Cách đây không lâu người lái xe rất chú ư kiểm tra thường xuyên mức dầu nhớt có trong động cơ và định kỳ cho thay dầu mới cùng với bộ lọc mỗi khi xe chạy khoảng 3.000 dặm.
Cần hiểu về dầu nhớt
Hiện nay, nhờ vào những tiến bộ trong sản xuất động cơ mà xe chạy bền hơn, ít phải chăm sóc hơn cũng như nhờ những cải tiến về dịch vụ sửa xe, làm cho người lái xe mất dần thói quen thường xuyên kiểm tra mức dầu nhớt và tự bổ xung hoặc thay dầu máy cho xe ô tô của ḿnh.
Câu hỏi đặt ra: V́ sao phải quan tâm đến dầu máy?
Dầu máy là một chất lỏng nhớt điền đầy các khoảng trống trong động cơ, có nhiệm vụ làm giảm ma sát cho các bộ phận chuyển động và chống ăn ṃn cho các chi tiết của động cơ. Dầu máy c̣n đóng vai tṛ môi trường tản nhiệt và lưu giữ các hạt vụn kim loại kích thước cỡ micromet sinh ra do bào ṃn các phần chuyển động của động cơ, muội than do cháy nhiên liệu và các sản phẩm tạo ra do dầu bị phân huỷ.
Dầu máy bao gồm những ǵ? Thành phần chính của nó có khoảng 90% là dầu nặng - đó là tổ hợp các hyđrocacbon thuộc nhóm parafin từ dầu mỏ (paraffinic hyđrocarbon). Phần c̣n lại là các phụ gia. để pha các loại dầu máy, người ta tổ hợp các thành phần hyđrocacbon nặng có độ dài mạch cacbon tuỳ thuộc vào tính chất cần thiết, thường nằm trong khoảng C16 đến C50.
Gốc cơ bản (base stocks) được chia thành năm nhóm. Nhóm I-III là thành phần hyđrocacbon tách ra trong quá tŕnh chưng phân đoạn dầu mỏ, c̣n nhóm IV-V là các dầu gốc được tạo ra bằng con đường tổng hợp các sản phẩm hoá dầu.
Dù xuất xứ như thế nào, dầu máy cũng phải thoả măn yêu cầu kỹ thuật được đánh giá theo một tiêu chuẩn chung được quốc tế thừa nhận.
Cấp độ của dầu máy dựa trên độ nhớt của nó ở nhiệt độ thường. độ nhớt càng cao, cấp độ của nó càng lớn. Thông thường cấp độ biểu thị bằng một con số nằm trong khoảng 0 - 50.
Việc chọn dầu máy phụ thuộc vào thời tiết. Ví dụ, loại dầu kư hiệu 5W-30 dùng cho trường hợp nhiệt độ rất lạnh dưới -20oC, loại 10W - 30 dùng cho trường hợp nhiệt độ lạnh tới -20oC, c̣n loại 20W - 30 dùng cho khí hậu ấm nhiệt độ tới 0oC. Tuy nhiên người ta cũng sản xuất loại dầu nhớt đa cấp độ. đây là thuộc loại đặc biệt chỉ dùng trong điều kiện thời tiết cực kỳ khắc nghiệt hay dùng cho các loại xe đua. Trong trường hợp này người ta cho thêm vào dầu các polyme như polymetylacrylat, poly-etylen để cải thiện độ nhớt của dầu gốc khi ở nhiệt độ quá thấp hoặc quá cao.
Phụ gia là một phần rất quan trọng trong dầu máy. Thông dụng nhất hiện nay là dùng các phụ gia họ metal phenoxid có công thức RC6H4ONa trong đó R là gốc alkyl. Nhiệm vụ của chúng là trung hoà các axit tạo ra bởi các gốc sunfua có trong dầu; ngăn cản quá tŕnh ôxy hoá xảy ra trong dầu; tẩy sạch và làm lắng đọng các hạt muội than, các sản phẩm phân huỷ và vận chuyển chúng đến bộ lọc dầu để loại chúng ra khỏi chu tŕnh làm việc của dầu máy.
Một lớp phụ gia khác được dùng làm chất chống bào ṃn, ví dụ như dialkyldithiophotpha t kẽm Zn[S2P (OR)2]2, trong đó R là gốc alkyl mạch thẳng. Chất phụ gia này bám thành lớp mỏng vài micromet trên bề mặt kim loại và có tác dụng ngăn cản bề mặt bị trầy xước.
Các hợp chất của kẽm cùng với các amin như là diphenylamin vừa là chất ức chế ăn ṃn kim loại vừa là chất chống ôxy hoá.
Cuối cùng, một câu hỏi nóng bỏng đặt ra: ta nên thay dầu như thế nào?
Quả thực có nhiều thông tin khác biệt nhau về vấn đề này. Kinh nghiệm lâu nay đă được kiểm chứng của cánh lái xe là nên thay dầu máy mỗi khi xe chạy hết 3.000 dặm đường.
Nhưng cũng có những ư kiến khác. Với những cải tiến áp dụng trong sản xuất động cơ và sản xuất dầu máy hiện nay th́ thay dầu cho 5.000 dặm đường là được, c̣n nếu thay sau 3.000 dặm là lăng phí và tăng thêm lượng dầu thải. Người ta c̣n thử nghiệm một loại dầu máy tổng hợp mới có các tính năng tốt, thậm chí sau khi chạy 25.000 dặm (40.000km) đường trong điều kiện thông thường mới cần phải thay dầu.
Nhờ tiến bộ khoa học, xe hơi được cải tiến với blốc máy mỗi ngày một mạnh hơn, th́ nhớt máy cũng phải được cải tiến mỗi ngày để đáp ứng nhiệm vụ đặt ra cho ḿnh. Máy càng mạnh càng phát nhiều hơi nóng, buộc nhớt phải làm việc vất vả hơn để hoá giải hơi nóng sinh ra trong ḷng máy. Điều đó có nghĩa là, cùng với sự phát triển của xe hơi, nhớt cũng phải được cải biến với những tiến độ tương ứng.
Thông thường, nghĩ tới nhớt, ư tưởng chung của gần như tất cả chúng ta là nghĩ tới một chất lỏng trơn, có mục đích “làm trơn” các bộ phận kim loại khi chúng tiếp giáp với nhau.
Thế nhưng, ngoài cái nhiệm vụ dễ quan niệm và phổ quát ấy, nhớt c̣n làm được cái ǵ khác nữa không? Được, rất nhiều. Công dụng của nhớt, có ta có thể nói tóm lại trong 4 lănh vực sau đây:
Làm trơn máy
Trước hết, nhớt phải làm trơn các linh kiện bên trong máy, để các thành phần này tiếp cận với nhau được dễ dàng, mà không làm tiêu lực do cọ sát. Nhất là khi xe mới đề máy, vai tṛ của nhớt lại càng trở nên quan trọng. Là v́, khi xe không chạy, đầu máy không làm việc, th́ nhớt chảy về b́nh. Khi đầu máy vận hành, lập tức nhớt được huy động, và được bơm đến khắp mọi ngơ ngách trong máy, và tạo ra một lớp màng mỏng giữa những bộ phận chuyển động, làm trơn tru mọi sự cọ sát. Mỗi một loại máy cần tới một độ trơn nào đó, được cung ứng bởi lớp màng do nhớt tạo ra giữa 2 bề mặt chuyển động.
Có người cho rằng, nếu nhớt 30 là tốt, th́ ắt hẳn nhớt 50 phải tốt hơn. Không hẳn thế. Nếu đầu máy của chiếc xe chúng ta đang sử dụng không tương xứng với nhớt 50, th́ dùng nó chưa chắc đă tốt: Dùng nhớt 50 không làm cho máy ṃn hơn, nhưng rất có thể sẽ nâng cao nhiệt độ trong ḷng máy. T́nh trạng này trước mắt có vẻ như “không sao”, nhưng về lâu dài, th́ xe sẽ bị giảm thọ, do đầu máy bị hao ṃn trước tuổi.
Nhớt phải bảo vệ
Lớp màng mỏng do nhớt máy tạo ra giữa 2 bề mặt kim loại, ngoài việc làm trơn, c̣n có thêm những công dụng khác quan trọng không kém. Đó là giữ cho 2 bộ phận khỏi trực tiếp cà vào nhau khi tiếp xúc, nhờ đó chúng không bị bào ṃn. Điều này có vẻ như là một công dụng hiển nhiên. Nhưng một điều không hiển nhiên, mà quan trọng không kém. Đó là nhớt phải giúp cho các linh kiện máy chống lại tiến tŕnh bị ăn ṃn (corrosion). Xin phân biệt rơ: Bào ṃn (wear) xảy ra khi 2 vật thể tiếp xúc vào nhau, c̣n “bị ăn ṃn” là do tiếp cận hoá chất trong không khí hoặc môi trường. Ngoài việc bị bào ṃn khi tiếp cận, các bộ phận trong đầu máy c̣n có thể bị hoá chất ăn ṃn nữa. Xuyên qua thời gian sử dụng, nhớt bị ốc xít hoá, hoặc hấp thụ những chất ô nhiễm và “phó phẩm” sinh ra trong tiến tŕnh cháy nổ ở đầu máy, làm nhớt biến chất, với nồng độ acid càng lúc càng cao. Rồi trong khi làm nhiệm vụ, nhớt lại trải acid ra trên mặt các linh kiện máy, và như thế tiến tŕnh ăn ṃn bắt đầu, mau chóng đưa đến sự suy sụp của máy. V́ thế, nhớt phải được chế tạo với những đặc tính chống lại các chất acid này.
Nhớt phải làm sạch
Nếu đầu máy không sạch, máy không thể nào hoạt động hiệu quả. Các chất cặn dơ đóng trong máy sẽ cản trở chuyển dộng của các bộ phận máy, gây hao tốn nhiên liệu, và đầu máy không thể làm việc hiệu quả. Thêm vào đó, các chất ô nhiễm ẩn chứa trong nhớt, nếu không có cách trị, có thể bào ṃn linh kiện máy rất thê thảm tới mức không c̣n có thể phục hồi được.
Bất cứ một vẩn bụi nào lớn hơn từ 5 tới 20 micron (tuỳ loại xe) đều có thể gây tổn hại nghiêm trọng cho đầu máy nếu không được lấy ra hoặc “kềm chế” kịp thời. Để các bạn có một ư niệm về micron, xin h́nh dung sợi tóc trên đầu chúng ta. Người ta vẫn nói nhỏ hoặc mỏng như sợi tóc, nhưng dù mỏng nhỏ như vậy, một sợi tóc cũng đo được 100 micron độ dầy. Th́ thừ hỏi, những vẩn bụi 20 micron, thậm chí 5 micron c̣n nhỏ đến thế nào? Ấy vậy mà chúng cũng có thể gây những tổn hại khó lường cho đầu máy. Điều này cho thấy nhớt phải sạch trong, tinh tuyền tới mức nào. Chính v́ thế, công tác lọc nhớt (filter) là một việc làm rất quan trọng. Ngoài ra, nhớt c̣n phải tự ḿnh thực hiện công tác thanh tẩy, tức là không cho vẩn bụi lắng xuống để kết tủa thành những tầng cặn trong đầu máy, mà phải liên tục đưa các chất ô nhiễm ấy luân lưu cho đến khi chúng được thải ra qua bộ lọc.
Nhớt phải làm mát
Nhớt máy càng đóng một phần lớn trong công tác làm mát máy. Nói tới làm mát máy, thường th́ chúng ta chỉ nghĩ tới hệ giải nhiệt (tức cooling system). Thực ra, nước giải nhiệt chỉ làm mát được phẩn trên của đầu máy. Phần c̣n lại (chứa crankshaft, camshaft, timing gears, piston và rất nhiều thành phần quan trọng khác trong bl ốc máy) chủ yếu được làm mát do nhớt.
Tiến tŕnh cháy nổ và sự cọ sát giữa các thành phần trong đầu máy phát sinh rất nhiều nhiệt. Sức nóng này được ḍng nhớt hấp thụ khi nó chảy qua các bề mặt linh kiện, và được đưa về b́nh nhớt. Từ đây, sức nóng được phát tán vào tầng không khí bao quanh b́nh nhớt.
Phần sau đây, chúng ta sẽ t́m hiểu xem nhớt được cấu tạo thế nào để có thể thực hiện được những công tác trên.
Thành phần cấu tạo nhớt
Nhớt được tạo thành ra sao? Những yếu tố nào có ở trong nhót? Sự khác biệt cơ bản trong tiến tŕnh chế tạo giữa nhớt thường (standard petroleum oil) và nhớt tổng hợp (synthetic) là ǵ?
Có 2 thành phần cơ bản mà bất cứ một loại nhớt nào cũng phải có. Đó là: Phần căn bản và phần pha chế (additive). Phần căn bản là phần chính trong nhớt. Phần pha chế là những hoá chất được thêm vào, làm tăng chất lượng của nhớt, hoặc làm giảm những yếu tố tác hại vốn có trong nhớt.
Nói về phần căn bản, lại có 2 loại chính: Nhớt lấy từ dầu khí (petroleum), cũng là loại nhớt thường dùng, và nhớt tổng hợp (synthetic). Nhớt dầu khí là loại dầu thô tinh khiết, chủ yếu là thành phẩm của thiên nhiên. C̣n nhớt tổng hợp, trái lại, là một tổng hợp các hoá chất, được bào chế pha trộn trong pḥng thí nghiệm. Là một sản phẩm nhân tạo, dĩ nhiên, nhớt Synthetic chỉ dùng những hợp chất tinh khiết - không ô nhiễm đáp ứng hiệu quả nhất với công tác được giao phó. Nhớt tổng hợp đă có từ những năm đầu thế kỷ 20, những phải chờ măi đến thập niên 1970 th́ mới trở thành phổ biến.
Theo Oto-hui
Cần hiểu về dầu nhớt
