Hai tính chất quan trọng của dầu nhớt động cơ diesel ngày nay là tính chất xử lý muội than và chỉ số kiềm tổng. Gần đây, sự quan trọng của hai tính chất này ngày càng gia tăng vì sự quan tâm đến môi trường và các luật mới bắt buộc giảm nồng độ Oxit Ni-tơ trong khí thải. Và vì vậy các nhà sản xuất động cơ trên thế giới đã phải tuân thủ theo qui định mới về khí thải này ở khu vực Bắc Mỹ cho các hoạt động trong ngành vận tải và ở các công trình
Làm thế nào để giảm lượng NOx trong khí thải
Ngày nay, người ta không thiết kế các loại động cơ khác nhau để đáp ứng với những tiêu chuẩn khí thải khác nhau cho từng khu vực. Thay vào đó, để giảm lượng NOx các nhà sản xuất động cơ sử dụng phương pháp làm trễ thời gian phun nhiên liệu kết hợp với hệ thống tái tuần hoàn khí thải hoặc bộ xử lý khí xả. Các điều chỉnh thiết kế này làm cho nhiên liệu phun vào buồng đốt trong sau khi piston đạt đến vị trí đỉnh. Với thiết kế như vậy một lượng muội than bị đưa vào dầu nhớt cao 3-5 lần so với những thiết kế động cơ trước đây
Tại sao sự giải quyết muội than và chỉ số kiềm tổng của dầu nhớt động cơ diesel lại quan trọng?
Muội than là một sản phẩm được sinh ra do quá trình đốt trong. Chúng có thể làm trầy xước và vì vậy góp phần làm mài mòn động cơ hoặc ngăn cản hoạt động của phụ gia chống mài mòn. Hơn nữa, muội than làm dầu nhớt đặc lên và sánh hơn, điều này làm giảm đi khả năng khởi động máy ở điều kiện thời tiết lạnh và các tính chất dầu nhớt cần có ở nhiệt độ cao. Nó có thể gây ra cặn bùn và cản trở sự lưu chuyển dầu nhớt trong động cơ. Các loại khí có tính ăn mòn, nước và các sản phẩm phụ khác sinh ra từ quá trình đốt trong không hoàn toàn, tạo một môi trường axit trong động cơ của bạn, đặc biệt là khi bạn đang sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao. Điều này có khả năng gây ra hiện tượng ăn mòn và rỉ sét. Hàm lượng axit trong dầu nhớt động cơ được xác định qua chỉ số axit tổng (TAN). TBN (kiềm tổng) có nhiệm vụ trung hòa axit sinh ra trong quá trình vận hành động cơ. Tuy nhiên, một hàm lượng kiềm TBN cao làm tăng lượng tro sulphate và vì vậy sẽ không đạt được yêu cầu kỹ thuật của một số nhà sản xuất động cơ (ví dụ như Caterpillar ECF-1). Hàm lượng tro cao có sự liện quan đến vấn đề lắng đọng cặn quá nhiều trong buồng đốt trong và piston. Điều này sẽ ảnh hưởng xấu đến khả năng vận hành của động cơ và chi phí bảo trì. Một lượng kiềm tổng cao chưa chắc đảm bảo một khả năng kiểm soát muội than thỏa đáng. Khả năng phân tán muội than tốt đòi hỏi dầu gốc tốt đi kèm với nó (ví dụ như các loại dầu gốc sản xuất bởi Petro-Canada có độ tinh khiết 99.9%), kết hợp với một sự lựa chọn cần thận các tình chất hóa học của phụ gia để đảm bảo mội khả năng hoạt động tối đa
Sự quan trọng của việc duy trì TBN
Chỉ số TBN cao của dầu mới không đảm bảo cho một chất lượng dầu nhớt tốt. Có nhiều loại dầu nhớt có TBN cao như cho khả năng duy trì TBN kém trong suốt thời gian sống của dầu nhớt vì chúng thiếu độ ổn định. Sản phẩm DURON của Petro-Canada có công thức sản xuất từ các loại dầu gốc có độ tinh khiết 99.9% qua quy trình HT được đăng ký bản quyền của Petro-Canada cùng với sự chọn lọc cẩn thận các tính chất hóa học của phụ gia để tối đa hóa khả năng vận hành. Điều này đã và đang được minh chứng qua các điều kiện thay dầu dài với các thử nghiệm thực tế trên các cung đường dài hàng nhiều triệu kilomet. Một khi đã có lượng TBN đầy đủ, lợi ích (cho chất lượng dầu nhớt) không thể tích lũy thêm bằng cách tăng thêm chúng.
Làm thế nào để kiểm soát muội than và tro sinh ra liên quan đến TBN
Các loại dầu động cơ được pha chế với công thức hợp lý có thể kiểm soát các tác hại từ muội than bằng cách giữ cho muội than phân tán mịn trong dầu. Sự duy trì việc bắt giữ và phân tán muội than giúp làm giảm khả năng lắng đọng của chúng trong động cơ và ngăn ngừng sự kết tụ gây ra việc nghẽn lọc nhớt, mài mòn động cơ và làm đặc dầu. Ngăn ngừa tổn hại cho động cơ từ các axit ăn mòn hoặc từ sự hình thành quá nhiều tro, đòi hỏi một sự cân bằng tối ưu của phụ gia kiềm. Sự tối ưu hóa này sẽ giúp ngăn ngừa việc suy giảm TBN và làm giảm tuồi thọ dầu nhớt. (Một hướng dẫn mang tính tổng quát là thay dầu nhớt của bạn khi TBN =3.0 hoặc khi TBN = TAN)
Bằng chứng cho khả năng hoạt động của một loại dầu nhớt động cơ diesel tải nặng
Tiêu chuẩn API CI-4 được thiết kế để cung cấp khả năng phân tán muội than trong các thiết kế động cơ mới có khí thải thấp, bao gồm hệ thống tái tuần hoàn khí thải được làm mát. Nó bao gồm các tiêu chuẩn đo lường mới để đo lường khả năng phân tán muội than và bảo vệ chống mài mòn của dầu nhớt trong môi trường nhiều sự cọ xát này. Một số công ty sản xuất động cơ như Mack, Caterpillar, Cummins thấy rằng API CI-4 không đáp ứng đầy đủ khả năng kiểm soát muội than để duy trì thời gian thay dầu được đòi hỏi đối với các thiết kế động cơ trước 1998, và vì vậy họ cho ra thêm các tiêu chuẩn như EO-N Premium Plus và Mack EO-N Premium Plus 03, Caterpillar ECF-1 và Cummins CES 20078. Lưu ý rằng tiêu chuẩn của Caterpillar đặc biệt chú ý việc giới hạn hàm lượng tro và vì vậy giới hạn hàm lượng TBN tối đa.
Dòng sản phẩm dầu nhớt diesel tải nặng của Petro-Canada
Dòng các sản phẩm dầu động cơ diesel tải nặng đa cấp của Petro-Canada DURON (15W-40, 10W-30) và DURON XL (15W-40, 10W-40 và 0W-30) đạt các tiêu chuẩn API CI-4, Caterpillar ECF-1, và MACK EO-N Premium Plus 03 (15W-40) cũng như chỉ định API CF cho các hoạt động công trình sử dụng nhiên liêu có lượng lưu huỳnh (S) cao hoặc thấp. Ngoài ra, các dòng sản phẩm DURON và DURON XL có chỉ số TBN trong hoảng 9.0 đến 10.6 (ASTM D2896) để tối ưu hóa trung hòa axit trong khi vẫn giảm thiểu sự tạo tro trong các loại động cơ khác nhau và trong các điều kiện vận hành khác nhau. Dòng các sản phẩm DURON và DURON XL của Petro-Canada cho khả năng vận hành cũng như sự chấp thuận từ các nhà sản xuất động cơ yêu cầu cho các loại dầu nhớt của họ. Ngoài việc đạt các tiêu chẩn API và ACEA, DURON và DURON XL còn được chấp thuận bởi tất cả các nhà sản xuất động cơ hàng dầu bao gồm Cummins, Caterpillar, Mack, Detroit Diesel, Mercedes Benz, MTU, MAN, và Volvo
