Dầu nhớt động cơ

Chức năng của dầu nhớt động cơ là bôi trơn (giảm ma sát và giảm mài mòn) cho các bộ phận chuyển động trong động cơ, chống ăn mòn, làm mát, làm kín buồng đốt và làm sạch động cơ.

Ngoài chức năng bảo vệ động cơ, dầu nhớt động cơ hiện đại còn phải có thời gian sử dụng dài và tương thích với các bộ phận xử lý khí thải được lắp trên động cơ.

Tùy theo loại động cơ (2 thì hay 4 thì) và nhiên liệu sử dụng (xăng, dầu diesel, dầu cặn, nhiên liệu sinh học, hay khí đốt) mà dầu nhớt động cơ sẽ được thiết kế thích hợp để đáp ứng tốt các yêu cầu bôi trơn.

Hệ thống bôi trơn động cơ

1. Các thông số cơ bản của dầu nhớt động cơ

1.1 Độ nhớt dầu động cơ

Độ nhớt của dầu động cơ được phân loại dựa trên tiêu chuẩn SAE J300 của Hiệp hội Kỹ sư Ô tô Hoa Kỳ.

Độ nhớt dầu động cơ

Các cấp độ nhớt có ký tự “W” là các cấp độ nhớt đơn cấp được sử dụng vào mùa đông hoặc ở những vùng có nhiệt độ ngoài trời thấp. Các cấp độ nhớt W là các độ nhớt lỏng giúp động cơ khởi động dễ dàng vào mùa động hoặc khi máy còn nguội. Động cơ sử dụng cấp độ nhớt W càng nhỏ thì động cơ càng dễ khởi động ở nhiệt độ thấp, ví dụ: động cơ sử dụng nhớt có cấp độ SAE 0W sẽ dễ dàng khởi động hơn so với việc sử dụng nhớt có cấp độ SAE 10W.

Các cấp độ nhớt không có ký tự “W” là các cấp độ nhớt đơn cấp thường được sử dụng vào mùa hè hoặc những vùng có nhiệt độ ngoài trời cao. Cấp độ nhớt SAE càng cao sẽ có độ nhớt ở 100oC càng đặc.

Các loại dầu nhớt động cơ đa cấp, vd SAE 15W-40, SAE 5W-30 sử dụng được quanh năm. Dầu nhớt đa cấp có dải nhiệt độ làm việc rộng, giúp động cơ dễ khởi động ở nhiệt độ thấp và bảo vệ tốt cho động cơ ở nhiệt độ cao.

Tùy theo điều kiện thời tiết tại khu vực động cơ làm việc và tùy theo tính năng của động cơ mà nhà sản xuất động cơ có thể khuyến cáo các cấp độ nhớt SAE phù hợp.

Lựa chọn cấp độ nhớt SAE dựa vào nhiệt độ môi trường

1.2. Cấp tính năng của dầu nhớt động cơ

Có nhiều tiêu chuẩn quốc tế và tiêu chuẩn riêng của các nhà sản xuất động cơ để phân loại tính năng làm việc của dầu nhớt động cơ:

• · Phân loại API của Viện dầu khí Mỹ (American Petroleum Institute) là phân loại phổ biến nhất.
• · Phân loại ACEA của Các nhà sản xuất Ô-tô Châu Âu (Association des Constructeurs Européens de l’Automobile)
• · Phân loại JASO của Tổ chức Tiêu chuẩn Ô-tô Nhật Bản (Japan Automobile Standards Organisation)
• · Phân loại riêng của các hãng ô-tô: Mercedes, Ford, Volvo, BMW,vv…

Các tiêu chuẩn phân loại đều dựa trên các thử nghiệm lý hóa tính của dầu nhớt, các thử nghiệm động cơ trên băng thử và cũng có thể bao gồm các thử nghiệm thực tế trên đường.

Cấp tính năng dầu động cơ

1.2.1. Cấp tính năng API

Dầu nhớt động cơ xăng 4 thì

Cấp API	TÌNH TRẠNG	SỬ DỤNG
SA	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1930
SB	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1963
SC	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1967
SD	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1971
SE	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1979
SF	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ xăng đời 1988 và trước đó
SG	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ xăng đời 1993 và trước đó
SH	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ xăng đời 1996 và trước đó
SJ	Hiện hành	Dùng cho động cơ xăng đời 2001 và trước đó
SL	Hiện hành	Dùng cho động cơ xăng đời 2004 và trước đó
SM	Hiện hành	Dùng cho mọi động cơ xăng.

(*) API đã loại bỏ các phương pháp thử nghiệm các cấp dầu này, tuy nhiên một số cấp dầu nói trên vẫn còn được sử dụng ở nhiều thị trường.

Dầu nhớt động cơ diesel

Cấp API	TÌNH TRẠNG	SỬ DỤNG
CA	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1959
CB	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1961
CC	Lỗi thời (*)	Không thích hợp cho các động cơ sản xuất sau 1990
CD	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ diesel hút khí tự nhiên và tăng áp
CD-II	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ diesel 2 thì
CE	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ diesel hút khí tự nhiên và tăng áp.  Có thể dùng thay cho cấp dầu CC và CD
CF	Hiện hành	Dùng cho động cơ diesel công trường, phun dầu gián tiếp và các động cơ  diesel khác dùng nhiên liệu có lưu huỳnh cao hơn 0,5% kl. Có thể dùng  thay cho cấp dầu CD
CF-2	Hiện hành	Dùng cho động cơ diesel 2 thì có chế độ làm việc nặng.  Có thể dùng thay cho cấp dầu CD-II
CF-4	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ diesel hút khí tự nhiên và tăng áp  Có thể dùng thay cho cấp dầu CD và CE.
CG-4	Lỗi thời (*)	Dùng cho động cơ diesel hút khí tự nhiên và tăng áp, chế độ làm việc nặng  dùng nhiên liệu có lưu huỳnh ít hơn 0,5% kl.  Có thể dùng thay cho cấp dầu CD, CE và CF-4.  Đáp ứng tiêu chuẩn khí thải năm 1994.
CH-4	Hiện hành	Dùng cho động cơ diesel hút khí tự nhiên và tăng áp, chế độ làm việc nặng  dùng nhiên liệu có lưu huỳnh ít hơn 0,5% kl.  Có thể dùng thay cho cấp dầu CD, CE CF-4 và CG-4.  Đáp ứng tiêu chuẩn khí thải năm 1998
CI-4	Hiện hành	Dùng cho động cơ diesel hút khí tự nhiên và tăng áp, chế độ làm việc nặng  dùng nhiên liệu có lưu huỳnh ít hơn 0,5% kl.  Có thể dùng thay cho cấp dầu CD, CE CF-4 CG-4 và CH-4.  Đáp ứng tiêu chuẩn khí thải năm 2004.
CJ-4	Áp dụng từ  2007	Đáp ứng tiêu chuẩn khí thải năm 2007.

(*) API đã loại bỏ các phương pháp thử nghiệm các cấp dầu này, tuy nhiên một số cấp dầu nói trên vẫn còn được sử dụng ở nhiều thị trường

1.2.2. Phân loại ACEA:

Phân loại ACEA được đưa ra từ 1996 để thay thế cho hệ thống phân loại cũ CCMC. Hệ thống phân loại ACEA được thay đổi nhiều lần và hiện nay tiêu chuẩn đang lưu hành là ACEA 2004. ACEA 2008 đã được ban hành và sẽ được áp dụng kể từ tháng 12/2010.

Phân loại ACEA 2008:

• · Dầu nhớt dùng cho động cơ xăng và diesel hạng nhẹ : A1/B1, A3/B3, A3/B4, A5/B5 trong đó Ax là cấp dầu nhớt dùng cho động cơ xăng, Bx là cấp dầu nhớt dùng cho động cơ diesel hạng nhẹ.
• · Dầu nhớt dùng cho động cơ xăng và diesel hạng nhẹ có trang bị bộ xử lí khí thải : C1, C2, C3, C4
• · Dầu nhớt dùng cho động cơ diesel hạng nặng : E4, E6, E7, E9

Cấp ACEA thích hợp cho động cơ được các nhà sản xuất ô-tô khuyến cáo.

Các cấp dầu Cx được đặc biệt pha chế để kéo dài tuổi thọ sử dụng của các thiết bị xử lí khí thải như DPF (Diesel Particulate Filter) và TWC (Three Way Catalyst). Các loại dầu này có thể có it tro sun-phát (Sulphated Ash, SA), ít lưu huỳnh (Sun-phua, S) và ít Phốt-pho (P), gọi là dầu ít SASP.

2. Công nghệ động cơ và sự ảnh hưởng đến dầu nhớt

2.1. Động cơ turbo tăng áp

2.2. Các công nghệ xử lý khí thải

• Hệ thống hồi lưu khí thải (EGR)
• Bộ xúc tác khí thải 3 thành phần
• Bộ lọc cặn khí thải (DPF)