ứng dụng phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn trong chẩn đoán kỹ thuật máy, chương 2

Một số vấn đề về dầu bôi trơn [1] Nói đến dầu bôi trơn, người ta thường hay nghĩ ngay đến dầu nhờn dùng cho động cơ và dầu bôi trơn dùng cho hệ truyền động. Cả 2 loại dầu bôi trơn này cùng có nhiều vấn đề phức tạp, đòi hỏi tính năng đa dạng. Dầu bôi trơn nói chung thường có chất lỏng cơ bản, chiếm tỷ lệ chính trong dầu bôi trơn. Nguồn gốc của chất lỏng cơ sở này thường là dầu khoáng bổ xung thêm các chất phụ gia để dầu có được các đặc...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ứng dụng phân tích dầu bôi trơn và hạt mài mòn trong chẩn đoán kỹ thuật máy, chương 2 Chương 2: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ DẦU BÔI TRƠN2.1. Một số vấn đề về dầu bôi trơn [1] Nói đến dầu bôi trơn, người ta thường hay nghĩ ngay đến dầunhờn dùng cho động cơ và dầu bôi trơn dùng cho hệ truyền động.Cả 2 loại dầu bôi trơn này cùng có nhiều vấn đề phức tạp, đòi hỏitính năng đa dạng. Dầu bôi trơn nói chung thường có chất lỏng cơ bản, chiếm tỷ lệchính trong dầu bôi trơn. Nguồn gốc của chất lỏng cơ sở nàythường là dầu khoáng bổ xung thêm các chất phụ gia để dầu cóđược các đặc tính như mong muốn. Chất lỏng cơ sở có được từ hainguồn chính: một là, sản phẩm thu được từ dầu thô, hai là chấttổng hợp từ các hợp chất có các tính chất mà dầu bôi trơn cần có.2.1.1. Dầu khoáng Nguyên tắc chung của sản xuất dầu bôi trơn liên quan đến cácbước cải thiện một số đặc tính dầu bôi trơn như: - Chỉ số độ nhớt. - Chống oxy hóa. - Làm dầu có tính lỏng ở nhiệt độ thấp, tăng cường khả năngchống oxy hóa và bền nhiệt.2.1.2. Dầu tổng hợpMột cách sản xuất dầu bôi mát. - Tính lỏng ở nhiệt độ thấp.Bắt đầu từ dầu thô, quá trình đặc trưng để sản xuất dầu bôi trơn là: - Tách các thành phần nhẹ hơn như: xăng, dầu máy bay, dầudiesel,… - Loại bỏ các tạp chất. - Bổ xung các chất để trơn khác là tạo ra dầu bôi trơn từ các phảnứng hóa học tạo ra các phân tử có trọng lượng lớn hơn với các tínhnăng đó được dự kiến trước.* Dầu tổng hợp có một số ưu điểm so với dầu khoáng: - Có tính lỏng ở nhiệt độ rất thấp. - Độ nhớt lớn, tính oxy hóa cao. - Nhiệt độ bắt lửa và cháy cao. - Khả năng bảo vệ bề mặt chống oxy hóa cao.* Nhược điểm: giá thành cao hơn dầu khoáng. Được dùng nhiều trong ngành công nghiệp hàng không.2.1.3. Chất phụ gia trong dầu bôi trơn Dầu nhờn thương mại là sản phẩm cuối cùng, pha trộn từ haithành phần chính. Thành phần thứ nhất là dầu gốc, được các hãngsản xuất từ dầu mỏ thiên nhiên hoặc tổng hợp. Dầu gốc chứa cácphân tử hydrocarbon nặng và có các tính chất hóa lý tương tự nhưdầu thành phẩm. Tuy nhiên, người ta không thể sử dụng ngay loạidầu này bởi tính chất hóa lý của nó chưa đáp ứng yêu cầu bảo vệđộng cơ. Để cải thiện các tính chất đó, các hãng phải pha trộn thêmthành phần thứ hai là các chất phụ gia.a. Phụ gia tăng chỉ số nhớt Phụ gia được sử dụng để làm tăng chỉ số số nhớt là cácpolymer tan được trong dầu có tác dụng tăng độ nhớt của dầu mỏ,nghĩa là làm cho tốc độ thay đổi độ nhớt của dầu theo nhiệt độgiảm đi (tăng chỉ số độ nhớt) cũng như để tạo ra các loại dầu mùađông. Các phụ gia này được chia làm hai nhóm: dạng hydrocacbonvà dạng este. - Dạng hydrocacbon có các loại: copolymer etylenPropylen,polyizobutylen, copolymer styren- butadien do hydro hóa,copolymer styren-izopren. - Dạng ester gồm: polymetacrylat, polyacrylat và các copoly củaester styrenmaleic. Các chất cải thiện chỉ số độ nhớt được sủ dụng rộng rãi nhất hiệnnay là các polymer của etylen-propylen (có thể lớn đến 10%) vàpolyizobutylen (hàm lượng nhỏ 0,2 – 0,5%).b. Phụ gia chống oxy hóa Phụ gia này nhằm mục đích làm chậm quá trình oxy hóa củadầu (tăng độ bền ôxy hóa), khắc phục hiện tượng chảy vùng găng,giảm bớt hiện tượng ăn mòn chi tiết và tạo cặn. Có hai nhóm phụgia chống oxy hóa: - Phụ gia kìm hãm quá trình oxy hóa dầu ở một lớp dày ngay trongkhối dầu: nhóm này quan trọng nhất là chất ức chế ôxy hóa, đó làcác hợp chất có chứa nhóm phenol hay nhóm amin, cũng có thểchứa 2 nhóm đồng thời như các phenol có chứa nitơ hoặc lưuhuỳnh, các kẽm di-ankyl di-thiophotphat (ZnDDP), các hợp chấtcủa phốt pho, lưu huỳnh… Các chất ức chế này có nồng độ thấp,khoảng 0,005 đến 0,5 %. - Phụ gia kìm hãm quá trình oxy hóa dầu ở lớp mỏng trên bề mặtkim loại, đó là các chất thơm nhiệt, được pha với tỷ lệ 0,5 – 3%,chúng sẽ làm chậm quá trình oxy hóa dầu ở lớp mỏng trên chi tiếtđộng cơ ở nhiệt độ tương đối cao, ngoài ra còn có tác dụng bảo vệ,chống rỉ cho ổ đỡ. Các chất thơm nhiệt được dùng là các hợp chấthữu cơ có chứa phốt pho, lưu huỳnh, kẽm (tri-butylaphotphit, di-tiophotphat kẽm…). Các loại chất thơm nhiệt dường như là chất thơm quan trọng nhấtvì khi động cơ ngừng hoạt động là lúc dầu ngừng tuần hoàn và khiđó chất thơm tẩy rửa cũng ngừng hoạt động còn chất thơm nhiệt thìngược lại, sẽ hoạt động mạnh hơn, nó không cho lớp dầu mỏngtrên các chi tiết chưa nguội có khả năng biến thành sạn.c. Phụ gia tẩy rửa Với nồng độ 2-10 %, các chất tẩy rửa có thể ngăn cản, loại trừ cáccặn không tan trong dầu, cặn sạn, cacbon và các hợp chất chỉ trêncác bộ phận của động cơ đốt trong. Chúng tác dụng bằng cách hấpthụ lên các hạt không tan, giữ chúng lại trong dầu nhằm giảm tốithiểu cặn lắng và giữ sạch các chi tiết của động cơ. Tác nhân quantrọng nhất có tính tẩy rửa là các phụ gia có chứa kim loại, chúngbao gồm: sunphonat, phenolat, salixylat. Phần lớn sunphonat,phenolat và salixilat của canxi hoặc magiê được sử dụng như cácchất tẩy rửa c ...