Giáo trình dầu mỡ bôi trơn

D−¬ng ViÕt C−êngD−¬ng ViÕt C−êngD−¬ng ViÕt C−êngD−¬ng ViÕt C−êng

BM. Läc – Hãa dÇu S¶n phÈm dÇu má & Phô gia 1

Ch−¬ng 1

DÇu b«i tr¬n

1.1 Tæng quan DÇu b«i tr¬n lµ vËt liÖu quan träng trong nÒn kinh tÕ cña mçi quèc gia. TÊt c¶

çc m¸y mãc, thiÕt bÞ ë çc d¹ng vµ çc kÝch cì kh¸c nhau sÏ kh«ng thÓ thùc hiÖn

®−îc chøc n¨ng cña m×nh hiÖu qu¶ nÕu kh«ng cã çc lo¹i dÇu b«i tr¬n thÝch hîp. Do

®ã cã rÊt nhiÒu chñng lo¹i tõ dÇu b«i tr¬n cã cÊp chÊt l−îng thÊp ®Õn rÊt cao ®−îc

dïng nh»m ®¸p øng çc nhu cÇu sö dông tõ ®Æc biÖt ®Õn çc lo¹i dÇu ®a dông, dïng

réng r?i trong nhiÒu lÜnh vùc.

Çc n−íc trªn thÕ giíi s¶n xuÊt dÇu b«i tr¬n theo çc tiªu chuÈn, quy ®Þnh

riªng phï hîp víi ®iÒu kiÖn sö dông m¸y mãc ë n−íc ®ã. Th«ng th−êng viÖc b«i

tr¬n m¸y mãc ph¶i sö dông dÇu do nhµ chÕ t¹o ra chóng quy ®Þnh.

§Êt n−íc ta sau nhiÒu n¨m ®æi míi, cïng víi xu thÕ héi nhËp quèc tÕ diÔn ra

nhanh chãng, nªn hiÖn nay ®ang sö dông rÊt nhiÒu m¸y mãc do çc n−íc kh¸c nhau

s¶n xuÊt. Trong thùc tÕ, viÖc tu©n thñ çc quy ®Þnh vÒ dÇu b«i tr¬n mµ nhµ chÕ t¹o

®Ò ra lµ rÊt khã kh¨n. V× vËy ®Ó b«i tr¬n çc lo¹i m¸y mãc, thiÕt bÞ do çc h?ng cña

n−íc kh¸c nhau chÕ t¹o, chóng ta cã thÓ thay thÕ b»ng çc lo¹i dÇu b«i tr¬n cã çc

tÝnh n¨ng t−¬ng ®−¬ng víi dÇu mì mµ çc h?ng chÕ t¹o quy ®Þnh.

V× vËy, viÖc sö dông vËt liÖu b«i tr¬n nãi chung, dÇu mì b«i tr¬n nãi riªng vµ

quy tr×nh b«i tr¬n phï hîp víi quy ®Þnh cña nhµ chÕ t¹o thiÕt bÞ, sÏ gãp phÇn rÊt lín

®¶m b¶o cho m¸y mãc, thiÕt bÞ ho¹t ®éng æn ®Þnh, gi¶m chi phÝ b¶o d−ìng, n©ng

cao tuæi thä sö dông vµ ®é tin cËy cña chóng trong nÒn kinh tÕ.

- DÇu mì b«i tr¬n cã bèn chøc n¨ng c¬ b¶n, ®ã lµ:

+ Lµm gi¶m ma s¸t, gi¶m c−êng ®é mµi mßn, ¨n mßn cña çc bÒ mÆt ma s¸t

nh»m ®¶m b¶o cho ®éng c¬, m¸y mãc ®¹t c«ng suÊt tèi ®a.

+ Lµm s¹ch, chèng tÊt c¶ çc lo¹i mµi mßn ®Ó ®¶m b¶o tuæi thä sö dông cña

®éng c¬.

+ Lµm m¸t

+ Lµm kÝn

B«i tr¬n lµ biÖn ph¸p lµm gi¶m ma s¸t ®Õn møc thÊp nhÊt, b»ng çch t¹o ra

gi÷a bÒ mÆt ma s¸t mét líp chÊt (chÊt b«i tr¬n). ChÊt b«i tr¬n cã thÓ ë d¹ng láng

(dÇu nhên hay cßn gäi lµ dÇu nhít), d¹ng ®Æc (mì b«i tr¬n) hay ë d¹ng r¾n......

Trong sè ®ã chiÕm ®a phÇn lµ chÊt b«i tr¬n d¹ng láng, kÕ ®Õn lµ chÊt b«i tr¬n d¹ng

®Æc, sau cïng lµ d¹ng r¾n. ChÊt b«i tr¬n d¹ng nµy th−êng chiÕm rÊt Ýt vµ chØ ¸p dông

trong mét vµi tr−êng hîp riªng biÖt nh− b«i tr¬n çc æ trôc cã nhiÖt ®é rÊt cao hoÆc

trong ch©n kh«ng, nh÷ng n¬i nµy kh«ng thÓ dïng dÇu hay mì b«i tr¬n ®−îc.



- §Ó ®¶m b¶o cho dÇu b«i tr¬n cã thÓ thùc hiÖn tèt çc chøc n¨ng nªu trªn,

dÇu b«i tr¬n ph¶i cã phÈm chÊt tèt. Cô thÓ lµ dÇu b«i tr¬n ph¶i cã tÝnh b¸m dÝnh tèt,

ph¶i cã ®é nhít thÝch hîp, ph¶i cã ®é bÒn ho¸ häc, c¬ häc, sinh häc..., ph¶i cã ®é

dÉn nhiÖt tèt, kh«ng g©y ¨n mßn ho¸ häc, tÈy röa ph©n t¸n tèt çc cÆn, muéi... sinh

ra trong qu¸ tr×nh sö dông ®éng c¬, thiÕt bÞ.

- ViÖc lùa chän, sö dông dÇu b«i tr¬n thÝch hîp ®ãng vai trß hÕt søc quan

träng trong viÖc ®¶m b¶o cho dÇu b«i tr¬n thùc hiÖn ®−îc çc chøc n¨ng cña m×nh

mét çch tèt nhÊt. C¬ së quan träng ®Ó lùa chän dÇu b«i tr¬n thÝch hîp lµ dùa vµo

nguyªn lý b«i tr¬n:

+ §èi víi çc chi tiÕt lµm viÖc cã chuyÓn ®éng nhanh cÇn dïng dÇu cã ®é

nhít thÊp vµ ng−îc l¹i.

+ Khe hë gi÷a çc mÆt tiÕt lµm viÖc cµng lín th× dÇu b«i tr¬n cµng cÇn cã ®é

nhít cao.

+ NhiÖt ®é lµm viÖc cao th× dïng dÇu cã ®é nhít cao.

+ Sè vßng quay lín, ¸p suÊt trªn trôc nhá th× dïng dÇu cã ®é nhít thÊp.

+ ¸p suÊt trªn trôc lín, sè vßng quay nhá th× dïng dÇu cã ®é nhít cao.

+ Ph¹m vi thay ®æi nhiÖt ®é lín th× dïng dÇu cã tÝnh nhiÖt nhít tèt (chØ sè ®é

nhít cao)

+ M«i tr−êng lµm viÖc tiÕp xóc víi kh«ng khÝ, khÝ ch¸y ë nhiÖt ®é cao th×

dïng dÇu cã tÝnh chèng oxy ho¸ vµ chèng ¨n mßn.

+ M«i tr−êng lµm viÖc tiÕp xóc víi n−íc vµ h¬i n−íc th× chän dÇu cã tÝnh

chèng t¹o nhò vµ chèng t¹o bät.

+ Thêi gian sö dông dÇu l©u, chän dÇu cã tÝnh chèng oxy ho¸ tèt, tÝnh æn

®Þnh cao.

- Nguyªn liÖu chñ yÕu ®Ó s¶n xuÊt dÇu mì nhên lµ dÇu má vµ dÇu thùc vËt.

DÇu gèc ®−îc s¶n xuÊt tõ dÇu má th«ng qua çc qu¸ tr×nh chÕ biÕn ®−îc gäi lµ dÇu

gèc kho¸ng vµ dÇu cã nguån gèc tõ thùc vËt ®−îc tæng hîp qua çc qu¸ tr×nh tæng

hîp hãa häc ®−îc gäi lµ dÇu gèc tæng hîp. Thµnh phÇn c¬ b¶n cña dÇu b«i tr¬n lµ

dÇu gèc vµ çc phô gia ®−îc pha trén ®Ó n©ng cao chÊt l−îng cña dÇu b«i tr¬n. B¶n

chÊt cña dÇu th« vµ qu¸ tr×nh chÕ biÕn sÏ quyÕt ®Þnh tÝnh chÊt vËt lý vµ ho¸ häc cña

dÇu gèc t¹o thµnh.

1.2 DÇu gèc DÇu gèc kho¸ng ®−îc sö dông pha chÕ dÇu b«i tr¬n thÝch hîp chñ yÕu thu

®−îc tõ qu¸ tr×nh ch−ng cÊt ch©n kh«ng s¶n phÈm ®¸y cña th¸p ch−ng cÊt khÝ quyÓn.

DÇu gèc kho¸ng th−êng chøa çc lo¹i hydrocacbon sau ®©y:

- Parafin m¹ch th¼ng vµ m¹ch nh¸nh;

- Hydrocacbon no ®¬n vµ ®a vßng (naphten) cã cÊu tróc vßng xyclohexan g¾n



víi m¹ch nh¸nh parafin.

- Hydrocacbon th¬m ®¬n vßng vµ ®a vßng chñ yÕu chøa çc m¹ch nh¸nh

ankyl.

- Çc hîp chÊt chøa vßng naphten, vßng th¬m vµ m¹ch nh¸nh ankyl trong

cïng mét ph©n tö.

- Çc hîp chÊt h÷u cã chøa çc dÞ nguyªn tè, chñ yÕu lµ çc hîp chÊt chøa

l−u huúnh, oxi vµ vµ nit¬.

Çc parafin m¹ch th¼ng, dµi lµ lo¹i s¸p r¾n nªn hµm l−îng chóng trong dÇu

b«i tr¬n ph¶i gi¶m tíi møc tèi thiÓu, ®Æc biÖt lµ ®èi víi dÇu b«i tr¬n sö dông ë nhiÖt

®é thÊp. Trong khi ®ã, çc parafin m¹ch nh¸nh l¹i lµ thµnh phÇn rÊt tèt cho dÇu b«i

tr¬n v× chóng cã ®é æn ®Þnh nhiÖt vµ tÝnh nhiÖt nhít tèt. M¹ch nh¸nh cµng dµi th×

®Æc tÝnh nµy çc thÓ hiÖn râ rµng h¬n h¬n ®èi víi çc parafin m¹ch nh¸nh. T−¬ng tù

nh− vËy ®èi víi hydrocacbon vßng no vµ vßng th¬m. Cã thÓ nãi r»ng çc tÝnh chÊt

mong muèn nµy còng cã ë c¶ çc hydrocacbon vßng naphten vµ vßng th¬m, lµ

nh÷ng lo¹i cã tØ lÖ sè vßng trong ph©n tö thÊp nh−ng m¹ch nh¸nh l¹i dµi vµ mang

tÝnh parafin.

Sè vßng ng−ng tô cµng nhiÒu mµ m¹ch nh¸nh parafin cµng ng¾n th× tÝnh chÊt

nhiÖt nhít cña çc hydrocacbon cµng kÐm vµ cµng kh«ng thÝch hîp ®Ó lµm dÇu b«i tr¬n.

§Ó ®¸p øng yªu cÇu vµ n©ng cao chÊt l−îng cña dÇu gèc, dÇu gèc cÇn ®−îc

chÕ biÕn s©u khi thu ®−îc tõ çc ph©n ®o¹n cña th¸p ch−ng cÊt ch©n kh«ng nh− çc

qu¸ tr×nh: chiÕt, t¸ch, hydrotreating.... nh»m lo¹i bá çc cÊu tö kh«ng mong muèn

khái dÇu gèc. ViÖc lùa chän dÇu gèc ®Ó pha chÕ dÇu b«i tr¬n phô thuéc vµo ®é nhít,

møc ®é tinh chÕ, ®é æn ®Þnh nhiÖt vµ kh¶ n¨ng t−¬ng hîp víi çc chÊt kh¸c nhau

(chÊt phô gia) hoÆc vËt liÖu mµ dÇu b«i tr¬n sÏ tiÕp xóc trong qu¸ tr×nh sö dông.

C«ng nghÖ s¶n xuÊt dÇu gèc bao gåm çc b−íc sau:

- Ch−ng cÊt ch©n kh«ng

- T¸ch nhùa, asphalten

- T¸ch aromatic

- T¸ch parafin

- Xö lý b»ng hydro

Nh×n chung, dÇu gèc kho¸ng lµ thµnh phÇn chñ yÕu dïng ®Ó pha chÕ dÇu b«i

tr¬n, tuy vËy çc tÝnh chÊt cña dÇu gèc kho¸ng kh«ng ®ñ ®Ó cung cÊp tÝnh n¨ng b«i

tr¬n thÝch hîp cho tÊt c¶ çc lo¹i ®éng c¬, m¸y mãc, thiÕt bÞ. V× dÇu gèc kho¸ng vÒ

c¬ b¶n cã thµnh phÇn hãa häc t−¬ng tù nhau, ®iÒu nµy lµm h¹n chÕ çc tÝnh chÊt b«i

tr¬n cña dÇu gèc kho¸ng trong nh÷ng ®iÒu kiÖn lµm viÖc kh¸c nhau.

¦u vµ nh−îc ®iÓm cña dÇu tæng hîp so víi dÇu gèc kho¸ng:



¦u ®iÓm:

- Cho phÐp ®iÒu chÕ ra çc lo¹i dÇu gèc cã çc tÝnh chÊt nh− ®? ®Þnh tr−íc v×

chóng ®−îc tæng hîp b»ng ph¶n øng hãa häc tõ çc chÊt cã ph©n tö l−îng nhá h¬n.

- Cho phÐp t¹o ra çc chÊt cã tÝnh chÊt −u viÖt nhÊt dïng ®Ó lµm dÇu gèc cho

dÇu b«i tr¬n, v× so víi dÇu gèc tæng hîp, dÇu gèc kho¸ng dï cã dïng nhiÒu ph−¬ng

ph¸p phøc t¹p (xö lý b»ng hydro) còng kh«ng thÓ t¸ch ®−îc hÕt çc cÊu tö kh«ng

mong muèn ra khái hçn hîp dÇu gèc. V× vËy dÇu gèc kho¸ng chØ ®−îc sö dông ®Ó

s¶n xuÊt çc lo¹i dÇu nhên cã çc yªu cÇu b«i tr¬n trung b×nh ®¹i diÖn cho çc thuéc

tÝnh chÝnh cña dÇu. DÇu gèc tæng hîp cßn cã thÓ t¹o ra çc tÝnh chÊt riªng biÖt mµ

dÇu gèc kho¸ng kh«ng cã nh−: hoµn toµn kh«ng ch¸y, hßa lÉn víi n−íc…

- DÇu gèc tæng hîp cã kho¶ng nhiÖt ®é lµm viÖc réng h¬n nhiÒu so víi dÇu

kho¸ng, kho¶ng tõ – 550C ®Õn 3200C.

Nh−îc ®iÓm:

- Nh−îc ®iÓm lín nhÊt cña dÇu gèc tæng hîp lµ ®ßi hái nhiÒu c«ng ®o¹n tæng

hîp hãa häc phøc t¹p, do ®ã gi¸ thµnh dÇu gèc cao.

- Kh«ng s¶n xuÊt ®−îc víi mét sè l−îng lín nh− dÇu gèc kho¸ng dï nguån

nguyªn liÖu lín h¬n nhiÒu so víi dÇu gèc kho¸ng.

- Kh«ng cã çc tÝnh n¨ng ®a d¹ng nh− dÇu gèc kho¸ng v× trong hçn hîp chØ

cã mÆt cña mét sè cÊu tö thùc hiÖn mét lo¹i chøc n¨ng riªng biÖt nµo ®ã.

Thµnh phÇn cña dÇu gèc tæng hîp chñ yÕu bao gåm çc phÇn sau:

- Hydrocacbon tæng hîp nh−: Oligome olefin, çc polyme, copolyme, çc

ankyl cña hydrocacbon th¬m, polybuten, çc hydrocacbon no m¹ch vßng…

- Este h÷u c¬: chñ yÕu lµ çc este diaxit, este polyol cña axit bÐo…

- Polyglycol: Chñ yÕu lµ çc polyme cña etylen, propylen oxit cã träng l−îng

ph©n tö cao hoÆc c¶ hai.

- Este photphat: chñ yÕu lµ çc este ankyl/aryl photphat…

1.2.1 Ch−ng cÊt ch©n kh«ng

Giai ®o¹n thø nhÊt trong c«ng nghÖ s¶n xuÊt dÇu gèc lµ t¸ch lÊy çc ph©n

®o¹n riªng biÖt cã ®é nhít kh¸c nhau. B−íc ®Çu nµy lµ qu¸ tr×nh ch−ng cÊt ch©n

kh«ng phÇn cÆn cßn l¹i cña qu¸ tr×nh ch−ng cÊt khÝ quyÓn. Do ®ã, môc ®Ých cña

b−íc nµy lµ ®iÒu chØnh ®é nhít vµ nhiÖt ®é chíp ch¸y cña dÇu gèc. Ch−ng cÊt ch©n

kh«ng nh»m ®iÒu chØnh ®é nhít vµ nhiÖt ®é chíp ch¸y cña dÇu gèc.



H×nh 1: Th¸p ch−ng cÊt ch©n kh«ng s¶n xuÊt dÇu nhên

1.2.2 T¸ch nhùa, asphalten

Sù cã mÆt cña nhùa, asphalten trong dÇu gèc chÝnh lµ nguyªn nh©n lµm cho

dÇu gèc cã ®é nhít cao, chØ sè ®é nhít (VI_Viscosity Index) thÊp, cã ®é bÒn oxi ho¸

thÊp, dÔ g©y ¨n mßn vµ lµm xÊu mµu dÇu (do th−êng cã çc dÞ nguyªn tè trong

chóng), lµ nguyªn nh©n xuÊt hiÖn keo lµm mÊt tÝnh ®ång nhÊt cña dÇu.

§Ó t¸ch nhùa, asphalten th«ng th−êng ng−êi ta dung ph−¬ng ph¸p chiÕt víi dung

m«i thÝch hîp. ViÖc lùa chän dung m«i phô thuéc vµo tÝnh chän läc cña nã, tøc lµ vµo

kh¶ n¨ng ph©n t¸ch hai nhãm cÊu tö kh¸c nhau vÒ mÆt ho¸ häc. Dung m«i dïng ph¶i rÎ,

s½n cã, bÒn vÒ mÆt ho¸ häc trong khi sö dông, kh«ng g©y ¨n mßn vµ dÔ sö dông. Ngµy

nay, ng−êi ta th−êng sö dông propan lµm dung m«i cho qu¸ tr×nh chiÕt t¸ch nhùa,

asphalten. HiÖu suÊt cña qu¸ tr×nh chiÕt phô thuéc vµo ba yÕu tè c¬ b¶n: b¶n chÊt cña

dung m«i, nhiÖt ®é tiÕn hµnh vµ tØ lÖ dung m«i trªn nguyªn liÖu. §èi víi dung m«i

propan, qu¸ tr×nh chiÕt th−êng ®−îc tiÕn hµnh ë 40 - 960C víi tØ lÖ dung m«i: nguyªn liÖu

lµ 5 : 8.

1.2.3 T¸ch aromactic

Çc hydrocabon th¬m cã chØ sè ®é nhít thÊp, ®é nhít lín, ®ång thêi chóng rÊt

kÐm bÒn, dÔ bÞ oxi ho¸ lµm t¨ng khuynh h−íng t¹o cèc do vËy trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt

dÇu gèc ng−êi ta ph¶i lo¹i çc aromatic.

ViÖc t¸ch aromatic còng ®−îc thùc hiÖn b»ng ph−¬ng ph¸p chiÕt. Cã ba dung m«i

th−êng ®−îc sö dông ®ã lµ furfurol, phenol vµ n-metyl-2pyrolydon (NMP). NÕu ®em

Th¸p ch−ng cÊt ch©n kh«ng

CÆn khÝ quyÓn

LVGO

Gasoil ch©n kh«ng nhÑ

MVGO

Gasoil ch©n kh«ng trung b×nh

CÆn ch©n kh«ng



dung m«i hoµ trén kü víi ph©n ®o¹n dÇu sau ®ã ®Ó yªn ®Ó cho hçn hîp nµy t¸ch l¾ng th×

hai pha hoÆc hai líp sÏ ®−îc t¹o thµnh. Pha chiÕt chøa hÇu nh− toµn bé dung m«i cïng

víi çc cÊu tö tan trong ®ã mµ chñ yÕu lµ çc hydrocabon th¬m; pha cßn l¹i gåm mét Ýt

cÊu tö kh«ng tan, chñ yÕu lµ çc hydrocabon no vµ mét Ýt dung m«i. Sau khi t¸ch dung

m«i, phÇn chiÕt ra cßn l¹i ®Òu kh«ng biÕn ®æi g× vÒ mÆt ho¸ häc.

H×nh 2: S¬ ®å chiÕt çc Aromatic, nhùa asphalten

1.2.4 T¸ch parafin (t¸ch s¸p)

Hçn hîp çc parafin m¹ch th¼ng (s¸p) cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao vµ hoµ tan

kÐm trong dÇu má. V× thÕ chóng kh«ng ®−îc phÐp cã mÆt trong dÇu nhên thµnh

phÇn, ngo¹i trõ khi hµm l−îng rÊt thÊp, hoÆc çc lo¹i dÇu ®−îc sö dông trong nh÷ng

®iÒu kiÖn ®Æc biÖt. Trªn thùc tÕ, hÇu nh− tÊt c¶ çc lo¹i dÇu gèc kho¸ng ®Òu ph¶i qua

qu¸ tr×nh t¸ch parafin.

T¸ch parafin lµ mét trong nh÷ng kh©u quan träng nhÊt vµ khã kh¨n nhÊt trong

qu¸ tr×nh s¶n xuÊt dÇu gèc. Cã hai quy tr×nh chÝnh hiÖn ®ang ®−îc sö dông cho môc

®Ých nµy. Quy tr×nh thø nhÊt lµ lµm l¹nh kÕt tinh s¸p; quy tr×nh thø hai lµ dïng qu¸ tr×nh

cracking chän läc ®Ó bÎ g?y ph©n tö parafin t¹o thµnh nh÷ng s¶n phÈm nhÑ, ph−¬ng

ph¸p nµy cßn ®−îc gäi lµ ph−¬ng ph¸p t¸ch parafin dïng chÊt xóc t¸c.

1.2.4.1 T¸ch s¸p b»ng ph−¬ng ph¸p kÕt tinh

S¸p dÇu má bao gåm nh÷ng hîp phÇn dÔ t¸ch riªng do kÕt tinh khi lµm l¹nh

ph©n ®o¹n cã chøa chóng. Nh− vËy b»ng çch kÕt tinh cã thÓ dÔ dµng xö lý dÇu chøa

s¸p thµnh dÇu kh«ng chøa s¸p. Qu¸ tr×nh nµy dùa trªn nguyªn lý lµm l¹nh dÇu ®Ó kÕt

Th¸p chiÕt Cét cÊt dung m«i trong Rafinat

Cét cÊt dung m«i trong phÇn chiÕt

Nguyªn liÖu

ph©n ®o¹n ch−ng cÊt

Rafinat vµ dung m«i

Dung m«i

Dung m«i

PhÇn chiÕt vµ dung m«i

Rafinat PhÇn chiÕt



tinh parafin r¾n sau ®ã läc hoÆc ly t©m t¸ch riªng phÇn r¾n ra khái pha láng. Tuy

nhiªn, ph−¬ng ph¸p nµy kh«ng liªn tôc, ®ßi hái cã ¸p suÊt cao ë nhiÒu kh©u; ®é nhít

cao cña dÇu lµm cho qu¸ tr×nh läc rÊt khã kh¨n ®Æc biÖt víi çc dÇu cã ®é nhít lín;

kh«ng ¸p dông ph−¬ng ph¸p nµy víi nhiÒu lo¹i dÇu cã çc lo¹i s¸p vi tinh thÓ....

ChÝnh v× thÕ, ®Ó kh¾c phôc nh÷ng nh−îc ®iÓm trªn ng−êi ta kÕt hîp lµm l¹nh víi

viÖc sö dông dung m«i. Th«ng th−êng ng−êi ta th−êng sö dông hçn hîp çc dung

m«i kh¸c nhau ®Ó lµm t¨ng tÝnh linh ho¹t cña qu¸ tr×nh. Hçn hîp mytyl etyl xeton

(MEK) víi metyl izo butyl xeton (MIBK) hoÆc MEK víi toluen hay ®−îc sö dông.

1.2.4.2 Qu¸ tr×nh hydro cracking chän läc

Qu¸ tr×nh hydrocracking chän läc dïng ®Ó t¸ch parafin tõ dÇu cã hai lo¹i:

lo¹i thø nhÊt chØ dïng mét lo¹i chÊt xóc t¸c nh»m h¹ nhiÖt ®é ®«ng ®Æc; lo¹i thø hai

dïng hai lo¹i chÊt xóc t¸c võa ®Ó h¹ nhiÖt ®é ®«ng ®Æc võa ®Ó t¨ng ®é bÒn oxi ho¸

cña s¶n phÈm. ChÊt xóc t¸c ®−îc sö dông lµ çc zeolit tæng hîp. Çc chÊt xóc t¸c

nµy cã thÓ bÎ g?y m¹ch hydrocacbon m¹ch th¼ng vµ hydrocacbon cã m¹ch dµi mét

çch chän läc. Ph−¬ng ph¸p nµy cã nhiÒu −u ®iÓm h¬n so víi ph−¬ng ph¸p kÕt tinh

nh− hiÖu suÊt cao, kh«ng cÇn cã c«ng ®o¹n lµm s¹ch b»ng hydro, vèn ®Çu t− thÊp,

cho phÐp s¶n xuÊt dÇu gèc cã nhiÖt ®é ®«ng ®Æc thÊp tõ nh÷ng nguyªn liÖu cã hµm

l−îng parafin cao.

1.2.5 Lµm s¹ch b»ng hydro

Qu¸ tr×nh tinh chÕ s¶n phÈm dÇu ®? t¸ch parafin lµ qu¸ tr×nh cÇn thiÕt nh»m

lo¹i bá çc chÊt ho¹t ®éng vÒ mÆt ho¸ häc, cã ¶nh h−ëng ®Õn tÝnh chÊt ho¸ lý cña

dÇu gèc. VÝ dô çc hîp chÊt chøa nit¬ ¶nh h−ëng m¹nh ®Õn mµu s¾c còng nh− ®é

bÒn mµu cña dÇu gèc v× thÕ ph¶i lo¹i bá chóng vµ ®ã chÝnh lµ yªu cÇu cña qu¸ tr×nh

tinh chÕ b»ng hydro.

RSH + H2 ---� H2S + RH

C5H5N + H2 --� C5H12 + NH3

.......................................

Sau ®ã tiÕn hµnh t¸ch lo¹i H2S, NH3.... sÏ thu ®−îc dÇu gèc cã ®é bÒn ho¸ lý

cao vµ phÈm chÊt tèt phï hîp h¬n cho qu¸ tr×nh s¶n xuÊt dÇu b«i tr¬n th−¬ng phÈm.

1.2.6 Çch gäi tªn dÇu gèc – Ph©n lo¹i dÇu gèc

- Ph©n lo¹i theo thµnh phÇn: C¨n cø vµo thµnh phÇn cña çc lo¹i

Hydrocacbon nµo chiÕm −u thÕ trong dÇu gèc mµ cã thÓ ph©n dÇu gèc thµnh çc lo¹i

nh−: dÇu kho¸ng farafin, dÇu gèc kho¸ng naphten, dÇu gèc kho¸ng aromatic. B¶ng 1

cho thÊy sù kh¸c nhau vÒ tÝnh chÊt vËt lý vµ hãa häc cña dÇu b«i tr¬n cã cÊu tróc

kh¸c nhau. DÇu gèc aromat ®−îc dÉn ra ë b¶ng nµy chØ ®Ó so s¸nh mµ kh«ng ®−îc

dïng ®Ó s¶n xuÊt dÇu b«i tr¬n.



B¶ng 1. §Æc tÝnh vËt lý vµ hãa häc cña çc lo¹i dÇu kho¸ng kh¸c nhau

TÝnh chÊt/ thµnh phÇn hãa häc DÇu parafin DÇu naphten DÇu aromat

§é nhít ë 40oC, cSt

§é nhít ë 100oC, cSt

ChØ sè ®é nhít

Tû träng ë 200C

NhiÖt ®é chíp ch¸y, oC

§iÓm anilin, oC

NhiÖt ®é ®«ng ®Æc, oC

Ph©n tö l−îng, ®vc

ChØ sè khóc x¹

40

6,2

100

0,8628

229

107

-15

440

1,4755

40

5,0

0

0,9194

174

73

-30

330

1,5068

36

4,0

-185

0,9826

160

17

-24

246

1,5503

Ph©n tÝch qua ®Êt sÐt

% hîp chÊt ph©n cùc

% thµnh phÇn th¬m

% thµnh phÇn no

0,2

8,5

91,3

3,0

43

54

6,0

80

14

Lo¹i nguyªn tö cÊu tróc nhãm

(ph©n tÝch cÊu tróc nhãm)

% CA

% CN

% CP

2

32

66

19

37

44

41

36

23

- Ph©n lo¹i theo ®é nhít: PhÇn ch−ng cÊt ®−îc sö dông lµm nguyªn liÖu cho

qu¸ tr×nh s¶n xuÊt dÇu gèc th−êng n»m trong kho¶ng 11 ®Õn 150 cSt ë 400C. §é

nhít cña çc ph©n ®o¹n cÆn ë kho¶ng 140 ®Õn 1200 cSt. DÇu gèc kho¸ng cã çch

gäi tªn t¹o sù kh¸c biÖt gi÷a çc ph©n ®o¹n ®Çu ch−ng cÊt vµ dÇu cÆn theo ®é nhít:

+ Çc ph©n ®o¹n dÇu gèc trung tÝnh SN (Sovent Neutral) ®−îc ph©n lo¹i theo

®é nhít Saybolt (SUS) ë 1000F: SN 70, SN 150, SN 500… Ch¼ng h¹n, dÇu gèc SN

150 lµ ph©n ®o¹n dÇu ch−ng cÊt cã ®é nhít 150 SUS ë 1000F (29 cSt ë 400C).

+ Çc ph©n ®o¹n cÆn BS (Bright Stock) ®−îc ph©n lo¹i theo ®é nhít Saybolt ë

2100F: BS 150, BS 250… Ch¼ng h¹n, dÇu BS 150 lµ ph©n ®o¹n dÇu cÆn cã ®é nhít

150 SUS ë 2100F (30,6 cSt ë 1000C).

- Ph©n lo¹i theo chØ sè ®é nhít (VI):

+ DÇu cã chØ sè ®é nhít cao (HVI): VI > 85, ®−îc s¶n xuÊt tõ dÇu gèc parafin

qua c«ng ®o¹n t¸ch chiÕt b»ng dung m«i vµ t¸ch s¸p.

+ DÇu cã chØ sè ®é nhít trung b×nh (MVI): 30 < VI < 85, ®−îc s¶n suÊt tõ c¶



hai phÇn cÊt naphten vµ parafin.

+ DÇu cã chØ sè ®é nhít thÊp (LVI): VI < 30, ®−îc s¶n suÊt tõ ph©n ®o¹n dÇu

gèc naphten vµ ®−îc dïng khi chØ sè ®é nhít vµ ®é oxy hãa kh«ng cÇn thiÕt chó

träng l¾m.

C«ng nghÖ hydrocracking cã thÓ t¹o dÇu gèc cã chØ sè ®é nhít cao h¬n 140, ®ã

lµ çc lo¹i dÇu cã chØ sè ®é nhít rÊt cao (VHVI) hoÆc siªu cao (SHVI) hay cßn gäi lµ

dÇu gèc b¸n tæng hîp. DÇu gèc b¸n tæng hîp lµ d¹ng trung gian gi÷ dÇu gèc kho¸ng

tiªu biÓu vµ çc hydrocacbon tæng hîp, chóng t¹o ra dÇu gèc cã tÝnh chÊt tèt h¬n.

- Ph©n lo¹i theo nhãm: Ngoµi çc hÖ thèng ph©n lo¹i ®? biÕt, ng−êi ta còng

ph©n lo¹i dÇu gèc theo nhãm dùa vµo chØ tiªu vÒ hµm l−îng l−u huúnh (S) vµ chØ sè

®é nhít theo tiªu chuÈn API nh− b¶ng 2.

B¶ng 2. Ph©n lo¹i dÇu gèc theo nhãm

DÇu gèc HC no (%) Hµm l−îngl−u huúnh (%) ChØ sè ®é nhít (%)

Nhãm I

Nhãm II

Nhãm III

< 90

≥ 90

≥ 90

> 0,03

≤ 0,03

≤ 0,03

80 - 120

80 – 120

> 120

1.3 Phô gia 1.3.1 Tæng quan

Phô gia lµ nh÷ng hîp chÊt h÷u c¬, c¬ kim vµ v« c¬, thËm chÝ lµ çc nguyªn

tè, ®−îc thªm vµo çc chÊt b«i tr¬n ®Ó n©ng cao çc tÝnh chÊt riªng biÖt vèn cã hoÆc

bæ sung çc tÝnh chÊt chøa cã cña dÇu gèc nh»m thu ®−îc dÇu b«i tr¬n cã phÈm chÊt

tèt h¬n tho¶ m?n çc yªu cÇu tÝnh n¨ng ®èi víi mét môc ®Ých sö dông nµo ®ã.

Th−êng mçi lo¹i phô gia ®−îc dïng ë nång ®é tõ 0,01 ®Õn 5%. Tuy nhiªn, trong

nhiÒu tr−êng hîp mét phô gia cã thÓ ®−îc ®−a vµo ë kho¶ng nång ®é dao ®éng tõ

vµi phÇn triÖu ®Õn trªn 10%.

PhÇn lín çc lo¹i dÇu b«i tr¬n cÇn nhiÒu lo¹i phô gia kh¸c nhau ®Ó tho¶ m?n

tÊt c¶ çc yªu cÇu tÝnh n¨ng. Trong mét sè tr−êng hîp çc phô gia riªng biÖt ®−îc

pha th¼ng vµo dÇu gèc. Trong nh÷ng tr−êng hîp kh¸c, hçn hîp çc lo¹i phô gia

®−îc pha trén thµnh phô gia ®ãng gãi, sau ®ã sÏ ®−¬c ®−a tiÕp vµo dÇu.

Cã lo¹i phô gia chØ cã mét chøc n¨ng nh−ng còng cã nhiÒu phô gia cã thÓ

®¶m nhiÒu chøc n¨ng. Nh− phô gia ZnDDP cã chøc n¨ng chèng oxi ho¸, gi¶m mµi

mßn, øc chÕ ¨n mßn. Do vËy sÏ cã phô gia ®¬n chøc vµ phô gia ®a chøc.

Çc lo¹i phô gia kh¸c nhau cã thÓ hç trî lÉn nhau, g©y ra hiÖu øng t−¬ng hç,



hoÆc hiÖu øng ®èi kh¸ng. Tr−êng hîp sau cã thÓ lµm gi¶m hiÖu lùc cña phô gia, t¹o

ra nh÷ng s¶n phÈm phô kh«ng tan hoÆc nh÷ng s¶n phÈm cã h¹i kh¸c. Nh÷ng t−¬ng

t¸c nµy do hÇu hÕt çc phô gia ®Òu lµ çc ho¸ chÊt ho¹t ®éng v× thÕ chóng t¸c dông

qua l¹i ngay trong phô gia ®ãng gãi hoÆc trong dÇu t¹o ra çc chÊt míi.

DÇu gèc ¶nh h−ëng ®Õn phô gia qua hai tÝnh n¨ng chÝnh: tÝnh t−¬ng hîp vµ

tÝnh hoµ tan. Tinh hoµ tan ®Æc tr−ng cho kh¶ n¨ng gi÷ çc phô gia trong dÇu, kh«ng

cho chóng t¸ch ra cña dÇu gèc. TÝnh t−¬ng hîp ®Æc tr−ng cho kh¶ n¨ng t−¬ng thÝch

cña dÇu gèc víi phô gia, kh«ng lµm gi¶m hiÖu lùc cña phô gia, ®Æc tr−ng cho kh¶

n¨ng b¶o toµn cÊu tróc ph©n tö vµ hiÖu qu¶ t¸c dông cña phô gia. TÝnh hoµ tan vµ

tÝnh t−¬ng hîp phô thuéc vµo b¶n chÊt cña dÇu gèc. DÇu gèc tæng hîp cã tÝnh t−¬ng

hîp tèt song cã tÝnh hoµ tan kÐm cßn dÇu gèc kho¸ng th× ng−îc l¹i, cã tÝnh hoµ tan

tèt cßn tÝnh t−¬ng hîp kÐm.

Trong qu¸ tr×nh sö dông, dÇu b«i tr¬n rÊt dÔ bÞ biÕn chÊt lµm gi¶m phÈm chÊt

chÊt l−îng. Çc phô gia ®−îc sö dông ®Ó ng¨n chÆn çc qu¸ tr×nh vËt lý, ho¸ häc x¶y

ra lµm gi¶m chÊt l−îng cña dÇu b«i tr¬n. Çc chøc n¨ng chÝnh cña phô gia lµ (16):

- Lµm t¨ng ®é bÒn oxi ho¸

- Khö ho¹t tÝnh xóc t¸c cña kim lo¹i

- Chèng ¨n mßn

- Chèng gØ

- Chèng sù t¹o cÆn b¸m vµ cÆn bïn

- Gi÷ çc t¹p chÊt bÈn ë d¹ng huyÒn phô

- T¨ng chØ sè ®é nhít

- Gi¶m nhiÖt ®é ®«ng ®Æc

- Lµm dÇu cã thÓ trén lÉn víi n−íc

- Chèng sù t¹o bät

- Ng¨n chÆn sù ph¸t triÓn cña vi sinh vËt

- Lµm cho dÇu cã kh¶ n¨ng b¸m dÝnh tèt

- T¨ng kh¶ n¨ng lµm kÝn

- Lµm gi¶m ma s¸t

- Lµm gi¶m vµ ng¨n chÆn sù mµi mßn

- Chèng sù kÑt x−íc cac bÒ mÆt kim lo¹i

1.3.2 Giíi thiÖu mét sè lo¹i phô gia ®iÓn h×nh

1.3.2.1 Phô gia chèng oxi ho¸ dÇu

HÇu hÕt çc hîp phÇn cña dÇu b«i tr¬n ®Òu t¸c dông nhanh hoÆc chËm víi oxi

t¹o thµnh qu¸ tr×nh oxi ho¸. Kh¶ n¨ng bÒn oxi ho¸ cña çc hîp chÊt hydrocabon

t¨ng dÇn theo thø tù:



Hydrocabon kh«ng no < hîp chÊt dÞ nguyªn tè < hydrocacbon th¬m <

naphten < parafin.

Tèc ®é cña qu¸ tr×nh oxi ho¸ chÞu ¶nh h−ëng cña nhiÒu yÕu tè nh− b¶n chÊt

cña dÇu gèc, nhiÖt ®é, hiÖu øng xóc t¸c cña kim lo¹i, sù khuÊy trén, nång ®é oxi

trong dÇu. C¬ chÕ cña ph¶n øng oxi ho¸ lµ c¬ chÕ gèc x¶y ra theo 3 giai ®o¹n: giai

®o¹n kh¬i mµo, giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch vµ giai ®o¹n t¾t m¹ch.

Giai ®o¹n kh¬i mµo:

2RH + O2 ---> 2R* + H2O2

Giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch:

R* + O2 ---> ROO*

ROO* + RH ---> ROOH + R*

ROOH --->RO* + O*H

RO* + RH ---> ROH + R*

OH* + RH ---> H2O + R*

2ROOH ---> ROO* + ROO* + H2O

RR’HCO* ---> RCHO + R’*

RR’R”CO* ---> RR’CO + R”*

-----------

Giai ®o¹n t¾t m¹ch: çc gèc tù do kÕt hîp víi nhau t¹o ra çc s¶n phÈm bÒn

kh¸c nhau:

R* + R* ---> R-R

R* + R* ---> R’- CH=CH2 + R’’H

2RO* ---> ROOR

2ROO* ---> ROOR + O2

MÆt kh¸c, trong qu¸ tr×nh sö dông trong dÇu b«i tr¬n lu«n cã mÆt çc ion kim

lo¹i, ®©y còng lµ xóc t¸c ®Èy nhanh qu¸ tr×nh oxy hãa dÇu. Sù cã mÆt cña chóng

®ãng vai trß nh− t¸c nh©n cho qu¸ tr×nh kh¬i mµo vµ qu¸ tr×nh ph¸t triÓn m¹ch:

Giai ®o¹n kh¬i mµo:

M(n+1)+ + RH ----> Mn+ + H+ + R*

Mn+ + O2 ---> M(n+1)+ + O2

*-

Giai ®o¹n ph¸t triÓn m¹ch:

M(n+1)+ + ROOH ----> Mn+ + H+ + ROO*

Mn+ + ROOH ---> M(n+1)+ + OH* + RO*

Song song víi qu¸ tr×nh oxi ho¸ lu«n x¶y ra qu¸ tr×nh polime ho¸ çc hîp

chÊt trung gian chøa çc liªn kÕt béi ®Ó t¹o ra nhùa, asphalten, cÆn bïn... Qu¸ tr×nh

biÕn tÝnh cña dÇu lu«n x¶y ra ë c¶ nhiÖt ®é thÊp vµ nhiÖt ®é cao. ë nhiÖt ®é thÊp lµ

sù h×nh thµnh çc s¶n phÈm nh− peoxit, r−îu, andehyt, xeton vµ n−íc. D−íi ®iÒu



kiÖn nhiÖt ®é cao çc d¹ng axit ®−îc h×nh thµnh sau cïng cña qu¸ tr×nh biÕn tÝnh

dÇu. DÇu bÞ oxi hãa sÏ lµm t¨ng ®é nhít vµ kh¶ n¨ng bay h¬i, t¹o cÆn bïn vµ dÇu

vecni. MÆt kh¸c axit còng ®−îc h×nh thµnh tõ ph¶n øng cña gèc tù do ankyl peoxit

víi andehyt hoÆc xeton, ®©y chÝnh lµ tiÒn ®Ò cña qu¸ tr×nh h×nh thµnh cÆn bïn cña

dÇu nhên.

- Ph¶n øng t¹o çc axit tõ xeton vµ andehyt ë nhiÖt ®é >1200C.

- Ph¶n øng t¹o çc ng−ng tô aldol tõ xeton vµ andehyt ë nhiÖt ®é >1200C.

Dùa vµo c¬ chÕ cña ph¶n øng oxi ho¸, ng−êi ta chia çc phô gia chèng oxi ho¸ theo

c¬ chÕ t¸c dông cña chóng. §ã lµ phô gia øc chÕ theo c¬ chÕ gèc vµ phô gia ph©n hñy.

- Phô gia øc chèng oxy hãa theo c¬ chÕ gèc lµ çc chÊt cã kh¶ n¨ng t¸c dông víi

çc gèc tù do t¹o s¶n phÈm bÒn ng¨n chÆn qu¸ tr×nh oxi ho¸ tiÕp tôc x¶y ra, çc chÊt cã

kh¶ n¨ng chèng t¹o cÆn cacbon… phô gia lo¹i nµy cßn ®−îc xem nh− çc chÊt chèng

oxi hãa s¬ cÊp. C¬ chÕ ho¹t ®éng cña chóng lµ nh−êng mét nguyªn tö H qua çc ph¶n

øng víi gèc ankyl vµ/hoÆc víi çc gèc ankyl peoxit lµm gi¸n ®o¹n c¬ chÕ ph¸t triÓn

m¹ch cña qu¸ tr×nh oxi hãa dÇu. S¶n phÈm t¹o thµnh lµ çc gèc bÒn nh−: gèc ankyl sÏ

thµnh HC, gèc ankyl peoxit trë thµnh hydropeoxit. ChÊt chèng oxi hãa s¬ cÊp ®−îc

dïng pha chÕ vµo trong dÇu nhên lµ çc dÉn xuÊt cña phenol vµ amin th¬m. Tuy nhiªn,

sù chuyÓn hãa cña nguyªn tö H tõ nguyªn tö oxi hoÆc nguyªn tö nit¬ ®Õn gèc cã çc

d¹ng quinon hoÆc quinon amin kh«ng thÓ b¶o vÖ ®−îc hÕt çc gèc tù do cña chuçi ph¶n

øng. C¬ chÕ chung cña çc chÊt chèng oxy hãa s¬ cÊp cã thÓ ®−îc biÓu diÔn nh− sau:

R* + InhH ---> RH + Inh*



Inh* + R* ---> InhR (bÒn)

* C¬ chÕ ho¹t ®éng cña phô gia chèng oxy hãa gèc phenol

Mét chÊt ®iÓn h×nh cña phô gia chèng oxy hãa gèc phenol lµ 3,5-di-t-butyl-4-

hydroxytoluene (2,6-di-t-butyl-4-methylphenol), gäi t¾t lµ BHT.

Dùa vµo çc ph¶n øng trªn th× h»ng sè tèc ®é ph¶n øng cña gèc ankyl víi oxy

t¹o thµnh ankyl peoxit lín h¬n nhiÒu so víi h»ng sè tèc ®é cña gèc ankyl víi BHT.

§iÒu ®ã cã nghÜa trong sù cã mÆt cña oxy th× ph¶n øng cña gèc ankyl víi BHT rÊt Ýt

x¶y ra. Thay vµo ®ã BHT vµ çc dÉn xuÊt cña phenol kh¸c nh−êng mét nguyªn tö H

cho gèc ankyl peoxit vµ bÉy chóng.

CÇn chó ý r»ng çc gèc dÉn xuÊt cña phenol lµ bÒn bëi çc hiÖu øng kh«ng

gian vµ cÊu tróc céng h−ëng. CÊu tróc céng h−ëng cña gèc Cyclohexadien cã thÓ kÕt

hîp víi mét gèc ankyl peoxit thø hai ®Ó t¹o thµnh cyclohexadien ankyl peoxit, chÊt

nµy bÒn ë nhiÖt ®é nhá h¬n 1200C. Ph¶n øng d−íi ®©y chØ ra r»ng ë nhiÖt cao h¬n

cyclohexadien ankyl peoxit cã thÓ bÞ ph©n hñy thµnh gèc alkoxy, gèc ankyl vµ 2,6-

di-t-butyl-1,4-benzoquinon.



Hai gèc phenol cÊu tróc céng h−ëng cã thÓ bÞ thay ®æi ë giai ®o¹n t¾t m¹ch

cña ph¶n øng theo c¬ chÕ gèc. Mét gèc phenol cã thÓ nh−êng mét nguyªn tö H cho

gèc phanol kh¸c ®Ó t¹o thµnh mét ph©n tö BHT vµ mét ph©n tö metylen

cyclohexadien.

* C¬ chÕ ho¹t ®éng cña phô gia chèng oxy hãa gèc amin th¬m.

ChÊt phô gia chèng oxy hãa gèc amin th¬m th−êng ®−îc sö dông lµ alkylat

diphenylamin. C¬ chÕ ph¶n øng cña chÊt øc chÕ oxy hãa b»ng alkylat diphenylamin

®−îc b¾t ®Çu thËt kú l¹ víi mét nguyªn tö H ®−îc t¸ch ra bëi sù cã mÆt cña çc gèc

ankyl, ankyl peoxit vµ alkoxyl nh− d−íi ®©y.



Do sù tËp trung phÇn lín cña çc gèc ankyl peoxit nªn chóng cã thÓ ph¶n øng

®−îc alkylat diphenylamin ®Ó t¹o thµnh mét phÇn gèc amin vµ phÇn lín çc ankyl

hydropeoxit. D−íi ®©y lµ 5 b−íc x¶y ra theo c¬ chÕ øc chÕ oxi hãa cña çc amin

th¬m ë nhiÖt ®é thÊp (< 1200C).

ë b−íc thø 2 gèc amin ph¶n øng víi mét gèc ankyl peroxy thø hai t¹o thµnh

gèc nitroxyl vµ mét gèc ankoxy. Gèc nitroxyl lu«n bÒn qua ba d¹ng cÊu tróc céng

h−ëng theo c¬ chÕ d−íi ®©y:

ë çc b−íc 3,4 vµ 5 çc gèc nitroxyl tiÕp tôc ph¶n øng víi çc gèc ankyl

peoxit t¹o thµnh hçn hîp nitroxyl – peoxit (b−íc 3), nitroxyl cyclohexadien (b−íc 4)

vµ ë b−íc 5 nitroxyl cyclohexadien ph©n hñy thµnh 1,4 benzoquinon vµ ankylat

nitrosobenzen.

ë nhiÖt ®é thÊp (<1200C) gèc nitroxyl còng cã thÓ ph¶n øng víi mét gèc

ankyl ®Ó t¹o thµnh N-sec-alkoxy diphenylamin trung gian. ChÊt trung gian nµy d−íi

t¸c dông nhiÖt sÏ s¾p xÕp l¹i thµnh mét xeton vµ hoµn nguyªn alkylat diphenylamin.



Tuy nhiªn ë nhiÖt ®é cao (>1200C) , gèc nitroxyl cã thÓ ph¶n øng víi mét

nguyªn tö H ®−îc t¸ch ra tõ gèc ankyl t¹o thµnh N- hydroxyl dephenylamin vµ

anken. N- hydroxyl dephenylamin sau ®ã cã thÓ ph¶n øng víi gèc ankyl peoxit ®Ó

hoµn nguyªn gèc nitroxyl vµ mét ankyl hydropeoxit

* TÝnh t−¬ng hç gi÷a chÊt øc chÕ oxi hãa gèc amin th¬m vµ gèc çc dÉn xuÊt cña

phenol.

Trong nhiÒu tr−êng hîp kh¸c nhau, gi÷a çc phô gia lu«n cã sù ¶nh h−ëng

lÉn nhau thÓ hiÖn qua tÝnh t−¬ng hç vµ tÝnh ®èi kh¸ng. Trong tr−êng hîp nµy, tÝnh

t−¬ng hç gi÷a phô gia gèc amin th¬m vµ phô gia gèc dÉn xuÊt cña phenol ®−îc thÓ

hiÖn ë ph¶n øng d−íi ®©y:

- Phô gia chèng oxi ho¸ b»ng çch ph©n huû çc hydropeoxit (hydropeoxit lµ

mét trong nh÷ng chÊt sinh ra gèc tù do thóc ®Èy qu¸ tr×nh oxi ho¸) t¹o s¶n phÈm bÒn



®−îc xem nh− lµ chÊt chèng oxy hãa thø cÊp hay cßn gäi lµ çc phô gia ph©n huû.

Hîp chÊt cña l−u huúnh vµ/hoÆc hîp chÊt cña phèt pho th−êng ®−îc sö dông nh»m

gi¶m bít çc hydropeoxit trong ph¶n øng chuçi gèc ®Ó t¹o thµnh çc ancol. Çc chÊt

chèng oxi hãa thø cÊp th−êng ®−îc sö dông lµ Zinc dialkyldithiophosphate,

phosphites, vµ çc thio kh¸c…

KÏm dialkyldithiophosphate (ZDDP) lµ phô gia ®−îc sö dông sö dông tõ rÊt

l©u vµ ®−îc ®iÒu chÕ bëi Herbert C. Freuner thuéc hiÖp héi dÇu má California thuéc

Los Angeles. Theo ®ã th× ZDDP ®−îc tæng hîp nh− sau:

ë b−íc ®Çu cña ph¶n øng øc chÕ ¨n mßn, ZDDP ph¶n øng nhanh víi

hydropeoxit t¹o thµnh muèi baz¬ ZDDP nh− d−íi ®©y:

Gèc diankyldithiophotphoryl tiÕp tôc ph¶n øng víi hydropeoxit t¹o axit

diankyl dithiophotphoric, axit nµy l¹i tiÕp tôc ph¶n øng nhanh víi ROOH ®Ó t¹o ra

çc s¶n phÈm lµ çc chÊt kh«ng ho¹t ®éng trong chuçi ph¶n øng øc chÕ oxi hãa. HÖ

thèng çc ph¶n øng mét chiÒu ®ã sÏ lµm gi¶m sù cã mÆt cña çc gèc hydropeoxit

mét çch ®¸ng kÓ.

S¶n phÈm cña çc ph¶n øng øc chÕ oxy hãa bao gåm: disulfide, çc ®ång

®¼ng cña mono vµ trisulfide vµ çc hîp chÊt cã d¹ng nh−: (RO)n(RS)3-nP=S vµ

(RO)n(RS)3-nP=O. Çc s¶n phÈm nµy cho thÊy chóng rÊt Ýt ho¹t ®éng gièng nh− çc



chÊt øc chÕ oxy hãa hoÆc çc chÊt chèng mßn kh¸c.

Çc nhµ khoa häc còng ph¸t hiÖn ra sù cã mÆt cña çc ion ho¹t ®éng, nh÷ng

ion nµy sÏ lµ t¸c nh©n lµm çc axit diakyl dithiophotphoric.

ë nh÷ng n¬i cã sù tËp trung cña ZDDP thÊp, cã thÓ sÏ x¶y ra ph¶n øng thñy

ph©n ZDDP thµnh muèi kÏm trung tÝnh vµ axit diakyl dithiophotphoric. ë nhiÖt ®é

cao h¬n 1250C diakyl dithiophotphoryl disulfide sÏ bÞ ph©n hñy t¹o thµnh gèc diakyl

dithiophotphoryl, nh÷ng gèc mµ sau ®ã sÏ ph¶n øng ®−îc víi ROOH ®Ó t¹o ra nhiÒu

axit diakyl dithiophotphoric. V× vËy, cã rÊt nhiÒu çch kh¸c nhau cã thÓ dïng ®Ó t¹o

thµnh çc axit diakyl dithiophotphoric.

ZDDP trung tÝnh còng cã thÓ ph¶n øng ®−îc víi ROOH theo c¬ chÕ chuyÓn

dÞch electron, khi ®ã sÏ kÐo theo sù æn ®Þnh (gi¶m kh¶ n¨ng ho¹t ®éng) cña çc gèc

hydropeoxit trung gian, kÕt qu¶ lµ t¹o ra çc s¶n phÈm diakyl dithiophotphoryl

disulfide kh«ng ho¹t ®éng.



B¶ng 3: Mét sè lo¹i phô gia chèng Oxy ho¸

Lo¹i phô gia Tªn phô gia C«ng thøc ho¸ häc

2,6 diter butyl

paracresol

Çc dÉn xuÊt cña

Phenol

4,6 diankyl phenol

Diankylphenylamin

Diankylphenyl_

Alphanaptylamin

Phenyl_

Alphanaptylamin

Amin th¬m

Diamin th¬m

DÉn xuÊt cña Urª

R = C8 – C12 Çc Phenol cã chøa N

hoÆc S Phenol Sunfua

R = C8 – C12 vµ

x = 1 hoÆc 2

KÏm

§iankyldithi«photphat

(ZnDDP) ZnDDP



1.3.2.2 Phô gia thô ®éng ho¸ kim lo¹i

Çc bÒ mÆt kim lo¹i (Cu, Fe..) lµ çc chÊt xóc t¸c lý t−ëng cho qu¸ tr×nh oxi

ho¸, lµ qu¸ tr×nh kh«ng mong muèn x¶y ra trong qu¸ tr×nh sö dông dÇu b«i tr¬n. Do

vËy ph¶i v« hiÖu ho¸ ho¹t tÝnh xóc t¸c cña chóng.

Çc phô gia thô ®éng ho¸ kim lo¹i b¸m lªn trªn bÒ mÆt kim lo¹i dùa trªn sù

h×nh thµnh phøc chÊt (phøc Chelat) ng¨n c¶n sù tiÕp xóc trùc tiÕp gi÷a bÒ mÆt kim

lo¹i víi dÇu b«i tr¬n do vËy thô ®éng ho¸ ®−îc kim lo¹i. §èi víi çc h¹t kim lo¹i

trong khèi dÇu th× çc phô gia nµy t¸c dông víi nã h×nh thµnh phøc chÊt råi l¾ng

xuèng. §èi víi çc bÒ mÆt kim lo¹i çc phô gia nµy hÊp phô lªn bÒ mÆt nã t¹o thµnh

mét mµng b¶o vÖ ng¨n c¶n ho¹t tÝnh xóc t¸c cña kim lo¹i.

Çc phô gia ®iÓn h×nh lµ N-salixilidenetylamin hoÆc N,N’

disalixilidenetylamin, EDTA (etylendiamin tetra axetic), benzotriazon....

- N-salixilidenetylamin:

- N,N’ disalixilidenetylamin:

1.3.2.3 Phô gia øc chÕ ¨n mßn

Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc, çc bÒ mÆt kim lo¹i tiÕp xóc víi dÇu b«i tr¬n rÊt dÔ

bÞ ¨n mßn bëi çc t¸c nh©n cã tÝnh axit nh− çc axit h÷u c¬ hoÆc v« c¬, çc hîp chÊt

ho¹t ®éng chøa S, çc peoxit.... do vËy dÇu b«i tr¬n ph¶i cã phô gia øc chÕ ¨n mßn.

Çc phô gia nµy hÊp phô lªn bÒ mÆt kim lo¹i t¹o thµnh mét mµng b¶o vÖ (mµng

nµy cßn cã t¸c dông thô ®éng ho¸ kim lo¹i). Mµng b¶o vÖ nµy sÏ ph¶i dÝnh chÆt lªn

bÒ mÆt kim lo¹i tr¸nh bÞ trãc ra bëi çc chÊt ph©n t¸n hoÆc tÈy röa.

Çc phô gia ®iÓn h×nh lµ ZnDDP, limonen sunfua, pinen photphosunfua,

benzothiazol.....

- Limonen sunfua: - Pinen photphosunfua:

- Benzothiazol:



1.3.2.4 Phô gia øc chÕ gØ

Trong qu¸ tr×nh sö dông d−íi ®iÒu kiÖn lµm viÖc dÇu cã thÓ bÞ lÉn (hoÆc trùc

tiÕp lµm viÖc víi m«i tr−êng n−íc) hoÆc d−íi sù cã mÆt cña çc t¹p chÊt dÇu çc bÒ

mÆt kim lo¹i cã thÓ bÞ gØ. Víi s¾t, gØ lµ sù h×nh thµnh s¾t hydroxyt, gØ lµ mét d¹ng

®Æc biÖt quan träng cña ¨n mßn bÒ mÆt.

Çc chÊt øc chÕ gØ ng¨n n−íc thÊm qua mµng h÷u c¬ b¶o vÖ. §iÒu nµy ®¹t ®−îc

b»ng çch sö dông çc hîp chÊt ph©n cùc ®−îc hÊp phô chän läc trªn bÒ mÆt kim

lo¹i vµ t¸c dông nh− mµng ng¨n chèng Èm. Nãi chung, çc chÊt øc chÕ gØ t¸c dông

b»ng çch phñ lªn bÒ mÆt kim lo¹i mét mµng ®Èy n−íc.

Çc phô gia ®iÓn h×nh cã thÓ kÓ tªn lµ axit ankyl suxinic, amin photphat,

sunfonat, ankylthioaxetic.....

- Axit ankyl suxinic: - Amin Photphat - Sunfonat:

Çc amin h÷u c¬ vµ axit ankyl suxinic ®−îc dïng trong tr−êng hîp hµm l−îng

trong dÇu nhá cßn sunfonat kim lo¹i vµ amin photphat ®−îc sö dông khi hµm l−îng

n−íc trong dÇu lín. Do khi hµm l−îng n−íc lín th× ®é ph©n cùc cña axit t¨ng lµm

t¨ng tÝnh axit sÏ dÔ g©y ra hiÖn t−îng ¨n mßn.

1.3.2.5 Phô gia tÈy röa

DÇu b«i tr¬n lµm viÖc d−íi ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt cã thÓ xuÊt hiÖn sù ch¸y cña

nhiªn liÖu hay sù oxi ho¸ dÇu b«i tr¬n. §©y chÝnh lµ nguyªn nh©n g©y ra çc s¶n

phÈm axit vµ mét l−îng lín cÆn bÈn... chóng cã thÓ lµm t¨ng ®é nhít cña dÇu, g©y

¨n mßn, lµm dÇu mÊt tÝnh ®ång nhÊt, l¾ng ®äng lªn bÒ mÆt kim lo¹i lµm tæn hao

c«ng suÊt.... ChÝnh v× vËy, cÇn ph¶i cã phô gia ng¨n kh«ng cho çc cÆn bÈn b¸m trªn

bÒ mÆt kim lo¹i hoÆc l«i kÐo çc cÆn bÈn ra khái bÒ mÆt kim lo¹i vµ ph©n t¸n chóng

trong dÇu d−íi d¹ng huyÒn phï.

Víi phô gia tÈy röa, çc phô gia nµy sÏ hÊp phô lªn çc cÆn bÈn vµ l«i kÐo

chóng ra khái bÒ mÆt mµ chóng b¸m dÝnh, gi÷ chóng ë tr¹ng th¸i l¬ löng trong khèi

dÇu. Cßn phô gia ph©n t¸n hÊp phô lªn cÆn bÈn lµm cÆn bÈn kh«ng tô ®−îc víi nhau,

gi¶m kh¶ n¨ng sa l¾ng, tr¸nh t¹o c¨n bÈn.

Çc phô gia tÈy röa th−êng hay ®−îc sö dông lµ canxi sunfonat trung tÝnh,

canxi sunfonat kiÒm vµ canxi sunfonat kiÒm cao ngoµi ra cßn cã phenolat, salixylat,

photphonat.... Çc chÊt ®−îc sö dông lµm phô gia ph©n t¸n cã c«ng thøc hãa häc



chung theo çc d¹ng d−íi ®©y:

Trong ®ã: a = c = 1 vµ b = 2 nÕu M lµ kim lo¹i kiÒm hãa trÞ 1

a = c = 2 vµ b= 1 nÕu M lµ kim lo¹i kiÒm hãa trÞ 2

Çc phô gia tÈy röa rÊt dÔ bÞ thuû ph©n t¹o ra hydroxit kh«ng tan vµ axit lµm

gi¶m trÞ sè kiÒm tæng cña dÇu:

Me2+ + 2HOH ---> Me(OH)2 + 2H+

§iÒu chÕ mét sè phô gia ph©n t¸n:

- Sunfonat cña kim lo¹i Ca hoÆc Mg vµ cÊu tróc Mixen cña phô gia tÈy röa

kiÒm cao:

§Ó ®iÒu chÕ çc sunfonat ta th−êng b¾t ®Çu tõ Benzen hoÆc çc naphtalen

®−îc sunfonic hãa bëi t¸c nh©n SO3 hoÆc Oleum



Tõ çc axitankyl benzensunfonic ta cã thÓ dÔ dµng ®iÒu chÕ ®−îc çc

sunfonat kim lo¹i trung tÝnh, kiÒm vµ kiÒm cao:

Sunfonat trung tÝnh

Çc lo¹i sunfonat kiÒm cã c«ng thøc nh−:

Vµ çc lo¹i Sunfonat kiÒm cao ®−îc ®iÒu chÕ nh− d−íi ®©y:



- Ankyl phenolat: bao gåm çc phenolnat b×nh th−êng, phenolat cã cÇu

metylen vµ phenolat cã cÇu sunfua (sunfua ankylphenolat kim lo¹i). §Ó ®iÒu chÕ çc

Akylphenolat th−êng ®−îc b¾t ®Çu tõ phenol nh− d−íi ®©y:

Tõ ®ã ta cã thÓ ®iÒu chÕ ®−îc çc phenolat trung tÝnh, kiÒm vµ kiÒm cao:

Çc d¹ng Phenolat kiÒm cã c«ng thøc hãa häc nh− sau:

Vµ çch ®iÒu chÕ çc phenolat kiÒm cao:



HoÆc nh−:

- Ankylsalixylat: §−îc dïng nhiÒu cho dÇu ®éng c¬ nh− chÊt tÈy röa vµ chÊt

chèng oxy hãa. Chóng cho phÐp tháa m?n phÇn lín chøc n¨ng tÈy röa. §Æc biÖt lµ

tÝnh n¨ng ng¨n c¶n cÆn b¸m trªn pitt«ng ®éng c¬ diezen.

Cã thÓ ®iÒu chÕ çc Ankylsalixylat nh− d−íi ®©y:

Ankylsalixylat trung tÝnh:



Ankylsalixylat kiÒm:

Ankylsalixylat kiÒm cao:

- Photphonat:



Çc d¹ng Photphonat:

1.3.2.6 Phô gia ph©n t¸n

Çc chÊt ph©n t¸n lµ çc chÊt cã kh¶ n¨ng ng¨n ngõa hoÆc lµm chËm qu¸

tr×nh t¹o cÆn vµ l¾ng ®äng trong ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng ë nhiÖt ®é thÊp. Nh− vËy chøc

n¨ng c¬ b¶n cña chÊt ph©n t¸n lµ lµm yÕu lùc cÊu kÕt gi÷a çc tiÓu ph©n riªng biÖt

víi nhau, t¹o ®iÒu kiÖn lµm tan r? çc kÕt tña xèp vµ çc khèi kÕt tô, do ®ã cho phÐp

tõng tiÓu ph©n cã thÓ tån t¹i nh− mét thùc thÓ riªng biÖt. Nãi çch kh¸c, çc chÊt

ph©n t¸n cã mét ¸i lùc m¹nh víi çc tiÓu ph©n g©y bÈn dÇu vµ chóng bao quanh mçi

tiÓu ph©n b»ng çc ph©n tö tan trong dÇu, nhê ®ã gi÷ ®−îc çc cÆn cña dÇu kh«ng bÞ

kÕt tô vµ ®ãng cÆn l¹i trong ®éng c¬.

Víi phô gia ph©n t¸n lµ ankenyl polyamin suxinimit, ankylhydroxybenzyl

polyamin.....Çc phô gia ph©n t¸n cã cÊu t¹o gåm ba phÇn c¬ b¶n: nhãm −a dÇu vµ

nhãm ph©n cùc. Hai phÇn ®−îc nèi víi nhau b»ng nhãm nèi.



Nhãm −a dÇu th−êng lµ çc hydrocabon m¹ch dµi gióp cho phô gia cã thÓ tan

tèt trong dÇu gèc ®−îc sö dông.

Nhãm ph©n cùc th−êng chøa ç nguyªn tè N, O, hoÆc P

CÊu tróc chung cña çc chÊt ph©n t¸n ®−îc m« t¶ nh− trªn h×nh 3:

PhÇn −a dÇu Nhãm PhÇn ph©n cùc

nèi

H×nh 3. CÊu tróc chung cña çc chÊt ph©n t¸n

1. Çc phô gia ankenyl polyamin suxinimit ®−îc ®iÒu chÕ nh− sau:

- Tæng hîp çc isobutylen:

- Tæng hîp gia ankenylsuxinic anhydrit theo c¬ chÕ chung d−íi ®©y:

C¬ chÕ nµy ®−îc gi¶i thÝch qua hai ph¶n øng cña Diels-Alder vµ Ene:



- Tæng hîp çc Polyamin theo s¬ ®å d−íi ®©y:

- Tõ çc hîp chÊt ®iÒu chÕ ë trªn ta sÏ tæng hîp ®−îc çc ankenyl polyamin

suxinimit d−íi çc d¹ng nh− amit, este..



Trong ®ã: R – Ankenyl tõ polyizobutenyl cã träng l−îng ph©n tö tõ 500 ®Õn

2000 vµ x = 1 – 4. Nh÷ng chÊt ph©n t¸n nµy ®−îc sö dông réng r?i trong çc dÇu

cacte ®éng c¬. Chóng còng ®−îc xem nh− nh÷ng phô gia cã chøc n¨ng øc chÕ gØ.

2. Çc phô gia ankylhydroxybenzyl polyamin ®−îc tæng hîp nh− sau:



Trong ®ã R – nhãm polyizobutenyl (PIB) träng l−îng tõ 500 – 2000 vµ x = 2 – 5.

3. Çc Este photphonat: Çc chÊt nµy còng ®−îc sö dông lµm çc chÊt phô

gia øc chÕ gØ, chóng ®−îc ®iÒu chÕ nh− sau:

4. Çc Polyacrylat: Çc chÊt nµy còng cho kh¶ n¨ng ph©n t¸n, ngoµi ra chóng

cßn cã tÝnh nhít nhiÖt tèt (chÊt c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít) nªn chóng ®−îc sö dông

nh− lµ phô gia ph©n t¸n nhiÒu t¸c dông, ®iÓn h×nh nh−: DOCP, polymetarylat,

copolyme…



C¬ chÕ ho¹t ®éng cña polymetarylat nh− sau:

Copolyme:

1.3.2.7 Phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít

Trong qu¸ tr×nh sö dông, dÇu b«i tr¬n cã thÓ bÞ oxi ho¸, chÞu nh÷ng t¸c ®éng

kh¸c nhau lµm cho tÝnh nhít nhiÖt cña dÇu b«i tr¬n bÞ gi¶m ®i. §ång thêi, nhiÖt ®é

lµm viÖc cña dÇu cã thÓ thay ®æi trong kho¶ng réng tõ nhiÖt ®é rÊt thÊp tíi nhiÖt ®é

rÊt cao do vËy vËy trong mét sè lo¹i dÇu b«i tr¬n cÇn ph¶i cã phô gia c¶i thiÖn chØ sè

®é nhít.

Phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít lµm t¨ng ®é nhít cña dÇu ë nhiÖt ®é cao vµ hÇu

nh− kh«ng lµm t¨ng ®é nhít cña dÇu ë nhiÖt ®é thÊp. ChÝnh v× vËy, çc phô gia c¶i

thiÖn chØ sè ®é nhít th−êng lµ çc polime tan ®−îc trong dÇu vµ cã cÊu tróc d¹ng

xo¾n ë nhiÖt ®é thÊp (khi ®ã dÇu gèc lµ dung m«i hoµ tan kÐm). Khi nhiÖt ®é cao

(dÇu gèc lµ dung m«i hoµ tan tèt) th× çc polime nµy duçi dµi ra, tr¶i réng ra vµ do

vËy lµm t¨ng ®é nhít cña dÇu. Çc phô gia nµy cã träng l−îng ph©n tö n»m trong



kho¶ng tõ 10000 ®Õn 50000 ®vC nh−ng tèt nhÊt n»m trong kho¶ng tõ 50000 ®Õn

150000 do nÕu träng l−îng ph©n tö thÊp qu¸ th× kh«ng ®ñ ®Æc cßn träng l−îng ph©n

tö lín qu¸ th× kÐm bÒn nhiÖt, kÐm bÒn c¬ häc.

Çc phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít chia thµnh hai d¹ng c¬ b¶n. D¹ng

hydrocacbon lµ çc copolyme etylen – propylen, polyizobutylen, copolime styren –

butadien ®? hydro ho¸....... Çc polime metacrylat, polyacrylat vµ çc copolime cña

este styrenmaleic lµ çc vÝ dô minh ho¹ cho çc phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít

d¹ng este.

ViÖc lùa chän phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít phô thuéc vµo ®Æc tÝnh cña dÇu

gèc ®−îc dïng ®Ó pha chÕ còng nh− vµo lo¹i dÇu thµnh phÈm cÇn pha chÕ. CÇn ph¶i

l−u ý r»ng:

- ViÖc thªm phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít sÏ lµm thay ®æi tÝnh ch¶y cña dÇu

gèc, ®é nhít ®éng häc cña dÇu pha chÕ sÏ thay ®æi víi tèc ®é tr−ît.

- Träng l−îng ph©n tö cña phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít cµng t¨ng th× chóng

cµng nh¹y c¶m víi sù thay ®æi øng suÊt c¬ häc.

- øng suÊt dÞch chuyÓn ®−îc sinh ra, ch¶ng h¹n gi÷a pitt«ng vµ thµnh xi lanh

trong ®éng c¬, sÏ dÉn ®Õn qu¸ tr×nh ®øt g?y kh«ng thuËn nghÞch cña çc ph©n tö

polime thµnh çc m¹ch nhá h¬n, qu¸ tr×nh nµy lµm cho ®é nhít gi¶m ®i.

1.3.2.8 Phô gia gi¶m nhiÖt ®é ®«ng ®Æc

DÇu gèc kho¸ng cã thÓ chøa s¸p. Khi dÇu b«i tr¬n ®−îc sö dông hay b¶o qu¶n

trong m«i tr−êng nhiÖt ®é thÊp s¸p sÏ kÕt tinh thµnh çc tinh thÓ cã cÊu tróc kiÓu



l−íi m¾t ço vµ ng¨n c¶n sù ch¶y cña dÇu. ChÝnh v× vËy trong nhiÒu lo¹i dÇu b«i tr¬n

cÇn cã phô gia gi¶m nhiÖt ®é ®«ng ®Æc.

Çc phô gia lµm gi¶m nhiÖt ®é ®«ng ®Æc cña dÇu do lµm chËm qu¸ tr×nh t¹o

thµnh çc tinh thÓ s¸p hoµn h¶o b»ng çch bao bäc xung quanh hoÆc cïng kÕt tinh

víi s¸p. §iÒu nµy sÏ thóc ®Èy qu¸ tr×nh t¹o thµnh çc tinh thÓ nhá h¬n thay cho çc

®¸m s¸p vÈn xèp h×nh thµnh khi kh«ng cã çc phô gia.

Çc phô gia gi¶m nhiÖt ®é ®«ng ®Æc kh«ng g©y ¶nh h−ëng tíi nhiÖt ®é kÕt tña,

l−îng vµ m¹ng tinh thÓ s¸p t¸ch ra. ChØ h×nh d¹ng bªn ngoµi vµ kÝch th−íc cña tinh

thÓ bÞ thay ®æi. Çc tinh thÓ h×nh cÇu ®−îc h×nh thµnh thay cho çc tinh thÓ h×nh kim

vµ h×nh phiÕn. Sù biÕn ®æi nh− vËy lµm gi¶m kh¶ n¨ng nèi chång vµ ®an cµi vµo

nhau cña çc tinh thÓ ®Ó t¹o nªn nh÷ng khèi kÕt lín cña s¸p g©y c¶n trë ®èi víi sù

ch¶y cña dÇu.

HÇu hÕt çc phô gia gi¶m nhiÖt ®é ®«ng ®Æc lµ çc polime, trong ®ã cã mét sè

phô gia còng cã t¸c dông c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít. D¶i träng l−îng ph©n tö cña çc

phô gia nµy thÊp h¬n so víi phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít th−êng tõ 5000 –

100000 ®vC. §iÓn h×nh cã thÓ kÓ tªn lµ çc polime ankylmetacrylat, çc polime

alphaolefin vµ çc copolime, naphtalen ®−îc ankyl ho¸, ankylphenol m¹ch dµi.....

Naphten ®? ®−îc ankyl ho¸:

1.3.2.9 Phô gia chèng t¹o bät

Trong thùc tÕ sù t¹o bät cña dÇu lµ mét vÊn ®Ò nan gi¶i. Khi x¶y ra hiÖn t−îng

t¹o bät lµm cho dÇu bÞ thÊt tho¸t nhiÒu, lµm khã kh¨n khi vËn hµnh hÖ b«i tr¬n

tribology, ng¨n c¶n sù l−u th«ng tuÇn hoµn cña dÇu g©y nªn b«i tr¬n kh«ng ®Çy ®ñ,

lµm t¨ng thêi gian ph¶n håi cña hÖ thuû lùc. §ång thêi, sù t¹o bät m¹nh lµm t¨ng sù



oxi ho¸ dÇu do kh«ng khÝ ®−îc trén nhiÒu vµo trong dÇu. Kh¶ n¨ng chèng l¹i sù t¹o

bät cña dÇu b«i tr¬n kh¸c nhau ®¸ng kÓ vµ phô thuéc vµo b¶n chÊt cña dÇu th«,

ph−¬ng ph¸p, møc ®é chÕ biÕn, vµ ®é nhít cña dÇu. Kh¶ n¨ng nµy cã thÓ ®−îc c¶i

thiÖn b»ng çch cho thªm mét l−îng nhá çc phô gia chèng t¹o bät.

Çc phô gia t¹o bät hÊp phô lªn bät lµm gi¶m søc c¨ng bÒ mÆt cña bät khiÕn

cho çc bät tô l¹i víi nhau thµnh bät lín næi lªn bÒ mÆt vµ vì ra lµm tho¸t kh«ng khÝ

ra ngoµi.

Çc phô gia chèng t¹o bät th−êng ®−îc sö dông lµ çc silicon láng, ®Æc biÖt lµ

polymetylsiloxan: -((CH3)2 – Si- O)-n lµ chÊt chèng t¹o bät hiÖu qu¶ rÊt t«t. Th«ng

th−êng çc silicon ®−îc pha víi nång ®é tõ 1 ®Õn 20 phÇn triÖu. NÕu pha víi nång

®é cao h¬n th× cã thÓ lµm cho dÇu bÞ t¹o bät nhiÒu h¬n c¶ møc ch−a cho phô gia

chèng t¹o bät nªn kh«ng khÝ l¹i x©m nhËp vµo dÇu nhiÒu h¬n.

Mét ®iÒu cÇn l−u ý lµ phô gia ph©n t¸n lµ chÊt t¹o bät rÊt tèt nªn ®èi víi çc

dÇu b«i tr¬n cã pha phô gia ph©n t¸n th× b¾t buéc ph¶i pha phô gia chèng t¹o bät.

1.3.2.10 Phô gia tribology

Trong thùc tÕ, khi ®iÒu kiÖn lµm viÖc trë nªn kh¾c nghiÖt h¬n (t¶i träng cao, tèc

®é thÊp, ®é r¸p bÒ mÆt lín..) th× mµng láng (dÇu b«i tr¬n) se kh«ng thÓ hoµn toµn

g¸nh chÞu t¶i träng ®Ì lªn. Çc ®iÓm nh« trªn bÒ mÆt r¾n sÏ cïng g¸nh chÞu t¶i träng

víi mµng chÊt láng. ChÕ ®é b«i tr¬n chuyÓn tõ mµng láng sang chÕ ®é b«i tr¬n

mµng máng hçn hîp råi sau ®ã chuyÓn sang chÕ ®é b«i tr¬n giíi h¹n.

Sù tiÕp xóc gi÷a çc bÒ mÆt r¾n sinh ra mµi mßn, t¨ng ma s¸t vµ hiÖn t−îng hµn

dÝnh çc ®iÓm mÊp m«. ChÝnh v× thÕ mµ çc phô gia tribology ®−îc ®Ò cËp tíi ®Ó

lµm gi¶m ma s¸t, mµi mßn vµ ng¨n c¶n sù h− h¹i cña bÒ mÆt tiÕp xóc. Phô gia

tribology ph¸t huy t¸c dông ë hai chÕ ®é b«i tr¬n: b«i tr¬n mµng máng hçn hîp vµ

b«i tr¬n giíi h¹n.

Phô gia tribology lµ mét nhãm chÊt cùc kú quan träng ®−îc pha vµo hÇu hÕt

çc dÇu b«i tr¬n, ®Æc biÖt lµ dÇu b¸nh r¨ng vµ dÇu ®éng c¬. Chóng cã chøc n¨ng lµm

biÕn tÝnh ma s¸t (phô gia biÕn tÝnh ma s¸t FM), gi¶m mµi mßn (phô gia chèng mµi

mßn AW) vµ chÞu t¶i träng cao (phô gia cùc çp EP).

a. Phô gia chèng mµi mßn, AW (Anti-Wears)

Trong thùc tÕ cã ba d¹ng mµi mßn chÝnh: mµi mßn dÝnh (sù tiÕp xóc trùc tiÕp

kim lo¹i víi kim lo¹i), mµi mßn h¹t (mµi mßn do sù cã mÆt cña çc h¹t) vµ mµi mßn

ho¸ häc (do sù tÊn c«ng cña çc chÊt g©y ¨n mßn, çc chÊt cã tÝnh axit).

- Sù mµi mßn dÝnh trong hÖ thèng b«i tr¬n x¶y ra khi ë çc ®iÒu kiÖn t¶i träng,

tèc ®é vµ nhiÖt ®é cao, mµng dÇu b«i tr¬n trë nªn máng ®Õn møc çc chç mÊp m«

trªn bÒ mÆt tiÕp xóc víi nhau. Do vËy ®ã lµ mµi mßn do vËt liÖu chuyÓn tõ bÒ mÆt

nµy sang bÒ mÆt kia trong khi hai bÒ mÆt chuyÓn ®éng t−¬ng ®èi víi nhau dÉn tíi



qu¸ tr×nh hµn dÝnh pha r¾n. Sù tiÕp xóc kim lo¹i víi nhau cã thÓ ng¨n c¶n ®−îc khi

cho hîp chÊt t¹o mµng vµo dÇu b«i tr¬n vµ nhê cã sù hÊp phô vËt lý hoÆc ph¶n øng

ho¸ häc mµ th−êng bÞ biÕn d¹ng do ch¶y dÎo dÉn tíi sù ph©n bè t¶i träng kh¸c ®i mµ

nã b¶o vÖ ®−îc bÒ mÆt kim lo¹i. ZnDDP (KÏm ®iankydithiophotphat), çc hîp chÊt

cã photpho nh− tricresyl photphat vµ çc hîp chÊt cña l−u huúnh nh− sunfua,

disunfua, molipden dithiocacbonat.... lµ çc phô gia chèng mµi mßn dÝnh rÊt tèt.

- Sù mµi mßn h¹t lµ do çc h¹t mµi, çc t¹p chÊt tõ bªn ngoµi ®−a vµo hoÆc do

çc phÇn tö tõ mµi mßn dÝnh g©y ra. C¬ chÕ chñ yÕu cña sù mµi mßn vËt liÖu lµ sù

c¾t vi m« cña çc vËt cøng. Mµi mßn h¹t cã thÓ ng¨n c¶n ®−îc b»ng çch läc ®Ó t¸ch

çc h¹t r¾n, cøng ra khái dÇu.

- Mµi mßn ho¸ häc do cã çc ph¶n øng ho¸ häc x¶y ra trªn bÒ mÆt kim lo¹i kÕt

hîp víi t¸c ®éng cä x¸t lµm cho chç kim lo¹i bÞ ¨n mßn bÞ c¾t t¸ch ra. Çc axit

m¹nh ®−îc t¹o thµnh trong qu¸ tr×nh sö dông dÇu b«i tr¬n cã thÓ tÊn c«ng vµo bÒ

mÆt kim lo¹i t¹o ra çc hîp chÊt mµ chóng dÔ bÞ bãc ra khi cã sù chµ x¸t. D¹ng mµi

mßn nµy cã thÓ h¹n chÕ ®−îc b»ng viÖc sö dông çc chÊt tÈy röa d¹ng kiÒm cao do

cã t¸c dông trung hoµ çc s¶n phÈm mang tÝnh axit tån t¹i trong dÇu.

b. Phô gia cùc ¸p EP (Extreme pressure)

Phô gia cùc ¸p ng¨n ngõa hiÖn t−îng kÑt x−íc, hµn dÝnh gi÷a çc bÒ mÆt kim

lo¹i khi ®ang ho¹t ®éng d−íi ¸p suÊt cùc lín (chÞu t¶i träng rÊt nÆng). Çc phô gia

cùc ¸p t¸c dông víi çc bÒ mÆt kim lo¹i ma s¸t t¹o ra çc hîp chÊt míi cã øng suÊt

c¾t thÊp h¬n kim lo¹i gèc nªn líp phñ míi h×nh thµnh chÞu tr−ît c¾t tr−íc tiªn vµ

nhiÒu h¬n so víi kim lo¹i.

Trong thùc tÕ, phô gia cùc ¸p th−êng chØ cã t¸c dông tèt khi x¶y ra ph¶n øng

ho¸ häc. §iÒu nµy còng ®ång nghÜa víi viÖc gia t¨ng kh¶ n¨ng mµi mßn ho¸ häc.

Çc phô gia cùc ¸p ®−îc sö dông réng r?i lµ çc lo¹i dÇu bÐo ®−îc sunfua ho¸, çc

este, çc hydrocacbon nh− polybuten, dibenzyl disunfua, dibutyl disunfua......

- Hydrosunfua:

- Sunfua olefin:



- Este chøa l−u huúnh:

- Tricesyl photphat: OPO3(R-CH3)3

c. Phô gia biÕn tÝnh ma s¸t FM (Friction Modifiers)

Phô gia biÕn tÝnh ma s¸t ®−îc m« t¶ nh− lµ chÊt lµm gi¶m hÖ sè ma s¸t vµ ®¹t

®−îc sù tr−ît ph¼ng nh½n hoÆc lµm t¨ng hÖ sè ma s¸t ®Ó ®¹t ®−îc sù dõng tr−ît.

Th«ng th−êng phô gia nµy lµm t¨ng ®é bÒn cña mµng dÇu vµ nhê ®ã gi÷ cho bÒ mÆt

kim lo¹i t¸ch rêi nhau vµ ng¨n kh«ng cho líp dÇu bÞ ph¸ huû.

Phô gia FM mµ lµm gi¶m hÖ sè ma s¸t sÏ b¶o tån ®−îc n¨ng l−îng. Chóng

®−îc sö dông chñ yÕu trong dÇu ®éng c¬ vµ dÇu b¸nh r¨ng truyÒn ®éng ®éng c¬. Nãi

chung chóng ®−îc sö dông khi cÇn t¹o ra chuyÓn ®éng tr−ît ªm kh«ng cã rung ®éng

vµ khi cÇn cã hÖ sè ma s¸t nhá nhÊt. Phô gia thuéc lo¹i nµy bao gåm çc hîp chÊt

chøa O, N, S, Mo, Cu vµ mét sè nguyªn tè kh¸c. Çc phô gia nµy lµm t¨ng ®é bÒn

cña mµng dÇu chñ yÕu do hiÖn t−îng hÊp phô vËt lý nhê ®ã lµm gi¶m ma s¸t.

§é bÒn cña mµng dÇu do t¸c dông cña phô gia liªn quan tíi ®é dµi cña m¹ch

ankyl trong ph©n tö phô gia FM. Do ®ã çc hîp chÊt phô gia FM m¹ch dµi nh− axit

bÐo, este bÐo hoÆc amin, amit bÐo ®−îc sö dông. §é dµy vµ hiÖu qu¶ cña mµng dÇu



b¶o vÖ phô thuéc vµo ®é dµi cña m¹ch cacbon (m¹ch cµng dµi th× ®é dµy cµng lín),

®é ph©n cùc cña nhãm chøc, cÊu tróc, dÇu gèc, kim lo¹i häc vµ nhiÖt ®é.

Çc chÊt phô gia lo¹i nµy th−êng ®−îc sö dông lµ:

1.3.2.11 Phô gia t¹o nhò, khö nhò

Khi dÇu b«i tr¬n ph¶i lµm viÖc trong m«i tr−êng b¾t buéc cã sù cã mÆt cña

n−íc th× phô gia t¹o nhò hoÆc khö nhò sÏ ph¶i ®−îc sö dông.

ChÊt t¹o nhò lµ nh÷ng chÊt ho¹t ®éng bÒ mÆt ®Ó ph©n t¸n n−íc trong dÇu hoÆc

dÇu trong n−íc. Tõ hÖ n−íc trong dÇu ta thu ®−îc hÖ thuû lùc ch«ng ch¸y, chÊt b«i

tr¬n dïng trong khoan ®¸ vµ mét vµi lo¹i m«i tr−êng dïng trong kÐo sîi kim lo¹i.

Çc chÊt t¹o nhò th−êng dïng lµ çc ankenyl suxinimit, çc mu«i sunfonat, çc

axit bÐo vµ muèi cña axit bÐo, polyankylen glycol, etanol amin...... Cã ba nhãm chÊt

t¹o nhò: chÊt t¹o nhò anion, chÊt t¹o nhò cation vµ chÊt t¹o nhò kh«ng ion.

Çc chÊt khö nhò bao gåm triankyl photphat, polyetylen glycol, ankyl amin,

axit cacboxylic.

Ngoµi çc phô gia nªu trªn, trong dÇu b«i tr¬n th−¬ng phÈm cßn cã thÓ cã phô

gia diÖt khuÈn, cã çc t¸c nh©n b¸m dÝnh, t¸c nh©n lµm kÝn......



1.4 Mét sè tÝnh chÊt hãa – lý ®iÓn h×nh cña dÇu nhên vµ çch

x¸c ®Þnh

Trong thêi gian sö dông, dÇu ph¶i ®¶m nhiÖm çc chøc n¨ng nh− ®? ®−îc ®Ò

cËp vµ ph¶i chÞu t¸c ®éng cña çc yÕu tè nh−:

- NhiÖt ®é ë çc bé phËn kh¸c nhau.

- ¶nh h−ëng cña t¶i träng.

- TiÕp xóc víi oxy kh«ng khÝ.

- ¶nh h−ëng xóc t¸c cña çc bÒ mÆt kim lo¹i.

- NhiÔm bÈn do nhiªn liÖu, çc s¶n phÈm ch¸y, bôi bÈn, n−íc…

V× vËy trong qu¸ tr×nh sö dông, dÇu ®éng c¬ th−êng ®−îc ph©n tÝch ®¸nh gi¸

theo çc tÝnh chÊt hãa - lý sau:

+ §é nhít ®éng häc + ChØ sè ®é nhít

+ TrÞ sè kiÒm tæng + NhiÖt ®é chíp ch¸y

+ Hµm l−îng n−íc + Hµm l−îng cÆn

+ Hµm l−îng kim lo¹i + Hµm l−îng tro sunfat

+ Khèi l−îng riªng

1.4.1 §é nhít - ASTM D 445

§é nhít lµ mét chØ tiªu quan träng vµ c¬ b¶n cña dÇu b«i tr¬n, nã lµ mét tÝnh

chÊt quyÕt ®Þnh ®é dµy mµng dÇu, nã lµm gi¶m ma s¸t vµ mµi mßn gi÷a hai bÒ mÆt

tiÕp xóc. Nã cã ¶nh h−ëng ®Õn ®é khÝt, tæn hao c«ng ma s¸t, kh¶ n¨ng chèng mµi

mßn, kh¶ n¨ng chèng t¹o cÆn, kh¶ n¨ng lµm m¸t çc chi tiÕt lµm viÖc… Trong ®éng

c¬, ®é nhít ®ãng vai trß quyÕt ®Þnh l−îng tiªu hao nhiªn liÖu, kh¶ n¨ng tiÕt kiÖm

dÇu vµ ho¹t ®éng cña ®éng c¬. §èi víi mét sè lo¹i ®éng c¬, ®Æc biÖt lµ ®éng c¬ «t«

còng ¶nh h−ëng tíi khëi ®éng vµ tèc ®é trôc khuûu. §é nhít qu¸ cao sÏ lµm gi¶m

tèc ®é cña trôc vµ do ®ã lµm t¨ng l−îng nhiªn liÖu tiªu hao (kÓ c¶ sau khi ®éng c¬

®? khëi ®éng). §é nhít qu¸ thÊp sÏ dÉn tíi chãng mµi mßn vµ t¨ng l−îng tiªu hao

dÇu. V× vËy cÇn ph¶i chän ®é nhít phï hîp víi tõng ®éng c¬ vµ ®iÒu kiÖn ho¹t ®éng

cña chóng. V× vËy ®é nhít ®−îc lÊy lµm c¬ së cho hÖ thèng ph©n lo¹i dÇu nhên

(Theo cÊp ®é nhít SAE).

§é nhít lµ sè ®o kh¶ n¨ng chèng l¹i sù ch¶y cña dÇu nhên, ®−îc x¸c ®Þnh

b»ng tû sè gi÷a øng suÊt tr−ît vµ tèc ®é tr−ît. øng suÊt tr−ît lµ lùc tr−ît trªn mét ®¬n

vÞ diÖn tÝch vu«ng gãc víi ph−¬ng th¼ng ®øng. Tèc ®é tr−ît lµ sù chªnh lÖch tèc ®é

trªn mét ®¬n vÞ kho¶ng çch theo ph−¬ng th¼ng ®øng.

Nãi chung çc ph−¬ng tiÖn t¶i träng nÆng, tèc ®é thÊp th× sö dông çc dÇu b«i

tr¬n cã ®é nhít cao. Ng−îc l¹i nh÷ng ph−¬ng tiÖn t¶i träng nhÑ, tèc ®é cao th× dïng

dÇu cã ®é nhít thÊp.



Çc nguyªn nh©n lµm thay ®æi ®é nhít dÇu ®éng c¬ trong khi ®éng c¬ ho¹t

®éng hÕt søc ®a d¹ng. Cã hai d¹ng thay ®æi ®é nhít liªn quan ®Õn sù mÊt ®é nhít

cña çc lo¹i dÇu chøa phô gia polyme. D¹ng thø nhÊt lµ sù mÊt ®é nhít t¹m thêi do

tÝnh chÊt cña dßng ch¶y kh«ng Newton. D¹ng thø hai lµ sù mÊt ®é nhít vÜnh viÔn do

çc ph©n tö polyme trong phô gia c¶i thiÖn chÞ sè ®é nhít bÞ bÎ gÉy thµnh çc phÇn

tö nhá h¬n. Còng cã hai qu¸ tr×nh bÎ gÉy polyme: bÎ gÉy do oxy hãa vµ bÎ gÉy do

nhiÖt. Çc qu¸ tr×nh nµy còng dÉn ®Õn sù thay ®æi ®é nhít vÜnh viÔn v× chóng kh«ng

cã tÝnh thuËn nghÞch.

B¶ng 4: Nh÷ng thay ®æi ®é nhít cã kh¶ n¨ng x¶y ra ®èi víi dÇu ®éng c¬

trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng:

Nguyªn nh©n cña sù thay ®æi ®é nhít ¶nh h−ëng tíi ®é nhít

øng suÊt tr−ît cña çc lo¹i dÇu kh«ng Newton

Ph©n hñy çc phô gia polyme

DÇu bÞ bay h¬i

DÇu bÞ lÉn nhiªn liÖu

Qu¸ tr×nh oxy hãa çc thµnh phÇn dÇu gèc

DÇu bÞ lÉn n−íc

DÇu chøa bå hãng

Gi¶m ®é nhít

Gi¶m ®é nhít

T¨ng ®é nhít

Gi¶m ®é nhít

T¨ng ®é nhít

T¨ng ®é nhít

T¨ng ®é nhít

* Quy tr×nh x¸c ®Þnh ®é nhít khi dïng nhít kÕ mao qu¶n:

- Chän nhít kÕt phï hîp víi ®é nhít cña dÇu sao cho tèc ®é ch¶y kho¶ng 200 gi©y.

- N¹p vµo dông cô ®o (nhít kÕ) mét l−îng dÇu thÝch hîp.

- §Ó æn ®Þnh nhiÖt t¹i mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh trong kho¶ng thêi gian (30

phót), dïng ®ång hå bÊm gi©y ®o thêi gian ch¶y cña l−îng dÇu trªn tõ v¹ch nµy ®Õn

v¹ch kia cña dông cô ®o, phô thuéc vµo h»ng sè nhít kÕ (k) ta tÝnh ®−îc ®é nhít

®éng häc cña dÇu theo c«ng thøc sau ®©y:

ν = k.t (7)

Trong ®ã:

ν: ®é nhít ®éng häc (cSt);

k: h»ng sè nhít kÕ (cSt/s);

t: thêi gian ch¶y (s).

H×nh 3: BÓ x¸c ®Þnh ®é nhít



1.4.2 ChØ sè ®é nhít – ASTM D 2270

ChØ sè ®é nhít (VI) lµ mét chØ sè chuyªn dïng ®Ó ®¸nh gi¸ sù thay ®æi ®é

nhít cña dÇu b«i tr¬n theo nhiÖt ®é. Th«ng th−êng khi nhiÖt ®é t¨ng ®é nhít sÏ

gi¶m. DÇu nhên ®−îc coi lµ dÇu b«i tr¬n tèt khi ®é nhít cña nã Ýt bÞ thay ®æi theo

nhiÖt ®é, ®©y lµ lo¹i dÇu cã ®é nhít cao (çc lo¹i dÇu naphten). Ng−îc l¹i nÕu ®é

nhít thay ®æi nhiÒu theo nhiÖt ®é, cã nghÜa lµ dÇu ®ã cã chØ sè ®é nhít thÊp (çc lo¹i

dÇu parafin).

ChØ sè VI lµ mét gi¸ trÞ b»ng sè ®¸nh gi¸ sù thay ®æi ®é nhít theo nhiÖt ®é

dùa trªn c¬ së so s¸nh kho¶ng thay ®æi t−¬ng ®èi vÒ ®é nhít cña hai lo¹i dÇu chän

läc chuyªn dïng, hai lo¹i dÇu nµy kh¸c biÖt nhau rÊt lín vÒ chØ sè ®é nhít VI.

H×nh 4. Sù thay ®æi ®é nhít cña dÇu b«i tr¬n theo nhiÖt ®é.

Trong ®ã:

L - ®é nhít cña dÇu cã VI = 0 (dÇu cã VI thÊp – dÇu naphten)

H - ®é nhít cña dÇu cã VI = 100 (dÇu cã VI cao – dÇu parafin)

U - ®é nhít cña dÇu cÇn ph¶i tÝnh chØ sè ®é nhít

Dùa vµo ®é nhít ®éng häc ë 400C vµ 1000C cña tõng lo¹i dÇu ®Ó tÝnh chØ sè

®é nhít (VI) t−¬ng øng cña chóng theo tiªu chuÈn ASTM D 2270. Tiªu chuÈn nµy

®−a ra hai çch x¸c ®Þnh: çch thø nhÊt ¸p dông cho çc s¶n phÈm dÇu má cã gi¸ trÞ

VI < 100; çch thø hai ¸p dông cho çc s¶n phÈm dÇu má cã VI > 100.

§é nhít ®éng häc

NhiÖt ®é, oC 40 100

L (VI = 0)

H (VI =100)

U



+ Çch thø nhÊt:

ChØ sè ®é nhít VI ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau:

( )( )100

HL

ULVI

−−=

(2)

Trong ®ã:

L – ®é nhít ®éng häc ë 400C cña mét lo¹i dÇu cã VI = 0 vµ cã cïng ®é nhít

®éng häc ë 1000C víi dÇu mµ ta cÇn tÝnh VI, cSt;

U – ®é nhít ®éng häc ë 400C cña dÇu ta cÇn ph¶i tÝnh chØ sè ®é nhít, mm2/s;

H- ®é nhít ®éng häc häc ë 400C cña mét lo¹i dÇu cã VI = 100 vµ cã cïng ®é

nhít ®éng häc ë 100oC víi dÇu mµ ta cÇn tÝnh VI, cSt;

NÕu ®é nhít ®éng häc cña dÇu ë 1000C nhá h¬n hay b»ng 70 cSt th× çc gi¸

trÞ t−¬ng øng cña L vµ H cÇn ph¶i tra b¶ng trong ASTM D 2270.

NÕu ®é nhít ®éng häc ë 1000C l¹i nhá h¬n 70 cSt, th× gi¸ trÞ L vµ H ®−îc tÝnh

nh− sau:

L = 0,8353 Y2 + 14,67 Y – 216 (3)

H = 0,1684 Y2 + 11,85 Y – 97 (4)

Víi Y lµ ®é nhít ®éng häc ë 1000C cña dÇu tÝnh chØ sè ®é nhít, cSt.

+ Çch tÝnh thø hai: ChØ sè ®é nhít ®−îc tÝnh theo c«ng thøc sau:

VI = [ (antilogN – 1)/0,00715] + 100 (5)

Trong ®ã N = (logH – logU)/logY (6)

Gi¸ trÞ H ®−îc tÝnh nh− ë çch tÝnh thø nhÊt.

Ngoµi ra, ë çc b¶ng trong tiªu chuÈn ASTM DS 39B cho phÐp ®äc trùc tiÕp

chØ sè ®é nhít cña çc lo¹i dÇu má.

Dùa vµo chØ sè ®é nhít ng−êi ta cã thÓ lùa chän lo¹i dÇu thÝch hîp víi ®iÒu

kiÖn lµm viÖc cña m¸y. Trong nhiÒu tr−êng hîp, nÕu nhiÖt ®é cña m¸y Ýt thay ®æi th×

ng−êi ta còng Ýt quan t©m ®Õn chØ sè ®é nhít. Cßn trong tr−êng hîp nhiÖt ®é ch¹y

m¸y thay ®æi trong mét kho¶ng réng, nh− ®éng c¬ «t«, th× cïng víi tÝnh n¨ng kh¸c,

chØ sè ®é nhít còng rÊt ®−îc coi träng.

§Ó n©ng cao chØ sè ®é nhít cña dÇu trong ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh, ng−êi ta hoÆc

pha thªm vµo dÇu kho¸ng phô gia c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít, hoÆc sö dông nh÷ng lo¹i

dÇu gèc tæng hîp hoÆc b¸n tæng hîp.

Trong qu¸ tr×nh sö dông dÇu cã biÓu hiÖn thay ®æi chØ sè ®é nhít th× ®ã lµ do

dÇu bÞ nhiÔm bÈn bëi cã lÉn s¶n phÈm kh¸c. §«i khi, qu¸ tr×nh oxy hãa lµ nguyªn

nh©n lµm t¨ng chØ sè ®é nhít trong qu¸ tr×nh sö dông. ViÖc gi¶m chØ sè VI còng cã

thÓ do cã nh÷ng lùc ph¸ vì cÊu tróc ph©n tö cña çc phô gia polyme cã mÆt trong

dÇu b«i tr¬n.



1.4.3 §iÓm chíp löa - ASTM D 92

§iÓm chíp löa cña dÇu ®−îc ®Þnh nghÜa lµ nhiÖt ®é thÊp nhÊt mµ t¹i ®ã dÇu

®−îc nung nãng bèc lªn t¹o víi kh«ng khÝ mét hçn hîp khÝ ®ñ ®Ó lãe ch¸y mét l¸t

khi ngän löa ®−a vµo. NhiÖt ®é thÊp nhÊt mµ ë ®ã h¬i dÇu nung nãng bèc lªn t¹o víi

kh«ng khÝ ®ñ ®Ó ch¸y liªn tôc trong 5 gi©y khi cã ngän löa ®i vµo trong ®iÒu kiÖn

cña ph−¬ng ph¸p thö tiªu chuÈn ®−îc gäi lµ ®iÓm b¾t ch¸y.

§iÓm chíp löa vµ ®iÓm b¾t ch¸y cña dÇu míi thay ®æi theo ®é nhít. DÇu cã

®é nhít cao sÏ cã ®iÓm chíp löa vµ b¾t ch¸y cao h¬n. Th«ng th−êng th× ®iÓm chíp

löa vµ ®iÓm b¾t ch¸y cña dÇu phô thuéc vµo lo¹i dÇu th«. DÇu naphten th−êng cã

®iÓm chíp löa vµ ®iÓm b¾t ch¸y thÊp h¬n dÇu parafin cã cïng ®é nhít. Quy luËt

chung lµ ®èi víi çc hîp chÊt t−¬ng tù nhau th× ®iÓm chíp löa vµ ®iÓm b¾t ch¸y sÏ

t¨ng khi träng l−îng ph©n tö t¨ng. Th−êng ®iÓm b¾t ch¸y cao h¬n ®iÓm chíp löa

kho¶ng 30oC. DÇu nhên th−êng ®−îc x¸c ®Þnh ®iÓm chíp löa cèc hë theo ASTM D

29 vµ cèc kÝn theo ASTM D 93.

DÇu míi cã ®iÓm chíp löa thÊp h¬n gi¸ trÞ mµ nã cÇn ph¶i cã, th× ®ã lµ dÊu

hiÖu cña sù cã mÆt lo¹i dÇu cã ®é nhít thÊp, cã ph©n ®o¹n nhÑ, dung m«i dÔ bay h¬i

hay x¶y ra qu¸ tr×nh cracking dÇu, do lµm viÖc ë

nhiÖt ®é cao. §iÓm chíp löa cã gi¸ trÞ cao h¬n

trung b×nh b¸o hiÖu sù pha trén dÇu cã ®é nhít

cao h¬n.

* Quy tr×nh x¸c ®Þnh:

§æ mét l−îng dÇu theo møc cho phÐp, ®Æt

vµo m¸y ®o ®é chíp ch¸y, nèi m¸y víi b×nh ga,

sau ®ã chØnh ngän löa cã ®−êng kÝnh 3,2 ®Õn 4,8

mm vµ ®iÒu chØnh nhiÖt ®é cña mÉu sao cho tõ

14oC ®Õn 170C /phót. Khi nhiÖt ®é cña mÉu thÊp

h¬n ®iÓm chíp löa dù ®o¸n 560C gi¶m tèc ®é

xuèng cßn 5-60C /phót, cho ®Õn khi nhiÖt ®é dù

®o¸n xuèng cßn 28oC th× gi¶m xuèng 20C ch©m

löa 1 lÇn. Cø thÕ cho ®Õn khi ph¸t hiÖn vµ kÕt thóc nhiÖt ®é chíp chíp ch¸y.

1.4.4 §iÓm ®«ng ®Æc - ASTM D 97

§iÓm ®«ng ®Æc lµ nhiÖt ®é thÊp nhÊt mµ ë ®ã dÇu b«i tr¬n gi÷a ®−îc tÝnh linh

®éng ë ®iÒu kiÖn ®? cho. §©y lµ chØ tiªu cho biÕt tÝnh chÊt ch¶y ë nhiÖt ®é thÊp, x¸c

®Þnh tÝnh linh ®éng cña dÇu nhên. Khi nhiÖt ®é gi¶m xuèng th× ®é nhít cña dÇu t¨ng

lªn ®ét ngét lµm cho tÝnh linh ®éng gi¶m. Khi ®¹t tíi nhiÖt ®é ®éng ®Æc nã sÏ ®«ng

®Æc l¹i hoÆc kh«ng ch¶y ®−îc l©u d−íi t¸c dông cña träng lùc.



HÇu hÕt dÇu nhên ®Òu chøa mét sè s¸p kh«ng tan vµ khi dÇu ®−îc lµm l¹nh,

nh÷ng s¸p nµy b¾t ®Çu t¸ch ra ë d¹ng tinh thÓ ®an cµi víi nhau t¹o thµnh mét cÊu

tróc cøng, gi÷ dÇu ë trong çc tói nhá cña çc cÊu tróc ®ã. Khi cÊu tróc tinh thÓ cña

s¸p nµy t¹o thµnh ®Çy ®ñ th× dÇu kh«ng lu©n chuyÓn ®−îc n÷a. §Ó gi¶m nhiÖt ®é

®«ng ®Æc ng−êi ta dïng phô gia h¹ nhiÖt ®é ®«ng ®Æc.

§èi víi mét sè lo¹i dÇu kh«ng chøa s¸p, ®é nhít cña chóng t¨ng lªn khi nhiÖt

®é gi¶m ®i vµ ®Õn mét nhiÖt ®é nµo ®ã th× dÇu mÊt tÝnh linh ®éng. Ng−êi ta kh«ng thÓ

dïng phô gia h¹ ®iÓm ®«ng ®Æc ®Ó h¹ thÊp nhiÖt ®é ®«ng ®Æc cña çc lo¹i dÇu nµy v×

çc phô gia ®ã chØ cã t¸c dông ng¨n c¶n sù lín lªn vµ bao bäc cña cÊu tróc tinh thÓ

s¸p. ChÝnh v× vËy mét sè lo¹i dÇu kh«ng chøa s¸p th× cã ®iÓm ®«ng ®Æc giíi h¹n.

§iÓm ®«ng ®Æc cho biÕt giíi h¹n thÊp nhÊt mµ dÇu cã thÓ sö dông ®−îc.


Tr−íc tiªn ng−êi ta ph¶i ®un nãng mÉu lªn ®¶m b¶o cho çc cÊu tö trong dÇu

tan hoµn toµn, sau ®ã lµm l¹nh theo tèc ®é quy ®Þnh, cø sau 3 phót l¹i kiÓm tra tÝnh

linh ®éng cña dÇu mét lÇn. KÕt qu¶ nhiÖt ®é ®«ng ®Æc cña dÇu ®−îc x¸c ®Þnh lµ lÊy

nhiÖt ®é mµ t¹i ®ã dÇu kh«ng linh ®éng n÷a khi ta nghiªng b×nh ®ùng nã trong 5

gi©y, sau ®ã céng thªm 30C.

1.4.5 TrÞ sè kiÒm tæng TBN - ASTM D 2896

§é kiÒm trong dÇu nhên ®−îc biÓu thÞ b»ng trÞ sè kiÒm tæng (TBN) , cho biÕt

l−îng axit clohydric hay percloric, ®−îc quy chuyÓn sang KOH t−¬ng ®−¬ng cÇn

thiÕt ®Ó trung hßa hÕt çc hîp chÊt mang tÝnh kiÒm cã mÆt trong 1g mÉu.

HiÖn nay, nhiÒu lo¹i phô gia sö dông nh»m n©ng cao phÈm chÊt dÇu b«i tr¬n.

Çc hîp chÊt ®−îc coi lµ cã tÝnh kiÒm bao gåm: çc chÊt kiÒm v« c¬ vµ h÷u c¬, çc

muèi cña çc kim lo¹i nÆng, çc phô gia, ®Æc biÖt lµ çc phô gia ®−îc dïng trong

®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt, nh− phô gia tÈy röa… RÊt nhiÒu lo¹i phô gia hiÖn nay sö

dông cho dÇu ®éng c¬ cã chøa çc hîp chÊt kiÒm, nh»m trung hßa çc s¶n phÈm

axit cña qu¸ tr×nh ch¸y, l−îng tiªu tèn çc thµnh phÇn kiÒm nµy lµ mét chØ sè vÒ tuæi

thä sö dông cña dÇu.

DÇu cã ®é kiÒm cao th× kh¶ n¨ng chèng ¨n mßn tèt. Khi TBN gi¶m ®Õn mét gi¸

trÞ giíi h¹n nµo ®ã th× dÇu ®éng c¬ cÇn ph¶i ®−îc thay míi. Khi ®é kiÒm qu¸ thÊp hay

kh«ng cßn th× dÇu kh«ng cã kh¶ n¨ng b¶o vÖ çc chi tiÕt ®éng c¬ khái ¨n mßn.

Ph−¬ng ph¸p ASTM D 2896 th−êng ®−îc dïng ®Ó x¸c ®Þnh çc hîp chÊt

kiÒm trong çc s¶n phÈm dÇu má.


Ph−¬ng ph¸p cña tiªu chuÈn ASTM D 2896 lµ ph−¬ng ph¸p chuÈn ®é ®iÖn

thÕ. Çc tiÕn hµnh nh− sau:



- C©n mét l−îng mÉu theo quy ®Þnh phô

thuéc vµo l−îng TBN dù ®o¸n:

L−îng mÉu m(g) = 10/TBN dù ®o¸n.

- LÇn l−ît cho 40 ml Cloruabenzen vµ 20

ml axit acetic vµo mÉu

- §−a mÉu lªn m¸y ®? n¹p sè liÖu s½n vµ

chê m¸y ch¹y ®Õn kÕt thóc quy tr×nh chuÈn

®é, m¸y sÏ tù ®éng cho kÕt qu¶.

1.4.6 Hµm l−îng tro sunfat - ASTM D 847

Tro sunfat lµ phÇn cÆn cßn l¹i sau khi than hãa mÉu, sau ®ã phÇn cÆn ®−îc xö

lý b»ng H2SO4 vµ nung nãng ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi. Hµm l−îng tro sunfat dïng

®Ó chØ nång ®é phô gia chøa kim lo¹i trong dÇu míi.

Ph−¬ng ph¸p nµy chØ x¸c ®Þnh hµm l−îng tro sunfat thÊp tíi 0,005% ®èi víi

dÇu chøa phô gia vµ kh«ng ¸p dông cho dÇu ®éng c¬ phÕ th¶i, dÇu chøa ch×, dÇu

kh«ng cã phô gia.

Th−êng hµm l−îng tro sunfat liªn quan ®Õn trÞ sè kiÒm cña dÇu ®éng c¬. Nãi

chung hµm l−îng tro sunfat lín th× gi¸ trÞ trÞ sè kiÒm lín vµ ng−îc l¹i. Hµm l−îng

tro sunfat lµ gåm cã tro cña çc phô gia ®−a vµo ®Ó lµm t¨ng tÝnh n¨ng cña dÇu, cßn

khi ta thÊy l−îng tro t¨ng qu¸ møc th× ®ã lµ do sù cã mÆt cña çc t¹p chÊt nh− çc

chÊt bÈn, cÆn do mµi mßn vµ çc lo¹i t¹p kh¸c.

L−îng phô gia cho vµo dÇu nhên cã khi lªn tíi 20% khèi l−îng vµ çc phô

gia ®ã th−êng lµ sunfunat, phenolat, salisilat cña çc kim lo¹i kiÒm (Ba, Ca, Na…).

§iÒu nµy gi¶i thÝch v× sao hµm l−îng tro sunfat cña dÇu ®éng c¬ cao.


Nung chÐn sø ë nhiÖt ®é 700 - 8000C trong kho¶ng 30÷45 phót, ®Ó nguéi trong

b×nh hót Èm ®Õn nhiÖt ®é phßng (kho¶ng 45 phót) vµ c©n víi ®é chÝnh x¸c tíi 0,1

mg. C©n chÝnh x¸c l−îng mÉu thö (kho¶ng 5 - 10g) vµo chÐn nung ®? cã giÊy läc

b¨ng xanh kh«ng tro lµm lãt chÐn, sau ®ã dïng ®óng giÊy läc ®ã lµm phÔu trªn líp

dÇu, ®Ó phÔu thÊm hÕt dÇu ta cho chÐn mÉu lªn bÕp råi ch©m ngän löa ®èt tõ tõ ®Õn

khi chØ ®Ó l¹i tro vµ cÆn cacbon khi ch¸y hÕt. §Ó chÐn mÉu sau khi cho ho¸ vÒ nhiÖt

®é phßng th× dïng axit sunfuaric ®Æc nhá tõng giät lµm Èm toµn bé cÆn, råi nung

tiÕp tôc trªn bÕp ®Õn khi cã khãi tr¾ng bèc lªn th× cho vµo lß nung ë 775±250C

kho¶ng 45 - 60 phót, lÊy chÐn ra lµm nguéi cïng thêi gian ban ®Çu cña chÐn kh«ng

råi c©n ®Õn träng l−îng kh«ng ®æi.

H×nh 6: M¸y ®o trÞ sè kiÒm tæng



1.4.7 Tû träng – ASTM D 1298

Tû träng lµ tû sè gi÷a khèi l−îng riªng cña mét chÊt ®? cho ë nhiÖt ®é quy

®Þnh so víi khèi l−îng cña n−íc nguyªn chÊt ë nhiÖt ®é quy ®Þnh ®ã. Tû träng ®−îc

x¸c ®Þnh theo ASTM D 1298 b»ng ph−¬ng ph¸p tû träng kÕ.

ChØ tiªu tû träng cã thÓ thÊy sù lÉn s¶n phÈm kh¸c vµo dÇu khi thÊy mét gi¸ trÞ

bÊt th−êng cña khèi l−îng riªng. ViÖc x¸c ®Þnh nµy còng cÇn thiÕt ®Ó chuyÓn ®æi

gi÷a träng l−îng vµ thÓ tÝch, h¬n thÕ nã còng cã Ých trong viÖc nhËn biÕt lo¹i s¶n

phÈm dÇu, nÕu biÕt thªm kho¶ng nhiÖt ®é ch−ng cÊt hay ®é nhít.


Rãt mÉu nhÑ nhµng vµo èng ®ong lo¹i 500 ml sao cho tr¸nh t¹o bät vµ tr¸nh

bay h¬i mÊt phÇn nhÑ, ®ñ ®Ó tû träng kÕ næi vµ ®äc ®−îc sè . Sau ®ã ®Æt èng chøa

mÉu th¼ng ®øng, th¶ tõ tõ tû träng kÕ thÝch hîp vµo mÉu thö sao cho kh«ng ch¹m

thµnh èng vµ ®Ó yªn. Sau khi chê cho mÉu vµ tû träng kÕ æn ®Þnh th× tiÕn hµnh ®äc

kÕt qu¶.

1.4.8 CÆn kh«ng tan – ASTM D 893

Trong qu¸ tr×nh ®éng c¬ lµm viÖc dÇu lu«n bÞ bÈn do nhiÒu s¶n phÈm kh¸c

nhau tÝch l¹i trong dÇu nh−: n−íc, må hãng, nhiªn liÖu, çc h¹t muéi than, bôi, çc

h¹t do mµi mßn, çc s¶n phÈm oxy hãa, xµ phßng kim lo¹i…

Sù pha trén cña dÇu bÞ bÈn nãi trªn trong ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh sÏ dÉn tíi t¹o

thµnh mét chÊt dÝnh sÒn sÖt t¸ch tõ dÇu ra vµ l¾ng xuèng ®¸y cacte dÇu, ë hép supap,

trong ®−êng èng dÉn dÇu, trong hÖ thèng b«i tr¬n vµ çc bÇu läc.

HiÖn t−îng tÝch cÆn trong ®éng c¬ cã thÓ lµm ®éng c¬ ho¹t ®éng mÊt b×nh

th−êng vµ lµm háng ®éng c¬ nh−:

- C¨n cã thÓ lµm t¾c r?nh dÇu, ®−êng dÇu vµ çc bÇu läc, do ®ã cã thÓ x¶y ra

nãng ch¶y b¹c lãt æ ®ì, kÑt cæ trôc khuûu vµ cã thÓ g©y ra sù cè.

- CÆn cã thÓ lµm cho dÇu míi gi¶m phÈm chÊt ngay sau khi míi cho vµo

®éng c¬…

Thµnh phÇn cña cÆn th−êng phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn sinh ra nã. Th−êng cÆn

gåm 50 ®Õn 70% dÇu vµ 5 ®Õn 15% n−íc, cßn l¹i cµ nhiªn liÖu, s¶n phÈm oxy hãa

vµ çc h¹t r¾n.

§é nhít cña dÇu t¨ng lªn th× kh¶ n¨ng t¹o cÆn gi¶m ®i. Çc lo¹i dÇu kh«ng

æn ®Þnh ®èi víi hiÖn t−îng oxy hãa sÏ t¹o cÆn nhanh h¬n vµ khèi l−îng cÆn nhiÒu

h¬n. Çc lo¹i dÇu cã phô gia chuyªn dïng sÏ Ýt cã khuynh h−íng t¹o cÆn v× chóng

gióp cho dÇu gi÷ ®−îc çc t¹p chÊt kh«ng hßa tan vµ kh¶ n¨ng chèng oxy hãa m¹nh

h¬n.

Nh− vËy, sù t¹o cÆn trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña ®éng c¬ lµ mét trong



nh÷ng yÕu tè chÝnh liªn quan tíi chÊt l−îng dÇu nhên. Çc cÆn nµy bao gåm:

- Líp vecni máng v÷ng ch¾c, kh«ng tan ®−îc, ®ãng trªn çc chi tiÕt chuyÓn

®éng trong ®éng c¬ x¨ng.

- CÆn l¾c ®ãng trªn çc chi tiÕt chuyÓn ®éng trong ®éng c¬ diesel.

- CÆn bïn lµ lo¹i cÆn mÒm, tÝch tô trªn bÒ mÆt çc chi tiÕt kh«ng chuyÓn ®éng

trong ®éng c¬.

Vecni, cÆn l¾c lµ lo¹i cÆn ë nhiÖt ®é cao, cßn cÆn bïn lµ lo¹i cÆn ë nhiÖt ®é

thÊp. Cã thÓ ph©n biÖt vµ x¸c ®Þnh:

- CÆn kh«ng tan trong dung m«i kh«ng cùc (pentan): ®ã lµ cÆn c¬ häc vµ

l−îng nhùa ®−êng thùc tÕ.

- C¨n kh«ng tan trong dung m«i cã cùc (toluen): ®ã lµ cÆn c¬ häc

Do ®é ph©n t¸n cña dÇu träng t¶i nÆng dïng cho ®éng c¬ diesel phô thuéc

vµo çc tÝnh n¨ng cña s¶n phÈm, nªn cÇn ph¶i dùa vµo kinh nghiÖm ®Ó ®Þnh ra giíi

h¹n cÆn kh«ng tan, mµ t¹i ®ã dÇu ph¶i thay. Th−êng ng−êi ta còng quan t©m ®Õn

nguån gèc cña dÇu b«i tr¬n vµ tÝnh n¨ng cña ®éng c¬. Víi dÇu ®éng c¬ cã ®é ph©n

t¸n cao, th× l−îng cÆn kh«ng tan cã ®¹t ®Õn 3 - 4% vÉn chÊp nhËn ®−îc.


C©n kho¶ng 10 gam mÉu ®? gia nhiÖt kho¶ng 600C ®é cho ®Òu mÉu, cho vµo

èng ly t©m ®? röa s¹ch sÊy kh« ë 100±50C ®Õn träng l−îng kh«ng ®æØ, cho tiÕp

kho¶ng 100 ml dung m«i pentan (lÇn 1) vµ toluen (lÇn 2), nót èng ly t©m l¹i vµ cho

vµo m¸y ly t©m theo chÕ ®é ®? ®Æt tr−íc. Cø thÕ lÆc l¹i 2 ®Õn3 lÇn cho cÆn s¹ch dÇu,

råi cho vµo sÊy ë 1050C ®Õn träng l−îng kh«ng ®æi. NÕu dÇu trong pentan vµ toluen

kho t¸ch ®−îc, ng−êi ta ph¶i dïng chÕ ®é ®«ng tô vµ lÆp l¹i nh− trªn.

1.4.9 Hµm l−îng kim lo¹i – ASTM D4628

Kim lo¹i cã trong dÇu nhên d−íi çc d¹ng sau:

- D¹ng ph©n t¸n trong dÇu ®? sö dông d−íi çc h¹t mµi mßn vµ çc h¹t gØ, h¹t

¨n mßn.

- D¹ng hßa tan ®−îc trong dÇu nhên lµ kim lo¹i trong çc hîp chÊt c¬ kim

cña phô gia.

NhiÒu lo¹i dÇu b«i tr¬n ®−îc pha chÕ víi çc phô gia cã chøa kim lo¹i, çc

phô gia nµy cã t¸c dông nh− lµ çc chÊt tÈy röa, çc t¸c nh©n chèng mµi mßn, çc

chÊt øc chÕ oxy hãa, çc chÊt chèng gØ… Mét vµi lo¹i phô gia ®ãng gãi cã chøa

kh«ng chØ mét mµ nhiÒu kim lo¹i nh−: canxi, magiª, kÏm.

ViÖc ph©n tÝch çc nguyªn tè trong dÇu míi vµ dÇu ®? sö dông th−êng ®−îc

tiÕn hµnh b»ng çc ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch c«ng cô nh− quang phæ hÊp thô nguyªn

tö, quang phæ ph¸t x¹ vµ quang phæ huúnh quang tia X. PhÐp ph©n tÝch nguyªn tè lµ



rÊt cÇn thiÕt gióp cho viÖc kh¼ng ®Þnh hµm l−îng phô gia, nh©n ra çc hÖ thèng bÞ

mµi mßn vµ x¸c ®Þnh ®é nhiÔm bÈn.

* Quy tr×nh x¸c ®Þnh: Theo Ph−¬ng ph¸p ASTM D4628

Dïng chÊt chuÈn ®? cã nång ®é chuÈn ®Ó dùng ®−êng chuÈn. MÉu chuÈn

®−îc pha lo?ng b»ng dÇu ho¶ tinh khiÕt, ta thiÕt lËp mét ®−êng chuÈn b»ng ba mÉu

chuÈn trong giíi h¹n ph¸t hiÖn cña m¸y. MÉu dÇu cÇn ph©n tÝch còng ®−îc chÕ hãa

b»ng çch pha lo?ng nh−

®−êng chuÈn vµ ph¶i n»m

trong ®−êng chuÈn. Sau ®ã

nh÷ng dung dÞch nµy ®−îc

®em ph©n tÝch b»ng çch ®èt

chóng trong ngän löa

axetylen/oxy kh«ng khÝ cña

m¸y quang phæ hÊp thô

nguyªn tö. Tõ ®ã ta x¸c ®Þnh

hµm l−îng kim lo¹i cã trong

mÉu dÇu.

1.4.10 Hµm l−îng n−íc – ASTM D 95

Hµm l−îng n−íc cña dÇu lµ l−îng n−íc ®−îc tÝnh b»ng phÇn tr¨m theo träng

l−îng thÓ tÝch hay theo ppm (phÇn triÖu).

Hµm l−îng n−íc trong dÇu b«i tr¬n lµ mét ®Æc tr−ng quan träng ®èi víi mét

sè lo¹i dÇu nh− dÇu thñy lùc, dÇu «t«, dÇu b¸nh r¨ng c«ng nghiÖp… §Æc biÖt lµ nã

cùc kú quan träng ®èi víi dÇu biÕn thÕ.

Sù cã mÆt cña n−íc trong dÇu b«i tr¬n ®Èy nhanh qu¸ tr×nh g©y ¨n mßn, gØ

chi tiÕt m¸y, t¨ng qu¸ tr×nh oxy hãa dÇu vµ cßn g©y t¹o nhò lµm mÊt t¸c dông cña

phô gia chøa trong dÇu. Trong mét vµi tr−êng hîp, n−íc cßn lµm thñy ph©n çc phô

gia, t¹o nªn nh÷ng bïn mÒm xèp. V× vËy, hµm l−îng n−íc trong dÇu míi còng nh−

dÇu ®ang sö dông ph¶i ®−îc khèng chÕ rÊt nghiªm ngÆt. Víi nh÷ng lo¹i dÇu ®Æc biÖt

nh− dÇu biÕn thÕ ch¼ng h¹n, kh«ng ®−îc phÐp cã mÆt cña n−íc.

§Ó khèng chÕ l−îng n−íc trong dÇu ë ®iÒu kiÖn m¸y ®ang lµm viÖc ng−êi

ta ph¶i cho vµo dÇu nh÷ng phô gia cã tÝnh khö nhò ®Ó t¸ch n−íc nhanh ra khái

hÖ thèng.

H×nh 7: M¸y hÊp thô nguyªn tö x¸c ®Þnh hµm l−îng kim lo¹i



1.5 Çc phÐp thö tÝnh n¨ng §Ó ®¸p øng yªu cÇu b«i tr¬n nhiÒu lo¹i m¸y mãc kh¸c nhau, çc chÊt b«i tr¬n

cÇn ph¶i kh«ng nh÷ng cã mét phæ réng vÒ thuéc tÝnh vËt lý vµ ho¸ häc, mµ cßn ph¶i

tr¶i qua çc phÐp thö tÝnh n¨ng. PhÐp thö tÝnh n¨ng ®ãng vai trß quan träng, gióp

s¶n xuÊt ra nh÷ng s¶n phÈm ®ång nhÊt.

ViÖc thö nghiÖm tiÕn hµnh trong ®iÒu kiÖn thùc tÕ lµ biÖn ph¸p tèt nhÊt ®Ó

®¸nh gi¸ tÝnh n¨ng cña dÇu b«i tr¬n vµ lµ viÖc ®¸nh gi¸ cuèi cïng ®èi víi mét lo¹i

dÇu míi hay mét ®¬n pha chÕ míi ®−îc ®−a vµo thÞ tr−êng. MÆt kh¸c, viÖc thö tÝnh

n¨ng trªn hiÖn tr−êng ngay ë b−íc ®Çu cña viÖc nghiªn cøu dÇu b«i tr¬n lµ kh«ng

kh¶ thi v× nã ®ßi hái thêi gian dµi vµ kh«ng kinh tÕ. ChÝnh v× vËy, çc ph−¬ng ph¸p

thö nghiÖm trong phßng thÝ nghiÖm d−íi çc ®iÒu kiÖn thÝ nghiÖm t−¬ng tù nh− ®iÒu

kiÖn lµm viÖc thùc tÕ cña dÇu b«i tr¬n ®−îc lùa chän.

1.5.1 PhÐp thö chèng mµi mßn vµ chÞu ¸p cao

Thuéc tÝnh chèng mµi mßn cña dÇu b«i tr¬n th−êng ®−îc tiÕn hµnh b»ng m¸y

bèn bi theo tiªu chuÈn ASTM D4172 (®Æc tÝnh chèng mµi mßn cña çc chÊt láng b«i

tr¬n). Ph−¬ng ph¸p thö nµy cã thÓ x¸c ®Þnh tÝnh chèng mµi mßn cña dÇu b«i tr¬n

trong tiÕp xóc tr−ît ë nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Þnh tr−íc.

§−êng kÝnh bèn viªn bi là 12,7 mm

Lùc t¸c dông lªn viªn bi trªn cïng lµ 147N hoÆc 392 N

NhiÖt ®é cña qu¸ tr×nh thö nghiÖm ®−îc duy tr× ë 750C

Viªn bi trªn cïng ®−îc cho quay víi tèc ®é 1200 vßng/phót.

Thêi gian thö nghiÖm lµ 60 phót.

DÇu b«i tr¬n ®−îc rãt vµo cèc cã chøa çc viªn bi cè ®Þnh. §iÒu quan träng lµ

ph¶i ®¶m b¶o dÇu ngËp çc phÇn tiÕp xóc cña çc viªn bi thö nghiÖm.

Çc lo¹i dÇu b«i tr¬n ®−îc so s¸nh víi nhau b»ng çch c¨n cø vµo kÝch th−íc

trung b×nh cña ®−êng kÝnh vÕt mµi trªn ba viªn bi cè ®Þnh.

- Thuéc tÝnh chÞu ¸p cao

Thuéc tÝnh chÞu ¸p cao còng ®−îc x¸c ®Þnh b»ng m¸y bèn bi theo tiªu chuÈn

ASTM D2783 (x¸c ®Þnh chÞu ¸p cña çc chÊt láng b«i tr¬n). Ph−¬ng ph¸p nµy x¸c

®Þnh tÝnh chÞu t¶i cña çc lo¹i dÇu b«i tr¬n, kÓ c¶ tØ sè t¶i träng mµi mßn vµ t¶i träng

g©y hµn dÝnh.

Vª c¬ b¶n ph−¬ng ph¸p nµy t−¬ng tù ®èi víi ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thuéc

tÝnh chèng mµi mßn cña dÇu b«i tr¬n, chØ kh¸c ë chç trong ph−¬ng ph¸p nµy t¶i

träng F ®−îc t¨ng dÇn tõ thÊp tíi cao cho tíi khi xuÊt hiÖn hiÖn t−îng hµn dÝnh th×

dõng l¹i.

ChØ sè t¶i träng mµi mßn liªn quan tíi kh¶ n¨ng gi¶m mµi mßn tíi møc nhá



nhÊt ë mét t¶i träng nhÊt ®Þnh cña mét chÊt láng b«i tr¬n. §iÓm hµn dÝnh lµ t¶i träng

nhá nhÊt lµm viªn bi quay hµn dÝnh vµo ba viªn bi cè ®Þnh thÓ hiÖn møc ¸p suÊt tèi

®a mµ chÊt láng b«i tr¬n chÞu ®−îc.

H×nh 8: §å thÞ biÓu diÔn sù phô thuéc cña ®−êng kÝnh vÕt x−íc vµo t¶i träng

ABE: §−êng bæ chÝnh; B – t¶i träng cùc ®¹i mµ ch−a kÑt m¸y, BC: vïng g©y ra

kÑt m¸y; CD: vïng kÑt m¸y tøc thêi; D: t¶i träng hµn dÝnh

Ngoµi çc ph−¬ng ph¸p nªu trªn cßn cã çc ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ®é mµi mßn

cho tõng lo¹i dÇu b«i tr¬n nhÊt ®Þnh nh− ph−¬ng ph¸p ASTM D2882 lµ ph−¬ng ph¸p

®o ®é mµi mßn dïng b¬m Vicker ®Ó x¸c ®Þnh tÝnh mµi mßn cña çc chÊt b«i tr¬n

thuû lùc.....

1.5.2 PhÐp thö ®é ¨n mßn tÊm ®ång

DÇu th« cã thÓ chøa çc hîp chÊt chøa l−u huúnh, phÇn lín çc hîp chÊt nµy

®−îc lo¹i ra khái dÇu trong qu¸ tr×nh chÕ biÕn. Tuy nhiªn, çc hîp chÊt l−u huúnh

cßn l¹i trong dÇu b«i tr¬n thµnh phÈm se g©y ¨n mßn nhiÒu kim lo¹i kh¸c nhau,

Theo ph−¬ng ph¸p nµy tÊm ®ång ®−îc ®¸nh bãng vµ ng©m ngËp trong mÉu dÇu

cÇn thö nghiÖm. Ng−êi ta gia nhiÖt ®Õn mét nhiÖt ®é nhÊt ®Þnh vµ gi÷ trong mét thêi

gian nhÊt ®Þnh, tuú thuéc vµo tõng lo¹i dÇu. Khi phÐp thö kÕt thóc, tÊm ®ång ®−îc

lÊy ra, röa s¹ch vµ ®em so víi b¶ng tiªu chuÈn ASTM vÒ ¨n mßn tÊm ®ång.

A

B

C D

E

BiÕn d¹ng ®µn håi



B¶ng 4: §¸nh gi¸ møc ®é ¨n mßn tÊm ®ång

Ph©n lo¹i ChØ ®Þnh M« t¶

1 H¬i mê

a. Da cam nh¹t hÇu nh− gièng víi tÊm ®ång míi ®¸nh

bãng.

b. Da cam tèi

2 Mê trung

b×nh

a. §á r−îu vang

b. Mµu xanh nh¹t pha h¬i ®á (mµu Lavender)

c. NhiÒu mµu víi mµu xanh nh¹t pha h¬i ®á hoÆc c¶ hai

bÞ che phñ bëi mµu ®á r−îu vang

d. B¹c

e. §ång thau hoÆc vµng

3 Mê tèi a. Mµu ®á t−¬i ®−îc phñ trªn tÊm ®ång

b. NhiÒu mµu ®á vµ xanh nh−ng kh«ng cã mµu x¸m

4 ¨n mßn

a. §en chuyÓn tiÕp x¸m ®en hoÆc mµu n©u víi mµu

xanh h¬i biÕc râ rÖt

b. Mµu ®ªn than ch×

d. Mµu ®en bãng

Møc ®é ¨n mßn 1a lµ thÊp nhÊt (¨n mßn Ýt nhÊt) vµ møc ®é ¨n mßn 4c lµ cao

nhÊt (¨n mßn nhiÒu nhÊt).

1.5.3 PhÐp thö ®Æc tÝnh t¹o bät

ViÖc ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng t¹o bät cña dÇu hÕt søc quan träng. Bät cã thÓ lµm thóc

®Èy qu¸ tr×nh oxi ho¸ dÇu, lµm mÊt tÝnh ®ång nhÊt cña dÇu, gi¶m hiÖu suÊt b«i tr¬n

cña dÇu, g©y háng hãc çc hÖ thèng c¬ häc, g©y ra çc hiÖn t−îng ¨n mßn....

B¶n chÊt cña bät lµ mét l−îng kh«ng khÝ nhá ®−îc bao quanh bëi mét mµng

dÇu b«i tr¬n cùc máng, bät ®−îc h×nh thµnh trong ®iÒu kiÖn dÇu bÞ khuÊy trén

(m¹nh) khi tiÕp xóc trùc tiÕp víi kh«ng khÝ (nÕu kh«ng tiÕp xóc víi kh«ng khÝ th× dï

khuÊy trén m¹nh thÕ nµo còng kh«ng t¹o bät).

Tiªu chuÈn ASTM D892 (®Æc tÝnh t¹o bät cña dÇu b«i tr¬n) ®−a ra nh÷ng ®Æc

tr−ng t¹o bät cña dÇu míi, tõ lµ dÇu ch−a bÞ bÈn. KÕt qu¶ thu ®−îc sÏ lµ kh«ng t−¬ng

øng nÕu dÇu bÞ lÉn çc chÊt kh¸c nh− h¬i n−íc Èm, çc cÆn gØ rÊt mÞn... v× nh÷ng

chÊt nµy lµm t¨ng kh¶ n¨ng t¹o bät cña dÇu. Nguyªn t¾c cña ph−¬ng ph¸p thö nµy lµ

ng−êi ta sôc kh«ng khÝ vµo mÉu dÇu ë nhiÖt ®é, thêi gian nhÊt ®Þnh sau ®ã ®o ®é t¹o

bät V2, ®Ó 10 phót cho bät xÑp bít ®o ®é bÒn cña bät V’2 vµ thÓ tÝch ban ®Çu cña

mÉu dÇu lµ V1.

Th«ng th−êng ng−êi ta x¸c ®Þnh ®Æc tÝnh t¹o bät cña dÇu b«i tr¬n theo ba giai



®o¹n: giai ®o¹n 1 x¸c ®Þnh ®é t¹o bät ë 240C, giai ®o¹n 2 x¸c ®Þnh ®é t¹o bät ë 940C

vµ giai ®o¹n 3 x¸c ®Þnh ®é t¹o bät ë 240C.


Cho 180 ml dÇu míi vµo èng ®ong lo¹i mét lÝt, sau ®ã ng©m èng ®ong cã dÇu

vµo bÓ gia nhiÖt theo mét nhiÖt ®é cho phÐp, trong kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh. Sau

®ã dïng ®¸ khuyÕch t¸n ng©m trong 5 phót, råi nèi ®¸ khuyÕch t¸n víi èng dÉn khÝ

vµo vµ ®iÒu chØnh tèc ®é khÝ ®Õn 94±5ml, buéc kh«ng khÝ kh« s¹ch ®i qua ®¸ khuyÕch t¸n trong 5 phót ±3 gi©y, thêi gian tÝnh tõ bong bãng ®Çu tiªn rêi khái viªn ®¸. Khi ngõng 5 phót thæi khÝ lµ ta ph¶i ghi ngay thÓ tÝch bät tõ møc dÇu cho tíi

®Ønh cña bät vµ theo dâi sau 5 phót tiÕp theo (hoÆc 10 phót kÓ tõ lóc thæi khÝ) thÓ

tÝch bät cßn l¹i bao nhiªu.

H×nh 9. X¸c ®Þnh ®Æc tÝnh t¹o bät cña dÇu

1.5.4 PhÐp thö ®Æc tÝnh t¹o nhò cña dÇu

Trong rÊt nhiÒu tr−êng hîp çc lo¹i dÇu b«i tr¬n th−êng lÉn n−íc. Së dÜ cã

n−íc lÉn vµo dÇu nh− vËy lµ do n−íc cã trong kh«ng khÝ ng−ng tô hay do dÇu tiÕp

xóc víi h¬i n−íc nh− trong tr−êng hîp dÇu tuabin h¬i n−íc.

NÕu l−îng n−íc kh«ng nhiÒu vµ kh«ng hoµn toµn t¸ch ra, th× nhò sÏ ®−îc t¹o

thµnh vµ n−íc ®−îc gi÷ trong dÇu ë d¹ng nhò t−¬ng, phÇn n−íc nµy tiÕp xóc víi çc

bé phËn b»ng s¾t cña thiÕt bÞ ®−îc b«i tr¬n vµ lµm han gØ çc bé phËn nµy. Nhò còng

lµm t¨ng qu¸ tr×nh oxi ho¸ dÇu b«i tr¬n vµ gi¶m kh¶ n¨ng b«i tr¬n cña dÇu.

Ph−¬ng ph¸p ASTM D 1410 vµ D2714 cho phÐp ®o khuynh h−íng t¹o nhò víi

n−íc cña dÇu. Ph−¬ng ph¸p ASTM D1410 (kh¶ n¨ng t¸ch n−íc cña çc chÊt láng

dÇu má vµ tæng hîp) lµ phÐp ®o kh¶ n¨ng t¸ch n−íc cña dÇu b«i tr¬n. MÆc dï ng−êi

ta x©y dùng ph−¬ng ph¸p nµy lµ cho riªng çc lo¹i dÇu tuabin h¬i nh−ng nã còng cã

thÓ dïng cho çc lo¹i dÇu b«i tr¬n kh¸c víi nh÷ng ®é nhít kh¸c nhau.

PhÐp ®o nµy ®−îc tiÕn hµnh nh− sau: ®æ vµo mét èng ®ong h×nh trô 40ml mÉu

dÇu vµ 40 ml n−íc cÊt , råi khuÊy m¹nh trong 5 phót ë 540C, møc ®é t¸ch nhò ®−îc

ghi l¹i theo tõng thêi gian. §èi víi hÇu hÕt çc lo¹i dÇu ®ßi hái sau 30 phót, líp nhò

chØ ®−îc cßn l¹i Ýt h¬n 3 cm3. NÕu sau 1h viÖc t¸ch hoµn toµn nhò kh«ng x¶y ra, th×

ph¶i ghi l¹i thÓ tÝch dÇu, thÓ tÝch n−íc vµ thÓ tÝch nhò.

V1

V’2 V2

Kh«ng khÝ



1.5.5 PhÐp thö ®é bÒn oxi ho¸

Oxi ho¸ lµ qu¸ tr×nh kh«ng mong muèn x¶y ra ®èi víi dÇu b«i tr¬n. §é bÒn oxi

ho¸ cña dÇu b«i tr¬n lµ mét ®Æc tr−ng quan träng cña dÇu. §Æc biÖt nh÷ng m¸y

tuabin vµ biÕn thÕ ®ßi hái nh÷ng lo¹i dÇu dïng l©u mµ kh«ng bi háng. Sù oxi ho¸

dÇu b«i tr¬n phô thuéc vµo nhiÖt ®é, l−îng oxi chøa trong dÇu vµ hiÖu øng xóc t¸c

cña nh÷ng kim lo¹i.

Ph−¬ng ph¸p ®Ó x¸c ®Þnh ®é bÒn oxi ho¸ hay ®−îc sö dông lµ ASTM D943

(®Æc tÝnh oxi ho¸ cña çc lo¹i dÇu kho¸ng cã chøa çc chÊt øc chÕ), ph−¬ng ph¸p

nµy cã thÓ ¸p dông cho hÇu hÕt çc lo¹i dÇu b«i tr¬n, ®Æc biÖt lµ çc lo¹i dÇu chøa

phô gia chèng oxi ho¸. Tuy nhiªn, ph−¬ng ph¸p nµy ®−îc x©y dùng chñ yÕu cho dÇu

tuabin h¬i n−íc nªn nã ®Æc biÖt coi träng viÖc x¸c ®Þnh ®é bÒn oxi ho¸ ®èi víi dÇu

b«i tr¬n cã lÉn n−íc.

Quy tr×nh thö nghiÖm cña ph−¬ng ph¸p nµy nh− sau: dÇu cÇn thö ®−îc ®ùng

trong mét èng nghiÖm cã chøa n−íc cÊt vµ mét cuén d©y ®ång – s¾t lµm chÊt xóc

t¸c. T¹i ®Çu èng nghiÖm cã bé phËn lµm l¹nh b»ng n−íc ®Ó gi÷ l¹i çc thµnh phÇn

h¬i. Mét dßng oxi cã tèc ®é quy ®Þnh ®−îc sôc vµo hçn hîp dÇu – n−íc kÓ trªn ë

nhiÖt ®é 950C cho ®Õn chØ sè trung hoµ b»ng 2,0; theo tiªu chuÈn quy ®Þnh th× thêi

gian thö nghiÖm ®−îc gäi lµ thêi gian sèng cña qu¸ tr×nh oxi ho¸

Ngoµi ra ng−êi ta cßn cã thÓ dïng ph−¬ng ph¸p ASTM D2893 (®é bÒn oxi ho¸

cña dÇu b«i tr¬n chÞu ¸p): mÉu dÇu ®−îc gi÷ ë 950C víi sù cã mÆt cña kh«ng khÝ

kh« trong vßng 312h. Sau ®ã dÇu ®−îc ®em x¸c ®Þnh chØ sè kÕt qu¶ vµ sù t¨ng cña

®é nhít ®éng häc.

1.5.6 PhÐp thö kh¶ n¨ng chèng gØ

Trong nhiÒu tr−êng hîp dÇu b«i tr¬n cã thÓ bÞ lÉn n−íc do vËy trong qu¸ tr×nh

sö dông nã cã thÓ g©y ra hiÖn t−îng gØ.

Ph−¬ng ph¸p ASTM D665 (nh÷ng ®Æc tÝnh chèng gØ cña dÇu cã chÊt øc chÕ khi

cã mÆt n−íc) ®−îc dïng réng r?i ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng chèng gØ cña dÇu b«i tr¬n.

Ph−¬ng ph¸p nµy gåm hai phÇn: mét quy tr×nh (A) sö dông n−íc cÊt vµ mét quy

tr×nh (B) sö dông n−íc biÓn nh©n t¹o. Mét mÉu thÐp thö ®−îc ng©m trong hçn hîp

dÇu víi n−íc cÊt hay n−íc biÓn nh©n t¹o. Hçn hîp nµy ®−îc khuÊy liªn tôc trong

qu¸ tr×nh thö, th−êng qu¸ tr×nh nµy kÐo dµi trong 24h. CÇn l−u ý r»ng rÊt khã ®¸nh

gi¸ thuéc tÝnh chèng gØ cña dÇu b«i tr¬n. Qu¸ tr×nh gØ s¾t lµ qu¸ tr×nh ph¶n øng ho¸

häc nªn khi nã ®? x¶y ra rÊt khã ng¨n chÆn chóng, bëi vËy khi ta chuÈn bÞ mÉu cho

phÐp thö nµy cÇn tr¸nh tèi ®a sù tiÕp xóc cña mÉu víi kh«ng khÝ hay h¬i Èm −ít ®Ó

tr¸nh mÉu vËt bÞ gØ tr−íc khi thö nghiÖm. Ngay c¶ khi tiÕn hµnh thö nghiÖm hÕt søc

cÈn thËn, phÐp thö nµy th−êng Ýt khi cho kÕt qu¶ cã tÝnh lÆp l¹i cao.



1.6 Pha chÕ dÇu nhên Mçi lo¹i dÇu b«i tr¬n cã ®é cÊp ®é nhít còng nh− cÊp phÈm chÊt API kh¸c

nhau th× ®¬n pha chÕ cña mçi lo¹i dÇu ®ã lµ kh¸c nhau. §Ó cã mét lo¹i dÇu b«i tr¬n

míi, ng−êi ta tiÕn hµnh qu¸ tr×nh pha chÕ dÇu dùa trªn çc ®¬n pha chÕ. §¬n pha chÕ

®−îc h×nh thµnh dùa trªn çc kÕt qu¶ cña qu¸ tr×nh nghiªn cøu vµ thö nghiÖm.

Çc nhµ chÕ t¹o thiÕt bÞ dùa vµo cÊu t¹o vµ tÝnh n¨ng ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ

mµ ®−a ra çc yªu cÇu vÒ chÊt b«i tr¬n. Dùa vµo çc yªu cÇu nµy, çc nhµ nghiªn

cøu vµ s¶n xuÊt dÇu b«i tr¬n lùa chän nguyªn liÖu cho qu¸ tr×nh pha chÕ. Bao gåm

dÇu gèc vµ çc lo¹i phô gia t−¬ng hîp tèt víi nhau theo mét tû lÖ nµo ®ã ®Ó ®¸p øng

yªu cÇu b«i tr¬n cho thiÕt bÞ cÇn ®−îc b«i tr¬n. Tr−íc hÕt, ng−êi ta pha thö trong

phßng thÝ nghiÖm mét dÇu b«i tr¬n nh− dù ®Þnh ë trªn vµ tiÕn hµnh ®o çc th«ng sè

hãa lý, çc th«ng sè cña çc phÐp thö tÝnh n¨ng; TiÕp theo lµ tiÕn hµnh thö trªn çc

thiÕt bÞ ë trong phßng thÝ nghiÖm, mµ çc thiÕt bÞ nµy cã chÕ ®é ho¹t ®éng t−¬ng tù

nh− çc thiÕt bÞ cÇn b«i tr¬n bªn ngoµi. NÕu kÕt qu¶ thö nghiÖm tèt, th× dÇu ®ã ®−îc

®−a ra thö hiÖn tr−êng. Sau khi thö nghiÖm hiÖn tr−êng còng cho kÕt qu¶ tèt th× mét

®¬n pha chÕ cho lo¹i dÇu b«i tr¬n ®ã ®−îc lËp ra.

VËy muèn ®¸nh gi¸ pha chÕ mét mÉu dÇu nhên ta ph¶i tiÕn hµnh kh¶o s¸t vµ

lùa chän hai yÕu tè c¬n b¶n, quyÕt ®Þnh lµ: dÇu gèc vµ çc lo¹i phô gia.

1.6.1 Lùa chän dÇu gèc

DÇu gèc lµ hîp phÇn chñ yÕu cña dÇu nhên, b¶n th©n dÇu gèc ®? ®¶m nhiÖm

®−îc çc chøc n¨ng theo çc yªu cÇu b«i tr¬n. Lùa chän dÇu gèc chÝnh x¸c sÏ gióp

cho ®éng c¬ ho¹t ®éng mét çch tr¬n chu khi ®éng c¬ ho¹t ®éng ë çc ®iÒu kiÖn

kh¸c nhau, chñng lo¹i kh¸c nhau. B¶ng 5, 6, 7 ®−a ra mét sè chØ tiªu c¬ b¶n cña mét

sè lo¹i dÇu gèc th−êng ®−îc sö dông ®Ó pha chÕ dÇu nhên ë ViÖt Nam.

DÇu b«i tr¬n th−êng ®−îc kÕt hîp tõ nhiÒu thµnh phÇn kh¸c nhau. Do ®ã ®Ó

t¹o ra mét lo¹i dÇu cã ®é nhít nh− mong muèn ta ph¶i x¸c ®Þnh ®é nhít ®éng häc ë

nhiÖt ®é nµo ®ã cña tõng thµnh phÇn t¹o nªn hçn hîp ®ã. Tiªu chuÈn ASTM – 341

®−a ra ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh thµnh phÇn phÇn tr¨m thÓ tÝch cña tõng lo¹i dÇu gèc.

Sö dông theo biÓu ®å h×nh 10 vµ 11. Trôc hoµnh biÓu diÔn nhiÖt ®é (0C), trôc

tung biÓu diÔn ®é nhít ®éng häc (cSt). C¨n cø vµo ®é nhít dÇu cÇn pha chÕ (vÝ dô ë

®©y lµ 15 cSt), lo¹i dÇu gèc, kÎ ®−êng th¼ng song song víi trôc hoµnh cã tung ®é lµ

®é nhít ®éng häc, t×m çc ®iÓm t−¬ng øng cho dÇu SN 150, SN 500 vµ BS 150.

Trong ®ã DÇu SN 150 ®−êng 1, dÇu BS 150 ®−êng 2 vµ dÇu SN 500 ®−êng 3. Nèi

hai ®iÓm cña mçi lo¹i dÇu l¹i ta ®−îc ®−êng th¼ng nhiÖt – nhít cña lo¹i dÇu ®ã.

§−êng th¼ng n»m ngang nµy c¾t ®−êng 1 t¹i N, c¾t ®−êng 2 t¹i M, c¾t ®−êng 3 t¹i K

vµ c¾t ®−êng th¼ng ®øng ®i qua ®iÓm 1000C t¹i I.



VÝ dô 1: Hçn hîp dÇu gèc trong mÉu sè 1 (gåm BS 150 vµ SN 500):

PhÇn thÓ tÝch cña dÇu cã ®é nhít ®éng häc cao (BS 150) cÇn pha vµo hçn hîp lµ:

VBS 150% = (KI/KM).100 = (1,12/3,48).100 = 32,18%

VËy phÇn thÓ tÝch cña dÇu cã ®é nhít ®éng häc thÊp (SN 500) lµ:

VSN 500% = 100 – 32,18 = 67,82%

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10

15

20

30

40

50

75

100

150

200

300

400500

temprature, degrees, celcius

i m

(2)

kinematic viscosity, centistokes

130

130

(3)

k

4030 50 60 70 80 90 100 110 1205.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10

15

20

30

40

50

75

100

150

200

300

400500

4030 50 60 70 80 90 100 110 120

H×nh 10: BiÓu ®å x¸c ®Þnh thµnh phÇn cña hçn hîp BS 150 vµ SN 500

( 100C t−¬ng ®−¬ng víi 1 ®¬n vÞ ®é dµi)

VÝ dô 2: Hçn hîp dÇu gèc trong mÉu sè 2 (gåm BS 150 vµ SN 150):

PhÇn thÓ tÝch cña dÇu cã ®é nhít ®éng häc cao (BS 150) cÇn pha vµo hçn hîp lµ:

VBS 150% = (NI/NM).100 = (4,15/6,51).100 = 63,75%

VËy phÇn thÓ tÝch cña dÇu cã ®é nhít ®éng häc thÊp (SN 150) lµ:

VSN 150% = 100 – 63,75 = 36,25%



130

13090 100 110 120

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10

15

20

30

40

50

75

100

150

200

300

400500

temprature, degrees, celcius

N Im

(1)

(2)kinematic viscosity, centistokes

4030 50 60 70 80 90 100 110 1205.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10

15

20

30

40

50

75

100

150

200

300

400500

4030 50 60 70 80

H×nh 11: BiÓu ®å x¸c ®Þnh thµnh phÇn cña hçn hîp BS 150 vµ SN 150

( 100C t−¬ng ®−¬ng víi 1 ®¬n vÞ ®é dµi)



B¶ng 5: KÕt qu¶ çc chØ tiªu hãa lý cña dÇu gèc SN150

TT Tªn chØ tiªu Ph−¬ng ph¸p §¬n vÞ KÕt qu¶

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

C¶m quan

§é nhít ®éng häc ë 400C


ChØ sè ®é nhít (VI)

Khèi l−îng riªng ë 150C


Hµm l−îng n−íc

§é khö nhò

§é t¹o bät ë 93,50C

NhiÖt ®é chíp ch¸y

§é mÇu

¡n mßn tÊm ®ång

Hµm l−îng cÆn cacbon

Kh¶ n¨ng OXH:

- §é nhít ®éng häc ë 1000C

sau khi oxh

- Axit tan trong n−íc

- Axit tan trong dÇu

- Tæng hµm l−îng cÆn

Nh×n m¾t th−êng

ASTM D 445

ASTM D 445

ASTM D 2270

ASTM D 1298

ASTM D 1298

ASTM D 95

ASTM D 1401

ASTM D 892

ASTM D 92

ASTM D 1500

ASTM D 130

ASTM D 524

GOST 981-75

-

cSt

cSt

-

kg/l

kg/l

%V

ml/ml/ml/ph

ml/m 0C

-

%

cSt

mg KOH/g

mg KOH/g

%

Trong

29,13

5,01

95

0,8738

0,8648

VÕt

40/40/3/12

30/0

230

1,0

1a

0,14

5,36

0,36

1,12

0,112



B¶ng 6: KÕt qu¶ çc chØ tiªu hãa lý cña dÇu gèc SN500


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

C¶m quan







§é khö nhò



§é mÇu



Kh¶ n¨ng OXH:


sau khi oxh





ASTM D 445

ASTM D 445

ASTM D 2270

ASTM D 1298

ASTM D 1298

ASTM D 95

ASTM D 1401

ASTM D 892

ASTM D 92

ASTM D 1500

ASTM D 130

ASTM D 524

GOST 981-75

-

cSt

cSt

-

kg/l

kg/l

%V

ml/ml/ml/ph

ml/m

00C

-

-

%

cSt

mg KOH/g

mg KOH/g

%

Trong

98,50

10,93

95

0,8844

0,8755

VÕt

40/40/0/6

40/0

260

1,0

1a

0,12

11,59

0,54

1.45

0,1226



B¶ng 7: KÕt qu¶ çc chØ tiªu hãa lý cña dÇu gèc BS150


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

C¶m quan







§é khö nhò



§é mÇu



Kh¶ n¨ng OXH:


sau khi oxh





ASTM D 445

ASTM D 445

ASTM D 2270

ASTM D 1298

ASTM D 1298

ASTM D 95

ASTM D 1401

ASTM D 892

ASTM D 92

ASTM D 1500

ASTM D 130

ASTM D 524

GOST 981-75

-

cSt

cSt

-

kg/l

kg/l

%V

ml/ml/ml/ph

ml/m 0C

-

-

%

cSt

mg KOH/g

mg KOH/g

%

Trong

467,60

30,94

96

0,9002

0,8909

VÕt

40/40/3/17

35/0

305

4,5

1a

0,45

32,23

0,16

0,91

0,0091

1.6.2 Lùa chän phô gia

Phô gia dïng ®Ó pha chÕ dÇu b«i tr¬n ph¶i cã ®−îc çc tÝnh chÊt chung nhÊt

®Ó cã thÓ ®−îc ®−a mét çch hiÖu qu¶ vµo dÇu gèc, nh÷ng tÝnh chung ®ã lµ:

- Tan hoµn toµn trong dÇu gèc

- æn ®Þnh hãa häc.

- Kh«ng ®éc h¹i

- Cã tÝnh t−¬ng hîp

- §é bay h¬i thÊp

- Ho¹t tÝnh cã thÓ khèng chÕ ®−îc

- TÝnh linh ho¹t…

DÇu ®éng c¬ th−êng chøa hÖ phô gia ®a thµnh phÇn, bao gåm: Phô gia c¶i

thiÖn chØ sè ®é nhít, tÈy röa – ph©n t¸n, tribology, øc chÕ oxy hãa, chèng t¹o bät…



Çc phô gia nµy cã thÓ t−¬ng t¸c víi nhau trªn bÒ mÆt, lµm ¶nh h−ëng xÊu tíi chøc

n¨ng cña dÇu. VÝ dô: Phô gia ph©n t¸n, tÈy röa t−¬ng t¸c víi c¶ ZDDP lÉn phô gia

cùc ¸p lµm xÊu ®i kh¶ n¨ng chèng oxy hãa vµ tÝnh gi¶m mµi mßn cña dÇu.

MÆt kh¸c, cÇn l−u ý lµ chøc n¨ng cña phô gia th−êng phô thuéc vµo kh¶ n¨ng

tan cñ chóng trong chÊt b«i tr¬n. do ®ã mµ ZDDP cã kh¶ n¨ng t¸ch khái khèi chÊt

b«i tr¬n vµ b¸m vµo bÒ mÆt chi tiÕt m¸y ®−îc b«i tr¬n lmf gi¶m mµi mßn. Trong phô

gia ®ãng gãi cã chøa phô gia ph©n t¸n th× nã cã thÓ kÐo gi÷ ZDDP ë l¹i trong dung

dÞch vµ v× thÕ mµ ng¨n c¶n t¸c ®éng cña ZDDP. MÆt kh¸c, çc phô gia ho¹t ®éng bÒ

mÆt cã thÓ c¹nh tranh lÉn nhau. VÝ dô c¶ ZDDP vµ mét sè phô gia chèng gØ, thô

®éng hãa kim lo¹i… ®Òu hÊp phô lªn bÒ mÆt kim lo¹i vµ chóng c¹nh tranh nhau trªn

cïng bÒ mÆt. HËu qu¶ lµ phô gia chèng gØ cã thÓ thay thÕ phô gia chèng mµi mßn

trªn bÒ mÆt vµ cã h¹i cho sù øc chÕ mµi mßn. T−¬ng tù nh− vËy phuj gia chèng mµi

mßn cã thÓ thÕ chç phô gia chèng gØ.

Th«ng th−êng phô gia t¹o kh¶ n¨ng phßng ngõa cÇn thiÕt cho dÇu khi sö

dông ë nhiÖt ®é cao, ¸p suÊt cao vµ tèc ®é cao. Trong khi b¶n chÊt cña phô gia cã

thÓ nh− nhau ®èi víi çc lo¹i chÊt b«i tr¬n kh¸c nhau th× lo¹i phô gia ®Æc thï ®−îc

lùa chän phô thuéc vµo môc ®Ých sö dông cña dÇu b«i tr¬n vµ ®Æc tÝnh cña dÇu gèc.

§iÒu nµy liªn quan ®Õn kh¶ n¨ng tan cña phô gia vµ sù ph¶n øng l¹i tïy theo thµnh

phÇn cña dÇu gèc.

B¶ng 8 ®−a ra çc lo¹i phô gia ®−îc dïng ®Ó pha chÕ çc lo¹i dÇu b«i tr¬n

kh¸c nhau.

1.6.3 §iÒu chØnh hµm l−îng kim lo¹i, trÞ sè kiÒm tæng trong qu¸ tr×nh pha chÕ

dÇu nhên.

Khi ®iÒu chØnh ®é nhít, nÕu sù ®iÒu chØnh Êy lµm cho nång ®é çc phô gia

trong dÇu t¨ng lªn hoÆc gi¶m ®i, ®iÒu ®ã cã thÓ dÉn ®Õn hµm l−îng kim lo¹i, trÞ sè

kiÒm tæng n»m ngoµi vïng quy ®Þnh. Lóc ®ã ph¶i phèi hîp ®iÒu chØnh sao cho c¶ ®é

nhít, TBN còng nh− hµm l−îng kim lo¹i ®Òu ph¶i n»m trong vïng quy ®Þnh. Cã

nh÷ng mÎ pha chÕ tuy kh«ng ph¶i ®iÒu chØnh ®é nhít nh−ng khi ph©n tÝch çc chØ

tiªu trªn còng cho kÕt qu¶ n»m ngoµi vïng cho phÐp th× cÇn ph¶i ®iÒu chØnh sao cho

çc chØ sè nµy trë vÒ trong kho¶ng giíi h¹n quy ®Þnh. Song còng nh− trªn viÖc ®iÒu

chØnh lu«n lu«n ph¶i phèi hîp sao cho c¶ ®é nhít, TBN vµ hµm l−îng kim lo¹i ®Òu

ph¶i n»m trong vïng cho phÐp.

§èi víi nh÷ng lo¹i phô gia mang tÝnh kiÒm, nh− phô gia tÈy röa lµ çc hîp

chÊt chøa Ca, Mg th× kÕt qu¶ x¸c ®Þnh TBN vµ kÕt qu¶ ph©n tÝch hai kim lo¹i trªn

b»ng quang phæ hÊp thô nguyªn tö cã thÓ hç trî kiÓm tra lÉn nhau. V× vËy viÖc ®iÒu

chØnh sÏ tÝnh to¸n nh− sau: NÕu TBN vµ hµm l−îng kim lo¹i Ca, Mg thÊp h¬n vïng



quy ®Þnh th× ph¶i tÝnh to¸n thªm mét l−îng phô gia tÈy röa. NÕu TBN vµ hµm l−îng

kim lo¹i cao th× ta ph¶i thªm mét l−îng dÇu gèc thÝch hîp vµo sao cho ®é nhít cña

dÇu gèc thªm vµo t−¬ng ®−¬ng víi ®é nhít cña dÇu cÇn ®iÒu chØnh.

B¶ng 8: Çc lo¹i phô gia ®−îc dïng ®Ó pha chÕ çc lo¹i dÇu b«i tr¬n kh¸c nhau

Lo¹i dÇu b«i tr¬n Phô gia

DÇu ®éng c¬ ChÊt c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít

ChÊt øc chÕ oxi hãa

ChÊt ph©n t¸n - tÈy röa

ChÊt øc chÕ ¨n mßn

ChÊt øc chÕ gØ

ChÊt Chèng mµi mßn

ChÊt chèng t¹o bät

Phô gia Tribology

DÇu thñy lùc ChÊt c¶i thiÖn chØ sè ®é nhít



Phô gia Tribology

ChÊt øc chÕ gØ

DÇu b¸nh r¨ng ChÊt øc chÕ oxi hãa


Phô gia Tribology

ChÊt øc chÕ gØ

DÇu c«ng cô ChÊt øc chÕ ¨n mßn

ChÊt øc chÕ gØ

Phô gia Tribology


DÇu tuabin h¬i n−íc ChÊt øc chÕ ¨n mßn

ChÊt øc chÕ gØ

ChÊt t¹o nhò, khö nhò

§èi víi nh÷ng phô gia kh«ng mang tÝnh kiÒm, nh− çc phô gia chèng mµi

mßn Diankydithiophotphat kÏm th× trÞ sè kiÒm tæng vµ hµm l−îng kim lo¹i kh«ng

liªn quan g× víi nhau. Do ®ã kÕt qu¶ ph©n tÝch kim lo¹i kh«ng tham kh¶o cho kÕt

qu¶ cña TBN. Trong tr−¬ng hîp nµy khi ®iÒu chØnh ph¶i phô thu«c vµo tõng thµnh

phÇn mµ cã sù ®iÒu chØnh kh¸c nhau ®Ó tÊt c¶ kÕt qu¶ ®Òu ®¹t nh− mong muèn.



1.7 Mét sè lo¹i dÇu b«i tr¬n

Trong thùc tÕ, dÇu b«i tr¬n ®−îc chia thµnh hai lo¹i c¬ b¶n: dÇu ®éng c¬ vµ dÇu

c«ng nghiÖp. Trong tõng lo¹i dÇu, ®Ó gióp cho viÖc sö dông dÇu mét çch thÝch hîp,

ng−êi ta tiÕp tôc chia thµnh çc lo¹i dÇu kh¸c nhau dùa vµo çc chØ tiªu kü thuËt

hoÆc dùa vµo môc ®Ých sö dông.

1.7.1 DÇu ®éng c¬

DÇu ®éng c¬ lµ dÇu b«i tr¬n ®−îc sö dông ®Ó b«i tr¬n çc ®éng c¬. DÇu ®éng

c¬ lµ nhãm dÇu quan träng nhÊt trong çc lo¹i dÇu b«i tr¬n. TÝnh trong b×nh, chóng

chiÕm kho¶ng 40% tæng çc lo¹i dÇu b«i tr¬n trªn thÕ giíi. T¹i ViÖt Nam hiÖn nay

dÇu ®éng c¬ chiÕm kho¶ng 70% l−îng dÇu b«i tr¬n. T¹i çc n−íc ®ang ph¸t triÓn

kh¸c t×nh h×nh còng t−¬ng tù.

Mçi lo¹i ®éng c¬ yªu cÇu mét lo¹i dÇu b«i tr¬n thÝch hîp t−¬ng øng. Tuy

nhiªn, dï cho lµ ®éng c¬ nh− thÕ nµo th× dÇu b«i tr¬n vÉn ph¶i ®¶m b¶o thùc hiÖn

®−îc çc chøc n¨ng: b«i tr¬n, lµm m¸t, lµm kÝn vµ lµm s¹ch. Møc ®é ®¹t ®−îc çc

chøc n¨ng nµy tíi ®©u phô thuéc vµo lo¹i dÇu ®−îc lùa chän phï hîp víi ®Æc tÝnh

thiÕt kÕ ban ®Çu cña ®éng c¬, nhiªn liÖu ®−îc sö dông, ®iÒu kiÖn vËn hµnh. ChÊt

l−îng b¶o d−ìng ®éng c¬ còng rÊt quan träng, nã liªn quan tíi c¶ tuæi thä ®éng c¬

lÉn chu kú thay dÇu.

ViÖc ph©n lo¹i dÇu ®éng c¬ hiÖn nay cã kh¸ nhiÒu ph−¬ng ph¸p, trong ®ã phæ

biÕn nhÊt lµ ph©n lo¹i dÇu ®éng c¬ dùa trªn cÊp ®é nhít vµ ph©n lo¹i theo tiªu chuÈn

chÊt l−îng.

1.7.1.1 Ph©n lo¹i dÇu ®éng c¬ theo cÊp ®é nhít SAE (Society of Automotive

Engineers)

§èi víi ph−¬ng ph¸p nµy ng−êi ta chia dÇu ®éng c¬ thµnh ba lo¹i c¬ b¶n: dÇu

mïa ®«ng, dÇu mïa hÌ vµ dÇu bèn mïa.

DÇu mïa ®«ng ®−îc ký hiÖu lµ SAE SW: lµ lo¹i dÇu cã ®é nhít ®−îc x¸c ®Þnh

t¹i –180C.

DÇu mïa hÌ ®−îc ký hiÖu lµ SAE n (n lµ sè hiÖu vÝ dô 50, 60.... sÏ ®−îc tr×nh

bµy cô thÓ trong phÇn tiÕp theo): lµ lo¹i dÇu ®éng c¬ cã ®é nhít ®−îc x¸c ®Þnh t¹i

1000C.

DÇu bèn mïa ®−îc ký hiÖu lµ SAE SW/n: lµ lo¹i dÇu cã cÊp ®é ®é nhít t−¬ng

®−¬ng víi dÇu SAE SW khi x¸c ®Þnh ®é nhít ë –180C vµ t−¬ng ®−¬ng víi dÇu SAE

n khi x¸c ®Þnh ®é nhít ë 1000C.

VÝ dô: DÇu bèn mïa ®−îc ký hiÖu lµ SAE 50W/60 nghÜa lµ dÇu nµy cã cÊp ®é

nhít lµ 60 khi vËn hµnh ë ®iÒu kiÖn mïa hÌ vµ cÊp ®é nhít lµ 50W khi vËn hµnh

trong mïa ®«ng.



B¶ng 9: CÊp ®é nhít SAE cña dÇu ®éng c¬

§é nhít ë nhiÖt ®é (0C), mPa.S, max §é nhít ë 1000C, mm2/s CÊp ®é

nhít SAE Khëi ®éng Kh¶ n¨ng b¬m Min Max

OW 3250 ë –30 30.000 ë –35 3,8 -

5W 3500 -25 30.000 -30 3,8

10W 3500 -20 30.000 -25 4.1 -

15W 3500 -15 30.000 -15 5.6 -

20W 4500 -10 30.000 -15 5.6 -

25W 6000 -5 30.000 -10 9.3 -

20 - - 5.6 <9.3

30 - - 9.3 <12.5

40 - - 15.5 <16.3

50 - - 16.3 <21.9

60 - - 21.9 <26.1

Tuy nhiªn çch ph©n lo¹i trªn chØ tËp trung ph©n lo¹i dÇu b«i tr¬n trong ph¹m

vi ®é nhít, mµ kh«ng ®Ò cËp hoÆc bao hµm çc tÝnh chÊt kh¸c cña dÇu.

1.7.1.2 Ph©n lo¹i theo tiªu chuÈn API (American Petroleum Institute)

Theo ph−¬ng ph¸p nµy dÇu ®éng c¬ ®−îc chia thµnh bahãm chÝnh:

- Nhãm S: dÇu ®éng c¬ ®−îc sö dông cho ®éng c¬ x¨ng

- Nhãm C: dÇu ®éng c¬ dïng cho ®éng c¬ diesel

- Nhãm S/C: dÇu ®éng c¬ dïng cho c¶ ®éng c¬ diesel vµ ®éng c¬ x¨ng

§èi víi nhãm S vµ nhãm C ng−êi ta sö dông çc ch÷ çi ®Ó biÓu hiÖn møc ®é

chÊt l−îng cña dÇu ®éng c¬. SA, SB, SC, SD, SE, SF, SJ theo thø tù nµy møc ®é chÊt

l−îng cña dÇu ®éng c¬ x¨ng t¨ng dÇn. T−¬ng tù, CA, CB, CC, CD, CE, CF theo thø

tù nµy chÊt l−îng cña dÇu ®éng c¬ diesel t¨ng dÇn.

DÇu ®−îc sö dông cho c¶ ®éng c¬ x¨ng vµ ®éng c¬ diesel t−¬ng øng víi tõng

møc chÊt l−îng khi sö dông cho ®éng c¬ x¨ng vµ ®éng c¬ diesel ®−îc ký hiÖu lµ

SD/CF.



B¶ng 10: Ph©n lo¹i dÇu ®éng c¬ theo tiªu chuÈn API ®èi víi ®éng c¬ x¨ng

CÊp Ph¹m vi sö dông

SA

SB

SC

SD

SE

SF

SG

SH

SJ

§éng c¬ kiÓu cò, ho¹t ®éng trong çc ®iÒu kiÖn nhÑ nhµng vµ

kh«ng cÇn thªm bÊt cø phô gia nµo.

Dïng cho çc ®éng c¬ t¶i träng cùc nhÑ, chØ cÇn mét l−îng

phô gia b¶o vÖ tèi thiÓu chèng oxy hãa, gØ, mßn æ ®ì, chèng kÑt

x−íc.

CÊp dÇu nµy dïng cho çc lo¹i xe s¶n xuÊt trong thêi gian

1964-1976. DÇu cã kh¶ n¨ng h¹n chÕ cÆn, ¨n mßn, chèng gØ vµ mµi

mßn ë nhiÖt ®é cao hoÆc thÊp.

CÊp dÇu nµy dïng cho çc lo¹i xe s¶n xuÊt trong thêi gian

1968-1970. DÇu cã kh¶ n¨ng chèng t¹o cÆn trong ®éng c¬ ë nhiÖt

®é cao còng nh− ë nhiÖt ®é thÊp; chèng mµi mßn, chèng gØ vµ

chèng ¨n mßn.

DÇu t¶i träng nÆng, dïng cho çc ®éng c¬ ®êi 1972. DÇu cã

kh¶ n¨ng cao h¬n ®Ó chèng l¹i sù oxy hãa dÇu, sù t¹o cÆn ë nhiÖt ®é

cao, chèng gØ vµ ¨n mßn.

DÇu t¶i träng nÆng, dïng cho çc ®êi ®éng c¬ ®êi 1980-1988.

DÇu ®−îc pha chÕ ®Ó ®¹t ®é æn ®Þnh oxy hãa vµ tÝnh chèng mµi mßn

cao h¬n.

DÇu t¶i träng nÆng, ®−îc t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chèng oxy hãa,

chèng t¹o cÆn vµ chèng ¨n mßn ®éng c¬. DÇu cÊp SG cßn bao gåm

c¶ cÊp CC, CD.

DÇu t¶i träng nÆng, ®−îc t¨ng c−êng kh¶ n¨ng chèng oxy hãa,

chèng t¹o cÆn vµ chèng ¨n mßn ®éng c¬. Dïng cho ®éng c¬ ®êi

1994.

DÇu t¶i träng nÆng, dïng x¨ng kh«ng ch×, dïng cho ®éng c¬

®êi 1996.



B¶ng 11: Ph©n lo¹i dÇu ®éng c¬ theo tiªu chuÈn API ®èi víi ®éng c¬ diesel

CÊp Ph¹m vi sö dông

CA

CB

CC

CD

CE

CF

CF4

CG4

CH4

Dïng cho ®éng c¬ t¶i nhÑ ®Õn trung b×nh, sö dông nhiªn liÖu

cã chÊt l−îng cao, Ýt l−u huúnh.

Dïng cho ®éng c¬ t¶i trung b×nh, kh«ng cã t¨ng ¸p, sö dông

nhiªn liÖu cã chÊt l−îng thÊp h¬n. DÇu cã kh¶ n¨ng chèng mµi

mßn vµ chèng t¹o cÆn.

Dïng cho c¶ ®éng c¬ x¨ng vµ diesel t¶i träng nÆng cã t¨ng ¸p

võa.

DÇu t¶i träng nÆng sö dông cho ®éng c¬ t¨ng ¸p, lµm viÖc

trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh¾c nghiÖt, sö dông nhiªn liÖu cã kho¶ng

chÊt l−îng réng cã hµm l−îng l−u huúnh cao. Do ®ã, cÇn khèng

chÕ chÆt chÏ sù mµi mßn vµ t¹o cÆn.

DÇu dïng cho ®éng c¬ cã t¨ng ¸p t¶i träng rÊt nÆng, s¶n xuÊt

tõ 1983 trë l¹i, ho¹t ®éng trong ®iÒu kiÖn: tèc ®é thÊp, t¶i nÆng vµ

tèc ®é cao, t¶i nÆng.

DÇu dïng cho ®éng c¬ diesel kiÓu b¬m nhiªn liÖu gi¸n tiÕp,

cã hoÆc kh«ng cã t¨ng ¸p, sö dông nhiªn liÖu cã hµm l−îng l−u

huúnh cao.

Dïng cho ®êi ®éng c¬ 1990, gi¶m tiªu thô dÇu vµ t¨ng c−êng

kh¶ n¨ng chèng ®ãng cÆn.

DÇu dïng cho nh÷ng ®éng c¬ t¶i nÆng, tèc ®é cao còng nh−

tèc ®é thÊp, dÇu cã kh¶ n¨ng kiÓm so¸t tèt kh¶ n¨ng ®ãng cÆn

pitt«ng ë nhiÖt ®é cao.

DÇu dïng cho nh÷ng ®éng c¬ t¶i träng nÆng, dÇu cã kh¶ n¨ng

kiÓm so¸t tèt kh¶ n¨ng ®ãng cÆn pitt«ng ë nhiÖt ®é cao.

1.7.1.3 Ph©n lo¹i theo ®Æc chñng dÇu ®éng c¬

Ph©n lo¹i dÇu nhên theo ®Æc chñng ®éng c¬ th−¬ng ®−îc ¸p dông cho qu©n

®éi khèi NATO nh−: Mü, Anh, Ph¸p, §øc…

B¶ng 12. Ph©n lo¹i theo ®Æc chñng dÇu ®éng c¬:

DÇu

®Æc chñng

Chøc n¨ng cña dÇu nhên §é nhít ë 100oC

hoÆc t−¬ng ®−¬ng SAE

Mi1-1-

2104A

DÇu nhên cho ®éng c¬ x¨ng vµ

diesel trong ®iÒu kiÖn lµm viÖ kh¸c

nhau.

10 W

Mi1-1- Dïng ®Ó b¶o qu¶n ®éng c¬ x¨ng



21260B (lo¹i 1) vµ ®éng c¬ diesel (lo¹i 2). 30 W

Mi1-

9000F

Dïng cho ®éng c¬ diesel tµu

thñy vµ tµu ngÇm.

Min 5,4 cSt

Mi1-1-

46152A

Dïng cho ®éng c¬ diesel tµu

thñy lín

11,9 ®Õn 14,5 cSt

Ngoµi ra cßn cã çc çch ph©n lo¹i dÇu nhên ®éng c¬ kh¸c nh−: ph©n lo¹i theo

tiªu chuÈn Nga; ph©n lo¹i theo tÝnh n¨ng (cÊp phÈm chÊt)…

1.7.2 DÇu b«i tr¬n c«ng nghiÖp

DÇu b«i tr¬n c«ng nghiÖp bao gåm mét sè rÊt lín çc s¶n phÈm chuyªn dông

trong sè çc chÊt b«i tr¬n. Do vËy, trõ mét sè nhãm nh− chÊt láng thuû lùc, ng−êi ta

khã cã thÓ ph©n lo¹i dÇu b«i tr¬n c«ng nghiÖp mét çch râ rµng nh− ®èi víi dÇu

®éng c¬.

PhÇn lín çc dÇu b«i tr¬n c«ng nghiÖp ®−îc ph©n lo¹i dùa theo cÊp ®é nhít

ISO 3448, v× ®èi víi chóng, ®é nhít lµ tiªu chuÈn quan träng trong viÖc lùa chän dÇu

®Ó sö dông. Tuy nhiªn, ph−¬ng ph¸p nµy kh¸ phøc t¹p vµ khã nhí. V× thÕ ng−êi ta

th−êng ®Æt tªn dÇu b«i tr¬n c«ng nghiÖp theo môc ®Ých sö dông. Theo ph−¬ng ph¸p

nµy, dÇu b«i tr¬n c«ng nghiÖp cã çc lo¹i c¬ b¶n nh− sau:

- DÇu b«i tr¬n æ trôc

- DÇu b¸nh r¨ng (dÇu b«i tr¬n b¸nh r¨ng)

- DÇu m¸y nÐn

- DÇu (chÊt láng) thuû lùc

- DÇu tuabin

- DÇu b«i tr¬n m¸y c«ng cô

- DÇu b«i tr¬n c¾t gät kim lo¹i

..v.v.......



Ch−¬ng 2

Mì b«i tr¬n

2.1 Tæng quan Nh− trong phÇn tr−íc ®? ®Ò cËp, dÇu b«i tr¬n (chÊt b«i tr¬n ë d¹ng láng) ®−îc

sö dông nhiÒu nhÊt trong çc lo¹i chÊt b«i tr¬n. Tuy nhiªn, cã nh÷ng tr−êng hîp

kh«ng thÓ sö dông ®−îc dÇu b«i tr¬n mµ ph¶i sö dông çc chÊt b«i tr¬n ë d¹ng ®Æc

hoÆc d¹ng r¾n.

Mì b«i tr¬n trong nhiÒu tr−êng hîp thÓ hiÖn ®−îc −u ®iÓm so víi dÇu b«i tr¬n.

Ch¼ng h¹n b«i tr¬n çc côm ma s¸t khã cã ®iÒu kiÖn xem xÐt, n¬i thêi h¹n sö dông

chÊt b«i tr¬n cÇn kÐo dµi; b«i tr¬n çc vÞ trÝ n»m nghiªng thËm chÝ lµ th¼ng ®øng,

b«i tr¬n æ bi l¨n cã n¾p che kÝn t¹i n¬i s¶n xuÊt, sö dông ë nh÷ng n¬i cã sù tiÕp xóc

víi n−íc.v.v...

2.2 Thµnh phÇn ho¸ häc Mì b«i tr¬n lµ lo¹i s¶n phÈm cã nhiÒu d¹ng tõ r¾n cho tíi b¸n láng do sù ph©n

bè cña çc chÊt lµm ®Æc, chÊt b«i tr¬n vµ çc t¸c nh©n kh¸c ®−îc ®−a vµo ®Ó t¹o nªn

çc ®Æc tÝnh cña mì.

Thµnh phÇn cÊu t¹o cña mì b«i tr¬n gåm 3 hîp phÇn c¬ b¶n. DÇu b«i tr¬n,

th−êng lµ dÇu kho¸ng hoÆc dÇu tæng hîp, cã nhiÖm vô b«i tr¬n. ChÊt lµm ®Æc cã

nhiÖm vô gi÷ dÇu vµ chèng ch¶y dÇu, chÊt lµm ®Æc cã thÓ lµ bÊt cø vËt liÖu nµo mµ

khi phèi hîp víi lo¹i dÇu ®−îc lùa chän sÏ t¹o ra mét cÊu tróc r¾n hoÆc b¸n r¾n.

Th−êng chÊt lµm ®Æc lµ çc xµ phßng kim lo¹i. ChÊt lµm ®Æc ®−îc pha trén vµo dÇu

víi tØ lÖ thÝch hîp th−êng tõ 6 - 25% khèi l−îng. Hîp phÇn thø ba cña mì b«i tr¬n lµ

çc phô gia. Çc phô gia ®−îc sö dông ®Ó c¶i thiÖn çc ®Æc tÝnh vèn cã cña mì hoÆc

®Ó lµm cho mì cã thªm çc ®Æc tÝnh míi cÇn thiÕt. VÒ c¬ b¶n, phô gia cho mì b«i

tr¬n gièng víi phô gia ®−îc sö dông cho dÇu b«i tr¬n.

2.3 TÝnh chÊt ho¸ lý ®Æc tr−ng 2.3.1 NhiÖt ®é nhá giät

NhiÖt ®é nhá giät lµ nhiÖt ®é mµ t¹i ®á giät mì ®Çu tiªn tõ chÐn thÝ nghiÖm r¬i

khái lç trong ®iÒu kiÖn thö nghiÖm ®−îc quy ®Þnh bëi tiªu chuÈn ASTM D566 hoÆc

TCVN 2697-78.

NhiÖt ®é nhá giät thÓ hiÖn ®Æc tÝnh chÞu nhiÖt cña mì b«i tr¬n. ViÖc x¸c ®Þnh

®−îc nhiÖt ®é nhá giät sÏ gióp ng−êi sö dông sö dông hîp lý vµ hiÖu qu¶ mì b«i



tr¬n. NÕu nhiÖt ®é lµm viÖc lín h¬n nhiÖt ®é nhá giät th× tÝnh n¨ng hoµn h¶o cña mì

b«i tr¬n bÞ gi¶m, mì sÏ chuyÓn sang thÓ láng. §ång thêi, nhiÖt ®é nhá giät còng cã

ý nghÜa trong qu¸ tr×nh b¶o qu¶n mâ còng nh− trong qu¸ tr×nh n©ng cao phÈm chÊt

cña mì.

Dông cô ®Ó x¸c ®Þnh nhiÖt ®é nhá giät bao gåm:

- NhiÖt kÕ nhá giät th−êng lµ mét bé gåm 2 kho¶ng ®o tõ 0 - 1500C vµ tõ 00 -

2500C.

- ChÐn nhá lµm b»ng kim lo¹i hoÆc thuû tinh cã kÝch th−íc vµ cÊu t¹o tu©n theo

tiªu chuÈn.

- Bé phËn gia nhiÖt

2.3.2 §é xuyªn c«n (®é lón mì)

§é xuyªn c«n lµ ®é lón s©u cña mét thiÕt bÞ h×nh c«n (chãp) kim lo¹i cã khèi

l−îng vµ kÝch th−íc quy ®Þnh theo tiªu chuÈn vµo khèi mì thö nghiÖm ë 250C trong

thêi gian 5 gi©y. Tuú ®iÒu kiÖn thö nghiÖm mµ ng−êi ta chia thµnh ba lo¹i ®é xuyªn

c«n: ®é xuyªn c«n nguyªn b¶n, ®é xuyªn c«n kh«ng ho¹t ®éng vµ ®é xuyªn c«n

ho¹t ®éng.

§é xuyªn c«n nguyªn b¶n lµ ®é xuyªn c«n ®−îc ®o ë ngay trong hép ®ùng mì,

mì ch−a ®−îc lÊy ra sö dông. §é xuyªn c«n nguyªn b¶n cã ý nghÜa trong qu¸ tr×nh

b¶o qu¶n mì b«i tr¬n.

§é xuyªn c«n kh«ng ho¹t ®éng:

§é xuyªn c«n biÓu hiÖn ®é cøng, mÒm cña mì b«i tr¬n. §é xuyªn c«n cµng

lín chøng tá mì cµng mÒm vµ ng−îc l¹i. §ång thêi, ®é xuyªn c«n cßn ®−îc sö dông

®Ó lµm tiªu chuÈn ph©n lo¹i mì b«i tr¬n.

Dông cô ®Ó x¸c ®Þnh ®é xuyªn c«n bao gåm:

a. Dông cô ®o ®é xuyªn

- Bé phËn th¨ng b»ng dông cô

- ThiÕt bÞ h×nh c«n b»ng kim lo¹i vµ trô gi÷ cã träng l−îng chÝnh x¸c theo tiªu

chuÈn.

- C¬ cÊu h?m më cho thiÕt bÞ h×nh c«n chuyÓn ®éng

- §ång hå chØ ®é xuyªn c«n

- M©m n©ng h¹ c«c mÉu ®Ó ®−a mÆt mì ch¹m vµo mòi thiÕt bÞ h×nh c«n.

- Cèc ®ùng mÉu b»ng kim lo¹i hoÆc thuû tinh.

b. ChËu n−íc vµ nhiÖt kÕ ®Ó ®iÒu chØnh nhiÖt ®é mì trong cèc ®o vÒ 250C.

c. §ång hå bÊm gi©y.

d. Cèi gi? mì



2.3.3 §é kiÒm tù do

Do trong mì b«i tr¬n kh«ng cã phô gia tÈy röa ph©n t¸n nªn mì b«i tr¬n ph¶i

cã ®é kiÒm tù do nhÊt ®Þnh ®Ó cã thÓ trung hoµ çc hîp chÊt cã tÝnh axit sinh ra

trong qu¸ tr×nh sö dông mì. §Ó x¸c ®Þnh ®é kiÒm tù do ng−êi ta sö dông ph−¬ng

ph¸p chuÈn ®é thÓ tÝch víi chÊt chØ thÞ mµu hoÆc chuÈn ®é ®iÖn thÕ. ChÊt chuÈn lµ

HCl 0,1N, chÊt chØ thÞ mµu lµ phenolphtalein vµ dung m«i lµ hçn hîp x¨ng vµ cån.

§é kiÒm tù do ®−îc quy ®æi vÒ l−îng NaOH cÇn thiÕt ®Ó trung hoµ hÕt l−îng

axit dïng trong ph−¬ng ph¸p chuÈn ®é nªu trªn.

2.4 Ph©n lo¹i mì b«i tr¬n HiÖn nay, ng−êi ta th−êng sö dông 3 ph−¬ng ph¸p sau ®Ó ph©n lo¹i mì b«i

tr¬n: ph©n lo¹i theo chñng lo¹i chÊt lµm ®Æc, ph©n lo¹i theo NGLI (national

lubricating grease institute) vµ ph©n lo¹i theo chøc n¨ng

2.4.1 Ph©n lo¹i theo chñng lo¹i chÊt lµm ®Æc

Dùa vµo chÊt lµm ®Æc ng−êi ta ph©n lo¹i mì thµnh:

Mì xµ phßng lµ lo¹i mì cã chÊt lµm ®Æc lµ çc lo¹i xµ phßng; Trong mì xµ

phßng cã thÓ ®−îc chia nhá h¬n thµnh mì xµ phßng cña kim lo¹i kiÒm, mì xµ

phßng cña kim lo¹i kiÒm thæ, mì xµ phßng cña çc kim lo¹i kh¸c

Mì b«i tr¬n gèc s¸p (gèc hydrocabon r¾n). Nhãm mì nµy cã chÊt lµm ®Æc lµ

çc hydrocabon r¾n cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao nh− çc parafin, sereizin, çc lo¹i s¸p

tù nhiªn hoÆc s¸p tæng hîp kh¸c nhau..... Mì gèc s¸p cã tÝnh æn ®Þnh tèt nªn th−êng

®−îc dïng lµm mì b¶o qu¶n (ph©n lo¹i theo chøc n¨ng).

Mì b«i tr¬n gèc v« c¬: chÊt lµm ®Æc lµ çc chÊt v« c¬ cã ®é ph©n t¸n cao. Phô

thuéc vµo lo¹i chÊt lµm ®Æc ng−êi ta cßn ph©n ra çc lo¹i mì nh− mì silicagen, mì

nhên ®Êt sÐt, mì nhên bentonit, mì graphit.... Lo¹i mì nµy cã ®é æn ®Þnh kh¸ cao

th−êng ®−îc dïng lµm mì chuyªn dông.

Mì b«i tr¬n gèc h÷u c¬: nhãm mì nµy cã chÊt lµm ®Æc lµ çc chÊt h÷u c¬ r¾n

cã bÒ mÆt riªng kh¸ lín, chÞu nhiÖt ®é cao vµ chÞu n−íc kh¸ tèt.



2.4.2 Ph©n lo¹i theo NLGI (national lubricating grease institute)

Ph−¬ng ph¸p ph©n lo¹i nµy dùa vµo ®é xuyªn c«n.

STT CÊp NGLI §é xuyªn c«n

250C/0,1 mm D¹ng ngoµi

1 000 445 – 475* Nöa láng

2 00 400 – 430* Cùc mÒm

3 0 355 – 385 RÊt mÒm

4 1 310 – 340 MÒm

5 2 265 – 295 MÒm võa

6 3 220 – 250 R¾n võa

7 4 175 – 205 R¾n

8 5 130 – 160 RÊt r¾n

9 6 85 – 115 Cùc r¾n

B¶ng 13: Ph©n lo¹i mì b«i tr¬n theo NGLI

2.4.3 Ph©n lo¹i theo chøc n¨ng (TCVN 5688 - 1992)

Cã çc lo¹i chÝnh: - Mì chèng ma s¸t

- Mì lµm kÝn

- Mì b¶o qu¶n

- Mì chuyªn dông

B¶ng 14. Giíi thiÖu mét sè lo¹i mì t¹i ViÖt Nam

STT Nh?n hiÖu §Æc tÝnh vµ c«ng dông

(1) (2) (3)

I.

1.

2.

3.

4

C«ng ty PVPDC

Grease MU – 2

Lithium EP – 2

Cana 1 – 13

Mì phÊn ch× sè 4

- Lµ mì ®a dông gèc xµ phßng liti, cã kh¶ n¨ng chÞu nhiÖt vµ chÞu

n−íc tèt. Mì ®−îc dïng réng r?i cho c¶ mì b¬m vµ mì l p. Lo¹i

mì nµy do c«ng ty th−êng ®Æt s¶n xuÊt ë n−íc ngoµi theo c«ng

thøc vµ tiªu chuÈn cña mì Agip MU-2

- Lµ mì gèc Liti v¹n n¨ng do c«ng ty th−êng nhËp tõ n−íc

ngoµi. Cã tÝnh chÞu n−íc, chÞu nhiÖt vµ æn ®Þnh ho¸ häc. ThÝch

hîp cho çc thiÕt bÞ c«ng nghiÖp vµ vËn t¶i.

- Mì Cana1 – 13 lµ mì gèc xµ phßng hçn hîp canxi vµ natri.

Dïng b«i tr¬n æ trôc l¨n, æ trôc cña ®éng c¬ ®iÖn, may¬ « t« vµ

çc bé phËn chÞu ma s¸t t−¬ng tù

- Mì phÊn ch× sè 4 lµ mì tæng hîp gèc canxi, chÞu Èm cao,

cã chøa 9 – 11% graphit.

Dïng b«i tr¬n nhÝp « t«, tµu hoµ, m¸y kÐo, çc hép b¸nh

r¨ng cã t¶i träng lín; hÞu mµi mßn vµ va ®Ëp m¹nh



Technology

Giáo trình dầu mỡ bôi trơn