است؛ در خطوط پرسرعت ممکن است بالاتر رود.

الگوی بارگذاری، چرخه کاری و NVH

چرخه کاری مترو شهری «توقف-شروع» تکرارشونده با شیب‌های دمایی تند در تونل‌ها است. به‌همین دلیل، روغن باید در مقابل برش مکانیکی پایدار بماند، کف نکند و در شرایط رطوبت/گردوغبار دچار اکسیداسیون شتاب‌گرفته نشود. کنترل NVH نیازمند فیلم روغنی پایدار، افزودنی EP تنظیم‌شده و تمیزی کلاس ISO 4406 متناسب با بیرینگ‌ها است.

انتخاب روغن دنده: ISO VG، GL/AGMA/ISO، PAO/استری و پکیج افزودنی

گام نخست تعیین ویسکوزیته سینماتیک (ISO VG) بر مبنای سرعت خطی دنده و دمای کارکرد است. سپس باید «کلاس عملکردی» را از استانداردهای معتبر انتخاب کرد: ISO 12925-1 (رده‌های CKC/CKD/CKE/CKT)، DIN 51517-3 (CLP) و AGMA 9005 (سطوح نظیر EP). در برخی طراحی‌ها که دنده‌های هیپوئید دخیل‌اند، ارجاع به API GL-4/GL-5 برای سطح EP مفید است؛ بااین‌حال در گیربکس‌های مترو غالباً شاخص انتخاب بر پایه ISO/DIN/AGMA انجام می‌شود.

• Base oil: PAO برای بازه دمایی وسیع و راندمان بهتر؛ استرهای سنتتیک برای پایداری حرارتی/نظافت بهتر. در محیط‌های گرم تونلی، ترکیبات PAO/استری گزینه‌ای ایده‌آل است. موتورازین «تأمین عمده روغن PAO/استری» را با مشخصات فنی شفاف پوشش می‌دهد.
• Additive package: EP (سولفور-فسفر تنظیم‌شده)، AW برای بیرینگ‌ها، آنتی‌فوم سیلیکونی/غیربی‌اثر، آنتی‌اکسیدانت و مهارکننده خوردگی. نسبت EP باید با متریال چرخ‌دنده و بیرینگ سازگار باشد تا از لکه‌گذاری یا خوردگی زردفلزات جلوگیری شود.
• کف و هوادهی: انتخاب آنتی‌فوم مناسب و طراحی تهویه برای جلوگیری از ناپایداری فیلم روغن در سرعت‌های بالا ضروری است.
• سینتتیک یا مینرال؟ در خطوط با دمای پوسته بالاتر از 90°C، «فروش عمده روانکار دنده سینتتیک» با پایه PAO/استر معمولاً منجر به کاهش دما و افزایش عمر می‌شود.

راهنمای سریع: هر 10°C افزایش دما، سرعت اکسیداسیون روغن را تقریباً دو برابر می‌کند؛ بنابراین انتخاب پایه و افزودنی مقاوم به اکسیداسیون، کلید افزایش فواصل سرویس است.

سازگاری آب‌بندی‌ها، الاستومرها و فلزات زرد

سازگاری شیمیایی روغن با آب‌بندی‌ها (NBR، HNBR، FKM/Viton و PTFE) و قطعات داخلی حیاتی است. استرها تمایل به تورم بیشتر NBR دارند، اما با FKM معمولاً سازگارند. EPهای فعال می‌توانند با برنز/مس در دمای بالا واکنش نشان دهند؛ لذا انتخاب EP غیر فعال یا سطح کنترل‌شده برای گیربکس‌هایی با بوش‌های برنزی توصیه می‌شود. پیش از مهاجرت از مینرال به PAO/استر، تست غوطه‌وری الاستومر طبق ASTM D471 و پایش نشتی الزامی است.

• اگر نشتی آغاز شد: بررسی سختی الاستومر، تعویض به FKM و کنترل فشار کارتر.
• در صورت وجود زردفلز: انتخاب روغن با «یادداشت سازگاری با مس» و انجام آنالیز ICP برای Cu/Sn.
• رنگ و پوشش داخلی: برخی رنگ‌ها با استرها سازگار نیستند؛ از پوشش‌های مقاوم استفاده کنید.

فواصل سرویس بر مبنای دما/لود/آلودگی

فاصله سرویس باید «شرایط‌محور» تعریف شود، نه تقویمی ثابت. یک مدل ساده برای تنظیم فاصله تعویض/بهره‌برداری از آنالیز وضعیت:

1. Interval_base: بر اساس توصیه سازنده گیربکس یا طبقه‌بندی سرویس (مثلاً 6–12 ماه).
2. CF_temp: برای هر 10°C بالاتر از مرجع 80°C، ضریب 0.5–0.7 اعمال شود.
3. CF_load: برای بارهای شوکی/Overload، ضریب 0.7–0.9؛ برای بار یکنواخت 1.0–1.2.
4. CF_contamination: در تونل‌های پرگردوغبار/رطوبت بالا 0.6–0.8؛ با فیلتراسیون و تنفیس مناسب 1.0–1.1.

فاصله نهایی = Interval_base × CF_temp × CF_load × CF_contamination. سپس با «آنالیز روغن» این فاصله را اعتبارسنجی و بهینه کنید. در بسیاری از ناوگان‌های شهری ایران، با مهاجرت به PAO/استر و کنترل آلودگی، افزایش فاصله سرویس تا 1.5 برابر گزارش شده است؛ مشروط به کنترل دمای پوسته و تمیزی ذرات.

• شاخص‌های شرط تعویض: تغییر ویسکوزیته ±10%، رشد TAN چشمگیر، آب بالاتر از حد مجاز، افزایش سریع ذرات فرومغناطیس.
• RCM/CBM: ترکیب نگهداری مبتنی بر قابلیت اطمینان و مبتنی بر وضعیت بهترین نتیجه را می‌دهد.

آنالیز روغن: PQ Index، ICP، FTIR، فروگرافی و اقدام اصلاحی

برنامه آنالیز باید نماینده «وضعیت واقعی» باشد: نمونه‌گیری گرم، در جریان و از نقطه‌ای پس از عبور روغن از ناحیه دنده/بیرینگ.

• PQ Index (Particle Quantifier): بیانگر جرم ذرات فرومغناطیس؛ افزایش ناگهانی یعنی سایش چسبنده/برنده. اقدام: بازبینی تراز و تماس دنده، فیلتر مغناطیسی.
• ICP/OES: عناصر Fe, Cu, Sn, Al, Si, Na, K, P, Zn؛ روندیابی برای تمایز سایش دنده (Fe) از بوش برنزی (Cu/Sn). اقدام: تطبیق EP، بررسی آلودگی سیلیکا/خاک.
• FTIR: اکسیداسیون/نیتراسیون، سوختگی افزودنی؛ اقدام: کاهش دمای کار، ارتقای آنتی‌اکسیدانت.
• Ferrography: مورفولوژی ذرات؛ خطوط کششی، پیتینگ، خستگی. اقدام: اصلاح تماسی، ریتارگت ISO VG.
• Karl Fischer/Water: آب آزاد/حل‌شده؛ اقدام: درایر تنفیس، درین و تعویض در صورت امولسیون.
• ISO 4406: کد تمیزی؛ اقدام: ارتقای فیلتراسیون آنلاین/آفلاین.

چرخه اقدام اصلاحی باید مستند باشد: 1) تشخیص الگو، 2) اقدام سریع کم‌هزینه (فیلتراسیون، افزودن آنتی‌فوم سازگار)، 3) ریشه‌یابی مکانیکی، 4) به‌روزرسانی نقشه روغن و آموزش.

خطاهای رایج و چک‌لیست اجرایی

• آمیختن پایه‌های ناسازگار: مخلوط‌کردن مینرال با استر یا PAO با PG می‌تواند به جداشدگی فاز/کف منجر شود.
• انتخاب نادرست GL/AGMA: EP بیش از حد در حضور زردفلزات → خوردگی. EP ناکافی → میکروپیتینگ.
• بی‌توجهی به آب‌بندی: تورم NBR با استر؛ نشتی و آلودگی.
• کف و هوادهی: عدم استفاده از آنتی‌فوم سازگار و تهویه؛ افزایش نویز/دما.
• تمیزی ناکافی: نبود فیلتر/مگنت؛ افزایش PQ و سایش.

چک‌لیست اجرایی کوتاه

• تأیید ISO VG بر اساس سرعت خطی و دمای پوسته.
• انتخاب کلاس ISO/AGMA/DIN متناسب با EP/AW و محیط.
• تست سازگاری الاستومر (ASTM D471) قبل از مهاجرت به PAO/استر.
• نمونه‌گیری و آنالیز دوره‌ای (PQ، ICP، FTIR، فروگرافی).
• کنترل تنفیس/فیلتراسیون و ثبت کد تمیزی.
• به‌روزرسانی نقشه روانکاری و آموزش اپراتور.

پیشنهاد گرید و افزودنی بر اساس سرعت خطی، دمای کار و محیط

جدول زیر به‌صورت راهنمای عملی، نسبت میان سرعت خطی دنده، دمای پوسته و محیط کاری (تونل/سطح) را با انتخاب گرید ISO VG، نوع پایه (مینرال/PAO/استر) و پکیج افزودنی (AW/EP/آنتی‌فوم) نشان می‌دهد. ستون «نکات کاربردی» برای تفسیر سریع NVH/راندمان است. اعداد/طبقه‌ها راهنمای عمومی‌اند؛ برای هر گیربکس به توصیه سازنده ارجاع دهید و با آنالیز روغن تأیید کنید.

توجه: در سرعت‌های بالاتر، تمایل به کف/هوادهی بیشتر است و به آنتی‌فوم کارآمد نیاز دارید. در دماهای بالاتر از 90°C، پایه‌های سنتتیک PAO/استر به‌طور معمول عمر بهتری ارائه می‌دهند.

پرسش‌های متداول

1.آیا می‌توان از روغن مینرال به PAO/استر مهاجرت کرد بدون بازکردن گیربکس؟

بله، اما با احتیاط. ابتدا شست‌وشوی ملایم یا تعویض مرحله‌ای با پایش ویسکوزیته و FTIR انجام دهید. تست سازگاری الاستومر (ASTM D471) و رصد نشتی طی چند هفته نخست ضروری است. اگر زردفلز وجود دارد، از EP غیر فعال استفاده کنید. نمونه‌برداری پس از 100–200 ساعت، تصویر دقیقی از پایداری افزودنی و آلودگی می‌دهد.

2.برای کاهش نویز گیربکس، افزایش EP بهتر است یا تغییر ISO VG؟

نخست ISO VG را بر مبنای سرعت خطی/دما اصلاح کنید، سپس سطح EP را تنظیم کنید. ویسکوزیته مناسب، ضخامت فیلم را تضمین می‌کند و اغلب نویز را کاهش می‌دهد. EP بیش از حد می‌تواند به خوردگی زردفلز یا افزایش اتلاف برشی منجر شود. نتیجه‌گیری را با PQ/Ferrography و تست جاده‌ای تأیید کنید.

3.چه زمانی باید فواصل سرویس را کوتاه کنیم؟

اگر دمای پوسته به‌طور پایدار >90°C، کد تمیزی ISO 4406 رو به وخامت، آب بالای حد مجاز یا افزایش سریع PQ مشاهده شد، فاصله سرویس را کوتاه و اقدامات اصلاحی (فیلتراسیون، تهویه، بازبینی تراز) را اجرا کنید. در تونل‌های گرم و گردوغبار بالا، ضریب CF_contamination کمتر از 0.8 در نظر بگیرید.

4.آیا افزودنی آنتی‌فوم همیشه لازم است؟

در سرعت‌های خطی بالاتر و چیدمان‌هایی با تلاطم زیاد، آنتی‌فوم مؤثر ضروری است. اما مصرف بیش‌ازحد یا نوع ناسازگار، مشکلات جداسازی هوا و کاهش روانکاری هیدرودینامیک ایجاد می‌کند. سطح کف را با آزمون‌های میدانی و FTIR (ردیابی سیلیکون/دی‌متیل‌سیلوکسان) پایش و فقط در صورت نیاز تنظیم کنید.

5.چطور اثر ترمز احیایی بر انتخاب روغن را لحاظ کنیم؟

ترمز احیایی موجب تغییر جهت گشتاور و بارگذاری معکوس می‌شود. روغنی با پایداری برشی بالا، EP متوازن و AW برای بیرینگ‌ها انتخاب کنید. پایش ذرات سایش (Fe) و دمای لحظه‌ای در چرخه‌های احیا به بهینه‌سازی ISO VG کمک می‌کند. در صورت افزایش NVH، بررسی تماس دنده و هوادهی در اولویت است.

نقشه راه عملی برای ناوگان‌های مترو

انتخاب و نگهداری «روغن گیربکس مترو» اگر بر پایه استاندارد معتبر، شرایط واقعی و آنالیز وضعیت باشد، مستقیماً به کاهش نویز، افت دمای پوسته، افزایش راندمان و کاهش توقفات منجر می‌شود. نقشه راه پیشنهادی این مقاله روشن است: 1) تعیین صحیح ISO VG بر اساس سرعت خطی و دمای کار؛ 2) انتخاب کلاس عملکردی از ISO/AGMA/DIN با توجه به سطح EP/AW؛ 3) ارزیابی سازگاری آب‌بندی‌ها و زردفلزات پیش از هر تغییر پایه؛ 4) تعریف فواصل سرویس «شرایط‌محور» با ضرایب دما/لود/آلودگی؛ 5) اجرای برنامه منظم آنالیز (PQ، ICP، FTIR، فروگرافی) و بستن حلقه اقدام اصلاحی.

در اقلیم‌های گرم ایران و محیط تونل‌های کم‌تهویه، ترکیب پایه‌های PAO/استری با EP پایدار و آنتی‌اکسیدانت قوی، اغلب راهگشاست؛ البته شرط موفقیت، کنترل کف، فیلتراسیون و تهویه است. مزیت اقتصادی نیز ملموس است: با کاهش سایش و اکسیداسیون، هزینه تعویض قطعه، مصرف انرژی و توقف ناوگان کاهش پیدا می‌کند. موتورازین به‌عنوان مرجع تخصصی تأمین، «عمده‌فروشی روغن صنعتی» و «فروش عمده روانکار دنده سینتتیک»، علاوه بر تأمین برندهای معتبر، در انتخاب فنی، نمونه‌برداری، پایش و مستندسازی نیز همراه شماست. برای «پخش عمده روغن گیربکس مترو» در خطوط سراسر کشور، راهکارهای لجستیکی و ردیابی بچ‌ها ارائه می‌شود تا ریسک‌های اختلاط و ناسازگاری حذف گردد.

• کلیدها: انتخاب علمی ISO VG، EP/AW متوازن، سازگاری آب‌بندی، CBM مبتنی بر آنالیز، فیلتراسیون/تهویه مؤثر.
• اقدامات سریع: کنترل آنتی‌فوم، نصب مگنت-فیلتر، بازبینی تراز دنده، پایش دمای پیوسته.
• تأمین حرفه‌ای: «فروش عمده روغن دنده صنعتی» و «تأمین عمده روغن PAO/استری» با تاییدیه استاندارد و برگه آزمون.