Bài giảng Nhiên liệu dầu mỡ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC BÀI GIẢNG HỌC PHẦN: NHIÊN LIỆU DẦU MỠ SỐ TÍN CHỈ: 02 LOẠI HÌNH ĐÀO TẠO: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT Ô TÔ Hưng Yên - 2015 Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 39 Các dạng ma sát Chương 3 DẦU, MỠ BÔI TRƠN - DUNG DỊCH LÀM MÁT 3.1. Dầu bôi trơn. 3.1.1. Khái niệm về ma sát và bôi trơn: a. Ma sát: Ma sát là kết quả của nhiều dạng tương tác phức tạp khác nhau, khi có sự tiếp xúc và dịch chuyển hoặc có xu hướng dịch chuyển giữa hai vật thể, trong đó diễn ra các quá trình cơ, lý, hoá, điện... quan hệ của các quá trình đó rất phức tạp phụ thuộc vào đặc tính tải, vận tốc trượt, vật liệu và môi trường. - hệ số ma sát,  = f(p,v,C) N-tải trọng pháp tuyến C-điều kiện ma sát (vật liệu, độ cứng, độ bóng, chế độ gia công, môi trường). Công ma sát A chuyển hoá thành nhiệt năng Q và năng lượng hấp phụ giữa 2 bề mặt E. Các yếu tố ảnh hưởng tới hệ số ma sát: + Tải trọng + Vận tốc + Vật liệu và các yếu tố khác: nhiệt độ, độ nhám bề mặt... Phân loại ma sát: + Dựa vào động học và chuyển động  Ma sát trượt  Ma sát lăn  Ma sát xoay + Dựa vào sự tham gia của chất bôi trơn  Ma sát ướt  Ma sát khô  Ma sát tới hạn Ma sát khô Khái niệm: Là ma sát mà giữa hai vật rắn tiếp xúc trực tiếp với nhau mà không có bất kỳ loại vật liệu bôi trơn nào trên bề mặt tiếp xúc. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 40 Khi gia công các chi tiết dù đạt độ chính xác cao thì trên bề mặt vẫn có độ mấp mô quá trình chuyển động tương đối giữa hai chi tiết lắp ghép với nhau các chỗ mấp mô nào sẽ khớp vào nhau và tạo thành lực cản chuyển động giữa tại vị trí tiếp xúc sẽ xảy ra sự tiếp xúc đàn hồi xuất hiện các biến dạng dẻo và có sự cắt gọt lẫn nhau làm cho các chi tiết bị mài mòn. Ta có công thức xác định lực ma sát khô Fmskhô = ftrượt.Ph Trong đó: ftrượt - Hệ số ma sát khô phụ thuộc và vật liệu chế tạo và trạng thái bề mặt tiếp xúc đó là khô ráp hay nhẵn bóng. Ph - Tải trọng tác dụng theo phương vuông góc với phương chuyển động. Tác hại của ma sát khô: Ma sát khô có tác hại làm tổn thất năng lượng, tăng nhiệt độ làm việc tại bề mặt của các chi tiết dẫn tới sự ôxy hoá phá huỷ bề mặt làm việc giảm công suất hữu ích dẫn đến giảm tuổi thọ máy. Biện pháp hạn chế: Để hạn chế tác hại của ma sát khô người ta áp dụng một số biện pháp sau: Lắp vào giữa hai bề mặt mặt ma sát chi tiết có hình dạng phù hợp được gia công có độ chính xác cao để chuyển ma sát trượt thành ma sát lăn. Ví dụ như từ sử dụng bạc sang dùng vòng bi. Hình thành và duy trì giữa các bề mặt làm việc một lớp vật liệu bôi trơn ở dạng lỏng hoặc dạng dẻo đó là dầu bôi trơn hoặc mỡ... Công thức xác định lực ma sát lăn Fmslăn = flăn. Ph/r Trong đó: r - bán kính con lăn c. Ma sát ướt: Khái niệm: Là dạng ma sát mà giữa hai bề mặt làm việc của các chi tiết được ngăn cách với nhau bởi một lớp dầu có chiều dầy lớn hơn tổng chiều cao của các lớp mấp mô (chi tiết được bôi trơn theo dạng này gọi là bôi trơn thuỷ động học). d. Ma sát giới hạn: Khái niệm: Là giữa các bề mặt của các chi tiết có một lớp dầu rất mỏng tồn tại dưới tác dụng tương hỗ của các lực phân tử giữa hai bề mặt kim loại, lớp dầu này gắn chặt vào kim loại mà không chuyển động tự do được, ma sát ở dạng này gọi là ma sát giới hạn. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 41 Dầu bôi trơn có thành phần làm giảm ma sát, giảm mài mòn, tăng tuổi thọ của chi tiết do đó chúng được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực đó là công nghiệp, giao thông. 3.1.2. Phân loại công dụng và yêu cầu đối với chất lượng của dầu bôi trơn: 3.1.2.1. Phân loại: Theo ngành sử dụng thì dầu bôi trơn được chia ra làm 4 nhóm: Nhóm 1: Dầu dùng cho động cơ đốt trong, trong nhóm này lại phân ra: dầu dùng cho động cơ máy bay, động cơ tàu thủy, dầu dùng cho động cơ ô tô máy kéo (động cơ xăng, động cơ diesel). Nhóm 2: Dầu bôi trơn dùng cho các hệ thống truyền động: hộp số, cầu... Nhóm 3: Dầu dùng cho các thiết bị công nghiệp: Máy gia công cắt gọt, và các thiết bị khác. Nhóm 4: Dầu chuyên dùng: dầu biến thế, dầu tuốc bin... 3.1.2.2. Công dụng: Dầu bôi trơn làm giảm ma sát giữa các chi tiết có chuyển động tương đối với nhau do đó làm giảm tổn hao năng lượng do ma sát sinh ra bằng cách chuyển ma sát khô thành ma sát ướt. Giảm độ mài mòn của các chi tiết do có sự ngăn cách bởi lớp dầu. Làm mát các chi tiết bằng cách nhận nhiệt lượng toả ra từ các bề mặt làm việc và trao đổi nhiệt qua hệ thống làm mát trong quá trình chuyển động. Làm kín các khe hở các chi tiết lắp ghép. Bảo vệ bề mặt các chi tiết tránh sự tiếp xúc trực tiếp với các chất gây ôxy hoá với nước, với môi trường. Làm sạch các bề mặt bôi trơn nhờ rửa trôi các cặn bẩn mạt kim loại. Làm chất lỏng công tác trong các bộ truyền động thuỷ lực. Ngoài ra còn là môi trường cách điện trong một số thiết bị, linh kiện. 3.1.2.3. Yêu cầu: Dầu phải có nhiệt độ đông đặc thấp, có độ nhớt nhất định, có sự ổn định về lý hóa, tác dụng ăn mòn kim loại nhỏ nhất, không lẫn tạp chất cơ học và nước. 3.1.3. Tính chất của dầu bôi trơn: 3.1.3.1. Nhiệt độ đông dặc và phương pháp giảm nhiệt độ đông đặc: Xác định nhiệt độ đông đặc của dầu giống như với nhiên liệu diesel. Khi làm lạnh tới một nhiệt độ nào đó thì dầu mất tính lưu động. Khi dầu mất tính lưu động sẽ tăng tổn thất năng lượng của động cơ, và dầu không còn giữ được vai trò của nó. Do đó, yêu cầu nhiệt độ đông đặc của dầu phải thấp. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 42 Trong sản xuất, người ta thực hiện nhiều biện pháp nhằm giảm nhiệt độ đông đặc của dầu như: + Pha thêm vào dầu các chất phụ gia. + Tách các hydrocacbon có nhiệt độ sôi cao bằng dụng cụ chuyên dùng. Trong hai phương án này thì phương án một có hiệu quả rất cao và được ứng dụng phổ biến ngày nay. 3.1.3.2. Độ nhớt của dầu bôi trơn: 1. Độ nhớt của dầu ở nhiệt độ làm việc: Dầu bôi trơn có độ nhớt xác định ở nhiệt độ làm việc. Khi nhiệt độ thay đổi, yêu cầu độ nhớt của dầu bôi trơn chỉ được thay đổi trong phạm vi hẹp. Dầu có độ nhớt quá thấp sẽ dễ dàng bị ép ra khỏi khe hở giữa các chi tiết dẫn đến các bề mặt làm việc tiếp xúc trực tiếp với nhau làm tăng nhanh sự mài mòn. Ngược lại, độ nhớt quá cao sẽ làm tăng tổn hao năng lượng. Nhiệt độ làm việc của cac cơ cấu tổng thành khác nhau, thì yêu cầu độ nhớt khác nhau, ví dụ: + Trong đa số các thiết bị công nghiệp nhiệt độ làm việc khoảng 500C, do đó trong tiêu chuẩn của dầu công nghiệp nhất thiết phải cho độ nhớt 500C. + Trong động cơ ô tô máy kéo, nhiệt độ làm việc thấp nhất ở cácte, trục khuỷu là 100 0 C. + Trong các bộ phận truyền động: hộp số, cầu...nhiệt độ làm việc cũng khoảng 100 0 C. Do đó độ nhớt cơ bản của dầu truyền động là độ nhớt ở 1000C. Độ nhớt của dầu bôi trơn phù hợp với kêt cấu và điều kiện làm việc của động cơ ô tô máy kéo hiện nay là 5~15 cst ở 1000C. 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt của dầu bôi trơn: Trong điều kiện sử dụng khác nhau, độ nhớt của dầu cũng khác nhau. Khi điều kiện làm việc của động cơ chuyển từ mùa đông sang mùa hè hoặc chuyển từ chế độ tải nặng sang chế độ tải nhẹ đều làm cho độ nhớt của dầu thay đổi. Vì vậy, độ nhớt của dầu cần phải quy định sao cho nhiệt độ thay đổi thì độ nhớt của dầu không được thay đổi quá lớn so với quy định. Nói chung ta thấy nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm. Tính chất độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ biểu thị bằng chỉ tiêu: Đặc tính độ nhớt theo nhiệt độ. Người ta dùng tỷ số độ nhớt của dầu ở các nhiệt độ khác nhau để đánh giá đặc tính độ nhớt nhiệt độ của dầu. Đối với dầu dùng cho động cơ cho phép dùng tỷ số: độ nhớt ở 500C với độ nhớt ở 1000C. Tỷ số này càng nhỏ thì dầu càng tốt (đối với dầu lý tưởng tỷ số này bằng 1). Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 43 Độ nhớt của dầu có ảnh hưởng tới khả năng khởi động của động cơ. Dựa trên kết quả của các thí nghiệm người ta đã xác định rằng: muốn khởi động động cơ dễ dàng và không bị mài mòn nhiều (kể cả hâm nóng) chỉ đạt được trong điều kiện nếu độ nhớt của dầu bôi trơn không vượt quá một giá trị giới hạn bằng 104 cst, đối với động cơ ô tô. Người ta căn cứ vào giá trị độ nhớt thay đổi theo nhiệt độ, để xác định được nhiệt độ nhỏ nhất có thể khởi động được động cơ, ví dụ: dầu AK3n-6 có độ nhớt 10 4 cst ở -350C. Vậy nhiệt độ thấp có thể khởi động được động cơ khi dùng loại dầu này là - 35 0 C. 3. Đặc điểm của các loại dầu hóa đặc: Để sử dụng dầu bôi trơn tốt trong điều kiện nhiệt độ thay đổi người ta thường pha thêm vào dầu các chất hóa đặc. Đó là những chất lấy từ dầu mỏ có độ nhớt thấp. Sử dụng phổ biến nhất là chất pôly iso butilen có trọng lượng phân tử giới hạn 10000~20000. Đặc điểm của dầu hóa đặc là: ở nhiệt độ thấp có độ nhớt nhỏ hơn 3-4 lần so với độ nhớt của dầu ô tô bình thường. Còn ở nhiệt độ cao chúng lại có độ nhớt giống nhau. Do đó, dầu hóa đặc tạo điều kiện khởi động động cơ dễ hơn trong mùa đông và đảm bảo bôi trơn bình thường các bề mặt ở nhiệt độ làm việc. Độ nhớt của dầu là một chỉ tiêu rất quan trọng nên được ghi ngay trong ký hiệu của dầu. 3.1.3.3. Tính ổn định của dầu, tính ăn mòn kim loại, tạp chất cơ học ở trong dầu bôi trơn: a. Tính ổn định của dầu: Là khả năng bảo toàn thành phần, tính chất trong toàn bộ quá trình sử dụng. Tính ổn định thường được chia ra là ổn định vật lý và ổn định hóa học. Tính ổn định vật lý: gắn với sự thay đổi trạng thái của dầu dưới tác dụng của quá trình biến đổi vật lý như bay hơi, đông đặc, hút ẩm. Tính ổn định hóa học: gắn với các quá trình biến đổi hóa học của các thành phần có mặt trong dầu. Các quá trình biến đỏi hóa học quan trọng nhất bao gồm ôxy hóa và pôlyme hóa. - Mức độ ổn định của dầu trong sử dụng, bảo quản phụ thuộc vào thành phần hóa học của dầu, điều kiện làm việc và mức độ tác động của các yếu tố liên quan như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, nước, chất xúc tác ... Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 44 - Khi sử dụng trực tiếp trên các cụm chi tiết máy, dầu chịu tác động nhiều nhất của nhiệt độ làm việc. Nhiệt độ càng cao các phản ứng ôxy hóa các thành phần xảy ra càng nhanh và sản phẩm tạo ra các phản ứng đó càng nhiều. b. Tính ăn mòn kim loại: Bản thân dầu nhờn có tính ăn mòn thấp khi tiếp xúc với kim loại do tỷ lệ các thành phần có hoạt tính cao, gây ăn mòn kim loại chỉ hình thành sau một thời gian bảo quản hoặc trong các điều kiện sử dụng trực tiếp ở các cụm chi tiết. Các loại dầu động cơ sau một thời gian sử dụng thường có tính ăn mòn cao, đặc biệt đối với động cơ diesel nguyên nhân do lượng SO2, SO3 tạo thành khi đốt cháy nhiên liệu bị lọt lại một phần xuống đáy dầu và hòa trộn với dầu sau khi đã kết hợp với nước tạo thành các axít tương ứng. SO2 + H2O = H2SO3 SO3+ H2O = H2SO4 Các axít này có tính ăn mòn đối với miếng kim loại (đồng, chì) việc hạn chế tính ăn mòn của dầu thường đạt được bằng cách chọn thành phần dầu hoặc sử dụng phụ gia (các chất ức chế ăn mòn). Để đánh giá lượng axit có trong dầu, người ta đưa ra chỉ tiêu đó là số mg KOH để trung hòa hết số lượng axit naptenic có trong 1g dầu. Đối với dầu dùng cho động cơ xăng, lượng KOH cho phép từ 0,1 ~ 0,25 mg KOH cho một gam dầu nhờn AK-15, còn đối với động cơ diesel lượng KOH không được vượt quá 0,15mg KOH đối với 1 gam dầu. c. Tạp chất cơ học, nước có trong dầu bôi trơn: Hàm lượng nước là lượng nước được tính bằng phần trăm (%) so với khối lượng của dầu, nước lẫn vào trong dầu làm thay dổi rất nhiều chất lượng của dầu. Với hàm lượng nước từ 100 ppm làm độ cách điện của dầu giảm rõ rệt. Hàm lượng nước lớn hơn làm giảm khả năng bôi trơn của dầu, làm tăng tính ăn mòn kim loại, xúc tiến quá trình ô xy hóa, phân hủy các loại phụ gia do đó làm tăng quá trình tạo muội, mài mòn xéc măng, bạc lót cổ trục. Hàm lượng nước trong dầu đến 2% được đánh giá là có vết nước trong dầu. Quy định hàm lượng nước không vượt quá không được phép quá 0,025% và hàm lượng cơ học không được vượt quá một vài phần nghìn. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 45 3.1.3.4. Tính chất đặc biệt của dầu bôi trơn động cơ: 1. Điều kiện làm việc của dầu bôi trơn: Dầu bôi trơn động cơ làm việc trong điều kiện hết sức khắc nghiệt: áp suất đạt 100kG/cm 2, nhiệt độ đạt tới 20000C. Theo nhiệt độ động cơ có thể chia ra làm 3 phần sau: + Vùng nhiệt độ cao: là các chi tiết tạo thành buồng cháy của động cơ, đỉnh piston 400 0 C, xupáp xả 8000C. + Vùng nhiệt độ trung bình bao gồm tất cả các phần bao xung quanh piston, xécmăng, đầu nhỏ thanh truyền và thành xylanh. Nhiệt độ lớn nhất ở vùng này có thể đạt là 3000 ~ 3500. + Vùng nhiệt độ thấp bao gồm trục khuỷu, cácte... nhiệt độ lớn nhất ở vùng này có thể đạt là 1800C. 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự ổn định vật lý của dầu: Ở vùng nhiệt độ thấp và trung bình, khi nhiệt độ tăng dầu nhờn có khả năng bốc hơi mạnh làm cho tính chất vật lý của dầu kém ổn định. Kết quả hàm lượng dầu bôi trơn trong hệ thống giảm, chất lượng dầu kém đi. Để giảm mức tiêu hao và sự thay đổi tính chất của dầu trong quá trình làm việc cần thiết phải chọn dầu phù hợp với điều kiện làm việc cụ thể theo khả năng bay hơi (theo thành phần chưng cất). Nhưng xác định thành phần chưng cất rất phức tạp, để đơn giản người ta xác định nhiệt độ bốc cháy của dầu (Nhiệt độ bốc cháy là nhiệt độ nhỏ nhất mà hơi dầu có thể bốc cháy khi gặp lửa). Dựa vào nhiệt độ bốc cháy, có thể phán đoán được tính bay hơi của dầu và thành phần nhẹ của dầu bôi trơn. Nhiệt độ bốc cháy càng cao, tính bay hơi của dầu càng nhỏ và độ ổn định vật lý của dầu càng tốt. 3. Dầu nhờn ở vùng có nhiệt độ cao của động cơ: Trong quá trình động cơ làm việc, một phần dầu bôi trơn bị đốt và tạo thành muội than, nhựa. Chúng bám lên bề mặt các chi tiết: Piston, Xéc măng, Bugi... làm giảm khả năng truyền nhiệt của chi tiết, làm ngắn mạch bugi, tăng khả năng cháy kích nổ của động cơ xăng. Như vậy ở vùng nhiệt độ cao, dầu không có khả năng bôi trơn mà còn làm xấu khả năng công tác của động cơ. 4. Dầu nhờn ở vùng có nhiệt độ trung bình của động cơ: Ở vùng nhiệt độ trung bình dầu có tác dụng bôi trơn giảm ma sát, giảm mài mòn, làm kín giữa piston và xylanh ngăn cản khí cháy lọt xuống cácte. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 46 Ở vùng nhiệt độ này dầu tạo thành màng mỏng trên bề mặt chi tiết. Khi nóng đến 2000C - 3000C dầu có thể bị cháy. Trong điều kiện như vậy cácbuahydro bị ôxy hóa tạo nhựa, làm kẹt xéc măng do đó làm lọt khí xuống cácte làm loãng dầu nhờn. Biện pháp chống tạo nhựa là nâng cao tính ổn định hóa học bằng cách pha thêm vào các chất phụ gia chống ôxy hóa. 5. Dầu nhờn ở vùng nhiệt độ thấp của động cơ: Ở vùng nhiệt độ này, dầu nhờn ít bay hơi, trong dầu có lẫn một hàm lượng nhỏ xăng hoặc diesel nhất là những loại nhiên liệu mà có hàm lượng lưu huỳnh lớn, gây loãng dầu nhờn, đồng thời axit hữu cơ có tác dụng ăn mòn mạnh, đặc biệt axit napten hoạt động mạnh ở nhiệt độ thấp. Đặc biệt đối với bạc lót làm bằng hợp kim Đồng - Chì thì sự ăn mòn của axit này lại càng mạnh. Do vậy, để ngăn chặn hiện tượng này dầu phải được pha thêm chất phụ gia chống ăn mòn. 3.1.4. Dầu bôi trơn dùng trên Ôtô: 3.1.4.1. Dầu bôi trơn dùng cho động cơ đốt trong: 1. Ý nghĩa của việc phân cấp: Dầu bôi trơn và kỹ thuật bôi trơn có vai trò quan trọng để duy trì hoạt động và tuổi thọ của động cơ. Do có vô số loại động cơ với kích thước và điều kiện sử dụng khác nhau nên yêu cầu bôi trơn cũng khác nhau. Từ đó hàng loạt chủng loại dầu bôi trơn động cơ được nghiên cứu và thương mại hóa nhằm đáp ứng các yêu cầu sử dụng. Các loại dầu gốc và nhiều loại phụ gia thích hợp đã được sử dụng để đạt được các tính chất lý hóa và tính năng sử dụng của động cơ. Việc dùng dầu đúng chủng loại sẽ giúp cho động cơ: + Kéo dài tuổi thọ của động cơ + Tăng thời gian sử dụng dầu + Giảm mức tiêu hao nhiên liệu. 2. Phân cấp: a. Phân cấp theo độ nhớt SAE: Hiệp hội kỹ sư ô tô Hoa Kỳ SAE đưa ra một hệ thống phân cấp dầu động cơ theo độ nhớt, được áp dụng phổ biến trên toàn thế giới. Theo tiêu chuẩn này dầu được phân cấp theo độ nhớt ở 1000C và -180C. Trong hệ thống phân cấp này dầu nhờn được chia ra làm hai loại: Nhóm chữ W (được dùng ở nhiệt độ thấp) và nhóm không có chữ W (được dùng ở nhiệt độ cao hơn) việc phân loại này chỉ dựa trên cơ sở độ nhớt động học đo bằng cst ở 1000ºC. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 47 Cấp độ nhớt SAE Độ nhớt ở 0ºC, mPa.s, max Độ nhớt ở 1000ºC.cSt Khởi động Khả năng bơm Thấp nhất Cao nhất 0W 5W 10W 15W 20W 25W 20 30 40 50 60 3250 ở - 30 3500 ở - 25 3500 ở - 20 3500 ở - 15 4500 ở - 10 6000 ở - 5 - - - - - 30000 ở - 35 30000 ở - 30 30000 ở - 25 30000 ở - 20 30000 ở - 15 30000 ở - 10 3,8 3,8 4,1 5,6 5,6 9,3 5,6 9,3 12,5 16,3 21,9 - - - - - - <9,3 <12,5 <16,3 <21,9 <26,1 Ở bảng trên độ nhớt ở nhiệt độ thấp (cột khởi động) xác định theo tiêu chuẩn ASTMD 2602 (phương pháp thử dùng đo độ nhớt biểu kiến của động cơ ở nhiệt độ thấp bằng thiết bị mô phỏng khởi động lạnh). Thiết bị này có thể đo độ nhớt biểu kiến trong một khoảng rộng từ 500 – 2000 mPa.s. Vì hầu hết các loại dầu động cơ là chất lỏng (có độ nhớt thay đổi theo tốc độ trượt) ở nhiệt độ thấp, cho nên độ nhớt biểu kiến có thể rất khác biệt do tốc độ trượt. Trị số nhiệt độ ở cột khả năng bơm là nhiệt độ bơm tới hạn (nhiệt độ của các loại dầu mà ở đó độ nhớt đạt 3000 cP (centipoazơ) xác định theo tiêu chuẩn ASTMD 3829). Dầu đa dụng (đa cấp) là loại dầu có độ nhớt ở nhiệt độ thấp thỏa mãn yêu cầu của dầu thuộc nhóm W, còn độ nhớt ở 1000ºC lại nằm trong một phạm vi của một loại dầu nào đó trong nhóm không có chữ W. Ví dụ nếu một loại dầu pha chế đạt giới hạn - 200ºC của dầu phân cấp 10W (3500mPa.s), còn độ nhớt ở 1000ºC trong khoảng 9,3 đến 12,5 cst thì ta sẽ đặt tên dầu là 10W-30. b. Phân cấp theo chất lượng API: Phân loại dựa vào kết quả nghiên cứu của viện dầu mỏ Mỹ (API), hiệp hội kỹ sư ô tô hoa kỳ (SAE) được viện nghiên cứu dầu mỏ Mỹ xây dựng nên (do đó gọi là phân cấp API). Theo cách này thì dầu bôi trơn được chia thành hai nhóm: + Nhóm S: Dùng cho những động cơ chạy bằng nhiên liệu xăng + Nhóm C: Dùng cho những động cơ chạy bằng nhiên liệu diesel STT Nhóm – cấp dầu Phạm vi ứng dụng Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 48 (1) (2) (3) 1.1. Nhóm dầu S S-là kí hiệu của cấp bảo dưỡng (Service) dùng bôi trơn chủ yếu động cơ xăng. 1.2 Cấp SA - Dầu nhờn không phụ gia - Dùng cho động cơ xăng kiểu cũ, tải trọng nhẹ - Không nên dùng dầu cấp này một cách tùy tiện trừ khi có hướng dẫn của nhà sản xuất. 1.3 Cấp SB - Có một lượng phụ gia tối thiểu chống oxi hóa và chống kẹt xước - Dùng cho động cơ xăng tải trọng nhẹ kiểu cũ từ 1930. - Không nên tùy tiện sử dụng dầu cấp SB, trừ phi có sự hướng dẫn. 1.4 Cấp SC - Dùng cho động cơ xăng hoạt động ở tải trọng cao. Thích hợp cho xe con, xe tải trong giai đoạn 1964-1967, - Có khả năng tạo ít cặn, chống mài mòn, gỉ sét. 1.5 Cấp SD - Dùng cho các loại động cơ làm việc trong điều kiện nặng, cũng thích hợp cho xe con, xe tải trong giai đoạn 1968-1971. - Có khẳ năng bảo vệ máy tốt hơn cấp SC. 1.6 Cấp SE - Dầu có tính năng tốt hơn cấp SD, chống tạo cặn, độ bền oxi hóa cao, chống ăn mòn và tạo gỉ tốt hơn, phù hợp cho động cơ xăng 1972-1979. 1.7 Cấp SF - Dùng cho các loại động cơ làm việc trong điều kiện nặng, dùng xăng không pha chì, phù hợp trong giai đoạn 1980-1988. - Dầu có tính năng tốt hơn các loại SC,SD,SE. 1.8 Cấp SG - Dầu được sản xuất từ năm 1989, được coi là dầu tieu biểu dùng cho các động cơ xăng hiện nay của các loại xe con, xe tải và xe du lịch. - Dầu này đạt cấp CD cho động cơ diesel. - Dầu SG có thể dùng thay cho SF, SE. 1.9 Cấp SH - Đây là loại dầu có phẩm chất cao, phù hợp với các loại xe con, xe tải sản xuất từ 1994 tới nay. - Dùng cho động cơ xăng có yêu cầu phẩm chất cao hơn SG để tăng chống tạo cặn, chống oxy hóa chống ăn mòn. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 49 1.10 Cấp SJ - Đây là loại dầu có phẩm chất cao nhất hiện nay, phù hợp với các loại xe chạy xăng sản xuất từ năm 1996 trở lại đây. - Dầu cấp SJ vượt cấp SH về tính năng kiểm soát khí thải, tiết kiệm nhiên liệu, giảm tiêu hao dầu và giảm thời gian bảo trì máy. II Nhóm dầu C C là kí hiệu thương mại (Commercal) dùng cho bôi trơn động cơ diesel. 2.1 Cấp CA - Dùng cho động diesel nhẹ đến trung bình, sử dụng nhiên liệu chất lượng cao, ít lưu huỳnh. - Dùng phổ biến trong giai đoạn 1940-1950, tới nay không phù hợp nữa. 2.2 Cấp CB - Dùng cho động cơ diesel tải trọng trung bình, dùng nhiên liệu có nhiều lưu huỳnh hơn cấp CA. - Dầu cấp CB xuất hiện từ năm 1949. 2.3 Cấp CC - Dùng cho động cơ diesel và động cơ xăng có tải trọng trung bình. Có nạp khí tự nhiên hoặc có turbo tăng áp - Dầu cấp CC xuất hiện từ năm 1961. 2.4 Cấp CD - Dùng cho động cơ diesel trong điều kiện khắc nghiệt, tải trọng cao. - Sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao lên phải kiểm soát chặt chẽ sự tạo cặn và mài mòn. - Các loại dầu này xuất hiện từ năm 1955. 2.5 Cấp CDII - Dùng cho động cơ diesel hai kỳ làm việc trong điều kiện khắc nghiệt, cần kiểm soát chặt chẽ sự tạo cặn và mài mòn. - Đáp ứng yêu cầu của dầu cấp CD. 2.6 Cấp CE - Dùng cho động cơ diesel tăng áp, tải trọng nặng, tốc độ thấp và cao. - Dầu này sản xuất từ năm 1983 trở lại đây. 2.7 Cấp CF - Dùng cho động cơ diesel phun gián tiếp. - Các loại động cơ dùng loại dầu này có từ năm 1994. 2.8 Cấp CF2 - Dùng cho động cơ diesel 2 kì, dầu có tính năng kiểm soát đóng cặn. - Có thể thay thế cho CDII, có từ năm 1994. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 50 2.9 Cấp CF4 - Dùng cho động cơ diesel 4 kì có tải trọng cao, tốc độ lớn. Có tính chống tạo cặn ở piston tốt hơn và tiêu thụ dầu tốt hơn. 2.10 Cấp CG4 - Thích hợp cả xe sử dụng xăng cao tốc tải trọng nhỏ theo nhà sản xuất yêu cầu. - Dầu sản xuất từ năm 1990. - Dầu dùng cho động cơ diesel 4 kỳ, có tải trọng cực nặng trên đường (nhiên liệu chứa 0,05% lưu huỳnh) và trên công trường (nhiên liệu chứa 0,5% lưu huỳnh). - Vượt cấp CF4, có từ năm 1995. 3.1.4.2. Dầu bôi trơn hệ thống truyền động: 1. Công dụng và yêu cầu của dầu truyền động: Công dụng: Dầu truyền động còn được gọi là dầu bánh răng thuộc nhóm dầu có chức năng chủ yếu để bôi trơn các chi tiết của bộ truyền động xe ô tô, máy kéo, máy xây dựng, các bộ điều tốc... Dầu truyền động (dầu bánh răng) làm việc trong điều kiện khác hẳn dầu bôi trơn động cơ. Nhiệt độ làm việc của hệ thống truyền động < 1500ºC, ngược lại áp suất lại rất lớn, ở động cơ áp lực lớn nhất tác dụng lên màng dầu là 100 kG/cm2, còn áp lực tác dụng lên màng dầu trên bề mặt bánh răng của hệ thống truyền động nằm trong khoảng 10000~50000 kG/cm2. Do điều kiện làm việc nặng nhọc như vậy nên độ nhớt của dầu truyền động có ảnh hưởng rất lớn tới cường độ mài mòn của các chi tiết nhất là bánh răng hộp số và cầu sau. Độ nhớt của dầu bôi trơn trong hệ thống truyền động ít thay đổi theo nhiệt độ, thường từ 10 đến 35 cst ở 1000ºC (gấp 2 đến 3 lần dầu bôi trơn động cơ). Để tăng khả năng tạo màng dầu ở vùng chịu áp lực cao người ta pha thêm vào các phụ gia Sunfit (FeS) hoặc Clorit (FeCl2) các chất này có tác dụng tăng tính bền vững của màng dầu, ngăn ngừa sự xuất hiện ma sát khô giữa các bề mặt ma sát. Yêu cầu: Có đặc tính nhớt nhiệt tốt (đảm bảo chỉ số độ nhớt cao và đảm bảo tính bôi trơn ở nhiệt độ làm việc). Không gây ăn mòn các chi tiết truyền động, Có tính ổn định hóa học và ổn định nhiệt tốt, Không độc hại, Không tạo bọt trong quá trình làm việc của hệ thống truyền động. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 51 2. Phân loại dầu truyền động: Phân theo cấp độ nhớt SAE: Hiệp hội kỹ sư ô tô Hoa kỳ đã đề ra cách phân loại dầu theo cấp độ nhớt và được chia làm 6 nhóm như sau: SAE 75W, SAE 80W, SAE 90, SAE 140, SAE 250 trong đó các chữ số là chỉ độ nhớt, chữ W chỉ dầu truyền động dùng cho mùa đông, dầu không có chữ W là dầu dùng cho mùa hè hoặc dùng ở các nước nhiệt đới. Phân loại dầu truyền động theo chức năng (của API): Dựa trên điều kiện làm việc và dạng truyền động, API đã phân chia các dạng dầu truyền động thành 6 nhóm có ký hiệu như sau: GL-1, GL-2, GL-3, GL-4, GL-5, GL-6. GL-1 là dầu dùng bôi trơn các thiết bị có hệ thống truyền động bánh răng kiểu hình trụ, kiểu trục vít, kiểu hình côn xoắn, làm việc với tốc độ thấp, tải trọng nhẹ. GL- 2 Dầu dùng truyền động trục vít, côn xoắn ở hộp số tay và cầu xe làm việc trong điều kiện nhẹ trung bình tới khắc nghiệt về tốc độ, tải trọng, dầu này có khả năng chịu tải trọng cao hơn loại GL-1. GL-3 Dầu dùng cho truyền động bánh răng côn xoắn, làm việc ở điều kiện khắc nghiệt về tốc độ và tải trọng, dầu có tính chống mài mòn, kẹt xước tốt hơn nhóm dầu GL-2. GL- 4 Dầu dùng cho hệ thống truyền động Hypôit và côn xoắn làm việc với tốc độ cao, mômen quay thấp, tc độ thấp. GL-5 Dầu dùng cho hệ thống truyền động Hypôit làm việc với tốc độ cao hoặc tốc độ thấp mà mômen quay nhỏ. GL-6 Dầu dùng cho hệ thống truyền động Hypôit ô tô có sự dịch chuyển dọc theo trục và gây mômen quay lớn khi tăng tốc độ và tải trọng va đập, có chứa phụ gia chống bó kẹt. Ngoài 6 cấp GL trên còn có cấp MT-1 chỉ cấp phục vụ cho bánh răng đặc biệt là loại hộp số tay được dùng trong xe buýt và xe tải nặng. Ví dụ: TM-1-18. Hãy giải thích ký hiệu. Bài giải: TM: Dầu truyền động có cấp chất lượng là 1 (cấp thấp nhất) và có cấp độ nhớt là 18. Một số hãng thì phân loại dầu truyền động như sau: + Tên hãng sản xuất – tên riêng của dầu – cấp độ nhớt SAE- cấp chất lượng AP. Ví dụ: S/shell Pendax 90-APIGL-1 Tên hãng, Tên dầu cấp độ nhớt, Cấp chất lượng (tra bảng) Nhãn hiệu và yêu cầu kỹ thuật của dầu truyền động: Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 52 - Dầu truyền động ô tô máy kéo mùa hè có tên là dầu 90 (còn gọi là dầu đen) là phần dầu cặn chưa được làm sạch từ dầu mỏ ít parapin. Các loại dầu tương đương với dầu 90 là hãng Shell: Dầu Vittrea 79, dentax Oil 140, hãng Esso: Dầu Gear Oil ST 140. Nhãn hiệu các dầu truyền động ở thị trường việt nam. Công ty PLC: SAE 90 EP, SAE 140EP Công ty PVPDC : SAE 90 TĐ EP, : SAE 140 TĐ EP. Công ty BP: SAE 80 W EP, SAE 90 EP, SAE 140 EP. Công ty Castrol: SAE 90 EP, SAE 140 EP, SAE 80 W, SAE 140 W. 3.1.4.3. Dầu dùng cho hệ thống thủy lực: 1. Công dụng và tính chất của dầu thủy lực: Dầu thủy lực hay chính xác hơn là chất lỏng thủy lực được sử dụng trong hệ thống thủy lực trang bị trên ô tô, máy kéo, xe tải và các tàu thủy.... Để hệ thống thủy lực có thể làm việc cần có các loại chất lỏng thủy lực đó chính là môi trường truyền năng lượng. Mặc dù trong hệ thống thủy lực các chất lỏng thủy lực cũng có tác dụng nào đó trong quá trình bôi trơn nhưng chức năng chính của chúng là truyền lực. Chúng không thuộc nhóm dầu bôi trơn chúng là một trong các nhóm dấu công nghiệp quan trọng nhất đang được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp như trong các máy công cụ, cơ cấu lái... Ngoài ra nó còn được sử dụng trong giao thông đường bộ, đường thủy, cũng như trong các hệ thống phanh thủy lực, ngoài những tính chất cơ bản của 1 loại dầu như độ nhớt và tính chất nhớt nhiệt tốt (chỉ số độ nhớt cao). Các tính chất đặc trưng của chất lỏng thủy lực là: Độ nén, khả năng tách khí và chống tạo bọt, khả năng thích hợp đối với vật liệu làm kín, đảm bảo độ sạch cao, có độ trượt ổn định. 2. Phân loại dầu thủy lực: Phân loại theo thành phần: Có rất nhiều dầu thủy lực, chúng có nguồn gốc khác nhau, gồm có 4 nhóm dầu thủy lực chủ yếu sau: Dầu thủy lực tổng hợp: Có nguồn gốc là các sản phẩm tổng hợp hữu cơ như các polyglycol, silicon, các este của axit phosphoric... Dầu này, vừa có tính truyền lực tốt vừa có khả năng chịu nhiệt cao, nên thích hợp làm chất lỏng truyền lực cho các thiết bị, dây truyền làm việc tại các nơi có nhiệt độ cao như hầm lò, các phân xưởng luyện thép đúc gang. Dầu thủy lực gốc dầu khoáng: Được sản xuất từ các phân đoạn dầu gốc được tính chế sâu, không pha phụ gia hoặc pha thêm phụ gia để tăng khả năng bôi trơn, Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 53 chống ôxy hóa, chống tạo bọt...Dầu này, làm việc được hầu hết với các loại vật liệu, có khoảng nhiệt độ làm việc rộng, có khả năng bôi trơn tự nhiên tốt, nên được sử dụng hết sức rộng rãi. Dầu thủy lực dạng nhũ tương: Có hai loại nhũ tương là nhũ tương dầu trong nước và nhũ tương nước trong dầu. Dầu này được xếp vào nhóm HFAE, HFB, do có dạng nhũ tương nên dễ bị các loại vi khuẩn phân hủy làm giảm chất lượng dầu. Dầu thủy lực gốc nước: Là các dung dịch nước được làm đặc bằng các Polyme, chúng thuộc nhóm HFC. Cụ thể chúng là các glycol và các polyete tan được trong nước cùng một số phụ gia chống ăn mòn, chống ôxy hóa... Phân loại theo tiêu chuẩn ISO: Ký hiệu: HH là dầu khoáng tinh chế không có phụ gia HL là dầu khoáng tinh chế chứa phụ gia chống gỉ, ôxy hóa HM là kiểu HL có cải thiện tính chống mài mòn HR là kiểu HL có cải thiện chỉ số nhớt HV là kiểu HM có cải thiện chỉ số nhớt HG là kiểu HM có chống kẹt HS là chất lỏng tổng hợp không có chất chống cháy đặc biệt. Theo tiêu chuẩn ISO 3448 mỗi nhóm dầu thủy lực trên lại được chia thành nhiều nhãn hiệu khác nhau theo độ nhớt động học trung bình ở 400ºC là 10, 15, 22, 32, 46, 68, 100, 150, 220 và 320 cst. Ví dụ: Dầu thủy lực nhãn hiệu HL-32 là thuộc nhóm HL và có độ nhớt động học trung bình ở 400ºC là 32 cst. 3. Dầu phanh: Để đảm bảo Ôtô hoạt động an toàn cần có nhiều chỉ tiêu, song một hệ thống phanh có độ tin cậy cao chắc chắn là một trong những tiêu chí hàng đầu. Dầu phanh được sử dụng cho cả phanh và ly hợp của của xe số tay. Nó là dung dịch không có dầu mỏ bao gồm chủ yếu là Glicon và ete cũng như este của dầu hỏa. a. Yêu cầu chất lượng của dầu phanh: Dầu phanh cần có các phẩm chất sau: Điểm sôi cao Phanh bị nóng lên do ma sát thường xuyên. Thực tế dầu phanh có thể bay hơi làm cho dầu sủi bọt. Nếu điều này xảy ra, đạp bàn đạp phanh chỉ ép lên dầu phanh đã bay hơi và không có lực tác động lên xylanh phanh. Hiện tượng này được gọi là khóa bay hơi. Điểm sôi cao là cần thiết ngăn ngừa hiện tượng này. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 54 Không làm ăn mòn cao su và kim loại. Độ chặt khít sẽ không còn nếu dầu phanh làm hỏng các phớt và còn gây ra hiện tượng rò rỉ dầu phanh. Điều này sẽ gây ra mất mát trong truyền năng lượng thủy lực. Do vậy dầu phanh được chế tạo từ nguyên liệu tổng hợp nó sẽ không phá hủy cao su hoặc kim loại như các dầu có gốc dầu mỏ tự nhiên khác. Độ nhớt phù hợp Dầu phanh cần có một độ nhớt phù hợp cho việc truyền áp suất, mà không có sự thay đổi độ nhớt do nhiệt độ. b. Phân loại: Dầu phanh có 4 loại FMV SS (tiêu chuẩn an toàn xe cơ giới liên bang). Tuy cách phân loại này chủ yếu dựa trên điểm sôi, các yếu tố khác cũng được xem xét. Bảng dưới đây chỉ liệt kê các phân loại dựa và điểm sôi: Loại Hạng mục DOT 3 (SAE J1703) DOT 4 DOT 5 SAEJ1702 (các vùng cực lạnh) Điểm sôi (ERBP (ºC/ºF) 205/401 hoặc lớn hơn 230/446 hoặc lớn hơn 260/500 hoặc lớn hơn 150/302 hoặc lớn hơn Điểm sôi (ºC/ºF) 140/284 hoặc lớn hơn 155/311 hoặc lớn hơn 180/356 hoặc lớn hơn DOT : Bộ Giao thông (Department of Transportation) ERBP: Điểm sôi cân bằng ngược. c. Chú ý khi sử dụng dầu phanh: Không trộn lẫn dầu phanh: Việc trộn lẫn dầu phanh với các đặc tính khác nhau sẽ làm giảm điểm sôi của dầu. Hơn nữa đôi khi còn xảy ra phản ứng hóa học, làm thay đổi thành phần của dầu hoặc làm giảm phẩm chất của dầu. Không làm lẫn dầu với nước: Không được để dầu phanh lẫn nước hoặc chất lỏng khác vì điều này sẽ làm giảm điểm sôi của dầu làm cho phẩm chất của dầu phanh bị giảm. Không làm lẫn dầu phanh với các dầu khoáng hoặc dầu làm sạch: Dầu khoáng và dầu làm sạch tác động lên các bộ phận cao su làm hỏng các bộ phận này. Cất giữ dầu phanh phải đủ kín: Để ngăn dầu phanh hấp thụ nước, nắp bình phải được đóng chặt. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 55 4. Dầu hộp số tự động: Dầu hộp số tự động (ATF) là dầu có phẩm chất cao, được tinh chế với nhiều phụ gia ATF được được nén bởi bơm dầu và bơm vào bộ biến đổi mômen. Ở đó nó được sử dụng để truyền chuyển động quay và mô men của động cơ tới hộp số. Ngoài ra, ATF đã được nén còn kích hoạt van hệ thống điều khiển thủy lực cho phép sang số và nó bôi trơn các bộ phận quay của hộp số, như bánh răng hành tinh, ly hợp, vòng bi, trục a. Yêu cầu của ATF: Độ nhớt phù hợp ATF làm việc trong một khoảng nhiệt độ biến đổi rộng từ -250ºC tới 1700ºC do đó độ nhớt là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng tới khả năng hoạt động của bộ biến đổi mô men, hệ thống điều khiển thủy lực ATF bao gồm phụ gia cải thiện chỉ số nhớt để duy trì độ nhớt từ nhiệt độ thấp đến cao. Tính ổn định nhiệt và oxy hóa Nhiệt độ của ATF đạt khoảng 1000ºC ở tốc độ bình thường và lên khoảng 1500ºC dưới điều kiện khắc nghiệt. Ngoài ra, nhiệt độ bề mặt của đĩa ly hợp có thể nóng tới 3500ºC hoặc cao hơn. vì những lý do đó ATF cần có khả năng chịu nhiệt tốt. Nếu không, sự giảm cấp do nhiệt sẽ làm xuất hiện phản ứng hóa học dẫn đến việc tạo cặn, cặn có thể làm tắc van điều khiển thủy lực và cản trở sự hoạt động bình thường của hộp số. Do vậy, ATF có chứa phụ gia ngăn oxy hóa. Đặc tính chống sủi bọt ATF bị khuấy mạnh bởi bơm và cánh quạt do đó tạo bọt, điều này dẫn đến việc truyền không đủ mô men động cơ và làm trượt đĩa ly hợp và đĩa phanh gây ăn mòn và ôxy hóa dầu. Việc tăng thêm phụ gia chống tạo bọt sẽ ngăn ngừa hiện tượng này. Đặc tính ma sát Đĩa ly hợp, đĩa phanh hoặc đai phanh được vận hành bởi áp suất thủy lực ATF. Nếu hệ số ma sát giữa đĩa ly hợp và đĩa ma sát hoặc đai phanh và trống phanh là quá thấp, độ va đập sẽ nhỏ, nhưng hiện tượng trượt có nhiều khả năng xảy ra. Điều này ngăn việc truyền đủ mô men động cơ, và đẩy nhanh quá trình ăn mòn đĩa ly hợp, đĩa hoặc đai phanh. Hệ số ma sát cao sẽ tăng độ va đập không êm dịu khi lái xe. Để ngăn ngừa hiện tượng này người ta sử dụng phụ gia để điều chỉnh hệ số ma sát. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 56 Màu sắc Để giúp nhận biết ATF với các loại dung dịch khác, ATF có màu đỏ hoặc hổ phách. Việc tạo màu như vậy giúp quá trính xác định rò rỉ dầu được nhanh chóng chính xác. Các phụ gia khác ATF phải không có tác động xấu đến tính năng của phớt, các miếng đệm, đai phanh và mài mòn đĩa. Do đó, phụ gia làm sạch được đưa vào ATF để ngăn chặn việc tạo cặn do ôxy hóa, tạp chất mài mòn, và bị bẩn do tạp chất bên ngoài. b. Phân loại: Dầu hộp số tự động đã được tiêu chuẩn hóa bởi các nhà sản xuất Ô tô như: Ford, GM. Chẳng hạn Ford F, GM Standard, DEXRON (r) II hay III. 3.2. Mỡ bôi trơn: 3.2.1 Công dụng yêu cầu: Mỡ bôi trơn chiếm một tỷ lệ tương đối nhỏ và khối lượng vật liệu bôi trơn chiếm khoảng 6% so với dầu nhờn. Mỡ sản xuất từ nguồn gốc dầu mỏ và các loại xà phòng của axit béo chiếm tới trên 90% tổng lượng mỡ nhờn, là loại mỡ thông dụng nhất. Mỡ bôi trơn có 3 công dụng sau: a. Bôi trơn bề mặt chi tiết Mỡ tạo ra giữa các bề mặt làm việc một lớp màng ngăn sự tiếp xúc trực tiếp nhờ đó giảm được ma sát giảm được mài mòn. Mặt khác mỡ có tính bám dính tốt nên chủ yếu được sử dụng để bôi trơn các bề mặt làm việc có phụ tải lớn nhiệt độ cao, tốc độ dịch chuyển tương đối thấp ở những bề mặt hở và những vị trí có lực ly tâm lớn tuy nhiên, sự bôi trơn của mỡ không thể thay thế hoàn toàn cho dầu được vì mỡ ở trạng thái đặc sệt, không lưu thông được dùng mỡ bôi trơn sẽ tốn nhiều động lực của động cơ khi máy móc làm việc. b. Bảo vệ bề mặt chi tiết: Khi sử dụng mỡ bôi trơn sẽ tạo ra trên bề mặt làm việc một lớp màng bảo vệ ngăn cách sự tác động của các tác nhân gây ôxy hoá và gây ăn mòn: độ ẩm, axit – kiềm, bụi bẩn... So với dầu bôi trơn thì mỡ có tính chất bảo vệ bề mặt tốt hơn vì chúng ở trạng thái đặc sệt, khó bị chảy trôi, có tính dính bám và tính ổn định tốt. c. Làm kín các mối lắp ghép: Mỡ được dùng để bịt kín trong các trường hợp cần lắp các ống dẫn thể lỏng hay khí, ta bôi mỡ vào các ren nối hoặc các khớp nối đường ống, các đệm nắp máy, các khe hở Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 57 giữa các bộ phận tác dụng làm kín của mỡ tốt hơn dầu vì mỡ ở thể đặc sệt có tính dính bám tốt hơn. Mỡ khác dầu nhờn ở chỗ không có tác dụng làm nguội và làm sạch vì mỡ không có tính năng lưu chuyển. 3.2.2. Thành phần của mỡ: Các loại mỡ nói chung và các mỡ nhờn nói riêng là một thể cấu trúc dạng gel (nửa rắn) hay có thể nói là thể đặc sệt. Cấu trúc gel này bao gồm hai pha là pha phân tán rắn và môi trường phân tán lỏng. Pha phân tán rắn tồn tại dưới dạng một khung cấu trúc và do các phân tử chất làm đặc liên kết lại với nhau mà tạo thành. Còn các phân tử môi trường phân tán lại tồn tại một cách không hoàn toàn “tự do” trong lòng bộ khung phân tán này (dù lượng môi trường phân tán là dầu nhờn lỏng chiếm tỷ lệ rất cao từ 70% - 95% còn pha phân tán rắn chiếm tỷ lệ khá thấp 5% - 30% mà nó vẫn có thể giữ cho mỡ nhờn tồn tại ở dạng bán rắn). Thành phần của mỡ nhờn gồm chủ yếu hai thành phần chính sau: Dầu nhờn và chất làm đặc. a. Dầu nhờn: Dầu làm nhiệm vụ bôi trơn và là thành phần chính của mỡ, thông thường chiếm từ 70% - 95% mỡ thành phẩm. Do là thành phần chính nên hàm lượng dầu và tính chất lý hóa của dầu đều có ánh hưởng rõ ràng đến tính năng làm việc của mỡ. Nếu mỡ nhờn dùng cho bộ phận làm việc ở nhiệt độ thấp, phụ tải nhẹ và tốc độ quay nhanh thì phải dùng dầu nhờn có nhiệt độ đông đặc thấp, chỉ số độ nhớt cao. Còn nếu làm việc ở nơi có phụ tải lớn, nhiệt độ cao và tốc độ thấp thì phải dùng dầu có độ nhớt cao và pha thêm chất độn (như bột graphit). Trong nhiều trường hợp phải dùng dầu tổng hợp thay cho dầu khoáng trong chế biến mỡ. Dầu tổng hợp làm cho mỡ có khả năng chịu lạnh và chịu nhiệt tốt (dải nhiệt làm việc -700C đến 4000C). b. Chất làm đặc: Có nhiệm vụ tạo ra cấu trúc rắn và nửa rắn của mỡ, chúng giữ cho dầu tồn tại trong cấu thể đặc sệt không bị chảy loãng ra, chiếm từ 5% - 30% thành phần mỡ. Có nhiều loại chất làm đặc như xà phòng (mỡ gốc xà phòng), các hydrocacbon rắn (mỡ gốc sáp). Ngoài hai thành phần chính này trong mỡ còn có một số chất độn như bột graphit hay một số phụ gia để ổn định tính chất của mỡ như: tính ổn định hóa học, tính chịu nhiệt, tính bám dính Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 58 3.2.3. Sản xuất mỡ: Khi sản xuất các loại mỡ có tính trơ với môi trường hoá học người ta phải dùng các hợp chất lỏng của flo, clo vì chúng có tính bền vững hóa hoc rất cao. Chất làm đặc (còn gọi là pha rắn) chiếm khoảng 5%-30%, thực chất ở trong mỡ thì chất làm đặc khung cấu trúc không gian khung này được thấm ướt bởi pha lỏng và dầu nhờn. Chính nó làm nên tính dẻo của mỡ, cấu trúc của mỡ có hai loại: cấu trúc tinh và cấu trúc thô. Trong đó cấu trúc tinh là cấu trúc của các phần tử nhỏ nhất của chất làm đặc tạo nên. Còn cấu trúc thô của mỡ có 3 dạng: hạt, sơ, trơn. Cấu trúc của mỡ phụ thuộc vào thành phần công nghệ sản xuất. Căn cứ vào các chất làm đặc người ta phân mỡ ra làm các loại: mỡ xà phòng, mỡ hiđrô cacbon, mỡ vô cơ và hữu cơ. Phần lớn các loại mỡ đang sử dụng hiện nay là mỡ xà phòng, loại mỡ này dùng xà phòng để làm đặc dầu nhờn trong đó xà phòng là muối của axit béo bậc cao với các kim loại. Xà phòng là sản phẩm của phản ứng hóa học xà phòng hóa giữa hyđrôxít kim loại với axít béo tạo ra xà phòng và nước hoặc giữa hyđrôxít kim loại với glyxêzin (thành phần chính của dầu thực vật và mỡ động vật). Ta có công thức: nRCOOH + Me(OH)n(RCOO)n → Me(COOH) + nH2O→ Me(RCOO)n Trong đó: R – gốc hiđrôcacbon Me - cacbon kim loại Ví dụ: Xà phòng Natri C17H35COOH + NaOH → C17H35COONa + H2O Trong đó nếu xà phòng sản xuất từ dầu mỡ tự nhiên thì gọi là mỡ béo, còn được sản xuất từ phương pháp tổng hợp gọi là mỡ tổng hợp. Nguyên tử kim loại trong phân tử xà phòng ảnh hưởng rất lớn đến tính chất của xà phòng và mỡ do đó người ta gọi tên mỡ theo tên của kim loại có trong xà phòng. Ví dụ: Mỡ canxi, mỡ natri, mỡ nhôm, mỡ canxi-natri Mỡ dùng xà phòng của axit béo tổng hợp có phẩm chất kém hơn mỡ béo về tính chất nhớt nhiệt, tính bôi trơn dễ loãng, dễ bị rửa vì giới hạn bền thấp khi gặp lạnh dễ bị đông cứng, nguyên nhân của những nhược điểm này là do quá trình sản xuất axit béo tổng hợp còn lẫn nhiều tạp chất không có lợi như ankan chưa bị ôxi hoá, axit béo bậc thấp, axit vô cơ Trong số các loại mỡ xà phòng thì mỡ canxi sử dụng nhiều nhất, trong thành phần của mỡ này nhất thiết phải có nước vì nước tham gia tạo tinh thể hiđrat của xà phòng, canxi ở đây đóng vai trò là chất phụ gia ổn định thể keo của mỡ canxi, nếu hàm lượng của nước tới 5% thì mỡ bắt đầu có hiện tượng phân rã do đó hàm lượng nước thích Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 59 hợp nhất từ 1-3% mỡ này có ưu điểm là giá thành thấp, tính chống xước và mài mòn cao, bảo vệ kim loại tốt, có độ ổn định lớn, nhiệt độ mà mỡ có thể chịu được từ 30- 70 0 C do đó mỡ canxi dùng chủ yếu là mỡ chống ma sát. Nhược điểm là nhiệt độ nóng chảy thấp nên phạm vi sử dụng bị hạn chế. a. Mỡ Natri. Trong thành phần cấu trúc của mỡ này không có nước, mỡ có khả năng hấp thụ hơi ẩm khi đó sẽ làm giảm các tính chất quan trọng như giới hạn bền, tính ổn định cơ học, nhiệt độ sử dụng từ -20÷1100C. b. Mỡ canxi-Natri. Nó bao gồm các tính chất của hai loại mỡ kể trên ít nhạy cảm với nước và độ ẩm nhiệt độ làm việc nhỏ hơn 1000C được sử dụng ở những nơi làm việc có tốc độ quay lớn. c. Mỡ Liti. Được sản xuất rất nhiều do nhiệt độ nhỏ giọt cao, ít tan trong nước, nhiệt độ sử dụng từ 60-1400C mỡ này có tính ổn định cơ học và tính ổn định độ keo rất tốt. d. Mỡ chì. Có khả năng chịu tải trọng cao, thông thường chì không có xà phòng để tạo sự pha rắn mà còn kết hợp với các loại xà phòng khác và hiđro cacbon. e. Mỡ hữu cơ. Với chất làm đặc là các hợp chất hữu cơ của clo, flo, các polyme... Loại mỡ này được sản xuất với khối lượng không nhiều chỉ để dùng trong các trường hợp đặc biệt như nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn mạnh. f. Mỡ vô cơ. Dùng chất làm đặc là hợp chất hoặc đơn chất vô cơ như silic, đất sét, than grapyt được dùng để sản xuất mỡ có tính chất đặc biệt mà các loại trên không có, khả năng chịu nhiệt có thể 6000C nhưng giá thành rất đắt. g. Các loại phụ gia. Các chất phụ gia có tác dụng làm cho cấu trúc của mỡ được tốt hơn, làm tăng các tính chất ổn định nhiệt, ổn định hoá học, ổn định cơ học, tính bôi trơn, tăng độ bám dính, tăng khả năng làm kín 3.2.4. Đánh giá chất lượng mỡ bôi trơn: Chất lượng của mỡ nhờn phụ thuộc vào cấu trúc của nó, cấu trúc của mỡ nhờn có bền vững và ổn định thì mỡ mới có chất lượng tốt. Cấu trúc và chất lượng của mỡ chủ yếu phụ thuộc vào một số yếu tố về thành phần và công nghệ chế biến mỡ. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 60 a. Ảnh hưởng của chất làm đặc. Các cation xà phòng Cùng một gốc axit béo có ảnh hưởng tới khả năng làm đặc, tính chịu nước và chịu nhiệt của mỡ - Tính chịu nhiệt Li > Na > Ba > Ca > K > Zn > Pb - Tính chịu nước Pb > Ca > Li > K > Na - Độ nhớt và ổn định hóa học Li > Na > Ca > Al Ảnh hưởng của gốc axit béo Bản chất của gốc axit béo trong xà phòng quyết định tới khả năng làm đặc, tính ổn định hóa học, ổn định cấu trúc và ổn định nhiệt của mỡ. Độ ổn định cấu trúc của mỡ nhờn phụ thuộc chủ yếu vào độ tan của xà phòng trong dầu. Độ tan này phụ thuộc vào bản chất xà phòng và dầu nhờn hòa tan nó. Độ tan của xà phòng trong dầu nhờn tăng theo chiều dài mạch cacbon của gốc axit tạo ra xà phòng Xà phòng với gốc axit béo có mạch cacbon nhỏ hơn 16 khó có khả năng tạo mỡ hoặc mỡ chỉ tạo thành ở nhiệt độ rất cao. Nguyên do vì các loại xà phòng này tan quá kém trong dầu. Xà phòng với gốc axit béo có mạch cacbon lớn hơn 18 tan tốt trong dầu, nên có khả năng tạo mỡ tốt, nhưng do mạch cacbon quá dài nên tính ổn định hóa học của mỡ kém. Kết quả thực tế cho thấy, xà phòng có gốc axit béo với mạch cacbon từ 16 đến 18 là thích hợp nhất với việc tạo cấu trúc cho mỡ và đảm bảo chất lượng cho mỡ thành phẩm. Ngoài số nguyên tử cacbon của mạch cấu tạo mạch cacbon của gốc axit cũng ảnh hưởng tới tính chất của mỡ. Xà phòng gốc axit no dễ làm đặc mỡ, mỡ tạo ra có tính ổn định nhiệt và ổn định oxy hóa tốt. Ngược lại xà phòng không no (có liên kết đôi trong mạch cacbon) khó làm đặc mỡ, mỡ tạo ra có tính chịu nhiệt và oxy hóa kém. b. Ảnh hưởng của các yếu tố khác. Ảnh hưởng của dầu nhờn Dầu nhờn chiếm tỷ lệ cao trong hợp phần của mỡ, do đó tính chất của dầu ảnh hưởng khá rõ rệt đến sự hình thành và tính chất của mỡ. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 61 Dầu nhờn dùng để sản xuất mỡ cần có độ nhớt động học thích hợp, trung bình vào khoảng 10 - 50 cst ở 500C. Dầu có độ nhớt lớn quá hoặc bé quá đều khó tạo thành khung cấu trúc cho mỡ, nên chất lượng mỡ tạo thành không tốt. Dầu có gốc parafin tạo ra mỡ nhờn có tính ổn định nhiệt và oxy hóa cao. Dầu nhờn có chỉ số độ nhớt cao sẽ tạo ra loại mỡ nhờn mềm và mịn nhất. Ngoài ra còn yêu cầu dầu nhờn có độ dính bám, tính chống ăn mòn kim loại, tính bôi trơn càng tốt thì chất lượng mỡ nhờn tạo thành càng cao. Ảnh hưởng của chất ổn định cấu trúc Việc thêm vào mỡ nhờn một thành phần nào đó của cấu tử thứ 3 với vai trò ổn định cấu trúc là rất cần thiết các chất ổn định cấu trúc thường là: Nước, rượu, glyxêrin và các phênolamin. Các chất này có khả năng làm tăng độ tan của xà phòng trong dầu nhờn. Do đó làm bền liên kết giữa xà phòng và dầu nhờn tạo ra một cấu trúc tốt cho mỡ. Ví dụ: Với mỡ xà phòng canxi một lượng nước dưới 3% có tác dụng ổn định cấu trúc mỡ còn lớn hơn 3% thì làm cấu trúc của mỡ kém đi. Ảnh hưởng của phụ gia chất độn Người ta thường pha vào mỡ nhờn một số loại phụ gia để cải thiện chất lượng mỡ. Thông thường có các loại phụ gia chống oxy hóa, chống xước, chống mài mòn, chống ăn mòn Việc dùng phụ gia trong từng trường hợp phải tính đến ảnh hưởng của chúng đối với tính chất của tầng loại mỡ. Ví dụ: Đối với mỡ có phản ứng kiềm yếu nên dùng hợp chất amin làm phụ gia chống oxy hóa. Mỡ có phản ứng axit lại phải chọn phụ gia gốc phenol. Ảnh hưởng của lượng kiềm tự do và axit béo không xà phòng hóa Trong mỡ gốc xà phòng bao giờ cũng có một lượng kiềm tự do <0,2% tồn tại ở dạng Glyxerat, là chất ổn định cấu trúc cho mỡ nhờn ngoài ra còn một lượng axit béo không xà phòng hóa. Hai thành phần này là những yếu tố quan trọng quyết định chất lượng của mỡ nhờn. 3.2.5. Các loại mỡ và cách sử dụng: Người ta có các cách phân loại mỡ như sau: a. Phân theo chất làm đặc. Mỡ gốc xà phòng: Xà phòng kim loại kiềm (Li, Na, K) dùng phổ biến nhất là mỡ nhờn gốc xà phòng Liti, ít dùng nhất là mỡ nhờn gốc xà phòng kali. Mỡ gốc xà phòng Na có nhiệt Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 62 độ nóng chảy cao chịu được nhiệt nhưng kém chịu nước. Ngày nay thay thế bằng mỡ gốc xà phòng liti vừa chịu nhiệt vừa chịu nước. Xà phòng của kim loại kiềm thổ: Mg, Ca, Ba: Có nhiệt độ nóng chảy trung bình kém chịu nhiệt nhưng chịu nước tốt. Xà phòng của các kim loại khác Zn, Al, Pb: Có tính chịu nước kể cả nước mặn. Xà phòng hỗn hợp của hai kim loại như: Na + Ca, Li + Ca Mỡ nhờn gốc sáp (Hydrocacbon rắn): Loại thạch lạp (prafin rắn) có nhiệt độ nóng chảy thấp. Loại địa lạp có nhiệt độ nóng chảy cao hơn. Thường được dùng làm mỡ bảo quản. Mỡ nhờn gốc vô cơ Gồm mỡ silicat, mỡ nhờn đất sét, mỡ grafit loại mỡ này không bị nóng chảy có độ ổn định khá cao thường dùng mỡ bôi trơn chuyên dụng trong một số ngành xi măng, sắt thép có nhiệt độ nóng chảy khoảng 2000C. b. Phân loại theo phạm vi sử dụng. Mỡ bôi trơn hữu cơ thông thường: Là loại mỡ dùng hầu hết ở các loại xe máy có phạm vi nhiệt độ sử dụng khoảng 500C – 2000C, chúng được phân biệt theo nhiệt độ nóng chảy gồm 3 phân nhóm: Mỡ bôi trơn nóng chảy thấp loại này có nhiệt độ nhỏ giọt 40-700C sử dụng cho các loại máy làm việc có nhiệt độ thấp do nhóm mỡ này là các loại mỡ bảo quản và thành phần chủ yếu là dầu nhờn có độ nhớt lớn Mỡ bôi trơn nóng chảy trung bình có nhiệt độ từ 650C-100 0 C thành phần gồm có dầu nhờn và xà phòng canxi. Mỡ bôi trơn nóng chảy cao có nhiệt độ nhỏ giọt nhỏ hơn 1000C. Mỡ bôi trơn chuyên dùng: Là các loại mỡ chuyên dùng cho các bộ phận máy móc theo quy định của nhà thiết kế chế tạo mà không được thay thế tùy tiện bằng các loại mỡ khác. Ví dụ: Mỡ bôi trơn các loại đồng hồ, cho ôtô, hàng hải các loại đường sắt c. Phân loại theo công dụng. Mỡ chống ma sát Mỡ bảo quản Mỡ làm kín. d. Phân loại theo Viện mỡ bôi trơn của Mỹ (NLGI). Viện dầu mỡ quốc gia mỹ NLGI (National Lubricating Grease Institute) phối hợp với hiệp hội kỹ sư ô tô SAE (Society of Automotive Engineers) và hiệp hội thử nghiệm vật liệu hoa kỳ ASTM (American Society for Testing and Materials) đã phát Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 63 triển hệ thống cho việc chỉ định mô tả, phân loại và đặc tính của mỡ dùng cho ô tô gồm: - Loại phục vụ cho khung gầm: NLGI LA NLGI LB - Loại phục vụ cho ổ trục bánh xe NLGI G-A NLGI G-B NLGI G-C - NLGI LA: cho những bộ phận của khung gầm và khớp các đăng ở trong xe khách, xe tải, ít thay mỡ - NLGI LB: cho những bộ phận của khung gầm và khớp các đăng trong xe khách xe tải làm việc dưới điều kiện: định kỳ thay mỡ kéo dài, tải cao rung động mạnh, dễ hở, nước và các chất nhiễm bẩn dễ xâm nhập. - NLGI GA: ổ trục bánh xe trong xe khách, xe tải và một số xe khác trong điều kiện: xe thay mỡ thường xuyên. - NLGI GB: điều kiện: tải nhẹ đến trung bình gặp trong hầu hết các xe hoạt động trong thành phố bình thường, trên đường cao tốc. - NLGI GC: Tải nhẹ đến khắc nghiệt, nhiệt độ cao, những xe chạy dừng thường xuyên. f. Mỡ bảo quản. -Điều kiện sử dụng: Mỡ bảo quản được sử dụng để bảo vệ các chi tiết kim loại chống lại sự ôxi hoá, sự ăn mòn và các hoá chất khác. Điều kiện sử dụng của mỡ tuỳ thuộc vào yếu tố khí hậu trang thiết bị, bề mặt cần bảo quản, nhiệt độ không khí về mùa hè có thể lên tới 500C. Độ ẩm có thể tới 100%. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa ngày và đêm sẽ phát sinh và phát triển các quá trình ăn mòn. -Tính chất: Phải có khả năng tạo màng bảo vệ trên bề mặt kim loại, Có tính bám dính tốt, Có tính chịu nước đây là tính chất đặc trưng cho khả năng của mỡ không bị rửa trôi khỏi bề mặt kim loại. Không hoà tan trong nước, không tạo thành nhũ tương với nước và không bị thay đổi tính chất khi bị nước tác dụng. Một số loại mỡ bảo quản: Mỡ bảo quản của Nga Ví dụ: Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 64 PVK, PP95/5, AMC-1, AMC-3, UN-3 Trong đó: K - mỡ bên cất V - là chịu nước U – thông dụng N – chịu nhiệt thấp M – dùng cho tàu thuyền A – gốc xà phòng nhôm PVK: Thành phần gồm có dầu nhờn Petrolatum Chất làm đặc là Xêrezin 4% Thành phần khác MNI-7 Tính chất Về màu sắc từ màu vàng đến nâu tốt Độ xuyên kim ở 250C chưa có Nhiệt độ nhỏ giọt ≥ 600C Độ ăn mòn ở 500C trong 3 giờ giữ được Trị số axit, mg KOHg ≤ 0.5-1 Hàm lượng nước % chưa có Hàm lượng tạp chất cơ học ≤ 0.07% g. Mỡ làm kín. -Điều kiện sử dụng: Mỡ này dùng để làm kín các mối ghép ren các khe hở của hệ thống bôi trơn, hệ thống khí nén, làm kín các vòng đệm của bơm. -Tính chất: Không bị hoà tan bởi các môi trường tiếp xúc ngoài ra còn có tính chịu xăng chịu nước Có tính ổn định nhiệt cao Không gây ăn mòn kim loại -Phân loại: Mỡ làm kín của Nga Mỡ chịu xăng VU Mỡ làm kín ren R-2, R-402, R-114 Tính chất Mỡ VU: hỗn hợp dầu thầu dầu đã bị ôxi hoá với glyxerin 4% được làm bằng xà phòng kẽm. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 65 h. Một số hình ảnh tham khảo. Hình 3.1. Dầu mỡ được chứa trong phi, can hoặc chai Hình 3.2. Mỡ đa dụng dùng cho khớp chữ thập Hình 3.3. Mỡ đa dụng dùng cho vòng bi bánh xe Hình 3.4. Mỡ gốc xà phòng Li dùng cho thước lái Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 66 Hình 3.5. Mỡ Liti Glycol dùng làm kín Hình 3.6. Mỡ chị nhiệt cao dùng bôi trơn ở phanh Hình 3.7. Mỡ dùng cho phanh đĩa Hình 3.8. Mỡ bôi trơn nạng gài ly hợp Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 67 3.3. Dung dịch làm mát. 3.3.1. Công dụng, yêu cầu: Công dụng Hệ thống làm nguội có nhiệm vụ hút đi khoảng 1/3 lượng hơi nước nóng do động cơ sinh ra, ngoài ra còn có tác dụng tẩy rửa hệ thống, tản nhiệt có tác dụng sưởi ấm trong hệ thống sưởi ấm, sấy nóng dòng khí nạp, sấy nóng và làm bốc hơi nhiên liệu trên động cơ xăng ... Yêu cầu Không gây ăn mòn các chi tiết bằng kim loại hoặc cao su Không làm lắng cặn trong hệ thống làm mát Duy trì được trạng thái lỏng khi nhiệt độ ngoài trời xuống quá thấp Chống tạo bọt Không độc hại. 3.3.2. Thành phần của dung dịch làm mát: Thành phần chính của dung dịch làm mát là bao gồm nước và chất chống đông ngoài ra trong thành phần chất chống đông có chứa chất phụ gia như phụ gia chống ăn mòn, chống tạo bọt, chống lắng cặn, tạo màu sắc.... Dung môi nước Nước dùng làm dung môi là nước mềm lấy từ nước máy, nước ngầm do vậy trong nước có chứa một số khoáng chất, nhiều thành muối khoáng, axít, bazơ tan trong nước, do vậy tạo cho nước là môi trường điện ly mạnh là nhân tố quan trọng gây lên sự ăn mòn của các chi tiết trong hệ thống, nước được thay sau khoảng nhiều nhất là 2 năm (tùy theo hướng dẫn của các hãng chế tạo ô tô). Chất chống đông Khi pha chất chống đông vào dung môi nước tạo thành dung dịch làm mát thì dung dịch này phải có tác dụng sau : Ngăn đông ở nhiệt độ thấp Chống gỉ và mài mòn các chi tiết Bền vững về mặt hóa học Ngăn cản sự ăn mòn điện phân Chảy đều ở tất cả mọi nhiệt độ Tản nhiệt đều Chống tạo bọt Chống ăn mòn tạo thành khe nứt. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 68 Các loại chất chống đông Chất chống đông Etylen Glycol (C2H4(OH)2). Chất chống đông Protylen Glycol, thử nghiệm cho thấy rằng chất này chống ăn mòn hóa học, chống đông ở nhiệt độ thấp, điểm sôi cao ít độc hơn nhưng đắt tiền, chất chống đông Glycol ete, chất này có lợi thế trộn lẫn vào dầu khi nó bị rò vào trong đáy cácte, tuy nhiên các thử nghiệm cho thấy rằng dùng Glycol ete làm phồng các ống mềm dẫn dung dịch của động cơ vì thế ít sử dụng. 3.3.3. Các loại dung dịch làm mát: a. ENOC EN-COOL ENGINE COOLANT Là loại dầu làm mát chất lượng cao, tuổi thọ kéo dài được sử dụng cho tất cả các mùa trong năm, cung cấp khả năng chống gỉ hiệu quả cho tất cả các bề mặt kim loại của các động cơ máy xây dựng bao gồm cả động cơ xăng và động cơ diesel, đặc biệt là sắt, đồng và nhôm. Được chế tạo từ mono etylen glycol và các chất ức chế đặc biệt dùng để bảo vệ bề mặt kim loại, cung cấp khả năng chống ăn mòn nổi bật cho tất cả các hệ thống làm mát. CÁC ỨNG DỤNG - Hiệu quả đối với xe tải tối thiểu là 250 000 km và đối với xe con là 100 000 km hoặc 3 năm, áp dụng cho tiêu chuẩn nào đạt được trước. - Tăng điểm sôi của nước làm mát và cung cấp khả năng làm mát tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao. - Thích hợp cho tất cả các loại động cơ, kể cả các động cơ nhôm trong máy xây dựng. - Đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật quốc tế và các yêu cầu của các nhà sản xuất. TIỆN ÍCH ENOC EN-COOL ENGINE COOLANT cung cấp các tiện ích sau: - Làm mát động cơ hiệu quả và ngăn chặn hiện tượng sôi của nước làm mát trong mùa hè. - Khả năng chống ăn mòn cao và tác dụng kéo dài với tất cả các loại động cơ hiện đại. - Tương thích với các chi tiết bằng cao su và vật liệu làm kín. - Không chứa các hợp chất độc hại như các hợp chất photphat, nitrat và amin. - Ngăn ngừa hiện tượng đóng băng trong mùa đông, phụ thuộc vào độ đậm đặc. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 69 b. ENOC EN-COOL EXTRA LONGLIFE Là loại dầu làm mát có tuổi thọ cao, làm việc liên tục 5 năm mà không bị biến chất. Được chế tạo từ mono etylen glycol có độ tinh khiết cao và các muối của axit hữu cơ đã đem lại công nghệ chống gỉ hiệu quả với vai trò làm mát và chuyển hoá nhiệt, cung cấp khả năng chống ăn mòn cho tất cả các bề mặt kim loại của các động cơ xăng và động cơ diesel, đặc biệt là các chi tiết bằng sắt, đồng và nhôm. Cho phép pha loãng với nước đã khử ion ở nồng độ 33% và 50% của ENOC EN-COOL EXTRA LONGLIFE. CÁC ỨNG DỤNG ENOC EN-COOL EXTRA LONGLIFE cung cấp các ứng dụng sau: - Tối thiểu là 600 000 km đối với xe tải và 200 000 km đối với xe con. - Tăng điểm sôi của nước làm mát và cung cấp khả năng làm mát tốt hơn trong điều kiện nhiệt độ môi trường cao. - Thích hợp cho tất cả các loại động cơ, kể cả các động cơ nhôm trong máy xây dựng. - Đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật quốc tế và các yêu cầu của các nhà sản xuất. TIỆN ÍCH ENOC EN-COOL EXTRA LONGLIFE cung cấp các tiện ích sau: - Làm mát động cơ hiệu quả và ngăn chặn hiện tượng sôi của nước làm mát trong mùa hè. - Khả năng chống ăn mòn hiệu quả, đặc biệt là với nhôm, sử dụng trong vòng 5 năm hoặc quãng đường đã được đề cập ở trên. - Trung tính và có khả năng dự trữ kiềm để trung hoà các khí có tính axit. - Tương thích với vật liệu bằng cao su và vật liệu làm kín. - Không có các hợp chất độc hại như nitrat, amin hay photphat. - Cung cấp khả năng chống đóng cặn và giảm thiểu việc bảo dưỡng. - Ngăn ngừa hiện tượng đóng băng trong mùa đông, phụ thuộc vào độ đậm đặc. c. POWERGEN SPECIAL COOLANT Là sản phẩm có tác dụng làm mát kéo dài, được sử dụng với hàm lượng cao của các phụ gia hữu cơ cao cấp, ngăn chặn hiện tượng đóng băng ở nhiệt độ thấp, đáp ứng được yêu cầu của nhà sản xuất động cơ Power Generation. Thành phần được cấu tạo hoàn toàn được loại trừ các hợp chất phophat, nitrat, amin và các hợp chất của Bo nên đáp ứng tốt hơn khả năng bảo vệ môi trường, bảo đảm thời gian chống ăn mòn lâu dài cho tất cả các bề mặt kim loại (chứa sắt và không chứa sắt) của các hệ thống làm mát động cơ. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 70 CÁC ỨNG DỤNG - Ứng dụng trong các thiết bị sinh nhiệt. - Đáp ứng hiệu quả yêu cầu chuyển hoá nhiệt năng trong các thiết bị sinh nhiệt. - Khả năng chống ăn mòn và chống tạo bọt tuyệt vời. CÁC LỢI ÍCH - Khả năng làm mát động cơ tuyệt vời và ngăn ngừa hiện tượng quá nhiệt trong các thiết bị sinh nhiệt. - Cung cấp khả năng chống ăn mòn hiệu quả với các sản phẩm sử dụng các phụ gia hữu cơ. - Thời gian sử dụng kéo dài cho các thiết bị sinh nhiệt. - Ngăn ngừa hiện tượng xói mòn hiệu quả. - Loại trừ các hợp chất không độc hại như: phophat, nitrat, amin và các hợp chất của Bo. Tài liệu học tập môn: Nhiên liệu dầu mỡ Bộ môn: Công nghệ kỹ thuật Ôtô. Trang 71 CÂU HỎI CUỐI CHƯƠNG 3 1) Trình bày khái niệm về ma sát và bôi trơn của dầu bôi trơn? 2) Nêu công dụng, yêu cầu và phân loại dầu bôi trơn? Phương pháp giảm nhiệt độ đông đặc dầu bôi trơn? 3) Trình bày độ nhớt ở nhiệt độ làm việc của dầu bôi trơn? Đặc điểm của các loại dầu hóa đặc? Nêu ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ nhớt của dầu bôi trơn? 4) Tính ổn định của dầu, tính ăn mòn kim loại và tạp chất cơ học ở trong dầu bôi trơn? 5) Trình bày tính chất đặc biệt của dầu bôi trơn động cơ? 6) Nêu ý nghĩa của việc phân cấp dầu bôi trơn? Phân cấp dầu bôi trơn theo cấp độ nhớt SAE? 7) Trình bày phân cấp dầu bôi trơn chủ yếu dùng cho động cơ xăng theo chất lượng API? 8) Trình bày phân cấp dầu bôi trơn chủ yếu dùng cho động cơ diesel theo chất lượng API? 9) Nêu công dụng và yêu cầu của dầu truyền động? Phân loại dầu truyền động theo cấp độ nhớt SAE? 10) Trình bày phân loại dầu truyền động theo chức năng của API? 11) Trình bày công dụng và phân loại dầu thủy lực? 12) Trình bày yêu cầu chất lượng và phân loại dầu phanh? 13) Trình bày yêu cầu và phân loại của dầu hộp số tự động ATF? 14) Nêu công dụng và yêu cầu của mỡ bôi trơn? 15) Nêu thành phần chính của mỡ bôi trơn? 16) Nêu ảnh hưởng của chất làm đặc đến việc đánh giá chất lượng mỡ bôi trơn? Phân loại theo Viện mỡ bôi trơn của Mỹ? 17) Nêu ảnh hưởng của các yếu tố còn lại đến việc đánh giá chất lượng mỡ bôi trơn? Phân loại mỡ bôi trơn theo chất làm đặc? 18) Trình bày công dụng, yêu cầu và thành phần của dung dịch làm mát?