Bài giảng Khái quát về dầu nhờn - Ngô Thanh Hải

96 trang hapham 80

Download

Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Khái quát về dầu nhờn - Ngô Thanh Hải", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

bai_giang_khai_quat_ve_dau_nhon_ngo_thanh_hai.pdf

Nội dung text: Bài giảng Khái quát về dầu nhờn - Ngô Thanh Hải

LỊCH SỬ NGÀNH DẦU NHỜN Cách đây 100 năm, thậm chí con người vẫn chưa có khái niệm về dầu nhờn. Tất cả các loại máy móc lúc bấy giờ đều được bôi trơn bằng dầu mỡ lợn và sau đó dùng dầu ôliu, và dầu thảo mộc khác (như dầu cọ). Khi ngành chế biến dầu mỏ ra đời, sản phẩm chủ yếu là dầu hỏa, phần còn lại là mazut (chiếm 70% – 90%) không được sử dụng và coi như bỏ đi. Với sự phát triển của ngành công nghiệp dầu mỏ thì lượng cặn mazut càng ngày càng lớn, buộc con người phải nghiên cứu để sử dụng nó vào mục đích có lợi. Lúc đầu cặn dầu mỏ được pha thêm vào dầu thực vật hoặc mỡ lợn với tỉ lệ thấp để tạo ra dầu bôi trơn, nhưng từ năm 1867 cặn dầu mỏ được chế ra dùng làm dầu nhờn. Năm 1870 ở Creem (Nga), tại nhà máy Xakhanxkiđơ bắt đầu chế tạo được dầu nhờn từ dầu mỏ, nhưng chất lượng thấp. Từ 1880 ngành chế tạo dầu nhờn đã thực sự phát triển và đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử chế tạo chất bôi trơn. Hiện nay, dầu nhờn có mặt trên toàn thế giới với sự đa dạng về sản phẩm & chủng loại. Dầu nhờn phát triển mạnh mẽ nhờ sự cạnh tranh giữa các tập đoàn lớn và theo yêu cầu ngày càng cao của các động cơ. 2 / 96
CÔNG DỤNG CHÍNH CỦA DẦU NHỜN Bôi trơn (giảm ma sát) các chi tiết chuyển động; Giảm sự mài mòn hay ăn mòn các chi tiết máy; Tẩy sạch bề mặt linh kiện, chi tiết máy móc, động cơ; Tránh tạo các lớp cặn bùn trong quá trình vận hành; Trám & làm khít các bề mặt cần làm kín; Tản nhiệt, làm mát máy móc, động cơ; Truyền nhiệt trong các hệ thống gia nhiệt; Chống sét rỉ Trong số các tính năng trên, bôi trơn là chức năng quan trọng nhất của dầu nhờn. Bôi trơn là biện pháp làm giảm ma sát đến mức thấp nhất bằng cách tạo ra giữa các bề mặt ma sát một lớp chất gọi là chất bôi trơn. Chất bôi trơn đa phần ở dạng lỏng (dầu nhờn), phần còn lại là dạng đặc (mỡ), và ở tỉ lệ rất ít là dạng rắn (chỉ dùng trong các ổ trục hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc trong chân không). 3 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC Dầu nhờn để bôi trơn cho các động cơ hoạt động vận hành trong thực tế là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ gia. Phụ gia thêm vào với mục đích giúp dầu nhờn có được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu gốc không có được. Dầu gốc là dầu thu được sau quá trình chế biến, xử lý tổng hợp bằng các quá trình xử lý vật lý và hóa học. Dầu gốc thông thường gồm có ba loại là: dầu thực vật, dầu khoáng và dầu tổng hợp. Dầu thực vật chỉ dùng trong một số trường hợp đặc biệt, chủ yếu là phối trộn với dầu khoáng hoặc dầu tổng hợp để đạt được một số chức năng nhất định. Ngày nay người ta thường sử dụng dầu khoáng hay dầu tổng hợp là chủ yếu. Với tính chất ưu việt như giá thành rẻ, sản phẩm đa dạng và phong phú, dầu khoáng đã chiếm một vị trí quan trọng trong lĩnh vực sản xuất dầu nhờn. Trong ngành công nghiệp sản xuất dầu nhờn hiện đại, dầu tổng hợp giữ một vị trí quan trọng và ngày càng được quan tâm nhiều bởi tính chất ưu việt. 4 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC KHOÁNG SẢN XUẤT TỪ CẶN MAZUT là phần cặn của quá trình chưng cất khí quyển có nhiệt độ sôi cao hơn 350°C. Phần cặn này có thể đem đi đốt hoặc làm nguyên liệu để sản xuất dầu gốc. Để sản xuất dầu gốc người ta đem mazut chưng cất chân không thu được phân đoạn có nhiệt độ sôi khác nhau: Phân đoạn dầu nhẹ (LVGO: Light Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ sôi từ 300°C - 350°C. Phân đoạn dầu trung bình (MVGO: Medium Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 350°C - 420°C. Phân đoạn dầu nặng (HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 420°C - 500°C. Thành phần của các phân đoạn này gồm những phân tử hydrocarbon có số carbon từ C21-40, những hydrocarbon trong phân đoạn này có trọng lượng phân tử lớn (1000 – 10000), cấu trúc phức tạp, bao gồm: Các parafin mạch thẳng và mạch nhánh. Các hydrocarbon naphten đơn hay đa vòng, có cấu trúc vòng xyclohexan thường gắn với mạch nhánh parafin. Các hydrocarbon thơm đơn hay đa vòng chủ yếu chứa mạch nhánh ankyl, nhưng chủ yếu là 1 đến 3 vòng. Các hợp chất lai hợp mà chủ yếu là giữa napten và parafin, giữa naphten và hydrocarbon thơm. 5 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC KHOÁNG SẢN XUẤT TỪ CẶN MAZUT Các hợp chất phi hydrocarbon như các hợp chất chứa các nguyên tố ôxy, nitơ, lưu huỳnh cũng chiếm phần lớn trong phân đoạn dầu gốc. Các hợp chất chứa kim loại cũng gặp trong phân đoạn này. Nói chung, các hợp chất phi hydrocarbon là rất có hại, chúng tạo ra màu sẫm và làm giảm độ ổn định ôxy hoá ở sản phẩm, cụ thể là: Hợp chất chứa lưu huỳnh (S): chỉ cho phép ở mức từ 0,3%-0,5%; nếu lớn hơn 2%-5% sẽ ảnh hưởng đến nhiệt độ sôi của dầu. Ngoài ra, S tự do dễ bị biến thành H S (Hydro Sunfua) hoặc 2 gặp hơi nước hay khí lạnh tạo thành axit H S (Axit Sunfuhidric) gây ăn mòn thiết bị, động cơ. 2 Hợp chất chứa ôxy (O ): nếu hàm lượng lớn sẽ làm dầu lắng và kết tủa ở dạng keo nhựa đen 2 nằm dưới đáy các thùng chứa, làm giảm khả năng đốt cháy của nhiên liệu, tạo ra các hợp chất axit vô cơ và hữu cơ ăn mòn các thiết bị. Hợp chất chứa Nitơ (N): làm ảnh hưởng đến tỉ trọng và hàm lượng keo. Thường khống chế ở ngưỡng ≤0,2%, nếu quá nhiều sẽ gây ra hiện tượng tạo nhiều muội than trong quá trình đốt. Các hợp chất nhựa Asphalt: có độ nhớt lớn & chỉ số độ nhớt (VI: Viscosity Index, độ biến thiên độ nhớt theo nhiệt độ) rất thấp. Trong quá trình bảo quản, rất dễ bị ôxy hoá khi tiếp xúc với ôxy trong không khí. Các chất này tạo cặn không tan đọng trong dầu gây mài mòn máy. Hợp chất cơ kim: có tác hại như nhựa Asphalt, làm nóng máy và khi đốt tạo nhiều muội than. Trong quá trình sản xuất dầu gốc, các hợp chất có hại nêu trên được loại ra (hoặc giảm thiểu) khỏi dầu bằng nhiều biện pháp khác nhau. 6 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC KHOÁNG SẢN XUẤT TỪ CẶN GUDRON là phần cặn còn lại của quá trình chưng cất chân không, có nhiệt độ sôi trên 500°C. Trong phần này tập trung các cấu tử có số nguyên tử carbon từ C41 trở lên, thậm chí có cả C80, có trọng lượng phân tử lớn, có cấu trúc phức tạp. Do đó, thành phần của phân đoạn này không được chia theo từng hợp chất riêng biệt mà phân làm ba nhóm: Nhóm chất dầu bao gồm các hydrocarbon có phân tử lượng lớn, tập trung nhiều các hợp chất thơm có độ ngưng tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng giữa hydrocarbon thơm và naphten, đây là nhóm chất nhẹ nhất có tỷ trọng xấp xỉ bằng 1. Nhóm chất này hòa tan được các dung môi nhẹ như parafin và xăng, nhưng người ta không thể tách nó bằng các chất như silicagen hay là than hoạt tính vì đây là những hợp chất không có cực. Trong phân đoạn cặn Gudron, nhóm này chiếm khoảng 45%-46%. Nhóm chất nhựa hòa tan được trong các dung môi như nhóm dầu nhưng nó là hợp chất có cực nên có thể tách ra bằng các chất như than hoạt tính hay silicagen. Nhóm chất nhựa gồm hai thành phần là các chất trung tính và axit. Các chất trung tính có màu nâu hoặc đen, nhiệt độ hóa mềm nhỏ hơn 100°C, tỷ trọng lớn hơn 1, dễ dàng hòa tan trong xăng, naphtan. Chất trung tính tạo cho nhựa có tính dẻo dai và tính kết dính. Hàm lượng của nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ kéo dài của nhựa, chiếm khoảng 10%-15% khối lượng cặn Gudron. Nhóm Asphanten là nhóm chất rắn màu đen, cấu tạo tinh thể, tỷ trọng lớn hơn 1, chứa hầu hết hợp chất dị vòng có khả năng hòa tan mạnh trong Carbon Disunfua (CS ), nhưng không 2 hòa tan trong các dung môi nhẹ như parafin hay xăng, ở 300°C không bị nóng chảy mà bị cháy thành tro. Nhóm dầu, nhựa, asphanten tồn tại ở trạng thái hệ keo, trong đó nhóm nhựa tan trong dầu tạo thành một dung dịch thật sự gọi là môi trường phân tán. Asphanten không tan trong nhóm dầu nên tồn tại ở trạng thái pha phân tán. Ngoài ba nhóm chất trên, trong cặn Gudron còn tồn tại các hợp chất cơ kim của kim loại nặng, các hợp chất carbon, cacboit, các hợp chất này không tan trong các dung môi thông thường, chỉ tan trong pyridine. 7 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO BẢN CHẤT HOÁ HỌC CỦA CÁC HYDROCARBON Stt Diễn giải Dầu Parafin Dầu Naphten Dầu Aromatic 1 Độ nhớt ở 40oC, mm2/s 40 40 36 2 Độ nhớt ở 100oC, mm2/s 6,2 5,0 4,0 3 Chỉ số độ nhớt (VI) 101 0 -185 4 Nhiệt độ chớp cháy, oC 229 174 160 5 Nhiệt độ đông đặc, oC -15 -30 -24 6 Đánh giá VI (Viscosity Index) VI thấp; VI rất thấp; cao; Độ ổn định nhiệt Độ bền nhiệt thấp; Điểm chảy cao; nhỏ hơn dầu gốc Độ bền ôxy hoá Độ ổn định ôxy hóa paraffin; thấp; cao. Hàm lượng lưu Hàm lượng lưu huỳnh thấp; huỳnh cao; (các phân đoạn dầu gốc Điểm đông đặc rất Điểm đông cao. thuộc họ Naphteno- thấp; Parafinic và Parafino- Naphtenic hay Parafinic) Trị số TAN cao. 7 Ứng dụng Do ưu điểm cao, Dầu máy lạnh; Dầu hoá dẻo cao dầu gốc parafin Dầu gia công kim su (RPO: Rubber thường được dùng loại. Processing Oil); để sản xuất nhiều Dầu gia công kim loại dầu nhờn khác loại; nhau; Dung môi hòa tan Đặc biệt là dùng polymer. cho dầu động cơ. 8 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO TIỂU CHUẨN API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE) Chỉ số độ Hydrocarbon Nhóm Sulfur Ghi chú nhớt (VI) bão hoà I 80-120 <90% và/hoặc ≥0,03% (dầu Parafin) II 80-120 ≥90% và ≤0,03% (dầu Parafin) III ≥120 ≥90% và ≤0,03% (dầu Parafin) IV PAO (Poly Alpha Olefins) – Dầu Tổng hợp V Tất cả các loại dầu gốc còn lại không bao gồm Nhóm I, II, III, IV VI Europa Only (ATIEL) - PIO (Poly Internal Olefins) Ghi chú: Chỉ số Độ nhớt (VI: Viscosity Index) là một chỉ tiêu về chất lượng dầu nhờn, là trị số thể hiện sự biến đổi của Độ nhớt Động học (Kinematic Viscosity) theo nhiệt độ. Độ nhớt giảm xuống theo sự tăng lên của nhiệt độ. Dầu có Chỉ số Độ nhớt (VI) càng cao thể hiện sự biến đối Độ nhớt Động học theo nhiệt độ của loại dầu đó càng ít. PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO ĐỘ NHỚT Dầu gốc SN (Solvent Neutral) từ các phân đoạn chưng cất, phân loại theo độ nhớt Saybolt SUS (Saybolt Universal Second) ở 40oC (100oF): SN50, SN70, SN150, SN250, SN500 Dầu gốc BS (Bright Stock) từ phân đoạn cặn, phân loại theo độ nhớt Saybolt SUS (Saybolt Universal Second) ở 100oC (210oF): BS150, BS250 9 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU TỔNG HỢP Dầu gốc sản xuất từ dầu mỏ (dầu khoáng) vẫn chiếm ưu thế do có những ưu điểm như: công nghệ sản xuất dầu đơn giản, giá thành rẻ. Nhưng ngày nay, để đáp ứng yêu cầu cao của dầu nhờn bôi trơn, người ta bắt đầu quan tâm đến dầu tổng hợp nhiều hơn. Dầu tổng hợp là dầu được tạo ra bằng các phản ứng hóa học từ những hợp chất ban đầu, do đó có những tính chất được định ra trước. Nó có thể có những tính chất tốt nhất của dầu khoáng, bên cạnh đó còn có các tính chất đặc trưng khác như: không cháy, không hòa tan lẫn trong nước. Ưu điểm của dầu tổng hợp là có khoảng nhiệt độ hoạt động rộng từ -55°C đến 320°C, có độ bền nhiệt lớn, có nhiệt độ đông đặc thấp, chỉ số độ nhớt cao Chính những ưu điểm này mà dầu tổng hợp ngày càng được sử dụng nhiều, nhất là trong các động cơ phản lực. Có hai phương pháp chính để phân loại dầu tổng hợp: Phương pháp 1: dựa vào một số tính chất đặt thù để phân loại như: độ nhớt, khối lượng riêng. Phương pháp 2: dựa vào bản chất của dầu, theo đó chia dầu tổng hợp thành những loại chính sau: hydrocarbon tổng hợp, este hữu cơ, poly glycol, và este photphat. Bốn hợp chất chính này chiếm trên 40% lượng dầu tổng hợp tiêu thụ trên thực tế. 10 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – PHỤ GIA Phần lớn các loại dầu nhờn cần nhiều loại phụ gia khác nhau để thoả mãn tất cả các yêu cầu về tính năng. Các loại phụ gia khác nhau có thể hỗ trợ cho nhau tạo nên hiệu ứng tương hỗ hoặc ngược lại có thể tương tác với nhau tạo nên hiệu ứng đối kháng làm giảm hiệu ứng của phụ gia (và tạo ra các sản phẩm phụ không tan hoặc có hại). Hiệu ứng tương tác giữa các loại phụ gia xảy ra do hầu hết các loại phụ gia là những hợp chất hoạt động nên có thể dễ dàng tương tác với nhau để tạo ra các hợp chất mới. Vì vậy, việc kết hợp các loại phụ gia đòi hỏi phải khảo sát kỹ các tác động qua lại, cơ chế hoạt động của từng loại phụ gia và tính hoà tan giữa các loại phụ gia. Những hiệu ứng phụ không mong muốn của các loại phụ gia cần phải được giảm thiểu và việc kết hợp các loại phụ gia phải được tính toán và điều chỉnh nhằm đạt được các tính năng tối ưu cho dầu nhờn pha trộn ra từ việc kết hợp này. Phụ gia là một phần rất quan trọng trong dầu nhờn. Thông dụng nhất hiện nay là dùng các phụ gia họ metal phenoxid có công thức RC6H4ONa, nhiệm vụ của chúng là: trung hòa các axit tạo ra bởi các gốc sulfur có trong dầu; ngăn cản quá trình ôxy hóa xảy ra trong dầu; tẩy sạch và làm lắng đọng các hạt muội than, các sản phẩm phân hủy và vận chuyển chúng đến bộ lọc dầu để loại chúng ra khỏi chu trình làm việc của dầu nhờn. 11 / 96
THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – PHỤ GIA Một lớp phụ gia khác được dùng làm chất chống bào mòn, ví dụ như dialkyldithiophotphat kẽm Zn[S2P(OR)2]2. Chất phụ gia này bám thành lớp mỏng vài micromet trên bề mặt kim loại và có tác dụng ngăn cản bề mặt bị trầy xước. Các hợp chất của kẽm cùng với các amin như là diphenylamin vừa là chất ức chế ăn mòn kim loại vừa là chất chống ôxy hóa. Các chức năng quan trọng của phụ gia: Làm tăng độ bền ôxy hoá của sản phẩm; Ngăn chặn hiệu ứng xúc tác của kim loại trong quá trình ôxy hoá và ăn mòn; Chống ăn mòn; giảm và ngăn chặn sự mài mòn; Chống rỉ; Chống tạo cặn bám và cặn bùn (phụ gia tẩy rửa); Giữ các tạp chất bẩn ở dạng huyền phù (phụ gia phân tán); Tăng chỉ số độ nhớt; Giảm nhiệt độ đông đặc; Làm dầu có thể trộn lẫn với nước (phụ gia tạo nhũ); Chống tạo bọt; Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật (phụ gia diệt khuẩn); Làm dầu có khả năng bám dính tốt; làm tăng khả năng làm kín; Giảm ma sát; Chống sự kẹt xước các bề mặt kim loại (phụ gia cực áp) 12 / 96
SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU NHỜN 13 / 96
MA SÁT LÀ GÌ? Khi một vật dịch chuyển trên bề mặt của một vật khác thì sẽ xuất hiện một lực cản lại chuyển động của chính vật thể đó, lực ma sát. Trong một số trường hợp, lực ma sát cũng có ích như lực ma sát dùng trong các cỗ phanh, các truyền động dây đai Trong nhiều trường hợp khác thì lực ma sát lại rất có hại, ví dụ khi chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng khác, nhiệt năng biến thành cơ năng để khắc phục phải tốn hao nhiều năng lượng. Các loại ma sát thường gặp: Ma sát trượt: khi một vật rắn trượt trên vật khác, bề mặt tiếp xúc sinh ra lực ma sát gọi là ma sát trượt; Ma sát lăn: khi một vật hình tròn/cầu lăn trên bề mặt của vật khác, tại điểm/đường tiếp xúc sinh ra lực ma sát gọi là ma sát lăn. Nguyên nhân của ma sát: Do sự liên kết cơ học của các chỗ lồi trên bề mặt một vật rắn (chỉ thấy rõ qua kính hiển vi); Do tác dụng tương hỗ giữa các phân tử bề mặt làm việc tại các điểm tiếp xúc. Ma sát trượt thường lớn hơn gấp 10-100 lần ma sát lăn. 14 / 96
MA SÁT LÀ GÌ? Hiện tượng ma sát luôn làm toả nhiệt, gây mài mòn các chi tiết làm việc, và kéo theo sự hao phí công suất nhằm khắc phục ma sát. Trong quá trình nghiên cứu tìm biện pháp làm giảm các hao tổn do ma sát gây ra, người ta phát hiện ra rằng khi các bề mặt được bôi trơn bằng dầu thì ma sát giảm xuống rất nhiều. Trong một số điều kiện nhất định, ma sát trượt ở các bề mặt được bôi trơn đôi khi còn nhỏ hơn cả ma sát lăn. Khi hai bề mặt chuyển động lên nhau được ngăn cách bởi một lớp dầu thì sẽ xuất hiện ma sát lỏng, nghĩa là một lực ma sát trong bản thân lớp dầu giữa các phân tử dầu. Tuy nhiên, mức độ tổn thất năng lượng trong ma sát lỏng thì vẫn nhỏ hơn rất nhiều so với ma sát khô. Ma sát lỏng có nhiều ưu điểm hơn ma sát khô, điển hình như: Độ mài mòn các chi tiết giảm đi rất rõ; Tổn thất công suất chống ma sát giảm đi; Các chi tiết ít bị nóng hơn; Các vật ma sát có thể chịu được tải trọng lớn hơn; Nâng cao độ bền và kéo dài thời gian hoạt động của các chi tiết làm việc. 15 / 96
NGUYÊN LÝ BÔI TRƠN Yêu cầu hàng đầu của chất lỏng dùng để bôi trơn là phải có khả năng chảy loang trên bề mặt kim loại. Chất lỏng có tính chất này dễ chảy loang, len vào các khe nhỏ và bám chắc trên bề mặt kim loại. Ngược lại, sẽ không thể chảy loang và len vào các khe nhỏ. Lực liên kết giữa các phân tử chất lỏng với nhau cũng là một tính chất quan trọng của các chất bôi trơn. Lực liên kết này càng lớn thì lực ma sát giữa các phân tử chuyển động của chất lỏng càng lớn. LỰC MA SÁT TRONG của chất lỏng, nghĩa là ma sát sinh ra giữa các phân tử chuyển động của chất lỏng được gọi là ĐỘ NHỚT. Nhà bác học Nga N.P. Petrov đã chứng minh được rằng khi trục quay trong vòng bi thì lớp dầu hoàn toàn ngăn cách các bề mặt làm việc với nhau, và như vậy nó ngăn cản không cho các bề mặt tiếp xúc trực tiếp với nhau. N.P. Petrov đã hình thành nên môn khoa học nghiên cứu chuyển động của chất lỏng gọi là Lý thuyết Bôi trơn Thủy động học. Các nguyên lý bôi trơn lỏng đều được biểu diễn bằng những công thức toán học. Các nhà thiết kế và chế tạo máy có thể dựa vào những công thức đó để tính toán bề dày của lớp dầu giữa các chi tiết làm việc và tác dụng làm mát của dầu. 16 / 96
NGUYÊN LÝ BÔI TRƠN Các phép toán trong lý thuyết bôi trơn chủ yếu dùng để tính toán các điều kiện nhằm duy trì sự bôi trơn lỏng và các điều kiện mà tại đó gây ra sự phá hủy lớp dầu, xuất hiện ma sát khô, đe doạ máy móc và thiết bị. Trong thực tế, nếu không đề cập đến các tính toán, vẫn có thể ứng dụng những nguyên lý cơ bản rút ra từ Lý thuyết Bôi trơn Thủy động học như sau: Trong trường hợp ma sát lỏng, nếu độ nhớt của dầu cùng tốc độ trượt của các chi tiết làm việc và bề mặt tiếp xúc của chúng tăng, thì lượng tổn thất do ma sát sẽ tăng lên; Độ nhớt của dầu tăng lên, tải trọng của các chi tiết làm việc giảm thì độ bền bôi trơn lỏng sẽ tăng lên; Đối với các chi tiết làm việc có chuyển động nhanh cần dùng dầu có độ nhớt thấp, và ngược lại; Khe hở giữa các chi tiết làm việc càng lớn, thì dầu bôi trơn càng cần phải có độ nhớt cao; Tải trọng trên các chi tiết làm việc càng lớn, thì dầu bôi trơn càng cần phải có độ nhớt cao. 17 / 96
GIỚI THIỆU Dầu công nghiệp bao gồm các loại dầu nhờn được sử dụng để bôi trơn máy móc công nghiệp nhằm duy trì hoạt động của tất cả các loại máy móc, thiết bị công nghiệp. Phạm vi sử dụng của dầu bôi trơn công nghiệp là rất rộng với hàng trăm sản phẩm khác nhau. Vì vậy, về tổng thể, nếu dựa vào công dụng chính của dầu công nghiệp, có thể chia dầu công nghiệp ra làm 2 nhóm lớn như sau: Dầu công nghiệp thông dụng: sử dụng cho máy móc, thiết bị (như máy dệt, xe cẩu, máy móc phục vụ xây dựng ) hoạt động ở điều kiện tải trọng thấp và nhiệt độ thấp, không có những yêu cầu đặc biệt về chất lượng - trừ tính bôi trơn. Chính vì vậy, chỉ cần dựa vào độ nhớt mà có thể đánh giá mức độ ổn định, khả năng chống lão hóa của loại dầu này. Dầu công nghiệp đặc biệt: là các loại dầu chuyên dụng, dùng cho các chi tiết/thiết bị riêng biệt, các máy móc có cơ cấu tốc độ cao (như máy mài, ổ trục), hệ thống thủy lực của các thiết bị công nghiệp truyền động bánh răng dẫn hướng trượt trong máy (máy cắt gọt kim loại, máy cán thép ). Dầu tuabin, dầu máy nén, dầu cách điện, dầu xylanh, dầu chân không và dầu máy khoan (khoan khí) đều thuộc nhóm dầu nhờn chuyên dụng. Loại dầu này đòi hỏi phải đảm bảo tiêu hao do ma sát nhỏ và không có hiện tượng cháy ở mặt tiếp xúc, có độ ổn định chống oxy hóa, chống mài mòn Trên thế giới, dầu công nghiệp chiếm một tỉ trọng khá lớn so với tổng lượng các loại dầu bôi trơn - khoảng trên 60%, con số này ở Việt Nam là 30%-40% nhưng đang dần tăng rất nhanh. 19 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 3448 – PHÂN CẤP THEO ĐỘ NHỚT Căn cứ vào các đặc trưng về mặt hóa lý hoặc mục đích sử dụng, Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc tế (ISO: International Organization for Standardization) đưa ra nhiều tiêu chuẩn phân loại. Dầu nhờn công nghiệp được sản xuất chủ yếu từ dầu khoáng và do điều kiện làm việc của loại dầu này không quá khắt khe như dầu động cơ nên độ nhớt là chỉ tiêu quan trọng nhất để phân loại. Tiêu chuẩn ISO 3448 phân loại theo độ nhớt đối với dầu công nghiệp như sau: CẤP ĐỘ NHỚT ĐỘ NHỚT CẤP ĐỘ NHỚT ĐỘ NHỚT STT STT ISO 3448 ĐỘNG HỌC Ở 40oC ISO 3448 ĐỘNG HỌC Ở 40oC 01 VG 2 1,9 - 2,4 11 VG 100 90,0 - 110,0 02 VG 3 2,8 - 3,5 12 VG 150 135,0 - 165,0 03 VG 5 4,1 - 5,0 13 VG 220 198,0 - 242,0 04 VG 7 6,1 - 7,4 14 VG 320 288,0 - 352,0 05 VG 10 9,0 - 11,0 15 VG 460 414,0 - 506,0 06 VG 15 13,5 - 16,5 16 VG 680 612,0 - 748,0 07 VG 22 19,8 - 24,2 17 VG 1000 900,0 - 1.100,0 08 VG 32 28,8 - 35,2 18 VG 1500 1.350,0 - 1.650,0 09 VG 46 41,4 - 50,6 19 VG 2200 1.980,0 - 2.420,0 10 VG 68 61,2 - 74,8 20 VG 3200 2.880,0 - 3.520,0 VG: Viscosity Grade (Cấp Độ nhớt: theo độ nhớt động học) VI: Viscosity Index (Chỉ số Độ nhớt: là sự biến thiên độ nhớt động học theo nhiệt độ) 20 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-0:1981 – PHÂN LOẠI THEO CÔNG DỤNG & LĨNH VỰC DÙNG KÝ CÔNG DỤNG & PHÂN LOẠI CHI Hiện nay, tiêu chuẩn ISO 6743-99:2002 đã thay HIỆU LĨNH VỰC SỬ DỤNG TIẾT THEO ISO thế 6743-0:1981. Tuy nhiên, do các điều kiện A Hệ bôi trơn hở 1 khách quan, nên tài liệu này vẫn dùng 6743- 0:1981 (với một số cập nhật). B Bôi trơn dạng băng Sự phân loại theo tiêu chuẩn ISO C Truyền động bánh răng 6 6743-0:1981 (sau là 6743-99:2002) D Máy nén (kể cả máy lạnh và bơm chân không) 3 là sự phân loại tổng quan. E Động cơ đốt trong 15 Để giúp người sử dụng dễ tra cứu, F Trục chính, ổ trục khớp nối 2 lựa chọn nhanh các loại dầu cần thiết, tổ chức ISO đã tiếp tục phân G Dầu máng trượt 13 loại sâu thêm thành các nhóm nhỏ H Hệ thủy lực 4 từ 1 đến 15, vd: ISO 6743-1:2002. M Gia công cơ khí kim loại 7 Tài liệu này chỉ xem xét một số N Cách điện nhóm trong tiêu chuẩn ISO 6743. P Các dụng cụ chạy bằng khí/hơi 11 Q Dầu truyền/tản nhiệt 12 R Bảo vệ, chống mài mòn 8 T Tuabin 5 U Gia công nhiệt 14 X Mỡ bôi trơn 9 Y Lĩnh vực sử dụng khác 10 Z Máy hơi nước 21 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-1:2002 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM A: HỆ BÔI TRƠN HỞ Ứng dụng Thông tin Thành phần Cấp Lĩnh vực Nhóm Ghi chú chung chi tiết & đặc tính ISO-L ứng dụng A Hệ bôi trơn hở Mã nhóm Dầu khoáng chưa tinh chế. AY Kết cấu thô, trục, ghi Một số sản phẩm đường sắt, v.v (a) của nhóm này có thể chứa các thành phần nguy hại đến sức khỏe và môi trường. Dầu khoáng tinh. AN Các chi tiết tải trọng nhẹ (trục quay, bánh răng), tời trục trong hệ thống thủy động học. Dầu khoáng tinh có chứa AB Truyền động bánh răng bitumen (nhựa đường) và hở làm việc ở tốc độ các phụ gia nâng cao các thấp và tải trọng không đặc tính nhất định như tính cao, cáp điện, băng bám dính, cực áp, chống chuyền cơ khí (b) mài mòn. Dầu từ nguồn dầu khoáng, AC Dây xích cưa của cưa dầu động vật, dầu thực vật máy (có lưỡi cưa cấu hoặc dầu tổng hợp, có tạo bằng dây xích). chứa các phụ gia tính năng đáp ứng đặc tính yêu cầu. (a) Đối với các ứng dụng xả thẵng vào môi trường, dầu nhờn sử dụng phải tuân thủ luật pháp hiện hành của mỗi nước sở tại. (b) Đối với các ứng dụng như bánh rằng hở, cáp điện, băng chuyền cơ khí, ghi đường sắt, trục quay sử dụng mỡ bôi trơn mịn đến lỏng thì việc phân loại các loại mỡ bôi trơn này được qui định tại các tiêu chuẩn phân loại khác. 22 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-2:1981 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM F: TRỤC & KHỚP NỐI LĨNH VỰC MÁY MÓC BỘ PHẬN THÀNH PHẦN CẤP ĐIỀU KIỆN GHI CHÚ SỬ DỤNG KẾT CẤU BÔI TRƠN & ĐẶC TÍNH ISO SỬ DỤNG Trục chính, ổ Thiết bị máy cái Trục chính Dầu khoáng tinh có đặc FC Bôi trơn ổ trục và Loại trừ việc sử trục và các và máy rèn ép ổ trục và tính tốt (chống ăn mòn, khớp nối dưới áp dụng phụ gia – khớp nối ổ trục các khớp oxy hóa do pha phụ gia) suất của bể dầu chống mài mòn nối ổ trục nhờn hoặc màn và chống kẹt sương dầu. xước do khả năng ăn mòn các mối nối. Trục chính Dầu khoáng tinh có đặc FB Bôi trơn ổ trục ổ trục tính tốt (chống ăn mòn, trượt vào trục lăn mài mòn, oxy hóa do pha ở áp suất do phụ gia) dùng bể dầu nhờn hoặc màn sương dầu. 23 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP THEO AGMA (AMERICAN GEAR MANUFACTURERS ASSOCIATION) Theo cách này, ngoài chỉ số nhớt (VI ≥ 90) và độ bền oxy hoá, phân loại AGMA còn đánh giá khả năng chống ăn mòn, chống rỉ, chống tạo bọt, đầy nước và độ sạch dầu. Đối với dầu có pha phụ gia chống kẹt xước còn đáng giá thêm khả năng chống kẹt xước và tính hoà tan của phụ gia. DẦU PHA PHỤ GIA CHỐNG SỐ HIỆU DẦU PHA PHỤ GIA TƯƠNG ĐƯƠNG ĐỘ NHỚT MÀI MÒN & OXY HOÁ CHỐNG KẸP XƯỚC EP HỆ ASTM-ASLE ở 40oC (mm2/s) 1 S215 41.1 - 50.6 2 2EP S315 61.2 - 74.8 3 3EP S465 90 - 110 4 4EP S700 135 - 165 5 5EP S100 198 - 242 6 6EP S1500 288 - 352 7 hợp chất (compound) 7EP S2150 414 - 506 8 hợp chất 8EP S3150 612 - 748 8 hợp chất A S4650 900 - 1100 EP: Extreme Pressure (Phụ gia EP được dùng với mục đích giảm mài mòn trên bề mặt các linh kiện, thiết bị chịu cực áp). 24 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦUDẦU TRUYỀNTRUYỀN ĐỘNGĐỘNG BÁNHBÁNH RĂNGRĂNG (HỘP(HỘP SỐ)SỐ) GEAR OIL 25 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG (HỘP SỐ) – GEAR OIL Sử dụng cho kết cấu hộp số cơ, hộp số phụ, cầu dẫn hướng của ô tô và bộ truyền động máy kéo thường dùng bánh răng thẳng và bánh răng xiên, truyền động bánh răng côn xoắn và truyền động trục vít. SPUR - NHỌN HELICAL - XOẮN Kiểu truyền động, đặc tính, kết cấu và điều kiện vận hành của máy móc xác định yêu cầu về chất lượng đối với dầu truyền động bánh răng (hộp số). Để đảm bảo hoạt động bình thường của hệ truyền động, dầu phải đạt các yêu cầu cơ bản sau: HERRINGBONE BEVEL – CÔNIC Chống ăn mòn và chống mài mòn; Độ bền nhiệt cao (Chỉ số Độ nhớt - VI: Viscosity Index cao); Độ bền ôxy hóa cao (chống rỉ sét, ăn mòn); Độ bám cao, bảo vệ tốt thiết bị; HYPOID CROWN Không độc hại và không ảnh hưởng đến môi trường. Truyền động bánh răng trong các thiết bị công nghiệp thường chia làm 02 nhóm: Bánh răng đặc biệt và bánh răng trục vít (trục khuỷu, WORM - TRỤC VÍT NON-CIRCULAR côn xoắn, hypoid); Bánh răng trục và bánh răng côn với vòng quay đầu tiên của bánh răng sẽ lăn mà không trượt. EPICYCLIC SUN & PLANET 26 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG (HỘP SỐ) – GEAR OIL PHÂN LOẠI THEO TIÊU CHUẨN SAE J306 (phiên bản hiệu chỉnh tháng 06/2005) – SAE: Society of Automotive Engineers o (3) Nhiệt độ tối đa cho Độ nhớt Động học ở 100 C, cSt Độ nhớt SAE o (1) (2) Độ nhớt 150000 cP, C Tối thiểu (4) Tối đa 70W -55 (5) 4.1 75W -40 4.1 80W -26 7.0 85W -12 11.0 80 7.0 <11.0 85 11.0 <13.5 90 13.5 <18.5 (vẫn dùng <24.0) 110 18.5 <24.0 140 24.0 <32.5 (vẫn dùng <41.0) 190 32.5 <41.0 250 41.0 (1) Sử dụng ASTM D2983 (2) Các yêu cầu tăng thêm độ nhớt ở nhiệt độ thấp có thể áp dụng với các chất lỏng chuyên dụng sử dụng trong các hệ truyền động (trục truyền) đồng bộ điều khiển bằng tay thuộc ngành công nghiệp nhẹ. (3) Sử dụng ASTM D445 (4) Giới hạn cũng phải đáp ứng thử nghiệm theo CEC L-45-A-99, Phương pháp C (20 giờ) (5) Tiêu chuẩn ASTM D2983 không được xây dựng cho độ chính xác dưới -40oC. Điều này cần được xem xét thận trọng trong quá trình ứng dụng. GHI CHÚ: 1 cP = 1 mPa*s; 1 cSt = 1 mm2/s (cP: CentiPoises; mPa*s: MilliPascal-second: cSt: CentiStokes) (SAE 110, 190 chưa ứng dụng rộng rãi) Với các loại dầu nhờn có tăng cường phụ gia chống mài mòn, phía sau ký tự tiêu chuẩn thường đặt thêm “EP” (Extreme Pressure: Cực Áp) hoặc “HD” (Heavy Duty: Công việc/Tải trọng nặng) tùy thuộc vào mức độ & yêu cầu đề ra. 27 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG (HỘP SỐ) – GEAR OIL PHÂN LOẠI THEO TIÊU CHUẨN API API: American Petroleum Institute NHÓM PHẠM VI SỬ DỤNG ĐẶC TÍNH GL1 Dùng cho hệ truyền động bánh răng kiểu hình trụ, trục + Thường không có phụ gia. vít, côn xoắn làm việc ở tốc độ và tải trọng nhẹ. + Có thể có phụ gia chống oxy hóa, chông ăn mòn và chống tạo bọt. nhưng không có phụ gia chống kẹt xước GL2 Dùng cho truyền động trục vít làm việc ở điều kiện như + Khác với nhóm GL1, trong nhóm này có phụ gia giảm GL1, nhưng có yêu cầu cao hơn về tính chống ma sát. ma sát. GL3 Dùng cho hệ truyền động bánh răng côn xoắn, làm việc ở + Có tính chống mài mòn và chống kẹt xước tốt hơn điều kiện khắc nghiệt về tốc độ và tải trọng. GL2, nhưng kém hơn GL4. GL4 Dùng cho các hệ truyền động hypoid, làm việc ở tốc độ + Có phụ gia chống kẹt xước chất lượng cao. cao với moment quay thấp, và ở tốc độ thấp với moment quay điều kiện cao. GL5 Dùng cho các hệ truyền động hypoid, làm việc ở tốc độ + Điều kiện làm việc khắc nghiệt hơn so với GL4. cao với moment quay thấp. + Phụ gia chống kẹt xước có chứa phosphor và lưu Hệ truyền động có tải trọng va đập trên bánh răng truyền huỳnh. động, hoạt động ở tốc độ trược cao. GL6 Dùng cho truyền động hypoid có sự dịch chuyển dọc + Có phụ gia chống kẹt xước chứa phosphor và lưu theo trục của hệ truyền động (dịch chuyển mạnh ở hệ huỳnh nhiều hơn nhóm GL5. hypoid bình thường), gặp moment quay lớn khi tăng tốc độ và tải trọng va đập. MT-1 Thường dùng cho hộp số tay không đồng bộ trong các + Dầu có tính năng bền nhiệt, và 10% phụ gia EP động cơ tải trọng nặng như xe buýt (bus) và xe tải. (Extreme Pressure: cực áp) và giảm ma sát. 28 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-6:1990 – NHÓM C: TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG Ứng dụng Ứng dụng Thông tin Thành phần Cấp Lĩnh vực Nhóm Ghi chú chung đặc biệt chi tiết & đặc tính ISO-L ứng dụng C Truyền Bánh răng Liên tục Dầu khoáng tinh chế với độ CKB Điều kiện tải trọng nhẹ động bánh kín bôi trơn bền ôxy hóa, chống ăn mòn răng bằng dòng (kim loại có sắt và không có bắn tia sắt), và chống tạo bọt tuần hoàn hoặc phun Dầu Nhóm CKB có tăng CKC Điều kiện làm việc ổn Xem Phụ lục C.A cường EP (Extreme định về nhiệt độ dầu Pressure: Cực áp) và AW bình thường và trung (Anti-Wear: Chống Ăn mòn) bình, với tải trọng nặng Dầu Nhóm CKC có tăng CKD Điều kiện làm việc ổn cường ổn định nhiệt/ôxy hóa định ở nhiệt độ cao, với đáp ứng điều kiện làm việc ở tải trọng nặng nhiệt độ cao hơn Dầu Nhóm CKB với sự bảo CKE Điều kiện làm việc có đảm hệ số ma sát thấp ma sát cao (vd. bánh răng trục vít) Dầu có độ bền ôxy hóa, CKS Điều kiện làm việc dầu 1) Phụ lục C.A chống ma sát và chống ăn ở nhiệt độ ổn định rất 2) Các sản phẩm mòn, ở dãy nhiệt độ lớn (thấp thấp, thấp và rất cao có yêu cầu kỹ và cao) với tải trọng nhẹ thuật cao thường là dầu tổng hợp Dầu Nhóm CKS ở dãy nhiệt CKT Điều kiện làm việc dầu do dầu khoáng độ lớn (thấp và cao) làm việc ở nhiệt độ ổn định rất không đảm bảo ở tải trọng nặng thấp, thấp và rất cao tốt với tải trọng nhẹ Dầu phun Mỡ nhờn chịu cực áp có tính CKGa Điều kiện tải trọng nhẹ Xem Phụ lục C.A tia liên tục năng AW (Anti-Wear) (còn tiếp) 29 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-6:1990 – NHÓM C: TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG Ứng dụng Ứng dụng Thông tin Thành phần Cấp Lĩnh vực Nhóm Ghi chú chung đặc biệt chi tiết & đặc tính ISO-L ứng dụng C Truyền Bánh răng Bôi trơn Dầu có thành phần nhựa CKH Bánh răng hình trụ 1) Phụ lục C.A động bánh hở có thể gián đoạn đường (bituminous) với tính hoặc hình nón (xiên 2) Dầu Nhóm AB răng lắp đặt với theo ISO 6743-1 có hay nhỏ năng chống ăn mòn góc) hoạt động trong thể được dùng như sự đảm bảo giọt hay môi trường nhiệt độ về an toàn Nhóm CKJ theo thiết Dầu Nhóm CKH có tăng CKJ trung bình, với tải trọng 3) Có thể dùng với kế cơ khí cường EP (Extreme nhẹ chất pha loãng dễ Pressure) và AW (Anti-Wear) bay hơi (CKH-DIL, CKJ-DIL) Mỡ nhờn tăng cường EP, CKLa Bánh răng hình trụ Xem Phụ lục C.A AW, chống ăn mòn, và ổn hoặc hình nón hoạt định nhiệt động trong môi trường nhiệt độ cao và rất cao, với tải trọng nặng Bôi trơn Dầu có tính năng chống kẹt CKM Điều kiện làm việc tải Dầu không thể gián đoạn xước cho phép làm việc trong trọng rất nặng không phun tia điều kiện cực áp (EP), và dầu thường xuyên có tính năng chống ăn mòn a Các sản phẩm loại này có thể là một số loại Mỡ nhờn. Các loại Mỡ nhờn này theo tiêu chuẩn ISO 9743-9 nên được tư vấn bởi nhà cung cấp. 30 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-6:1990 – NHÓM C: TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG PHỤ LỤC C.A Để lập tiêu chuẩn phân loại này, có 02 nhóm yếu tố quan trọng cần xét đến: Môi trường làm việc; và Điều kiện làm việc của bánh răng (tải trọng cùng tốc độ trượt). Trên đây không phải là các yếu tố duy nhất cần xét đến khi lựa chọn dầu nhờn, nhưng do tính quan trọng và thiết yếu nên các yếu tố này cần phải được xác định. Các bảng tiếp sau mang tính hướng dẫn khi lựa chọn dầu mỡ nhờn, tuy nhiên đây cũng chỉ là sự tham khảo. Tính ổn định nhiệt của dầu Điều kiện làm việc của bánh răng hoặc môi trường nhiệt độ Điều kiện Diễn giải o Rất thấp +120oC 500 MPa (MegaPascal; 500 N/mm ) và với tốc độ trượt tối đa (v ) trên bề g mặt bánh răng lớn hơn 1/3 bước răng trượt trên trục quay. Qui đổi: 1 N/mm2 = 10,194 kg/cm2 31 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦUDẦU MÁYMÁY NÉNNÉN COMPRESSOR OIL 32 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU MÁY NÉN – COMPRESSOR OIL Dầu máy nén bao gồm dầu máy nén khí và dầu máy nén lạnh (dầu máy lạnh). Trong công nghiệp dầu khí, máy nén có những ứng dụng như nén khí đồng hành, nén khí thiên nhiên để hóa lỏng, để tồn chứa hoặc vận chuyển khí dưới dạng nén hóa lỏng, để phân tích các thành phần hóa học Trong công nghiệp hóa chất, máy nén dùng để nén và hóa lỏng không khí, phân tích khi nitơ và ôxy trong các nhà máy sản xuất phân đạm Máy nén còn có ứng dụng trong kỹ nghệ lạnh và các máy hút chân không. Yêu cầu bôi trơn cho các máy nén rất khác nhau và tùy thuộc vào kiểu máy nén, kiểu khí được nén Ngoài ra việc bôi trơn chịu ảnh hưởng của áp suất và nhiệt độ vận hành. Về mặc nguyên lý và cơ học, các máy nén khí và máy lạnh có điểm khác nhau cơ bản là sự ảnh hưởng của khí lên dầu bôi trơn. Đối với máy nén lạnh và máy điều hòa nhiệt độ cần phải hết sức chú ý đến việc tác nhân làm lạnh luôn được trộn lẫn với dầu trong quá trình tuần hoàn. Máy nén làm tăng áp suất của khí hoặc hỗn hộp các khí và chuyển chúng đến nơi cần sử dụng. Ngược lại, máy chân không làm giảm áp suất xuống thấp hơn áp suất khí quyển và theo cách nhìn nhận này thì máy nén hoạt động theo chiều ngược với bơm chân không. Vì vậy dầu bôi trơn và việc bôi trơn đối với các bơm chân không cũng được gộp luôn vào phần dầu máy nén. 33 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU MÁY NÉN – COMPRESSOR OIL Máy nén gồm có 2 loại chính: Máy nén kiểu thể tích (dòng gián đoạn), gồm các loại: cylinder-piston, rotor. Máy nén kiểu động lực (dòng liên tục), gồm các loại: ly tâm, trục vít, kiểu dòng hỗn hợp Máy nén khí kiểu động lực cũng được gọi là máy nén kiểu turbine. Với 2 loại máy nén nói trên, dầu bôi trơn và khí tiếp xúc mạnh trong điều kiện liên tục tiếp xúc với bề mặt kim loại ở áp suất và nhiệt độ cao. Khí càng bị nén thì nhiệt độ phát ra càng cao. Nhiệt độ sinh ra có thể lên đến 270oC khi áp suất đẩy nằm trong khoảng 750-820kPa trong kỳ nén thứ nhất. Điều kiện làm việc như vậy sẽ thúc đẩy các phản ứng hóa học của chất bôi trơn, trong đó chủ yếu sẽ tạo ra quá trình ôxy hóa. Khi quá trình ôxy hóa diễn ra, các hợp chất bị ôxy hóa sẽ tiếp tục bị polymer hóa, tạo ra các chất có tính nhớt để đến một giai đoạn nào đó nó sẽ trở nên không tan trong dầu (kết tủa), đây là nguyên nhân tạo ra nhựa và bùn cặn lắng lại trong dầu máy nén. Chức năng chính của dầu máy nén là: Bôi trơn, làm giảm ma sát, chống mài mòn; Tản nhiệt, làm mát máy; Làm kín buồng nén; Chống ăn mòn linh kiện, thiết bị. 34 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU MÁY NÉN – COMPRESSOR OIL Dầu máy nén được chia làm 03 nhóm chủ yếu nêu sau: Dầu máy nén khí (có độ nhớt nằm trong dãy từ VG22 đến VG460; VG: Viscosity Grade); Dầu máy nén lạnh (có độ nhớt nằm trong dãy từ VG15 đến VG100); và Dầu bơm chân không: thường sử dụng các dầu chuyên dụng có áp suất hơi thấp ở nhiệt độ làm việc cho các bơm chân không để tạo chân không cao và siêu cao. Dầu nhờn loại này được sản xuất từ các dầu khoáng gốc naphten hoặc parafin bằng chưng cất phân tử với độ ổn định ôxy hóa cao và độ ổn định nhiệt tốt. Một nhóm dầu khác dùng cho bơm chân không là các este tổng hợp. được sử dụng rộng rãi nhất thuộc loại này là di-n- butyl- và di-n-octylphtalat. CẤP ĐỘ NHỚT ĐỘ NHỚT CẤP ĐỘ NHỚT ĐỘ NHỚT STT STT ISO 3448 ĐỘNG HỌC Ở 40oC ISO 3448 ĐỘNG HỌC Ở 40oC 01 VG 2 1,9 - 2,4 11 VG 100 90,0 - 110,0 02 VG 3 2,8 - 3,5 12 VG 150 135,0 - 165,0 03 VG 5 4,1 - 5,0 13 VG 220 198,0 - 242,0 04 VG 7 6,1 - 7,4 14 VG 320 288,0 - 352,0 05 VG 10 9,0 - 11,0 15 VG 460 414,0 - 506,0 06 VG 15 13,5 - 16,5 16 VG 680 612,0 - 748,0 07 VG 22 19,8 - 24,2 17 VG 1000 900,0 - 1.100,0 08 VG 32 28,8 - 35,2 18 VG 1500 1.350,0 - 1.650,0 09 VG 46 41,4 - 50,6 19 VG 2200 1.980,0 - 2.420,0 10 VG 68 61,2 - 74,8 20 VG 3200 2.880,0 - 3.520,0 35 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-3:1981 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM D: MÁY NÉN LĨNH VỰC MÁY MÓC BỘ PHẬN THÀNH PHẦN CẤP ĐIỀU KIỆN GHI CHÚ SỬ DỤNG KẾT CẤU BÔI TRƠN & ĐẶC TÍNH ISO SỬ DỤNG Máy nén Máy nén khí có Bơm piston: con Dầu khoáng DAA Chế độ làm việc nhẹ. Chú thích chi tiết về khí thiết bị bôi trơn trượt và dẫn DAB Chế độ làm việc trung bình. các chế độ làm việc áp lực của hướng. DAC Chế độ làm việc nặng. tham khảo Bảng 3_b1 buồng nén. Bơm rôto có bộ và 3_b2 tiếp sau. phận tra dầu nhỏ giọt (kiểu cánh). Bơm rôto có bộ DAG Chế độ làm việc nhẹ. phận tra dầu DAH Chế độ làm việc trung bình. nhanh (kiểu cánh, DAI Chế độ làm việc nặng. trục vít). Máy nén khí, Máy nén chất Phù hợp với dầu máy nén piston lỏng vành và máy truyền động bánh và rôto không nén dạng trục răng ổ trục và các cơ có hệ thống bôi khuỷu dùng cấu vận hành. trơn. nước. Bơm Máy nén động Máy nén tuabin ly Dầu khoáng DVA Độ chân không thấp, cho Vật liệu bôi trơn ổ chân lực bơm chân tâm, máy nén và dầu tổng khí không hoạt tính. trục. không không có hệ tuabin, trục hợp DVB Độ chân không thấp cho Độ chân không thấp thống bôi trơn piston, máy nén khí axít. (từ 0 ÷ 102Pa). buồng nén. rôto giọt, máy nén DVC Độ chân không trung bình Độ chân không trung rôto bịt kín bằng cho khí không hoạt tính. bình (từ 102÷10-1Pa). dầu nhờn (kiểu DVD Độ chân không trung bình Độ chân không cao trục và cánh). cho khí axít. (từ 10-1÷10-5Pa) Bơm chân không DVE Độ chân không cao, cho bít kín bằng dầu khí không hoạt tính. nhờn (rôto cánh DVF Độ chân không cao, cho và lòxo) khí hoạt tính. 36 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-3:1981 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM D: MÁY NÉN Bảng 3_b1 Nhóm dầu máy nén khí piston CHẾ ĐỘ CẤP ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC ISO HOẠT ĐỘNG Nhẹ DAA Hoạt động theo chu kỳ: Đủ thời gian để làm lạnh giữa các chu kỳ, áp suất đầu ra > 106Pa. Hoạt động liên tục: Nhiệt độ đầu ra 100oC, hạ áp suất cấp < 3:1 hoặc áp suất đầu ra: 106Pa. Nhiệt độ đầu ra 140oC hoặc hạ áp suất cấp lớn hơn 3:1. Trung bình DAB Hoạt động chu kỳ: Không đủ thời gian làm lạnh giữa các chu kỳ, áp suất đầu ra tới 106Pa. Nhiệt độ đầu ra hơn 160oC và áp suất hơn 106Pa. Nhiệt độ đầu ra từ 140oC đến 160oC hoặc hạ áp cấp lớn hơn 3:1. Nặng DAC Hoạt động chu kỳ và liên tục: các thông số giống như chế độ trung bình nhưng quan tâm tới độ tạo cốc trên đường hút khi sử dụng dầu nhờn ở chế độ làm việc trung bình. Bảng 3_b2 Nhóm dầu máy nén trục rôto và máy nén khí kiểu cánh CHẾ ĐỘ CẤP ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC ISO HOẠT ĐỘNG Nhẹ DAG Nhiệt độ không khí đầu ra nhỏ hơn 110oC. Trung bình DAH Nhiệt độ không khí đầu ra từ 100 đến 110oC. Nặng DAI Nhiệt độ không khí đầu ra lớn hơn 110oC. 37 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦUDẦU THỦYTHỦY LỰCLỰC HYDRAULIC OIL 38 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU THỦY LỰC – HYDRAULIC OIL “Thủy lực” được diễn giải là sự chuyển hóa năng lượng và tín hiệu thông qua chất lỏng; lực được truyền đến hệ thống kiểm soát, điều khiển và chuyển động. Dầu thủy lực sản xuất từ dầu khoáng, dầu tổng hợp và chất lỏng chống cháy được sử dụng rộng khắp trong tất cả máy móc và thiết bị. Dầu thủy lực có mặt ở mọi nơi trong cuộc sống. Hiếm có máy móc, thiết bị nào hoạt động mà không sử dụng đến hệ thống thủy lực. Các thành phần chính trong hệ thống thủy lực bao gồm: Bơm và động cơ (vd. hệ thống truyền động bánh răng, bơm piston, cánh quạt); Hydraulic Cylinder (xylanh thủy lực, vd. đơn hoặc đa tác vụ); Valves (vd. valve điều áp, valve điều hướng); Hệ thống tuần hoàn (vd. két dầu, bộ lọc dầu, bồn tăng áp, đường ống dẫn dầu); Roăn (gasket), niêm (seals) ; 39 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-4:2001 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM H: HỆ THỦY LỰC Ứng dụng Ứng dụng Thông tin Thành phần Cấp Lĩnh vực Nhóm Ghi chú chung đặc biệt chi tiết & đặc tính ISO-L ứng dụng H Hệ thống Thủy tĩnh Dầu khoáng tinh chế HH thủy lực không tự nhiên Dầu tinh chế tăng HL cường tính năng chống rỉ và tăng độ bền ôxy hóa. Dầu nhóm HL có tăng HM Các hệ thống thủy lực cường tính năng chống thông thường với chi tiết mài mòn. chịu lực cao. Dầu nhóm HL có tăng HR cường độ nhớt và độ bền nhiệt. Dầu nhóm HM có tăng HV Máy móc, thiết bị ngành cường độ nhớt và độ xây dựng và hàng hải. bền nhiệt. Dầu tổng hợp không có HS Tính năng đặc biệt tính năng chống cháy đặc biệt. Ứng dụng ở Triglycerides HETG Các hệ thống thủy lực (a) những nơi có yêu thông dụng (di động) cầu về dầu thân thiện môi trường. Polyglycols HEPG Dầu tổng hợp Esters HEES Polyalphaolefin và các HEPR sản phẩm gốc hydrocarbon (còn tiếp) 40 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-4:2001 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM H: HỆ THỦY LỰC Ứng dụng Ứng dụng Thông tin Thành phần Cấp Lĩnh vực Nhóm Ghi chú chung đặc biệt chi tiết & đặc tính ISO-L ứng dụng H Hệ thống Thủy tĩnh Hệ thống thủy lực Dầu nhóm HM với tính HG Thiết bị kết hợp giữa hệ Các loại dầu này thủy lực khe trượt năng chống ma sát thống thủy lực và trục thường là dầu đa trượt/dính quay khe trượt với sự dụng nhưng không giảm thiểu độ rung và đồng nghĩa chúng ngắt quãng (ma sát hoạt động tốt trong trượt/dính) ở tốc độ làm mọi hệ thống thủy việc chậm. lực. Ứng dụng ở Dầu tạo nhũ với nước HFAE Thường trên 80% những nơi yêu hàm lượng nước. cầu dầu chống Dung môi pha nước HFAS cháy Nước tạo nhũ với dầu HFB Nước kết hợp polymer HFC Thường trên 35% hàm lượng nước (b) Dầu tổng hợp 0 nước HFDR (b) và có phosphate esters Dầu tổng hợp không HFDU nước và chất khác Thủy động Truyền tự động HA Nhóm ứng dụng này học chưa được thử Bộ ghép và bộ HN nghiệm toàn diện và chuyển có thể sẽ được bổ sung sau. (a) Thành phần tối thiểu của chất lỏng (dầu) chuyên dụng trong hàm lượng là 70% (m/m). (b) Chất lỏng (dầu) chuyên dụng loại này cũng có thể thoả các điều kiện sinh thái (phân hủy và vô độc) như nhóm HE. 41 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦUDẦU TUABINTUABIN TURBINE OIL 42 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU TUABIN – TURBINE OIL Động cơ turbine hơi nước đã xuất hiện hơn 90 năm, đây là các động cơ chuyển năng lượng hơi nước sang cơ năng. Nhiệt độ buồng hơi turbine có thể lên đến 560oC và áp suất từ 130-240bar, điều này đòi hỏi phải sử dụng đến dầu nhờn. Dầu turbine không có phụ gia trước đây hiện không còn đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đề ra, khoảng 50 năm trở lại đây dầu turbine đều có sử dụng phụ gia chống ăn mòn, cũng như EP (Extreme Pressure: Cực Áp) và AW (Anti Wear: Chống Mài mòn). Yêu cầu về dầu turbine được quyết định bởi bản thân động cơ turbine (hơi nước, gas ) và điều kiện làm việc, chủ yếu bao gồm: Sự bôi trơn thủy động học cho ổ trục và bôi trơn cho hệ truyền động bánh răng; Tính tản nhiệt tốt; Chất lỏng chuyên dụng cho việc kiểm soát và tuần hoàn an toàn; Giảm ma sát và chống mài mòn, chống ăn mòn thiết bị Bên cạnh các yêu cầu cơ khí thủy động học ở trên, dầu turbine còn phải bảo đảm các yêu cầu hóa lý nêu sau: Độ ổn định trong quá trình làm việc dài và liên tục; Độ bền thủy phân (đặc biệt của các phụ gia thành phần); Chống ăn mòn ngay cả trong môi trường nước, hơi nước và/hoặc ngưng tụ khí; Đảm bảo tính tách nước (hơi nước và ngưng tụ hơi nước); Nhả khí nhanh và độ tạo bọt thấp; Độ lọc tốt với độ tinh khiết cao. 43 / 96
PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP TIÊU CHUẨN ISO 6743-5:1999 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM T: DẦU TURBINE Ứng dụng chung Thành phần & Đặc tính Mã ISO-L Ứng dụng chuyên dụng 1) Turbine hơi nước, nối trực tiếp hoặc Dầu khoáng tinh lọc, chứa thành TSA Máy phát điện, các hệ truyền động kết nối truyển động với bộ phát, điều kiện phần phụ gia chống ôxy hóa và công nghiệp cùng hệ thống điều thông thường. chống ăn mòn. khiển liên quan, động cơ máy thủy, nơi không có yêu cầu nâng cao hệ 2) Turbine gas, nối trực tiếp hoặc kết nối TGA tải của bộ truyền động bánh răng. truyển động với bộ phát, điều kiện thông thường. 3) Turbine hơi nước, nối trực tiếp hoặc Dầu khoáng tinh lọc, chứa thành TSE Máy phát điện, các hệ truyền động kết nối truyển động với bộ phát, điều kiện phần phụ gia chống ôxy hóa và công nghiệp cùng hệ thống điều làm việc cao. chống ăn mòn, cộng thêm phụ khiển liên quan, động cơ máy thủy, gia cực áp EP (Extreme nơi có yêu cầu cao về hệ tải của bộ 4) Turbine gas, nối trực tiếp hoặc kết nối Pressure) cho hệ truyền động TGE truyền động bánh răng. truyển động với bộ phát, điều kiện làm bánh răng. việc cao. 5) Turbine gas, nối trực tiếp hoặc kết nối Dầu khoáng tinh lọc, chứa thành TGB Máy phát điện, các hệ truyền động truyển động với bộ phát, điều kiện làm phần phụ gia chống ôxy hóa và công nghiệp cùng hệ điều khiển việc rất cao. chống ăn mòn – đáp ứng môi TGSB liên quan, nơi có yêu cầu kháng trường nhiệt độ cao. (= TSA+TGB) nhiệt tốt trong điều kiện làm việc ở nhiệt độ cao. 6) Dầu khác (theo ISO 6749-5 và ISO/CD 8068) a) TSC: Dầu turbine hơi nước tổng hợp không có tính năng chống cháy; b) TSD: Dầu turbine hơi nước tổng hợp với thánh phần phosphate esters có tính chống cháy (alkyl phosphate ester); c) TGC: Dầu turbine gas tổng hợp không có tính năng chống cháy; d) TGD: Dầu turbine gas tổng hợp với thánh phần phosphate esters có tính chống cháy (alkyl phosphate ester); e) TCD: Chất lỏng chuyên dụng tổng hợp cho hệ thống điều khiển, dựa trên thành phần phosphate esters có chống cháy. 44 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦUDẦU GIAGIA CÔNGCÔNG KIMKIM LOẠILOẠI METALWORKING OIL 45 / 96
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH DẦU GIA CÔNG KIM LOẠI – METALWORKING OIL Tiêu chuẩn ISO 6743-7, phân loại theo Nhóm M: Dầu Gia công Kim loại L-MHA: Chất lỏng chuyên dụng có thể có tính năng chống ăn mòn; L-MHB: Chất lỏng chuyên dụng Nhóm MHA có thêm tính năng giảm ma sát; L-MHC: Nhóm MHA có thêm EP (Extreme Pressure: Cực Áp), không hoạt hóa; L-MHD: Nhóm MHA có thêm EP (Extreme Pressure: Cực Áp), hoạt hóa; L-MHE: Nhóm MHB có thêm EP (Extreme Pressure: Cực Áp), không hoạt hóa; L-MHF: Nhóm MHB có thêm EP (Extreme Pressure: Cực Áp), hoạt hóa; L-MHG: Mỡ nhờn, chất kết dính, waxes pha trực tiếp hoặc với nước vào Nhóm MHA; L-MHH: Dạng xà phòng, dạng bột, chất bôi trơn .v.v được pha trộn lẫn vào nhau; L-MAA: Cô đặc, khi pha nước nhũ sữa (milky emulsions) tạo ra có tính chống ăn mòn (anti-corrosion); L-MAB: Nhóm MAA có tăng cường tính năng giảm ma sát (friction-reducing); L-MAC: Nhóm MAA có thêm EP (Extreme Pressure: Cực Áp) theo L-MAI; L-MAD: Nhóm MAB có thêm EP (Extreme Pressure: Cực Áp); L-MAE: Cô đặc, khi pha nước nhũ mờ (translucent/micro- emulsions) tạo ra có tính chống ăn mòn; L-MAF: Dạng cô đặc của Nhóm MAE có thêm tính năng giảm ma sát và/hoặc EP; L-MAG: Cô đặc, khi pha nước dung dịch trong suốt (transparent solutions) tạo ra có tính chống ăn mòn; L-MAH: Dạng cô đặc của Nhóm MAG có thêm tính năng giảm ma sát và/hoặc EP; L-MAI: Mỡ nhờn và chất kết dính pha trộn với nước 46 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ CÁC CHỦNG LOẠI DẦU NHỜN MỠMỠ NHỜNNHỜN GREASE 47 / 96
MỠ NHỜN – GREASE GIỚI THIỆU & MÔ TẢ MỠ NHỜN Theo các nghiên cứu lịch sử, có thể suy đoán rằng người Sumerian (3.500-2.500 trước CN) và sau đó là người Ai Cập (1.400 trước CN) đã sử dụng các loại dầu thực vật hoặc dầu ôliu theo dạng mỡ để tra vào các bánh xe. Mỡ nhờn đầu tiên của ngành công nghiệp được Partridge chế tạo ra năm 1835 là dạng mỡ nhờn calcium từ dầu thực vật hoặc dầu ôliu. Mỡ nhờn từ dầu khoáng có thể đã được giới thiệu bởi Raecz vào năm 1845. Mỡ nhờn được định nghĩa là các sản phẩm dạng từ rắn (solid) đến bán lỏng (semi-fluid) cấu thành từ sự phân tán của các phân tử cô đặc bên trong dầu nhờn. Mỡ nhờn thường được pha trộn thêm các thành phần khác để đạt một số tính năng kỹ thuật đề ra. Mỡ nhờn có nhiều lợi điểm so với dầu nhờn, vd. không bị vấn đề khởi động – tắt máy, trám kín hệ thống, ít bị nhiễm tạp chất Tuy nhiên, mỡ nhờn cũng có các bất lợi so với dầu nhờn, vd. không tản nhiệt, tốc độ chậm do độ nhớt cao, dễ bị ảnh hưởng bởi các tác nhân ôxy hóa do các phân tử ion hóa và tiết diện lớn. 48 / 96
MỠ NHỜN – GREASE DIỄN GIẢI CÁCH THỨC KÝ HIỆU & PHÂN LOẠI MỠ NHỜN THEO ISO 6743-9:2003 Bảng G1: Cách thức ký hiệu sản phẩm mỡ nhờn ISO L X Ký tự 1 Ký tự 2 Ký tự 3 Ký tự 4 Số NLGI Tiếp đầu ngữ Loại dầu Nhóm mỡ Nhiệt độ làm Nhiệt độ làm Lẫn nước Khả năng làm Tính đồng ISO việc thấp việc cao việc trong nhất điều kiện cực áp (EP: Extreme Pressure) Ví dụ: ISO-L-XBEGB 00 Bảng G2: Dãy nhiệt độ làm việc Ký tự 1 Ký tự 2 Nhiệt độ làm việc thấp Nhiệt độ làm việc cao Nhiệt độ (oC) Ký tự 1 Nhiệt độ (oC) Ký tự 2 0 A 60 A -20 B 90 B -30 C 120 C -40 D 140 D 180 G 49 / 96
MỠ NHỜN – GREASE DIỄN GIẢI CÁCH THỨC KÝ HIỆU & PHÂN LOẠI MỠ NHỜN THEO ISO 6743-9:2003 Bảng G3: Mức kháng nước và chống ăn mòn Độ nhiễm nướca Chống rỉ sétb Ký tự 3 L L A L M B L H C M L D M M E M H F H L G H M H H H I a L: khô (không nhiễm); M: tĩnh (nhiễm chưa lẫn); H: lẫn nước (nhiễm nặng); b L: không bảo vệ; M: bảo vệ khi có nhiễm nước; H: bảo vệ khi nhiễm nước mặn. Bảng G4: Khả năng bôi trơn trong điều kiện tải trọng nặng Tính năng Cực áp (EP: Extreme Pressure) Ký tự 4 Không có A Có tính năng EP B 50 / 96
MỠ NHỜN – GREASE DIỄN GIẢI CÁCH THỨC KÝ HIỆU & PHÂN LOẠI MỠ NHỜN THEO ISO 6743-9:2003 Bảng G5: Hệ số NLGI (National Lubricating Grease Institute, USA) Độ xuyên kim (penetration) Hệ số NLGI Hình thái bên ngoài Ứng dụng sau 60 lần nện/nén chặt ở 25oC (0.1mm) 000 445-475 Lỏng Bánh răng 00 400-430 Hơi lỏng (Semi-fluid) 0 355-385 Rất mềm dẻo 1 310-340 Mềm dẻo (Soft) 2 265-295 Mỡ nhờn “thông dụng” Vòng bi (bạc đạn) 3 220-250 Rắn 4 175-205 Rất rắn 5 130-160 Cứng 6 85-115 Rất cứng (Soap-like) Puli (pulley, block) CHÚ GIẢI: (1). PENETRATION (ĐỘ XUYÊN KIM): là độ sâu, theo 1/10 millimeter, mà một vật nhọn hình chóp nón bằng kim loại thông thường trong điều kiện thông thường sẽ xuyên thấu bề mặt mỡ nhờn. Độ xuyên kim (penetration) càng lớn thể hiện mỡ nhờn càng lỏng do khoảng cách xuyên thấu lớn. (2). STROKE (NỆN/NÉN): mẫu mỡ nhờn thí nghiệm được cho vào bộ thử và nện/nén chặt 60 lần trong điều kiện mẫu mỡ nhờn lẫn bình chứa đều ở nhiệt độ 25oC. 51 / 96
MỠ NHỜN – GREASE TIÊU CHUẨN SO 6743-9:2003 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM X: MỠ NHỜN Các yêu cầu ứng dụng Ứng dụng Dãy nhiệt độ làm việc Ký hiệu Ký tự Ký tự chung Độ nhiễm nước Tải trọng (EP) Hệ số NLGI ISO-L Nhiệt độ Ký tự Nhiệt độ Ký tự 3 4 thấpa (oC) 1 caob (oC) 2 Bôi trơn 0 A 60 A Khả năng thỏa A Khả năng bôi A Kết hợp áp số Việc ký hiệu với yêu 90 B các điều kiện B trơn của mỡ B theo hệ số sản phẩm cầu dùng 120 C bôi trơn trong C nhờn trong điều NLGI tương được thực mỡ nhờn 140 D môi trường D kiện tải trọng thích theo hiện bằng 160 E nhiễm nước, và E cao đòi hỏi tính bảng G5. việc kết hợp 180 F độ chống rỉ theo F năng cực áp ký tự “X” > 180 G bảng G3. G (EP: Extreme cùng với các H Pressure) theo ký tự 1, 2, 3, -20 B 60 A I bảng G4. 4 và hệ số 90 B NLGI. 120 C 140 D Vd: ISO-L- 160 E XBEGB 00 180 F > 180 G -30 C 60 A 90 B 120 C 140 D 160 E 180 F > 180 G (còn tiếp) 52 / 96
MỠ NHỜN – GREASE TIÊU CHUẨN SO 6743-9:2003 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM X: MỠ NHỜN (tiếp theo) Các yêu cầu ứng dụng Ứng dụng Dãy nhiệt độ làm việc Ký hiệu Ký tự Ký tự chung Độ nhiễm nước Tải trọng (EP) Hệ số NLGI ISO-L Nhiệt độ Ký tự Nhiệt độ Ký tự 3 4 thấpa (oC) 1 caob (oC) 2 -40 D 60 A Khả năng thỏa A Khả năng bôi A Kết hợp áp số Việc ký hiệu 90 B các điều kiện B trơn của mỡ B theo hệ số sản phẩm 120 C bôi trơn trong C nhờn trong điều NLGI tương được thực 140 D môi trường D kiện tải trọng thích theo hiện bằng 160 E nhiễm nước, và E cao đòi hỏi tính bảng G5. việc kết hợp 180 F độ chống rỉ theo F năng cực áp ký tự “X” > 180 G bảng G3. G (EP: Extreme cùng với các H Pressure) theo ký tự 1, 2, 3, 180 G a Nhiệt độ khảo sát thấp nhất khi khởi động hoặc chạy máy, hoặc khi bơm mỡ nhờn. b Nhiệt độ cao nhất của thiết bị được bôi trơn trong quá trình hoạt động. Mỡ nhờn thường gồm hai loại: Thông dụng nhất là Mỡ nhờn Lithium; loại này có độ tan chảy từ 190oC đến 220oC, tuy nhiên nhiệt độ làm việc tối đa là 120oC. Mỡ nhờn Calcium có độ tan chảy thấp hơn Lithium, nhưng có khả năng kháng nước cao hơn. 53 / 96
GIỚI THIỆU Về mặt kỹ thuật và thương mại, Dầu Động cơ chiếm đa phần (±60%) với ưu thế vượt trội trong các sản phẩm dầu mỡ nhờn và chất lỏng chuyên dụng. Dầu Động cơ đóng vai trò rất rộng, đáp ứng nhiều yêu cầu tính năng trong các động cơ (xe ôtô, xe khách, xe tải, máy kéo, máy gặt, máy móc xây dựng ). Nhiệm vụ cơ bản nhất của Dầu Động cơ là bảo đảm sự giảm ma sát của tất cả linh kiện trong mọi điều kiện hoạt động của động cơ. Bên cạnh nhiệm vụ giảm ma sát, Dầu Động cơ còn đáp ứng các tính năng khác từ trám kín xy-lanh (cylinder) cho đến việc di chuyển cặn, muội, mạt kim loại đến lọc dầu (tẩy rửa và làm sạch động cơ). Dầu Động cơ đảm bảo việc giảm ma sát, chống mài mòn, đảm bảo lưu chuyển và bơm dầu trong các điều kiện nhiệt độ thấp đến cao, với dãy nhiệt độ từ dưới -40oC đến trên 100oC. Với các yêu cầu ngày càng cao đối với dầu nhờn cho động cơ diesel (vd. đến 100.000km mới thay dầu, giảm khí thải ), để thể hiện sự đáp ứng các yêu cầu này dầu động cơ thường được gán các ký hiệu HD (Heavy Duty: công việc/tải trọng nặng), SHPD (Super High Performance Diesel: dầu động cơ diesel công việc/tải trọng khắt khe), và XHPD (Extra High Performance Diesel: cho công việc/tải trọng rất khắc nghiệt). 55 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO TIÊU CHUẨN SAE J300 (THÁNG 07/2001) (SAE: Society of Automotive Engineers) Độ nhớt (quay) Biểu Độ nhớt (bơm) Khởi Độ nhớt Tỉ lệ Trượt kiến Nhiệt độ thấp động Nhiệt độ thấp Độ nhớt Động học Tỉ lệ Trượt thấp tại cao tại 150oC và 106 s-1 (mPa s; cP) tại Nhiệt (mPa s; cP) tại Nhiệt 100oC (mm2 s-1; cSt) Cấp độ o o (mPa s; cP) nhớt SAE độ theo C (CCS) độ theo C (MRV) Tối đa Tối đa Tối thiểu Tối đa Tối thiểu 0 W 6200 tại -35 60 000 tại -40 3.8 – – 5 W 6600 tại -30 60 000 tại -35 3.8 – – 10 W 7000 tại -25 60 000 tại -30 4.1 – – 15 W 7000 tại -20 60 000 tại -25 5.6 – – 20 W 9500 tại -15 60 000 tại -20 5.6 – – 25 W 13000 tại -10 60 000 tại -15 9.3 – – 20 – – 5.6 < 9.3 2.6 30 – – 9.3 <12.5 2.9 40 – – 12.5 <16.3 2.9* 40 – – 12.5 <16.3 3.7 50 – – 16.3 <21.9 3.7 60 – 21.9 <26.1 3.7 * cho các cấp độ 0W-40, 5W-40, 10W-40 cho các cấp độ 15W-40, 20W-40, 25W-40 và 40 Đơn cấp CHÚ THÍCH: + Độ nhớt (quay) Biểu kiến Nhiệt độ thấp: Low Temperature Cranking Viscosity + CCS: Cold Cranking Simulators + Độ nhớt (bơm) Khởi động Nhiêt độ thấp: Low Temperature Pumping Viscosity + MRV: Mini-Rotary Viscometer + Độ nhớt Động học Tỉ lệ Trượt thấp: Low Shear-Rate Kinematic Viscosity + Độ nhớt Tỉ lệ Trượt cao: High Shear-Rate Viscosity + 1 cP = 1 mPa*s; 1 cSt = 1 mm2/s (cP: CentiPoises; mPa*s: MilliPascal-second: cSt: CentiStokes) 56 / 96
DẦU ĐỘNG CƠ Tham khảo các Khuyến cáo Sử dụng 57 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO TIÊU CHUẨN API SAE J183 3 tổ chức API (American Petroleum Institute), ASTM (American Society of Testing & Materials) và SAE (Society of Automotive Engineers) đã cùng lập bộ tiêu chuẩn phân loại Dầu Động cơ theo yêu cầu sử dụng. Theo đó, API định nghĩa ký tự “S” (Service Oils) dùng cho các động cơ xăng, và “C” (Commercial) dùng cho các động cơ diesel. ĐỘNG CƠ XĂNG (NHÓM “S”: SERVICE) SA Dầu động cơ thông thường có thể có tăng cường phụ gia tính năng chống đông và chống tạo bọt. Được sử dụng cho các động cơ cũ hoạt động trong điều kiện tải trọng nhẹ không đòi hỏi tính năng bảo vệ của hợp chất dầu nhờn. Sản phẩm nhóm này không nên sử dụng cho bất kỳ động cơ nào ngoại trừ có sự khuyến cáo đặc biệt của nhà sản xuất máy móc, thiết bị. SB Dầu động cơ với phụ gia tính năng thấp. Sử dụng cho động cơ xăng công suất thấp và cũ hoạt động trong điều kiện tải trọng nhẹ chỉ đòi hỏi một số tính năng bảo vệ tối thiểu của hợp chất dầu nhờn. Dầu nhờn nhóm này được sử dụng từ năm 1930 và chỉ cung cấp tính năng chống trầy xước, ngăn ngừa quá trình ôxy hóa của dầu và hạn chế mài mòn vòng bi, ổ trục. Sản phẩm nhóm này không nên sử dụng cho bất kỳ động cơ nào ngoại trừ có sự khuyến cáo đặc biệt của nhà sản xuất máy móc, thiết bị. SC Dầu động cơ sử dụng cho điều kiện tải trọng thông thường. Sản phẩm dầu nhờn có chứa các phụ gia tính năng chống tạo cốc (anti-coking; chống tạo muội than), chống tạo cặn (bùn) đen, chống lão hóa thiết bị, chống ăn mòn và chống mài mòn. Tiêu chuẩn sản phẩm này được sử dụng cho các động cơ xăng (xe khách, xe tải) sản xuất trong giai đoạn từ 1964 đến 1967, và theo khuyến cáo của nhà sản xuất. SD Dầu động cơ sử dụng trong điều kiện đòi hỏi cao hơn API-SC. Sản phẩm nhóm này có các tính năng bảo đảm hoạt động trong các điều kiện nhiệt độ thấp đến cao, cùng tất cả các tính năng của API-SC nhưng cao hơn. Tiêu chuẩn sản phẩm này được sử dụng cho các động cơ xăng (xe khách, xe tải) sản xuất trong giai đoạn từ 1968 đến 1970, và cũng vẫn có thể áp dụng cho các động cơ từ 1971 trở về sau. Sản phẩm nhóm API-SD có thể sử dụng cho các động cơ xăng được khuyến cáo dùng API-SC. (còn tiếp) 58 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO TIÊU CHUẨN API SAE J183 ĐỘNG CƠ XĂNG (NHÓM “S”: SERVICE) (tiếp theo) SE Dầu động cơ cho các yêu cầu nghiêm ngặt và tải trọng làm việc cường độ gắt (như điều kiện giao thông “dừng và chạy”). Sản phẩm được sử dụng cho các động cơ xăng từ 1972 trở đi với bảo đảm của nhà sản xuất. Sản phẩm nhóm này có đầy đủ tất cả các tính năng của API-SC và API-SD nhưng cao hơn. Nhóm này đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn Ford M2C-9001-AA, GM 6136-M và MIL-L 46 152 A. SF Dầu động cơ cho các yêu cầu nghiêm ngặt và tải trọng làm việc cường độ gắt (như điều kiện giao thông “dừng và chạy”) và xe tải. Tiêu chuẩn sản phẩm này được sử dụng cho các động cơ xăng từ 1980 trở đi với bảo đảm của nhà sản xuất. Sản phẩm nhóm này có đầy đủ tất cả các tính năng của API-SF nhưng vượt trội ở tính năng độ bền ôxy hóa, chống mài mòn và chống tạo cặn (lưu chuyển cặn bẩn đến lọc dầu). Nhóm này đáp ứng các tiêu chuẩn Ford SSM-2C-9011A (M2C-153-B), GM 6048-M và MIL-L 46 152 B. SG Dầu động cơ xăng cho các điều kiện làm việc cường độ gắt nhất. Tiêu chuẩn sản phẩm này được sử dụng cho các động cơ xăng từ 1989 trở đi với bảo đảm của nhà sản xuất. Sản phẩm nhóm API-SG có các tính năng cao hơn API-SE và API-SF; có thể sử dụng ở các động cơ được khuyến cáo dùng API-SE và API-SF. Sản phẩm nhóm này đáp ứng tiêu chuẩn MIL-L 46 152 D. SH Sử dụng cho các động cơ xăng từ 1993 trở về sau. Nhóm sản phẩm API-SH đáp ứng các yêu cầu của CMA (Chemical Manufacturers Association) Product Approval Code of Practice (tạm dịch Qui định về Cách thức Phê chuẩn Sản phẩm của Hiệp hội các Nhà SX Hóa chất). Tính năng vượt trội hơn API-SG. Sản phẩm nhóm này đáp ứng tiêu chuẩn ILSAC GF-1 không bao hàm Thử nghiệm Tiết kiệm Năng lượng (Fuel Economy Test) nhưng với sự khác biệt rằng sản phẩm đa cấp 15W-XX (vd. 15W-40) được chấp nhận. SJ Áp dụng từ tháng 10/1996. Nhu cầu cao hơn do tính năng chống bay hơi cao hơn API-SH. SL Được giới thiệu năm 2001, và dùng cho các động cơ sản xuất từ 2004 trở về trước. Sản phẩm được thiết kế tính năng kiểm soát lắng cặn ở nhiệt độ cao tốt hơn và giảm độ tiêu hao dầu nhờn. Nhóm này có thể đáp ứng tiêu chuẩn ILSAC GF-3 cũng như “Tiết kiệm Năng lượng” (Energy Conserving). SM Được giới thiệu từ tháng 11/2004, và dùng cho tất cả các động cơ xăng hiện lưu hành. Sản phẩm được thiết kế nâng cao các tính năng chống ôxy hóa, chống lắng cặn, chống mài mòn và hoạt động tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ thấp. Đáp ứng tiêu chuẩn ILSAC GF-4 và “Tiết kiệm Năng lượng” (Energy Conserving). Chú thích: API đã loại các nhóm “SI” và “SK” khỏi danh sách phân loại. 59 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO TIÊU CHUẨN API SAE J183 3 tổ chức API (American Petroleum Institute), ASTM (American Society of Testing & Materials) và SAE (Society of Automotive Engineers) đã cùng lập bộ tiêu chuẩn phân loại Dầu Động cơ theo yêu cầu sử dụng. Theo đó, API định nghĩa ký tự “S” (Service Oils) dùng cho các động cơ xăng, và “C” (Commercial) dùng cho các động cơ diesel. ĐỘNG CƠ DIESEL (NHÓM “C”: COMMERCIAL) CA Sử dụng cho các động cơ xăng công suất thất và diesel thường (naturally aspirated diesel engine) dùng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp. Được dùng rộng rãi từ cuối thập niên 1940 đến thập niên 1950 nhưng hiện nay không nên sử dụng cho bất kỳ động cơ nào ngoại trừ có sự khuyến cáo đặc biệt của nhà sản xuất máy móc, thiết bị. Tương đương tiêu chuẩn MIL-L 2104 A. CB Sử dụng cho các động cơ xăng công suất thấp đến trung bình và diesel thường (naturally aspired diesel engine) dùng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh thấp. Dầu nhờn nhóm này đáp ứng tính năng chống tạo lắng cặn ở nhiệt độ cao và chống mài mòn ổ trục. Thích hợp với các loại động cơ sản xuất từ 1949 trở về sau. Đáp ứng các tiêu chuẩn DEF 2101 D và MIL-L 2104 A Suppl. 1 (S1). CC Dầu động cơ sử dụng cho động cơ xăng và diesel hoạt động trong điều kiện thường và khắc nghiệt. Sản phẩm dầu nhờn có chứa các phụ gia tính năng chống tạo cặn (bùn) đen, chống lắng cặn ở nhiệt độ cao, và chống mài mòn. Tiêu chuẩn sản phẩm này được sử dụng cho các động cơ từ năm 1961 trở về sau. Đáp ứng tiêu chuẩn MIL-L 2104 C. CD Dầu động cơ sử dụng trong điều kiện tải trọng nặng, dùng cho các động cơ diesel thường (naturally aspirated) và diesel turbo tăng áp (turbocharged) với các yêu cầu cao về kiểm soát mài mòn và lắng cặn, hoặc sử dụng nhiên liệu có chất lượng không đồng đều và chứa hàm lượng lưu huỳnh cao. Sản phẩm nhóm này có các tính năng chống lắng cặn ở nhiệt độ cao và chống mài mòn ổ trục. Tiêu chuẩn sản phẩm này được giới thiệu từ năm 1955 và đáp ứng các tiêu chuẩn MIL-L 45 199 B (S3) và MIL-L 2104 C. CD II Tương đương API-CD với các bổ sung nhằm đáp ứng yêu cầu cho Động cơ Diesel 2 Thì Mỹ, và nâng cao tính năng bảo vệ động cơ chống lắng cặn và chống mài mòn. CE Dầu động cơ dùng cho các động cơ diesel tốc độ thấp - tải trọng nặng và tốc độ cao - tải trọng nặng, có hoặc không có turbo tăng áp (turbocharged) cho các tải trọng dao động. Nâng cao việc kiểm soát tiêu hao dầu cùng các tính năng chống cô đặc dầu, chống tạo lắng cặn piston và chống mài mòn. Được dùng cho các động cơ từ 1983 trở về sau. (còn tiếp) 60 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO TIÊU CHUẨN API SAE J183 ĐỘNG CƠ DIESEL (NHÓM “C”: COMMERCIAL) (tiếp theo) CF Thay thế tiêu chuẩn API-CD dùng cho các động cơ diesel turbo tăng áp (turbocharged) và các động cơ diesel khác có sử dụng nhiên liệu với nhiều cấp độ chất lượng khác nhau bao gồm nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao trên 0,5% trọng lượng. Hiệu quả chống tạo lắng cặn piston, chống mài mòn và chống ăn mòn các ổ trục có linh kiện bằng đồng. Được giới thiệu từ 1994 và có thể dùng thay thế API-CD. CF-2 Dùng cho các động cơ diesel 2 thì, được giới thiệu từ 1994 và có thể thay thế API-CD II. CF-4 Dầu động cơ dùng cho các động cơ diesel 4 thì tốc độ cao. Đáp ứng các yêu cầu của API-CE với sự nâng cao các tính năng kiểm soát tiêu hao dầu và làm sạch piston. Được giới thiệu từ 1990 và có thể dùng thay thế cho API-CD hoặc API-CE. CG-4 Sử dụng cho các động cơ diesel 4 thì tải trọng nặng. Nhóm này tăng cường các tính năng kiểm soát hiệu quả chống lắng cặn piston, chống ăn mòn, chống mài mòn, chống tạo bọt, nâng cao độ bền ôxy hóa, và chống tạo muội (soot). Được giới thiệu từ 1994 và có thể thay thế API-CD, API-CE và API-CF-4. CH-4 Dùng cho các động cơ diesel 4 thì tốc độ cao sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh trên 0,5% trọng lượng. Được giới thiệu từ 1998 và có thể thay thế API-CD, API-CE, API-CF-4, API-CG-4. CI-4 Dùng cho các động cơ diesel 4 thì tốc độ cao đáp ứng các Tiêu chuẩn Giảm Khí thải 2004 (2004 Exhaust Emission Standards) áp dụng từ năm 2002. Nhóm dầu này được thiết kế nhằm gia tăng độ bền động cơ khi ứng dụng cơ chế rút khí tuần hoàn (EGR: Exhaust Gas Recirculation) và sử dụng nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh đến 0,5% trọng lượng. Được giới thiệu từ 2002 và có thể thay thế API-CD, API-CE, API- CF-4, API-CG-4, API-CH-4. 61 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO TIÊU CHUẨN API SAE J183 3 tổ chức API (American Petroleum Institute), ASTM (American Society of Testing & Materials) và SAE (Society of Automotive Engineers) đã cùng lập bộ tiêu chuẩn phân loại Dầu Động cơ theo yêu cầu sử dụng. Theo đó, API định nghĩa ký tự “S” (Service Oils) dùng cho các động cơ xăng, và “C” (Commercial) dùng cho các động cơ diesel. MỌI ĐỘNG CƠ (TIẾT KIỆM NHIÊN LIỆU: ENERGY CONSERVING) (EC I) Giảm tiêu hao nhiên liệu tối thiểu 1,5% so với cấp độ nhớt tham chiếu SAE 20W-30 của động cơ xăng Buik V6 3,8 lít đời 1982. Mẫu thử dãy Chỉ số Độ nhớt - Sequence VI Test. (EC II) Giống như API-EC I nhưng giảm tiêu hao nhiên liệu tối thiểu 2,7%. EC Thay thế cho API-EC I và API-EC II. Chỉ đi chung với phẩm cấp API-SJ, API-SL, API-SM. Giảm tiêu hao nhiên liệu: 0W-20, 5W-20 >1,4%, 0W-XX, 5W-XX >1,1%, 10W-XX, khác >0,5%. Mẫu thử dãy Chỉ số Độ nhớt VI A cho độ nhớt tham chiếu 5W-30 của động cơ Ford V8 4,6 lít đời 1993. 62 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO ACEA 2007 (ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES) Hiệp hội các Nhà Chế tạo Ôtô Châu Âu (ACEA: Association des Constructeurs Europeens d'Automobiles) tiền thân là CCMC (Comité des Constructeurs du Marché Commun: Ủy ban các Nhà Chế tạo Ôtô Thông dụng) từ tháng 01/1996 đã ban hành hệ thống phân nhóm dầu ACEA thay thế cho CCMC trước đó đã hết hiệu lực. CÁCH KÝ TỰ & PHÂN BỔ Mỗi dãy phân nhóm được thiết kế gồm 2 phần, một ký tự chữ cái thể hiện PHÂN CẤP và một ký tự số thể hiện PHÂN NHÓM, vd. C4. Thêm vào đó, chỉ riêng dành cho ngành công nghiệp, mỗi dãy phân nhóm được kèm thêm 2 ký tự số thể hiện NĂM áp dụng, vd. A1/B1-04. Nhóm A/B: Dầu động cơ xăng và động cơ diesel tải trọng nhẹ A1/B1 Dầu nhờn dùng cho động cơ xăng và động cơ diesel xe ôtô con (car) + xe tải nhẹ (van) đặc biệt được thiết kế để sử dụng dầu nhờn ma sát thấp độ nhớt thấp (low friction low viscosity) với Độ nhớt ở Nhiệt độ Cao / Tỉ lệ Trượt Cao (HTHS: High Temperature / High Shear Rate Viscosity) khoảng từ 2,6 – 3,5 mPa*s. Nhóm dầu nhờn này có thể không thích hợp với một số loại động cơ, và nếu cần thiết (hoặc nghi ngờ) thì nên tham khảo tài liệu kỹ thuật và sách hướng dẫn sử dụng. A3/B3 Dầu nhờn có Độ nhớt ổn định (Stable Viscosity / stay-in-grade) dùng cho động cơ xăng tải trọng nặng và động cơ diesel xe ôtô con + xe tải nhẹ, và/hoặc dùng với sự chỉ định “khoảng/thời gian thay dầu lâu hơn” (extended drain intervals: các loại dầu nhờn tổng hợp có thể sử dụng trên 16.000km mới phải thay nhớt) của nhà sản xuất động cơ, và/hoặc các loại dầu nhờn độ nhớt thất dùng nguyên/quanh năm (year-round), và/hoặc điều kiện hoạt động khắc nghiệt theo chỉ định của nhà sản xuất động cơ. A3/B4 Dầu nhờn có Độ nhớt ổn định dùng cho động cơ xăng tải trọng nặng và động cơ diesel đốt trực tiếp (Direct fuel Injection, DI: dầu diesel được đưa trực tiếp vào xylanh (cylinder); động cơ dạng này ồn hơn nhưng độ tiêu hao nhiên liệu thấp hơn từ 15% - 20%). Có thể sử dụng như A3/B3. A5/B5 Độ nhớt ổn định sử dụng “khoảng/thời gian thay dầu lâu hơn” (extended drain intervals) trong các động cơ xăng tải trọng nặng và động cơ diesel xe ôtô con + xe tải nhẹ được thiết kế thích hợp sử dụng dầu nhờn ma sát thấp độ nhớt thấp (low friction low viscosity) với Độ nhớt ở Nhiệt độ Cao / Tỉ lệ Trượt Cao (HTHS: High Temperature / High Shear Rate Viscosity) khoảng từ 2,9 – 3,5 mPa*s. Nhóm dầu nhờn này có thể không thích hợp với một số loại động cơ, và nếu cần thiết nên tham khảo tài liệu kỹ thuật. (còn tiếp) 63 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO ACEA 2007 (ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES) (tiếp theo) Nhóm C: Dầu tương thích với chất xúc tác (Catalyst Compatibility Oils) C1 Độ nhớt ổn định được dùng như dầu nhờn tương thích với chất xúc tác cho các động cơ xe cơ giới có DPF (Diesel Particulate Filter: bộ lọc hạt/cặn diesel) và TWC (Three Way Catalyst: bộ xúc tác ba chiều) trong động cơ xe ôtô con (car) tải trọng nặng và động cơ diesel xe tải nhẹ và động cơ xăng yêu cầu dầu nhờn ma sát thấp độ nhớt thấp (low friction low viscosity) và SAPS thấp (SAPS: Sulphated Ash, Phosphorus, Sulfur) với Độ nhớt ở Nhiệt độ Cao / Tỉ lệ Trượt Cao (HTHS: High Temperature / High Shear Rate Viscosity) cao hơn 2,9 mPa*s. Nhóm dầu nhờn này nâng cao tuổi thọ các bộ DPF và TWC cũng như đem lại hiệu quả sử dụng nhiên liệu. * Cảnh báo: nhóm dầu này có các giới hạn SAPS thấp nhất và có thể không thích hợp với một số loại động cơ. Nếu cần thiết nên tham khảo tài liệu kỹ thuật. C2 Độ nhớt ổn định được dùng như dầu nhờn tương thích với chất xúc tác cho các động cơ xe cơ giới có DPF và TWC trong động cơ xe ôtô con (car) tải trọng nặng và động cơ diesel xe tải nhẹ và động cơ xăng được thiết kế có thể sử dụng dầu nhờn ma sát thấp độ nhớt thấp và SAPS thấp với HTHS cao hơn 2,9 mPa*s. Nhóm dầu nhờn này nâng cao tuổi thọ các bộ DPF và TWC cũng như đem lại hiệu quả sử dụng nhiên liệu. * Cảnh báo: nhóm dầu này có thể không thích hợp với một số loại động cơ, và nếu cần thiết nên tham khảo tài liệu kỹ thuật. C3 Độ nhớt ổn định được dùng như dầu nhờn tương thích với chất xúc tác cho các động cơ xe cơ giới có DPF và TWC trong động cơ xe ôtô con (car) tải trọng nặng và động cơ diesel xe tải nhẹ và động cơ xăng. Nhóm dầu nhờn này nâng cao tuổi thọ các bộ DPF và TWC. * Cảnh báo: nhóm dầu này có thể không thích hợp với một số loại động cơ, và nếu cần thiết nên tham khảo tài liệu kỹ thuật. C4 Độ nhớt ổn định được dùng như dầu nhờn tương thích với chất xúc tác cho các động cơ xe cơ giới có DPF và TWC trong động cơ xe ôtô con (car) tải trọng nặng và động cơ diesel xe tải nhẹ và động cơ xăng yêu cầu dầu với SAPS thấp và HTHS cao hơn 3,5 mPa*s. Nhóm dầu nhờn này nâng cao tuổi thọ các bộ DPF và TWC. * Cảnh báo: nhóm dầu này có thể không thích hợp với một số loại động cơ, và nếu cần thiết nên tham khảo tài liệu kỹ thuật. (còn tiếp) 64 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO ACEA 2007 (ACEA EUROPEAN OIL SEQUENCES) (tiếp theo) Nhóm E: Dầu động cơ diesel tải trọng nặng E2 Dầu nhờn thông dụng dùng cho các động cơ diesel thường (naturally aspirated) và turbo tăng áp (turbocharged) tải trọng nặng, chu trình làm việc trung bình và nặng, và đa số các loại dầu có khoảng thời gian thay dầu bình thường (normal oil drain intervals). E4 Độ nhớt ổn định đáp ứng tuyệt hảo các quá trình kiểm soát piston, làm sạch, chống mài mòn, kiểm soát quá trình tạo muội, và ổn định độ bôi trơn. Dầu này được khuyến cáo cao dùng cho các động cơ đáp ứng các yêu cầu về khí thải Euro 1, Euro 2, Euro 3 và Euro 4, và hoạt động trong các điều kiện làm việc rất khắc nghiệt, vd. điều kiện bắt buộc “khoảng/thời gian thay dầu lâu hơn” (extended drain intervals) theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Thích hợp với các động cơ không có bộ lọc hạt/cặn dầu (particulate filter) và một số động cơ EGR (Exhaust Gas Recirculation: cơ chế rút khí tuần hoàn; giảm khí thải) và một số động cơ có hệ thống giảm SCR NOx (Selective Catalytic Reduction NOx: hệ thống giảm xúc tác có chọn lọc Nitrogen Oxides). Tuy nhiên, khuyến cáo có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất, vì thế nên tham khảo tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng xe nếu nghi ngờ khi dùng. E6 Độ nhớt ổn định đáp ứng tuyệt hảo các quá trình kiểm soát piston, làm sạch, chống mài mòn, kiểm soát quá trình tạo muội, và ổn định độ bôi trơn. Dầu này được khuyến cáo cao dùng cho các động cơ đáp ứng các yêu cầu về khí thải Euro 1, Euro 2, Euro 3 và Euro 4, và hoạt động trong các điều kiện làm việc rất khắc nghiệt, vd. điều kiện bắt buộc “khoảng/thời gian thay dầu lâu hơn” theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Thích hợp với các động cơ có hoặc không có bộ lọc hạt/cặn dầu và các động cơ EGR và các động cơ có hệ thống giảm SCR NOx. “E6” được khuyến cáo cao sử dụng cho các động cơ có bộ lọc hạt/cặn dầu và dùng kết hợp với nhiên liệu dầu diesel hàm lượng lưu huỳnh thấp (max. 50 ppm; “parts per million”: phần triệu). Tuy nhiên, khuyến cáo có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất, vì thế nên tham khảo tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng xe nếu nghi ngờ khi dùng. E7 Độ nhớt ổn định đáp ứng quá trình kiểm soát làm sạch piston và nòng (bore). Hơn nữa, dầu này nâng cao khả năng chống mài mòn và chống lắng cặn hệ thống turbo tăng áp (turbocharger), kiểm soát quá trình tạo muội, và ổn định độ bôi trơn. Được khuyến cáo cao dùng cho các động cơ đáp ứng các yêu cầu về khí thải Euro 1, Euro 2, Euro 3 và Euro 4, và hoạt động trong các điều kiện làm việc rất khắc nghiệt, vd. điều kiện bắt buộc “khoảng/thời gian thay dầu lâu hơn” theo khuyến cáo của nhà sản xuất. Thích hợp với các động cơ không có bộ lọc hạt/cặn dầu và đa số động cơ EGR và đa số động cơ có hệ thống giảm SCR NOx. Tuy nhiên, khuyến cáo có thể khác nhau giữa các nhà sản xuất, vì thế nên tham khảo tài liệu kỹ thuật và hướng dẫn sử dụng xe nếu nghi ngờ khi dùng. 65 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO “GLOBAL PERFORMANCE CLASSIFICATION FOR ENGINE OILS” Global Performance Classification for Engine Oils (tạm dịch: Phân loại Dầu động cơ Theo Tính năng Sử dụng Toàn cầu) được Hiệp hội các Nhà Chế tạo Ôtô Châu Âu (ACEA: Association des Constructeurs Europeens d'Automobiles) cùng Hiệp hội các Nhà Chế tạo Động cơ Bắc Mỹ (EMA: Engine Manufacturers Association) lập ra. Đặc tả đầu tiên DHD-1 (Diesel Heavy Duty: Diesel Tải trọng Nặng) được ấn hành năm 2001. Các thử nghiệm được thực hiện vừa trên động cơ lẫn trong phòng thí nghiệm trên các nhóm dầu API CH-4, ACEA 2002 E3/E5, và DX-1 Nhật Bản. Đến 2002, nhóm DLD (Light Duty Diesel Engines) cũng đã được xác lập. Cấp Lĩnh vực ứng dụng DHD (Diesel Heavy Duty: diesel tải trọng nặng) là đặc tả ứng dụng dành cho dầu nhờn sử dụng trong các động cơ diesel tốc độ cao, 4 thì tải trọng nặng thiết kế đáp ứng các Tiêu chuẩn Giảm Khí thải (Exhaust Emission Standards) toàn cầu từ 1998 trở về sau. Dầu nhóm này cũng có thể sử dụng cho một số động cơ cũ trước đó. Việc sử dụng dầu nhờn nhóm này phải tuân theo khuyến cáo của nhà sản xuất động cơ. DHD-1 Dầu đa cấp đáp ứng các Tiêu chuẩn Giảm Khí thải 1998 trở về sau. Các thử nghiệm Mack T8, Mack T9, Commins M11, MB OM 441LA, Caterpilla 1R, Sequence III F, International 7.3 1, và Mitsubishi 4D34T4 phải được tiến hành để xác định phẩm cấp chất lượng, ở cấp được xem là tương đương với MB228.3 / ACEA E5 trên thị trường Châu Âu. Các loại dầu động cơ đáp ứng các yêu cầu tối thiểu theo Global DLD-1, DLD-2, và DLD-3 được thiết kế cho việc sử dụng dầu nhờn bền bỉ trong các động cơ ôtô thế giới, và vì thế có thể được các nhà chế tạo động cơ khuyến cáo thích hợp cho việc duy trì tính bền bỉ trong các động cơ diesel tải trọng nhẹ. DLD-1 Dầu đa cấp chuẩn dùng cho các động cơ diesel tải trọng nhẹ. Các thử nghiệm bao gồm trên các động cơ xe khách theo phân nhóm ACEA (VW IDI-Intercooler, Peugeot XUD11BTE, Peugeot TU5JP, MB OM602A) và Mitsubishi 4D34T4 Nhật Bản. Vì vậy, chất lượng nhóm dầu này tương đương với ACEA B2-98 issue 2. DLD-2 Dầu đa cấp chuẩn độ nhớt thấp dùng cho động cơ diesel tải trọng nhẹ có tính năng tiết kiệm nhiên liệu vượt trội với chế độ hoạt động cơ bản của động cơ như DLD-1. DLD-3 Dầu đa cấp dùng cho động cơ diesel tải trọng nhẹ đã thử nghiệm Turbo tăng áp (turbocharged) Diesel DI (VW TDI) với phẩm cấp chất lượng tương đương ACEA B4-02. (DI: Direct fuel Injection (động cơ diesel đốt trực tiếp), dầu diesel được đưa trực tiếp vào xylanh (cylinder); động cơ dạng này ồn hơn nhưng độ tiêu hao nhiên liệu thấp hơn từ 15% - 20%) 66 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ THEO TIÊU CHUẨN ILSAC GF-4 ILSAC (International Lubricant Standardization and Approval Committee: Ủy ban Quốc tế về Tiêu chuẩn hóa và Xét duyệt Chất Bôi trơn) cũng đưa ra các tiêu chuẩn về dầu nhờn. ILSAC GF-4, tiêu chuẩn ban hành tháng 01/2004, áp dụng Sequence IIIG là phương pháp thử nghiệm chủ đạo bao gồm thử nghiệm trên động cơ GM 3,8L V6 125 mã lực (93 kW) 3600 rpm (round per minute: vòng mỗi phút) ở nhiệt độ dầu 150oC (300oF) trong 100 giờ. Các điều kiện trên khắc nghiệt hơn rất nhiều so với bất kỳ đặc tả nhóm dầu mỡ nhờn nào của API. Những ôtô có thể chủ định đẩy nhiệt độ dầu lên trên 100oC (212oF) hầu hết đều là động cơ turbo tăng áp (turbocharged) và thường là các động cơ Châu Âu và Nhật Bản, đặc biệt với dung tích nhỏ, công suất đầu ra cao. Phương pháp thử nghiệm IIIG này có độ khó cao hơn 50% so với thử nghiệm IIIG trước đó tiến hành trên các loại dầu GF-3 và API-SL. Kể từ 2005 trở đi, dầu động cơ đặc tả API với ký hiệu dấu sao đều đáp ứng với tiêu chuẩn ILSAC GF-4. THEO TIÊU CHUẨN JASO JASO (Japanese Automotive Standards Organization: Cơ quan Tiêu chuẩn Phương tiện Cơ giới Nhật Bản) đưa ra các tiêu chuẩn riêng của mình về qui cách chất lượng và phạm vi ứng dụng cho các động cơ xăng dầu Nhật Bản. JASO T904 được áp dụng cho các động cơ xăng 4 thì, và đặc biệt cho động cơ xe máy. Các tiêu chuẩn JASO T904-MA và MA2 được thiết kế để phân biệt dầu đáp ứng yêu cầu làm việc với bộ ly hợp ướt (“wet clutch”: bộ ly hợp đặt trong dầu và dùng dầu để tản nhiệt & bôi trơn – thường dùng trong xe máy; ngược lại “dry clutch” là bộ ly hợp khô hay được hiểu là không nhúng dầu – thường dùng trong xe ôtô), và JASO T904-MB là không thích hợp với “wet clutch”. JASO M345 (FA, FB, FC) được áp dụng cho các động cơ xăng 2 thì, và đặc biệt tham chiếu đến việc tạo muội thấp, tính bôi trơn tốt, tẩy rửa cao, ít khói và giảm khí thải. Các tiêu chuẩn trên, đặc biệt JASO-MA và JASO-FC, được lập ra cho những yêu cầu ứng dụng dầu nhờn chưa có đặc tả API. 67 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ DẦU ĐỘNG CƠ ĐỘNGĐỘNG CƠCƠ 22 THÌTHÌ 2 STROKE ENGINES 68 / 96
GIỚI THIỆU Động cơ 2 thì được dùng nhiều nhất khi các yêu cầu về công suất cao, trọng lượng nhẹ và giá thành thấp được xét đến. Động cơ 2 thì thường được sử dụng cho xe máy, canô, môtô nước (jet-skis), máy cắt cỏ, cưa máy, và ôtô nhỏ. Hầu hết động cơ 2 thì sử dụng phương thức bôi trơn “total-loss” (nghĩa là dầu nhờn được pha trực tiếp vào nhiên liệu đốt và đa phần dầu nhờn sẽ bị đốt hết trong buồng đốt, khoảng 1/4 còn lại được thải ra theo dạng khói dầu không cháy). Ngược với động cơ 4 thì, hỗn hợp nhiên liệu sạch/khí sẽ xả sạch xy-lanh (cylinder) sau quá trình đốt. Theo phương thức nạp xả đồng hành (simultaneous charging & emptying) này thì sẽ khiến khoảng 30% hỗn hợp trên không bị đốt hết khi xả ra. Với các bất lợi nêu trên, cùng với việc chỉ có một phần dầu được đốt hết, khiến cho rất nhiều động cơ 2 thì tỏa ra nhiều khí thải. Ở những nơi dân cư đông đúc với nhiều xe gắn máy như Châu Á điều này tạo ra ô nhiễm môi trường về mùi, khí và tiếng ồn. Ngày nay, với các công nghệ sản xuất động cơ 2 thì tiên tiến thì các bất lợi trên đã được khắc phục một cách đáng kể. Sự phát triển công nghệ đốt trực tiếp và gián tiếp (direct and indirect injection) đã giảm đáng kể khí thải và gia tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu. 69 / 96
CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI DẦU ĐỘNG CƠ 2 THÌ Các động cơ hiện đại ngày càng yêu cầu dầu nhờn chất lượng cao nhằm gia tăng độ hoạt động ổn định và độ bền. Các yêu cầu quan trọng về dầu nhờn cho động cơ 2 thì bao gồm: Độ bôi trơn và chống mài mòn (anti-wear); Chức năng tẩy rửa cao (tính năng tẩy rửa/phân tán); Ngăn tạo cặn lắng trong hệ thống thoát khí; Ít khói; Làm sạch bugi đánh lửa (spark plug) và ngăn hiện tượng đánh lửa sớm (pre-ignition); Dễ trộn lẫn với nhiên liệu ngay cả tại điều kiện nhiệt độ thấp; Chống rỉ sét, chống ăn mòn; Tính năng lưu chảy cao (good flowing properties). Khoảng 85%-98% thành phần dầu động cơ 2 thì là dầu gốc và phần còn lại là các phụ gia tính năng, tương tự như của dầu động cơ 4 thì, nhằm bảo đảm các tính năng nêu trên. Chất phân tán & các chất tẩy rửa (DD Systems: Dispersant & Detergents) có trong thành phần phụ gia của dầu động cơ 2 thì nhằm giữ máy sạch, ngăn tạo cặn lắng trong buồng đốt và xung quanh đầu piston. Chất kiềm (alkali) hoặc kiềm thổ (earth alkali) của sulfonate và/hoặc hợp chất phenolic thường được sử dụng. Bên cạnh các tính năng chống mài mòn và phân tán & tẩy rửa, dầu động cơ 2 thì còn chứa các phụ gia tính năng chống ôxy hóa, chống ăn mòn, chống tạo bọt, tăng cường khả năng lưu chảy. Dầu động cơ 2 thì cao cấp thường được làm từ dầu tổng hợp. 70 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ 2 THÌ THEO PHÂN NHÓM CỦA API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE) API Ứng dụng Động cơ thử nghiệm Tiêu chuẩn thử nghiệm TA Xe máy có bàn đạp (moped; Yamaha CE 50S (50 cm3) Kẹt piston, lắng cặn hệ thống vd. mobilet), máy cắt cỏ, máy xả khí phát điện, bơm TB Xe scooter, xe gắn máy phân Vespa 125 TS (125 cm3) Sự đánh lửa sớm (pre-ignition), khối nhỏ giảm công suất do lắng cặn trong buồng đốt TC Xe gắn máy phân khối lớn, Yamaha Y 350 M2 (350 cm3) Sự đánh lửa sớm (pre-ignition), cưa xích (cưa máy) Yamaha CE 50S giảm công suất do lắng cặn trong buồng đốt Kẹt piston, kẹt segment 71 / 96
PHÂN LOẠI DẦU ĐỘNG CƠ 2 THÌ THEO JASO (JAPANESE AUTOMOTIVE STANDARDS ORGANIZATION) Tiêu chuẩn phân loại này được đưa ra dựa trên các kết quả thực nghiệm định rõ với một loại dầu nhờn tải trọng cao (JATRE 1), và được ban hành thành chỉ mục phân loại dầu nhờn căn cứ trên dầu đối chiếu JATRE 1. Tiêu chuẩn thử nghiệm JASO FA JASO FB JASO FC Độ nhớt > 90 > 95 > 95 Hiệu năng tẩy rửa > 80 > 85 > 95 Khói thải > 40 > 45 > 85 Cặn thải > 30 > 45 > 90 Giá trị tối thiểu ở trên được căn cứ trên dầu tham chiếu JATRE 1, với giá trị bằng 100. THEO ISO (INTERNATIONAL STANDARDS ORGANIZATION) Tiêu chuẩn thử nghiệm ISO-L-EGB ISO-L_EGC ISO-L-EGD (bao gồm JASO FB) (bao gồm JASO FC) Độ nhớt > 95 > 95 > 95 Khói > 45 > 85 > 85 Cặn thải > 45 > 90 > 90 Hiệu năng tẩy rửa > 85 (thử nghiệm 1h) > 95 (thử nghiệm 1h) > 125 (thử nghiệm 3h)* Độ sạch piston > 85 (thử nghiệm 1h)* > 90 (thử nghiệm 1h)* > 95 (thử nghiệm 3h)* * Các yêu cầu thêm mới theo JASO FC 72 / 96
DẦU CHO CÁC ĐỘNG CƠ THỦY GẮN NGOÀI 2 THÌ (OILS FOR TWO-STROKE OUTBOARD ENGINES) Các tổ chức API (American Petroleum Institute) hoặc JASO (Japanese Automotive Standards Organization) hoặc ISO (International Standards Organization) đều không đưa ra tiêu chuẩn phân loại dầu động cơ 2 thì dành cho động cơ thủy gắn ngoài (thân tàu). Loại dầu động cơ này chỉ khác biệt các loại dầu động cơ 2 thì khác ở hóa tính của các loại phụ gia pha trộn (tất cả đều là phụ gia không-tạo-muội vì tất cả các động cơ loại này đều cho thấy xu hướng tạo cốc (coking; muội) tại một số điểm trong buồng đốt, như rãnh segment). Các loại muối kim loại (metal salts) như kẽm (zinc) (để chống mài mòn) hoặc canxi (calcium)/magiê (magnesium) (để tẩy rửa) thường được thấy trong dầu động cơ đều không thể sử dụng ở đây. Từ 1960, Hiệp hội các Nhà Sản xuất Tàu thủy Quốc gia của Mỹ (NMMA: National Marine Manufacturers Association) đưa ra tiêu chuẩn cho dầu nhờn loại này như sau: Tiêu chuẩn phân loại Loại động cơ máy thủy 2 thì Hiệu lực TCW Làm mát bằng khí 1960 - 1988 TCW 2 Làm mát bằng nước 1988 - 1995 TCW 3 Làm mát bằng nước / Tàu thủy 1992 - 1996 TCW 3-R (R: recertified) Tất cả 1996 - hiện hành * Recertified: tái chứng nhận Tất cả dầu động cơ loại này đều phải đáp ứng tiêu chuẩn TCW 3 đưa ra bởi các Nhà Lắp ráp (OEM: Original Equipment Manufacturer; là những nhà sản xuất/lắp ráp thành phẩm (với các linh kiện của nhà sản xuất khác) và phân phối đến người tiêu dùng theo thương hiệu, giấy phép và chế độ bảo hành, hậu mãi của mình). Hội đồng Quốc tế của các Hiệp hội Công nghiệp Hàng hải (ICOMIA: International Council Of Marine Industry Associations), dựa trên các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt về môi trường, năm 1997 đã ban hành ICOMIA Standard 27-97 – theo đó dầu động cơ thủy gắn ngoài 2 thì phải tối thiểu đáp ứng TCW 3-R và không gây độc hại môi trường sống dưới nước và phân hủy nhanh trong môi trường tự nhiên theo đúng các tiêu chuẩn ISO và OECD đề ra. 73 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ DẦU NHỜN CHO CÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG DÙNGDÙNG TRONGTRONG NGÀNHNGÀNH XÂYXÂY DỰNGDỰNG && NÔNGNÔNG NGHIỆPNGHIỆP OILS FOR CONSTRUCTION & AGRICULTURAL MACHINERY 74 / 96
UNIVERSAL OILS (DẦU ĐA DỤNG) Những máy móc, thiết bị hiện đại dùng trong ngành xây dựng và nông nghiệp ngày càng tạo ra nhiều nhu cầu khác nhau về chất lỏng chuyên dụng. Với các lý do nhằm đơn giản hóa dịch vụ bảo trì, bảo dưỡng, nhưng cũng là vì sự hợp lý hóa việc lưu chứa hàng, các loại dầu đa dụng (universal oils) được phát triển với sự thỏa mãn các yêu cầu đa dạng của những loại máy móc, thiết bị trên. Các loại dầu này phải đảm bảo tuổi thọ máy móc, thiết bị trong tất cả mọi điều kiện thời tiết cũng như kéo dài khoảng thời gian phải duy tu, bảo dưỡng và giảm thời gian ngừng máy (downtime). Ngày nay, có hai công nghệ dầu nhờn khác nhau được sử dụng: UTTO (Universal Tractor Transmission Oils: dầu máy kéo (đầu kéo) đa dụng) và STOU (Super Tractor Oils Universal: dầu máy kéo (đầu kéo) đa dụng siêu cấp). UTTO STOU Hệ thống Thủy lực Hệ thống Thủy lực Hộp số Hộp số Thắng dầu Thắng dầu Động cơ 75 / 96
UNIVERSAL OILS (DẦU ĐA DỤNG) Dầu máy kéo (đầu kéo) hiện nay đặt ra yêu cầu cơ bản là sử dụng đa mùa (all-season) tương tự như đối với dầu động cơ dùng cho phương tiện cơ giới (automotive). Theo đó các Phân cấp Độ nhớt (định nghĩa theo tiêu chuẩn SAE J300; trang 56 của tài liệu này) và dãy nhiệt độ được tăng từ SAE 15W-30, 10W-30 lên thành 15W-40, 10W-40 và 5W-40. Yêu cầu của những loại dầu này khi ứng dụng vào các hệ thống thủy lực là tối thiểu đạt cấp độ tiêu chuẩn DIN 51524 - Phần 2 và 3 - Phân nhóm HLP (dầu nhờn sản xuất từ dầu gốc khoáng, với phụ gia có tính năng nâng cao sự chống ăn mòn, chống lão hóa, và chống trầy xước ở điều kiện ma sát kết hợp đa dạng) và HVLP (giống như HLP và có thếm tính năng bền nhiệt) do các phụ gia của những loại này đáp ứng được yêu cầu đa dụng. Việc ứng dụng các loại dầu này vào hộp số và thắng dầu đặt ra các yêu cầu cao hơn đối với dầu nhờn. Nguyên tắc là dầu loại này phải đáp ứng các tiêu chuẩn API, thông thường tối thiểu là cấp GL-4 (theo tiêu chuẩn API dành cho bánh răng (hộp số), trang 28 của tài liệu này). Sự thử thách đặc biệt đối với loại dầu này là khi ứng dụng vào thắng dầu, với các yêu cầu đặt ra về độ bền nhiệt cùng sự cân bằng và độ ma sát ổn định khi thắng. Ma sát quá cao hoặc quá thấp không những dẫn đến việc gia tăng mài mòn trên đĩa và bố thắng, mà còn làm cho thắng không đều và rít bánh không mong muốn. Tinh chỉnh loại dầu này với các phụ gia ma sát luôn là vấn đề hóc búa nhất đối với các nhà sản xuất dầu mỡ nhờn. Như một nguyên tắc, đối với máy kéo (đầu kéo) thông thường thì dầu nhờn tối thiểu phải đạt cấp độ API CE, và với turbo tăng áp (turbocharger) thì là cấp độ API CF hay CF-4. Ngày nay, các loại dầu này thường được sản xuất từ nguồn dầu gốc tổng hợp. Thường thì các nhà sản xuất máy kéo (đầu kéo) hiện nay đều đưa ra các chuẩn dầu thích hợp với máy móc của họ sản xuất ra. 76 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ DẦU NHỜN CHO CÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG DẦUDẦU ĐỘNGĐỘNG CƠCƠ GASGAS GAS ENGINE OILS 77 / 96
ĐỘNG CƠ GAS Việc sử dụng động cơ đốt trong với nhiên liệu là khí gas thay thế cho xăng dầu ngày nay không còn là mới. Động cơ gas tạo ra ít khí thải hơn động cơ xăng dầu. Do gas không phổ biến như xăng dầu, nên tuy nhu cầu dùng năng lượng sạch ngày càng cao, hiện nay việc sử dụng chỉ mới tập trung ở các đội/đoàn xe lớn (buýt, taxi) với các điểm bơm nhiên liệu trung tâm. Đối với máy móc, thiết bị cố định thì gas được đặc biệt quan tâm ở những nơi có giá thành thấp, và dùng cho cả động cơ 2 thì lẫn 4 thì. Ví dụ, dùng cho các động cơ máy phát điện, máy nén. Có nhiều loại gas được sử dụng làm nhiên liệu, trong đó dùng nhiều nhất – đặc biệt cho xe ôtô – là gas thiên nhiên (natural gas), như khí nén CNG (Compressed Natural Gas: gas thiên nhiên dạng khí nén; thường là methane) hoặc LNG (Liquefied Natural Gas: gas thiên nhiên hóa lỏng; thường là propane-butane). CNG là loại gas nhiên liệu được sử dụng rộng rãi nhất. Việc sử dụng gas làm nhiên liệu đốt đặt ra nhiều yêu cầu về chất lượng, như cấu trúc phân tử hydrocarbon, công suất tỏa nhiệt, sự hiện diện của nước, và quan trọng hơn hết đó là sự nhiễm lẫn các loại khí khác như hydrogen sulfide hoặc các hợp chất halogen đều có những ảnh hưởng lớn đến chất lượng. 78 / 96
DẦU NHỜN CHO ĐỘNG CƠ GAS Hiện nay, chưa có bất kỳ tiêu chuẩn phân loại dầu mỡ nhờn quốc tế nào được thiết lập riêng cho các động cơ gas. Những sự khác biệt lớn giữa các điều kiện làm việc của động cơ cố định (stationary engines; vd. máy phát điện) so với động cơ lưu động (mobile engines; vd. xe ôtô) đặt ra các yêu cầu hoàn toàn khác nhau về tính năng và phụ gia sử dụng trong các loại dầu mỡ nhờn. Một cách tổng quát, dầu nhờn loại này có thể được phân biệt bởi độ tạo muội thấp, trung bình, hoặc cao do các nhà sản xuất động cơ đặt ra yêu cầu. Như một nguyên tắc, dầu động cơ gas được chủ động thiết kế với độ ôxy hóa và nitơ hóa cao, điều này đẩy nhanh quá trình lão hóa của dầu nhờn. Các loại xe động cơ gas thông thường sử dụng cùng loại dầu mỡ nhờn như xe động cơ xăng là ACEA A3/B4, A5/B5 hay C2/C3 (trang 63, 64 của tài liệu này), cũng như API SH, SJ, SL (trang 59 của tài liệu này). Tương tự như động cơ xăng dầu khác, các loại dầu nhờn đa cấp được sử dụng trong động cơ gas ở các điều kiện làm việc khác nhau nhằm đảm bảo sự ổn định độ nhớt trong điều kiện nhiệt độ môi trường thấp. Với số lượng ngày càng tăng cao của các phương tiện, máy móc sử dụng nhiên liệu khí gas đặt ra tương lai phát triển các loại dầu chuyên dụng cho loại này. 79 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ DẦU NHỜN CHO CÁC ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG DẦUDẦU ĐỘNGĐỘNG CƠCƠ THỦYTHỦY DIESELDIESEL MARINE DIESEL ENGINE OILS 80 / 96
ĐỘNG CƠ THỦY DIESEL Chủ yếu có 02 loại động cơ thủy diesel: Tốc độ chậm (low-speed): khoảng 1.000kW /xylanh ở tốc độ 50-120 rpm (round per minute: vòng mỗi phút) Tốc độ trung bình (medium-speed): khoảng 100-200 rpm Ngày nay, động cơ thủy thường sử dụng nhiên liệu đốt từ dầu thô nhiên liệu thuộc phân đoạn cặn & nặng nhất là phân còn lại của quá trình tinh lọc dầu, nhằm thu được nhiên liệu có giá thành thấp. Nhiên liệu từ phần dư của quá trình tinh lọc dầu cũng như hàm lượng lớn các phân tử nặng dẫn đến đặc điểm khó đốt cháy và tạo lượng lắng cặn lớn. Với hàm lượng lưu huỳnh (sulfur) lên đến 3% dẫn đến việc dầu nhờn dễ bị axít hóa (acidification). Việc lập công thức cho dầu động cơ thủy diesel vì thế cũng phải tính kỹ đến các tính chất này của nhiên liệu đốt. Mặc dù nhiên liệu đã được lọc qua hệ thống ly tâm, nhưng với hàm lượng tro muội (ash) và nhựa đường (asphalt) cao, dẫn đến việc một số lượng lớn các chất cặn bẩn thể rắn bị tạo ra trong quá trình đốt nhiên liệu. 81 / 96
DẦU NHỜN CHO ĐỘNG CƠ THỦY DIESEL Dầu xylanh (cylinder oils) trong động cơ thủy là các sản phẩm dạng “total-loss” (giải nghĩa ở trang 69 của tài liệu này) giữ nhiệm vụ bôi trơn segment piston và thành xylanh. Để giảm số lượng nhiên liệu dư (không được đốt hết trong buồng đốt), dầu loại này phải có tính năng phân tán cao. Ngoài ra, dầu cũng phải có tính năng trung hòa được các loại axít ăn mòn (corrosion acids) là kết quả của hàm lượng lưu huỳnh cao trong nhiên liệu. Nhằm đáp ứng các yêu cầu trên, dầu động cơ thủy diesel thường có các thành phần tạo tính năng cao hơn mức bình thường như: Chứa trên 30% calcium sulfonates hoặc loại khác; Chỉ số TBN (Total Base Number: kiềm tổng) có thể lên đến 100; Phụ gia có tính hòa tan keo tốt (good colloidal solubility) trong dầu gốc nhằm tránh tạo kết tủa. Các Bộ Ép kín (stuffing boxes) đảm bảo việc ngăn nhiễm lẫn các nhiên liệu thừa không đốt hết trên buồng đốt với dầu cácte (crankcase oil), nên dầu này không cần nhiều phụ gia với TBN vào khoảng 5. Việc chống nhiễm lẫn với dầu xylanh hoặc nước là điều thiết yếu đối với dầu cácte. Việc bôi trơn thân piston cũng đòi hỏi phải tính đến hàm lượng lưu huỳnh cao của nhiên liệu đốt, dầu loại này thường cần có chỉ số TBN vào khoảng từ 12 đến 40. 82 / 96
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ DẦU ĐỘNG CƠ KIỂMKIỂM TRATRA DẦUDẦU ĐỘNGĐỘNG CƠCƠ ENGINE OILS CHECKING 83 / 96
CÁC CHỈ TIÊU KIỂM TRA DẦU ĐỘNG CƠ Các kiểm tra chính Các kiểm tra bổ sung  Độ nhớt  Mức độ hoà tan nhiên liệu  Điểm chớp cháy  Trị số axít tổng TAN (Total Acid Number)  Cặn không tan (trong Pentane hoặc  Trị số axít mạnh SAN (Strong Acid Number) Toluene)  Phân tích quang phổ (đối với các kim loại ăn mòn  Trị số kiềm tổng TBN (Total Base và có trong phụ gia) Number)  Phân tích bằng tia hồng ngoại (đối với Glycol (chất  Hàm lượng nước chống đông trong dầu làm mát) hay biến chất) ĐỘ NHỚT: đây là một trong những chỉ tiêu quan trọng nhất của dầu và phải được chú ý kỹ. Độ nhớt có thể tăng do quá trình ôxy hoá, nitơ hoá hay mức độ dầu bị nhiễm bẩn, và có thể giảm do độ hoà tan của nhiên liệu vào dầu. Tập hợp các tác dụng như vậy có thể loại trừ lẫn nhau và vì vậy độ nhớt của dầu có thể thay đổi một chút. Việc xem xét các kết quả kiểm tra khác nhau là cần thiết để biết được tình trạng thực của dầu. Một nguyên tắc cơ bản là mức độ tăng hay giảm lớn nhất có thể chấp nhận được của độ nhớt ở 100oC là ± 25% so với giá trị ban đầu. ĐIỂM CHỚP CHÁY: là nhiệt độ mà tại đó hơi tạo ra bị đốt cháy tức thì khi có ngọn lửa xuất hiện trên bề mặt chất lỏng. Các chữ được ghi trong dấu ngoặc như (PMC) - chớp cháy cốc kín, hoặc (COC) - chớp cháy cốc hở là tuỳ theo phương pháp kiểm tra sử dụng dụng cụ Pensky Martens hay Cleverland Open Cup. Thường có sự khác nhau khoảng 20oC giữa hai phương pháp này, nhưng đối với dầu động cơ không có sự ưu tiên đặc biệt nào đối với phương pháp này hay phương pháp kia. Ý nghĩa chính của điểm chớp cháy là chỉ ra mức độ lẫn của nhiên liệu vào dầu, và đó là nguyên nhân làm điểm chớp cháy của dầu bị giảm đi rất nhiều. Với dầu đã sử dụng khả năng lặp lại của phép thử là rất ít nhưng nếu điểm chớp cháy giảm đi 25% (khi đo cùng một phương pháp) so với ban đầu thì chứng tỏ rằng mức độ lẫn nhiên liệu là quá lớn và cần phải thay dầu. 84 / 96
CÁC CHỈ TIÊU KIỂM TRA DẦU ĐỘNG CƠ CẶN KHÔNG TAN: là kết quả của các sản phẩm cháy cùng với các chất dạng keo được sinh ra khi bản thân dầu bị biến chất do ôxy hoá và nitơ hoá. Thông thường chỉ ghi nhận được tổng lượng cặn không tan, và lượng cặn lớn nhất có thể chấp nhận được chỉ phụ thuộc vào đặc tính phân tán của dầu, tính chất này thể hiện khả năng của dầu chống lại sự kết tủa. Đối với các loại dầu có tính phân tán thấp hàm lượng cặn không tan nên là <2%, ngược lại dầu có tính chất phân tán cao hơn thì có thể chấp nhận tới 5% hay cao hơn nữa. TRỊ SỐ KIỀM TỔNG (TBN: TOTAL BASE NUMBER): dùng để đo độ kiềm của dầu, biểu thị lượng phụ gia có hiệu quả ở trong dầu, đặc biệt là khả năng chống lại sự ăn mòn hoá học của nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cao. Trị số này được thể hiện bằng số gram Hydroxit Kali (KOH) tương đương với nó. Một loại dầu mới đưa vào sử dụng sẽ có TBN giảm đi và có xu hướng ổn định ở mức độ xác định tuỳ theo mức độ khắc nghiệt của điều kiện làm việc và tỷ lệ thêm dầu. Nguyên tắc nên áp dụng cho ôtô là nên thay dầu khi trị số TBN giảm xuống 50% so với ban đầu. Trong thực tế, điều này khác đối với động cơ diesel công nghiệp và máy thủy, chỉ yêu cầu đơn giản là trị số TBN ổn định trong quá trình sử dụng, không được giảm xuống dưới 1mg KOH/g (theo ASTM D664) hay 3mg KOH/g (theo ASTM D2896) (mg KOH/g: milligrams of potassium hydroxide per gram), và được công nhận là phù hợp với các động cơ lớn làm việc trong điều kiện tĩnh tại, mục đích để đạt được hiệu quả chống mài mòn hợp lý. HÀM LƯỢNG NƯỚC: theo kinh nghiệm thông thường hàm lượng nước tối đa là 0.5%. Khi hàm lượng nước cao hơn giá trị thông thường này, chứng tỏ rằng đã có nước lọt từ hệ thống làm mát vào trong dầu. 85 / 96
CÁC CHỈ TIÊU KIỂM TRA DẦU ĐỘNG CƠ MỨC ĐỘ HÒA TAN NHIÊN LIỆU: bất kỳ động cơ nào chạy bằng nhiên liệu lỏng thì quá trình đốt cháy nhiên liệu trong xylanh cũng chỉ tương đối hoàn toàn, một phần nhỏ nhiên liệu chưa được đốt cháy hết sẽ lọt xuống hoà trộn lẫn với dầu ở trong cácte (crankcase). Hiện tượng này xảy ra ở cả động cơ xăng và động cơ diesel, và tác động chủ yếu ảnh hưởng đến dầu là độ nhớt và điểm chớp cháy bị giảm xuống. Mức độ hoà tan nhiên liệu thường qui định là: Tới 2% thể tích là chấp nhận được; Từ 2% đến 5% thể tích là nhiều, cần phải tìm nguyên nhân và khắc phục. Chưa cần thiết phải thay dầu. Trên 5% thể tích là không thể chấp nhận được. Cần phải tìm nguyên nhân khắc phục (như việc hòa tan nhiên liệu quá mức, hoặc do hỗn hợp nhiên liệu đốt, hoặc do quá nhiều nhiên liệu được đưa vào xylanh, hoặc do điều kiện đốt cháy tồi đã hạn chế quá trình trộn và đốt cháy hỗn hợp). Dầu trở nên đặc do bị ôxy hoá có thể vẫn nằm trong giới hạn cho phép sau khi bị làm loãng đi do sự hoà tan của nhiên liệu. Tuy nhiên dầu đó phải được thay đi. TRỊ SỐ AXÍT TỔNG (TAN: TOTAL ACID NUMBER): theo kết quả tổng hợp, các chất tự nhiên có trong dầu động cơ bao gồm cả hai thành phần kiềm và axít, những thành phần này có thể xác định riêng biệt được. Thành phần axít của các hợp chất tự nhiên ăn mòn yếu hay không ăn mòn được gọi là trị số axít tổng TAN của dầu. TRỊ SỐ AXÍT MẠNH (SAN: STRONG ACID NUMBER): khi loại bỏ được hoàn toàn các chất kiềm có trong dầu thì thành phần axít lúc đó được thể hiện bằng trị số axit mạnh SAN. Điều này chỉ ra rằng dầu đã vượt quá giới hạn sử dụng và nếu tiếp tục sử dụng thì sẽ dẫn đến kết quả mài mòn và tạo cặn. Trị số SAN phải luôn luôn bằng không (SAN = 0). 86 / 96
CÁC CHỈ TIÊU KIỂM TRA DẦU ĐỘNG CƠ PHÂN TÍCH QUANG PHỔ: phương pháp kỹ thuật này dùng để phát hiện sự có mặt của một lượng rất nhỏ các kim loại hay các thành phần hoá chất có trong mẫu dầu, và cũng được dùng để xác định hàm hượng kim loại ăn mòn, các chất gây nhiễm bẩn khác cũng như bản chất của các phụ gia trong dầu. Kết quả sẽ được thể hiện bằng một bảng số liệu do máy tính in ra. PHÂN TÍCH BẰNG TIA HỒNG NGOẠI: phương pháp phân tích bằng tia hồng ngoại (IR: Infrared Ray) được dựa trên cơ sở truyền các tia hồng ngoại có dải bước sóng rất rộng qua các mẫu dầu đã và chưa sử dụng. Kết quả cung cấp các “dấu vân tay riêng” của từng mẫu dầu, dựa vào đó có thể so sánh được rất nhanh với những vân tay chuẩn đã tạo ra (nhờ đó biết được ngay những thay đổi chính trong thành phần của dầu). Sự khác biệt trong đồ thị theo trục thẳng đứng là do trong thực tế những tia hồng ngoại truyền qua dầu bẩn kém hơn dầu sạch. 87 / 96