Bài giảng tổng quan về dầu nhớt ngô thanh hải

TÀI LIỆU THAM KHẢO
KHÁI QUÁT VỀ DẦU NHỜN
Ngô Thanh Hải Copyright © 2010 AP SAIGON PETRO JSC
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ

LỊCH SỬ NGÀNH DẦU NHỜN
Cách đây 100 năm, thậm chí con người vẫn chưa có khái
niệm về dầu nhờn.
Tất cả các loại máy móc lúc bấy giờ đều được bôi trơn
bằng dầu mỡ lợn và sau đó dùng dầu ôliu, và dầu thảo
mộc khác (như dầu cọ).
Khi ngành chế biến dầu mỏ ra đời, sản phẩm chủ yếu là
dầu hỏa, phần còn lại là mazut (chiếm 70% – 90%) không
được sử dụng và coi như bỏ đi.
Với sự phát triển của ngành công nghiệp dầu mỏ thì
lượng cặn mazut càng ngày càng lớn, buộc con người
phải nghiên cứu để sử dụng nó vào mục đích có lợi.
Lúc đầu cặn dầu mỏ được pha thêm vào dầu thực vật
hoặc mỡ lợn với tỉ lệ thấp để tạo ra dầu bôi trơn, nhưng từ
năm 1867 cặn dầu mỏ được chế ra dùng làm dầu nhờn.
Năm 1870 ở Creem (Nga), tại nhà máy Xakhanxkiđơ bắt
đầu chế tạo được dầu nhờn từ dầu mỏ, nhưng chất lượng
thấp. Từ 1880 ngành chế tạo dầu nhờn đã thực sự phát
triển và đánh dấu một bước ngoặt trong lịch sử chế tạo
chất bôi trơn.
Hiện nay, dầu nhờn có mặt trên toàn thế giới với sự đa
dạng về sản phẩm & chủng loại. Dầu nhờn phát triển
mạnh mẽ nhờ sự cạnh tranh giữa các tập đoàn lớn và
theo yêu cầu ngày càng cao của các động cơ.
2 / 96

CÔNG DỤNG CHÍNH CỦA DẦU NHỜN
Bôi trơn (giảm ma sát) các chi tiết chuyển động;
Giảm sự mài mòn hay ăn mòn các chi tiết máy;
Tẩy sạch bề mặt linh kiện, chi tiết máy móc, động cơ;
Tránh tạo các lớp cặn bùn trong quá trình vận hành;
Trám & làm khít các bề mặt cần làm kín;
Tản nhiệt, làm mát máy móc, động cơ;
Truyền nhiệt trong các hệ thống gia nhiệt;
Chống sét rỉ
Trong số các tính năng trên, bôi trơn là chức năng quan trọng
nhất của dầu nhờn. Bôi trơn là biện pháp làm giảm ma sát
đến mức thấp nhất bằng cách tạo ra giữa các bề mặt ma sát
một lớp chất gọi là chất bôi trơn.
Chất bôi trơn đa phần ở dạng lỏng (dầu nhờn), phần còn lại
là dạng đặc (mỡ), và ở tỉ lệ rất ít là dạng rắn (chỉ dùng trong
các ổ trục hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc trong chân không).
3 / 96

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC
Dầu nhờn để bôi trơn cho các động cơ hoạt động vận
hành trong thực tế là hỗn hợp bao gồm dầu gốc và phụ
gia. Phụ gia thêm vào với mục đích giúp dầu nhờn có
được những tính chất phù hợp với chỉ tiêu đề ra mà dầu
gốc không có được.
Dầu gốc là dầu thu được sau quá trình chế biến, xử
lý tổng hợp bằng các quá trình xử lý vật lý và hóa
học.
Dầu gốc thông thường gồm có ba loại là: dầu thực
vật, dầu khoáng và dầu tổng hợp.

Dầu thực vật chỉ dùng trong một số trường hợp đặc
biệt, chủ yếu là phối trộn với dầu khoáng hoặc dầu
tổng hợp để đạt được một số chức năng nhất định.
Ngày nay người ta thường sử dụng dầu khoáng hay
dầu tổng hợp là chủ yếu.
Với tính chất ưu việt như giá thành rẻ, sản phẩm đa
dạng và phong phú, dầu khoáng đã chiếm một vị trí
quan trọng trong lĩnh vực sản xuất dầu nhờn.
Trong ngành công nghiệp sản xuất dầu nhờn hiện
đại, dầu tổng hợp giữ một vị trí quan trọng và ngày
càng được quan tâm nhiều bởi tính chất ưu việt.
4 / 96

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC KHOÁNG
SẢN XUẤT TỪ CẶN MAZUT là phần cặn của quá trình chưng cất khí quyển có nhiệt độ sôi cao
hơn 350°C. Phần cặn này có thể đem đi đốt hoặc làm nguyên liệu để sản xuất dầu gốc. Để sản
xuất dầu gốc người ta đem mazut chưng cất chân không thu được phân đoạn có nhiệt độ sôi
khác nhau:
Phân đoạn dầu nhẹ (LVGO: Light Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ sôi từ 300°C - 350°C.
Phân đoạn dầu trung bình (MVGO: Medium Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 350°C - 420°C.
Phân đoạn dầu nặng (HVGO: Heavy Vacuum Gas Oil) có nhiệt độ từ 420°C - 500°C.
Thành phần của các phân đoạn này gồm những phân tử hydrocarbon có số carbon từ C21-40,
những hydrocarbon trong phân đoạn này có trọng lượng phân tử lớn (1000 – 10000), cấu trúc
phức tạp, bao gồm:
Các parafin mạch thẳng và mạch nhánh.
Các hydrocarbon naphten đơn hay đa vòng, có cấu trúc vòng xyclohexan thường gắn với
mạch nhánh parafin.
Các hydrocarbon thơm đơn hay đa vòng chủ yếu chứa mạch nhánh ankyl, nhưng chủ yếu là
1 đến 3 vòng.
Các hợp chất lai hợp mà chủ yếu là giữa napten và parafin, giữa naphten và hydrocarbon

thơm.
5 / 96

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC KHOÁNG
SẢN XUẤT TỪ CẶN MAZUT
Các hợp chất phi hydrocarbon như các hợp chất chứa các nguyên tố ôxy, nitơ, lưu huỳnh cũng
chiếm phần lớn trong phân đoạn dầu gốc. Các hợp chất chứa kim loại cũng gặp trong phân đoạn
này. Nói chung, các hợp chất phi hydrocarbon là rất có hại, chúng tạo ra màu sẫm và làm giảm
độ ổn định ôxy hoá ở sản phẩm, cụ thể là:
Hợp chất chứa lưu huỳnh (S): chỉ cho phép ở mức từ 0,3%-0,5%; nếu lớn hơn 2%-5% sẽ ảnh
hưởng đến nhiệt độ sôi của dầu. Ngoài ra, S tự do dễ bị biến thành H
2
S (Hydro Sunfua) hoặc
gặp hơi nước hay khí lạnh tạo thành axit H
2
S (Axit Sunfuhidric) gây ăn mòn thiết bị, động cơ.
Hợp chất chứa ôxy (O
2
): nếu hàm lượng lớn sẽ làm dầu lắng và kết tủa ở dạng keo nhựa đen
nằm dưới đáy các thùng chứa, làm giảm khả năng đốt cháy của nhiên liệu, tạo ra các hợp
chất axit vô cơ và hữu cơ ăn mòn các thiết bị.
Hợp chất chứa Nitơ (N): làm ảnh hưởng đến tỉ trọng và hàm lượng keo. Thường khống chế ở
ngưỡng ≤0,2%, nếu quá nhiều sẽ gây ra hiện tượng tạo nhiều muội than trong quá trình đốt.
Các hợp chất nhựa Asphalt: có độ nhớt lớn & chỉ số độ nhớt (VI: Viscosity Index, độ biến
thiên độ nhớt theo nhiệt độ) rất thấp. Trong quá trình bảo quản, rất dễ bị ôxy hoá khi tiếp xúc
với ôxy trong không khí. Các chất này tạo cặn không tan đọng trong dầu gây mài mòn máy.
Hợp chất cơ kim: có tác hại như nhựa Asphalt, làm nóng máy và khi đốt tạo nhiều muội than.
Trong quá trình sản xuất dầu gốc, các hợp chất có hại nêu trên được loại ra (hoặc giảm thiểu)
khỏi dầu bằng nhiều biện pháp khác nhau.
6 / 96

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU GỐC KHOÁNG
SẢN XUẤT TỪ CẶN GUDRON là phần cặn còn lại của quá trình chưng cất chân không, có nhiệt
độ sôi trên 500°C. Trong phần này tập trung các cấu tử có số nguyên tử carbon từ C41 trở lên,
thậm chí có cả C80, có trọng lượng phân tử lớn, có cấu trúc phức tạp. Do đó, thành phần của
phân đoạn này không được chia theo từng hợp chất riêng biệt mà phân làm ba nhóm:
Nhóm chất dầu bao gồm các hydrocarbon có phân tử lượng lớn, tập trung nhiều các hợp
chất thơm có độ ngưng tụ cao, cấu trúc hỗn hợp nhiều vòng giữa hydrocarbon thơm và
naphten, đây là nhóm chất nhẹ nhất có tỷ trọng xấp xỉ bằng 1. Nhóm chất này hòa tan được
các dung môi nhẹ như parafin và xăng, nhưng người ta không thể tách nó bằng các chất
như silicagen hay là than hoạt tính vì đây là những hợp chất không có cực. Trong phân đoạn
cặn Gudron, nhóm này chiếm khoảng 45%-46%.
Nhóm chất nhựa hòa tan được trong các dung môi như nhóm dầu nhưng nó là hợp chất có
cực nên có thể tách ra bằng các chất như than hoạt tính hay silicagen. Nhóm chất nhựa gồm
hai thành phần là các chất trung tính và axit. Các chất trung tính có màu nâu hoặc đen, nhiệt
độ hóa mềm nhỏ hơn 100°C, tỷ trọng lớn hơn 1, dễ dàng hòa tan trong xăng, naphtan. Chất
trung tính tạo cho nhựa có tính dẻo dai và tính kết dính. Hàm lượng của nó ảnh hưởng trực
tiếp đến độ kéo dài của nhựa, chiếm khoảng 10%-15% khối lượng cặn Gudron.
Nhóm Asphanten là nhóm chất rắn màu đen, cấu tạo tinh thể, tỷ trọng lớn hơn 1, chứa hầu
hết hợp chất dị vòng có khả năng hòa tan mạnh trong Carbon Disunfua (CS
2
), nhưng không
hòa tan trong các dung môi nhẹ như parafin hay xăng, ở 300°C không bị nóng chảy mà bị
cháy thành tro.
Nhóm dầu, nhựa, asphanten tồn tại ở trạng thái hệ keo, trong đó nhóm nhựa tan trong dầu tạo
thành một dung dịch thật sự gọi là môi trường phân tán. Asphanten không tan trong nhóm dầu
nên tồn tại ở trạng thái pha phân tán. Ngoài ba nhóm chất trên, trong cặn Gudron còn tồn tại các
hợp chất cơ kim của kim loại nặng, các hợp chất carbon, cacboit, các hợp chất này không tan
trong các dung môi thông thường, chỉ tan trong pyridine.
7 / 96

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN
PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO BẢN CHẤT HOÁ HỌC CỦA CÁC HYDROCARBON
8 / 96
Stt Diễn giải Dầu Parafin Dầu Naphten Dầu Aromatic
1
Độ nhớt ở 40
o
C, mm
2
/s
40 40 36
2
Độ nhớt ở 100
o
C, mm
2
/s
6,2 5,0 4,0
3 Chỉ số độ nhớt (VI) 101 0 -185
4
Nhiệt độ chớp cháy,
o
C
229 174 160
5
Nhiệt độ đông đặc,
o
C
-15 -30 -24

6 Đánh giá VI (Viscosity Index)
cao;
Điểm chảy cao;
Độ ổn định ôxy hóa
cao.
(các phân đoạn dầu gốc
thuộc họ Naphteno-
Parafinic và Parafino-
Naphtenic hay Parafinic)
VI thấp;
Độ ổn định nhiệt
nhỏ hơn dầu gốc
paraffin;
Hàm lượng lưu
huỳnh thấp;
Điểm đông đặc rất
thấp;
Trị số TAN cao.
VI rất thấp;
Độ bền nhiệt thấp;
Độ bền ôxy hoá
thấp;
Hàm lượng lưu
huỳnh cao;
Điểm đông cao.
7 Ứng dụng Do ưu điểm cao,
dầu gốc parafin
thường được dùng
để sản xuất nhiều
loại dầu nhờn khác

nhau;
Đặc biệt là dùng
cho dầu động cơ.
Dầu máy lạnh;
Dầu gia công kim
loại.
Dầu hoá dẻo cao
su (RPO: Rubber
Processing Oil);
Dầu gia công kim
loại;
Dung môi hòa tan
polymer.

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN
PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO TIỂU CHUẨN API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE)
9 / 96
Nhóm
Chỉ số độ
nhớt (VI)
Hydrocarbon
bão hoà
Sulfur Ghi chú
I 80-120 <90% và/hoặc ≥0,03% (dầu Parafin)
II 80-120 ≥90% và ≤0,03% (dầu Parafin)
III ≥120 ≥90% và ≤0,03% (dầu Parafin)
IV PAO (Poly Alpha Olefins) – Dầu Tổng hợp
V Tất cả các loại dầu gốc còn lại không bao gồm Nhóm I, II, III, IV
VI Europa Only (ATIEL) - PIO (Poly Internal Olefins)
Ghi chú: Chỉ số Độ nhớt (VI: Viscosity Index) là một chỉ tiêu về chất lượng dầu nhờn, là trị số thể hiện sự

biến đổi của Độ nhớt Động học (Kinematic Viscosity) theo nhiệt độ. Độ nhớt giảm xuống theo sự tăng lên
của nhiệt độ. Dầu có Chỉ số Độ nhớt (VI) càng cao thể hiện sự biến đối Độ nhớt Động học theo nhiệt độ của
loại dầu đó càng ít.
PHÂN LOẠI DẦU GỐC THEO ĐỘ NHỚT
Dầu gốc SN (Solvent Neutral) từ các phân đoạn chưng cất, phân loại theo độ nhớt
Saybolt SUS (Saybolt Universal Second) ở 40
o
C (100
o
F): SN50, SN70, SN150, SN250,
SN500
Dầu gốc BS (Bright Stock) từ phân đoạn cặn, phân loại theo độ nhớt Saybolt SUS
(Saybolt Universal Second) ở 100
o
C (210
o
F): BS150, BS250

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – DẦU TỔNG HỢP
Dầu gốc sản xuất từ dầu mỏ (dầu khoáng) vẫn chiếm ưu thế
do có những ưu điểm như: công nghệ sản xuất dầu đơn giản,
giá thành rẻ. Nhưng ngày nay, để đáp ứng yêu cầu cao của
dầu nhờn bôi trơn, người ta bắt đầu quan tâm đến dầu tổng
hợp nhiều hơn.
Dầu tổng hợp là dầu được tạo ra bằng các phản ứng hóa học
từ những hợp chất ban đầu, do đó có những tính chất được
định ra trước. Nó có thể có những tính chất tốt nhất của dầu
khoáng, bên cạnh đó còn có các tính chất đặc trưng khác
như: không cháy, không hòa tan lẫn trong nước.
Ưu điểm của dầu tổng hợp là có khoảng nhiệt độ hoạt động

rộng từ -55°C đến 320°C, có độ bền nhiệt lớn, có nhiệt độ
đông đặc thấp, chỉ số độ nhớt cao… Chính những ưu điểm
này mà dầu tổng hợp ngày càng được sử dụng nhiều, nhất là
trong các động cơ phản lực. Có hai phương pháp chính để
phân loại dầu tổng hợp:
Phương pháp 1: dựa vào một số tính chất đặt thù để phân
loại như: độ nhớt, khối lượng riêng.
Phương pháp 2: dựa vào bản chất của dầu, theo đó chia
dầu tổng hợp thành những loại chính sau: hydrocarbon
tổng hợp, este hữu cơ, poly glycol, và este photphat. Bốn
hợp chất chính này chiếm trên 40% lượng dầu tổng hợp
tiêu thụ trên thực tế.
10 / 96

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – PHỤ GIA
Những hiệu ứng phụ không mong muốn của các loại phụ gia cần phải được giảm thiểu và
việc kết hợp các loại phụ gia phải được tính toán và điều chỉnh nhằm đạt được các tính năng
tối ưu cho dầu nhờn pha trộn ra từ việc kết hợp này.
Phụ gia là một phần rất quan trọng trong dầu nhờn. Thông dụng nhất hiện nay là dùng các
phụ gia họ metal phenoxid có công thức RC6H4ONa, nhiệm vụ của chúng là:
trung hòa các axit tạo ra bởi các gốc sulfur có trong dầu;
ngăn cản quá trình ôxy hóa xảy ra trong dầu;
tẩy sạch và làm lắng đọng các hạt muội than, các sản phẩm phân hủy và vận chuyển
chúng đến bộ lọc dầu để loại chúng ra khỏi chu trình làm việc của dầu nhờn.
11 / 96
Phần lớn các loại dầu nhờn cần nhiều loại phụ gia khác
nhau để thoả mãn tất cả các yêu cầu về tính năng.
Các loại phụ gia khác nhau có thể hỗ trợ cho nhau tạo
nên hiệu ứng tương hỗ hoặc ngược lại có thể tương tác
với nhau tạo nên hiệu ứng đối kháng làm giảm hiệu ứng

của phụ gia (và tạo ra các sản phẩm phụ không tan hoặc
có hại).
Hiệu ứng tương tác giữa các loại phụ gia xảy ra do hầu
hết các loại phụ gia là những hợp chất hoạt động nên có
thể dễ dàng tương tác với nhau để tạo ra các hợp chất
mới.
Vì vậy, việc kết hợp các loại phụ gia đòi hỏi phải khảo sát
kỹ các tác động qua lại, cơ chế hoạt động của từng loại
phụ gia và tính hoà tan giữa các loại phụ gia.

THÀNH PHẦN CỦA DẦU NHỜN – PHỤ GIA
12 / 96
Một lớp phụ gia khác được dùng làm chất chống bào mòn, ví dụ
như dialkyldithiophotphat kẽm Zn[S2P(OR)2]2. 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 mòn kim
loại vừa là chất chống ôxy hóa.
Các chức năng quan trọng của phụ gia:
Làm tăng độ bền ôxy hoá của sản phẩm;
Ngăn chặn hiệu ứng xúc tác của kim loại trong quá trình ôxy
hoá và ăn mòn;
Chống ăn mòn; giảm và ngăn chặn sự mài mòn;
Chống rỉ;
Chống tạo cặn bám và cặn bùn (phụ gia tẩy rửa);
Giữ các tạp chất bẩn ở dạng huyền phù (phụ gia phân tán);
Tăng chỉ số độ nhớt;
Giảm nhiệt độ đông đặc;
Làm dầu có thể trộn lẫn với nước (phụ gia tạo nhũ);
Chống tạo bọt;

Ngăn chặn sự phát triển của vi sinh vật (phụ gia diệt khuẩn);
Làm dầu có khả năng bám dính tốt; làm tăng khả năng làm
kín;
Giảm ma sát;
Chống sự kẹt xước các bề mặt kim loại (phụ gia cực áp)

SƠ ĐỒ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT DẦU NHỜN
13 / 96

MA SÁT LÀ GÌ?
Khi một vật dịch chuyển trên bề mặt của một vật khác thì
sẽ xuất hiện một lực cản lại chuyển động của chính vật
thể đó, lực ma sát.
Trong một số trường hợp, lực ma sát cũng có ích như lực
ma sát dùng trong các cỗ phanh, các truyền động dây
đai
Trong nhiều trường hợp khác thì lực ma sát lại rất có hại,
ví dụ khi chuyển hoá năng lượng từ dạng này sang dạng
khác, nhiệt năng biến thành cơ năng để khắc phục phải
tốn hao nhiều năng lượng.
Các loại ma sát thường gặp:
Ma sát trượt: khi một vật rắn trượt trên vật khác, bề
mặt tiếp xúc sinh ra lực ma sát gọi là ma sát trượt;
Ma sát lăn: khi một vật hình tròn/cầu lăn trên bề mặt
của vật khác, tại điểm/đường tiếp xúc sinh ra lực ma
sát gọi là ma sát lăn.
Nguyên nhân của ma sát:
Do sự liên kết cơ học của các chỗ lồi trên bề mặt một
vật rắn (chỉ thấy rõ qua kính hiển vi);
Do tác dụng tương hỗ giữa các phân tử bề mặt làm

việc tại các điểm tiếp xúc.
Ma sát trượt thường lớn hơn gấp 10-100 lần ma sát lăn.
14 / 96

MA SÁT LÀ GÌ?
Hiện tượng ma sát luôn làm toả nhiệt, gây mài mòn các
chi tiết làm việc, và kéo theo sự hao phí công suất nhằm
khắc phục ma sát.
Trong quá trình nghiên cứu tìm biện pháp làm giảm các
hao tổn do ma sát gây ra, người ta phát hiện ra rằng khi
các bề mặt được bôi trơn bằng dầu thì ma sát giảm xuống
rất nhiều.
Trong một số điều kiện nhất định, ma sát trượt ở các bề
mặt được bôi trơn đôi khi còn nhỏ hơn cả ma sát lăn.
Khi hai bề mặt chuyển động lên nhau được ngăn cách bởi
một lớp dầu thì sẽ xuất hiện ma sát lỏng, nghĩa là một lực
ma sát trong bản thân lớp dầu giữa các phân tử dầu. Tuy
nhiên, mức độ tổn thất năng lượng trong ma sát lỏng thì
vẫn nhỏ hơn rất nhiều so với ma sát khô.
Ma sát lỏng có nhiều ưu điểm hơn ma sát khô, điển hình
như:
Độ mài mòn các chi tiết giảm đi rất rõ;
Tổn thất công suất chống ma sát giảm đi;
Các chi tiết ít bị nóng hơn;
Các vật ma sát có thể chịu được tải trọng lớn hơn;
Nâng cao độ bền và kéo dài thời gian hoạt động của
các chi tiết làm việc.
15 / 96

NGUYÊN LÝ BÔI TRƠN

Yêu cầu hàng đầu của chất lỏng dùng để bôi trơn là phải
có khả năng chảy loang trên bề mặt kim loại. Chất lỏng có
tính chất này dễ chảy loang, len vào các khe nhỏ và bám
chắc trên bề mặt kim loại. Ngược lại, sẽ không thể chảy
loang và len vào các khe nhỏ.
Lực liên kết giữa các phân tử chất lỏng với nhau cũng là
một tính chất quan trọng của các chất bôi trơn. Lực liên
kết này càng lớn thì lực ma sát giữa các phân tử chuyển
động của chất lỏng càng lớn.
LỰC MA SÁT TRONG của chất lỏng, nghĩa là ma sát sinh
ra giữa các phân tử chuyển động của chất lỏng được gọi
là ĐỘ NHỚT.
Nhà bác học Nga N.P. Petrov đã chứng minh được rằng
khi trục quay trong vòng bi thì lớp dầu hoàn toàn ngăn
cách các bề mặt làm việc với nhau, và như vậy nó ngăn
cản không cho các bề mặt tiếp xúc trực tiếp với nhau.
N.P. Petrov đã hình thành nên môn khoa học nghiên cứu
chuyển động của chất lỏng gọi là Lý thuyết Bôi trơn Thủy
động học.
Các nguyên lý bôi trơn lỏng đều được biểu diễn bằng
những công thức toán học. Các nhà thiết kế và chế tạo
máy có thể dựa vào những công thức đó để tính toán bề
dày của lớp dầu giữa các chi tiết làm việc và tác dụng làm
mát của dầu.
16 / 96

NGUYÊN LÝ BÔI TRƠN
Các phép toán trong lý thuyết bôi trơn chủ yếu dùng để
tính toán các điều kiện nhằm duy trì sự bôi trơn lỏng và
các điều kiện mà tại đó gây ra sự phá hủy lớp dầu, xuất

hiện ma sát khô, đe doạ máy móc và thiết bị.
Trong thực tế, nếu không đề cập đến các tính toán, vẫn có
thể ứng dụng những nguyên lý cơ bản rút ra từ Lý thuyết
Bôi trơn Thủy động học như sau:
Trong trường hợp ma sát lỏng, nếu độ nhớt của dầu
cùng tốc độ trượt của các chi tiết làm việc và bề mặt
tiếp xúc của chúng tăng, thì lượng tổn thất do ma sát
sẽ tăng lên;
Độ nhớt của dầu tăng lên, tải trọng của các chi tiết làm
việc giảm thì độ bền bôi trơn lỏng sẽ tăng lên;
Đối với các chi tiết làm việc có chuyển động nhanh cần
dùng dầu có độ nhớt thấp, và ngược lại;
Khe hở giữa các chi tiết làm việc càng lớn, thì dầu bôi
trơn càng cần phải có độ nhớt cao;
Tải trọng trên các chi tiết làm việc càng lớn, thì dầu bôi
trơn càng cần phải có độ nhớt cao.
17 / 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO
DẦU CÔNG NGHIỆP
Copyright © 2010 AP SAIGON PETRO JSC
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ
18 / 96

GIỚI THIỆU
Dầu công nghiệp bao gồm các loại dầu nhờn được sử dụng để bôi trơn
máy móc công nghiệp nhằm duy trì hoạt động của tất cả các loại máy
móc, thiết bị công nghiệp.
Phạm vi sử dụng của dầu bôi trơn công nghiệp là rất rộng với hàng
trăm sản phẩm khác nhau. Vì vậy, về tổng thể, nếu dựa vào công dụng

chính của dầu công nghiệp, có thể chia dầu công nghiệp ra làm 2 nhóm
lớn như sau:
Dầu công nghiệp thông dụng: sử dụng cho máy móc, thiết bị (như
máy dệt, xe cẩu, máy móc phục vụ xây dựng ) hoạt động ở điều
kiện tải trọng thấp và nhiệt độ thấp, không có những yêu cầu đặc
biệt về chất lượng - trừ tính bôi trơn. Chính vì vậy, chỉ cần dựa vào
độ nhớt mà có thể đánh giá mức độ ổn định, khả năng chống lão
hóa của loại dầu này.
Dầu công nghiệp đặc biệt: là các loại dầu chuyên dụng, dùng cho
các chi tiết/thiết bị riêng biệt, các máy móc có cơ cấu tốc độ cao
(như máy mài, ổ trục), hệ thống thủy lực của các thiết bị công
nghiệp truyền động bánh răng dẫn hướng trượt trong máy (máy cắt
gọt kim loại, máy cán thép…). Dầu tuabin, dầu máy nén, dầu cách
điện, dầu xylanh, dầu chân không và dầu máy khoan (khoan khí)…
đều thuộc nhóm dầu nhờn chuyên dụng. Loại dầu này đòi hỏi phải
đảm bảo tiêu hao do ma sát nhỏ và không có hiện tượng cháy ở mặt
tiếp xúc, có độ ổn định chống oxy hóa, chống mài mòn Trên thế
giới, dầu công nghiệp chiếm một tỉ trọng khá lớn so với tổng lượng
các loại dầu bôi trơn - khoảng trên 60%, con số này ở Việt Nam là
30%-40% nhưng đang dần tăng rất nhanh.
19 / 96

PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP
TIÊU CHUẨN ISO 3448 – PHÂN CẤP THEO ĐỘ NHỚT
20 / 96
Căn cứ vào các đặc trưng về mặt hóa lý hoặc mục đích sử dụng, Tổ chức Tiêu chuẩn Quốc
tế (ISO: International Organization for Standardization) đưa ra nhiều tiêu chuẩn phân loại.
Dầu nhờn công nghiệp được sản xuất chủ yếu từ dầu khoáng và do điều kiện làm việc của
loại dầu này không quá khắt khe như dầu động cơ nên độ nhớt là chỉ tiêu quan trọng nhất
để phân loại. Tiêu chuẩn ISO 3448 phân loại theo độ nhớt đối với dầu công nghiệp như sau:

STT
CẤP ĐỘ NHỚT
ISO 3448
ĐỘ NHỚT
ĐỘNG HỌC Ở 40
o
C
STT
CẤP ĐỘ NHỚT
ISO 3448
ĐỘ NHỚT
ĐỘNG HỌC Ở 40
o
C
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
VG 2
VG 3
VG 5
VG 7
VG 10
VG 15

VG 22
VG 32
VG 46
VG 68
1,9 - 2,4
2,8 - 3,5
4,1 - 5,0
6,1 - 7,4
9,0 - 11,0
13,5 - 16,5
19,8 - 24,2
28,8 - 35,2
41,4 - 50,6
61,2 - 74,8
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
VG 100
VG 150
VG 220
VG 320
VG 460
VG 680

VG 1000
VG 1500
VG 2200
VG 3200
90,0 - 110,0
135,0 - 165,0
198,0 - 242,0
288,0 - 352,0
414,0 - 506,0
612,0 - 748,0
900,0 - 1.100,0
1.350,0 - 1.650,0
1.980,0 - 2.420,0
2.880,0 - 3.520,0
VG: Viscosity Grade
(Cấp Độ nhớt: theo độ nhớt động học)
VI: Viscosity Index
(Chỉ số Độ nhớt: là sự biến thiên độ nhớt động
học theo nhiệt độ)

PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP
TIÊU CHUẨN ISO 6743-0:1981 – PHÂN LOẠI THEO CÔNG DỤNG & LĨNH VỰC DÙNG
21 / 96
Hiện nay, tiêu chuẩn ISO 6743-99:2002 đã thay
thế 6743-0:1981. Tuy nhiên, do các điều kiện
khách quan, nên tài liệu này vẫn dùng 6743-
0:1981 (với một số cập nhật).
Sự phân loại theo tiêu chuẩn ISO
6743-0:1981 (sau là 6743-99:2002)
là sự phân loại tổng quan.

Để giúp người sử dụng dễ tra cứu,
lựa chọn nhanh các loại dầu cần
thiết, tổ chức ISO đã tiếp tục phân
loại sâu thêm thành các nhóm nhỏ
từ 1 đến 15, vd: ISO 6743-1:2002.
Tài liệu này chỉ xem xét một số
nhóm trong tiêu chuẩn ISO 6743.
KÝ
HIỆU
CÔNG DỤNG &
LĨNH VỰC SỬ DỤNG
PHÂN LOẠI CHI
TIẾT THEO ISO
A Hệ bôi trơn hở 1
B Bôi trơn dạng băng
C Truyền động bánh răng 6
D Máy nén (kể cả máy lạnh và bơm chân không) 3
E Động cơ đốt trong 15
F Trục chính, ổ trục khớp nối 2
G Dầu máng trượt 13
H Hệ thủy lực 4
M Gia công cơ khí kim loại 7
N Cách điện
P Các dụng cụ chạy bằng khí/hơi 11
Q Dầu truyền/tản nhiệt 12
R Bảo vệ, chống mài mòn 8
T Tuabin 5
U Gia công nhiệt 14
X Mỡ bôi trơn 9
Y Lĩnh vực sử dụng khác 10

Z Máy hơi nước

PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP
TIÊU CHUẨN ISO 6743-1:2002 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM A: HỆ BÔI TRƠN HỞ
22 / 96
Nhóm
Ứng dụng
chung
Thông tin
chi tiết
Thành phần
& đặc tính
Cấp
ISO-L
Lĩnh vực
ứng dụng
Ghi chú
A Hệ bôi trơn hở Mã nhóm Dầu khoáng chưa tinh chế. AY Kết cấu thô, trục, ghi
đường sắt, v.v
(a)
Một số sản phẩm
của nhóm này có
thể chứa các
thành phần nguy
hại đến sức khỏe
và môi trường.
Dầu khoáng tinh. AN Các chi tiết tải trọng nhẹ
(trục quay, bánh răng),
tời trục trong hệ thống
thủy động học.

Dầu khoáng tinh có chứa
bitumen (nhựa đường) và
các phụ gia nâng cao các
đặc tính nhất định như tính
bám dính, cực áp, chống
mài mòn.
AB Truyền động bánh răng
hở làm việc ở tốc độ
thấp và tải trọng không
cao, cáp điện, băng
chuyền cơ khí
(b)
Dầu từ nguồn dầu khoáng,
dầu động vật, dầu thực vật
hoặc dầu tổng hợp, có
chứa các phụ gia tính năng
đáp ứng đặc tính yêu cầu.
AC Dây xích cưa của cưa
máy (có lưỡi cưa cấu
tạo bằng dây xích).
(a)
Đối với các ứng dụng xả thẵng vào môi trường, dầu nhờn sử dụng phải tuân thủ luật pháp hiện hành của mỗi nước sở tại.
(b)
Đối với các ứng dụng như bánh rằng hở, cáp điện, băng chuyền cơ khí, ghi đường sắt, trục quay sử dụng mỡ bôi trơn mịn
đến lỏng thì việc phân loại các loại mỡ bôi trơn này được qui định tại các tiêu chuẩn phân loại khác.

PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP
TIÊU CHUẨN ISO 6743-2:1981 – PHÂN LOẠI THEO NHÓM F: TRỤC & KHỚP NỐI
23 / 96
LĨNH VỰC

SỬ DỤNG
MÁY MÓC
KẾT CẤU
BỘ PHẬN
BÔI TRƠN
THÀNH PHẦN
& ĐẶC TÍNH
CẤP
ISO
ĐIỀU KIỆN
SỬ DỤNG
GHI CHÚ
Trục chính, ổ
trục và các
khớp nối ổ trục
Thiết bị máy cái
và máy rèn ép
Trục chính
ổ trục và
các khớp
nối ổ trục
Dầu khoáng tinh có đặc
tính tốt (chống ăn mòn,
oxy hóa do pha phụ gia)
FC Bôi trơn ổ trục và
khớp nối dưới áp
suất của bể dầu
nhờn hoặc màn
sương dầu.
Loại trừ việc sử

dụng phụ gia –
chống mài mòn
và chống kẹt
xước do khả
năng ăn mòn các
mối nối.
Trục chính
ổ trục
Dầu khoáng tinh có đặc
tính tốt (chống ăn mòn,
mài mòn, oxy hóa do pha
phụ gia)
FB Bôi trơn ổ trục
trượt vào trục lăn
ở áp suất do
dùng bể dầu
nhờn hoặc màn
sương dầu.

PHÂN LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP
THEO AGMA (AMERICAN GEAR MANUFACTURERS ASSOCIATION)
24 / 96
Theo cách này, ngoài chỉ số nhớt (VI ≥ 90) và độ bền oxy hoá, phân loại AGMA còn đánh
giá khả năng chống ăn mòn, chống rỉ, chống tạo bọt, đầy nước và độ sạch dầu. Đối với dầu
có pha phụ gia chống kẹt xước còn đáng giá thêm khả năng chống kẹt xước và tính hoà tan
của phụ gia.
DẦU PHA PHỤ GIA CHỐNG
MÀI MÒN & OXY HOÁ
SỐ HIỆU DẦU PHA PHỤ GIA
CHỐNG KẸP XƯỚC EP

TƯƠNG ĐƯƠNG
HỆ ASTM-ASLE
ĐỘ NHỚT
ở 40
o
C (mm
2
/s)
1 S215 41.1 - 50.6
2 2EP S315 61.2 - 74.8
3 3EP S465 90 - 110
4 4EP S700 135 - 165
5 5EP S100 198 - 242
6 6EP S1500 288 - 352
7 hợp chất (compound) 7EP S2150 414 - 506
8 hợp chất 8EP S3150 612 - 748
8 hợp chất A S4650 900 - 1100
*** EP: Extreme Pressure (Phụ gia EP được dùng với mục đích giảm mài mòn trên bề mặt các
linh kiện, thiết bị chịu cực áp).

CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH
CÁC CHỦNG LOẠI DẦU CÔNG NGHIỆP CHÍNH
DẦU TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG (HỘP SỐ)
DẦU TRUYỀN ĐỘNG BÁNH RĂNG (HỘP SỐ)
GEAR OIL
GEAR OIL
CÔNG TY CỔ PHẦN ÁP SÀI GÒN DẦU KHÍ
25 / 96