Chỉ số kiềm tổng (TBN), có thể thấp tới hạn là bao nhiêu?

Công thức dầu động cơ xây dựng dựa trên ba yếu tố: cân bằng, kĩ thuật chuyên môn và đánh giá điều kiện làm việc của động cơ và lượng TBN cần thiết cũng được đánh giá dựa trên ba yếu tố này:

1. Cân bằng.

Axit sinh ra là điều không mong muốn vì chúng gây ra ăn mòn. Các axit này sinh từ một số nguồn, bao gồm quá trình oxy hóa dầu và tuần hoàn khí thải, tuy nhiên đốt cháy lưu huỳnh trong nhiên liệu diesel là nguyên nhân tạo ra lớn nhất. Xu hướng tạo axit của sulphur có thể bị chống lại bằng chất tẩy rửa kiềm- tuyến phòng thủ đầu tiên – kết hợp với axit để tạo thành muối trung tính.

Axit sinh ra không chỉ tấn công các bộ phận động cơ mà còn có thể phản ứng với dầu, tạo ra các gốc tự do – khởi đầu của phản ứng dây chuyền nguy hiểm gọi là quá trình oxy hóa. Đây là lúc tuyến phòng thủ thứ hai, các chất phụ gia chống oxy hóa, phát huy tác dụng.

Chất tẩy rửa kiềm chiếm khoảng 40% gói phụ gia cho dầu động cơ diesel và cũng là thành phần chứa kiềm nhiều nhất công thức – Chỉ số kiểm tổng (TBN). TBN xác định lượng axit (từ lưu huỳnh trong nhiên liệu hoặc axit sinh ra do oxy hóa)có thể trung hòa được.

Dầu DO sử dụng có hàm lượng lưu huỳnh cao hơn thì động cơ cần được bảo vệ bằng chất tẩy rửa kiềm nhiều hơn, vì vậy dầu nhờn cần có TBN cao hơn. Dầu DO hiện đại chứa lưu huỳnh chỉ bằng một nửa hoặc một phần mười mức lưu huỳnh so trước đây, nhưng TBN vẫn không thay đổi trong nhiều dầu bôi trơn và người dùng có thể không nhận ra rằng mức TBN cao như vậy không còn cần thiết nữa.

TBN dư thừa ít ảnh hưởng đến chất bôi trơn ngoại trừ giá sản phẩm cao hơn và có thể hình thành tro trong dầu động cơ. Vì vậy việc cân bằng chỉ số kiềm tổng (TBN) trong dầu động cơ là điều quan trọng.

Thử thách đưa ra tiêu chuẩn về TBN

Khó khăn hiện tại là việc thống nhất một con số TBN phù hợp mọi loại động cơ và điều kiện vận hành nhưng thực tế TBN tối thiểu không có trong các tiêu chuẩn dầu nhờn quốc tế.

Một số Nhà sản xuất (OEM) chỉ định TBN tối thiểu: MTU 2 là 8, MACK’EO-N là 10. Các OEM khác đã xóa TBN khỏi thông số kỹ thuật hoặc không bao giờ đưa vào.Một số chính phủ, đặc biệt ở các thị trường đang phát triển như Châu Phi, quy định mức TBN tối thiểu; Ví dụ, Kenya TBN là 10 trong khi ở Tanzania là 7. Ở những quốc gia này, việc kiểm tra mức TBN / chất tẩy rửa cung cấp một cách nhanh chóng để xác định chất lượng dầu động cơ thấp hơn hoặc dầu nhớt giả.

Tại Việt Nam, Thông tư số 07/VBHN-BKHCN: BAN HÀNH “ QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ DẦU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG” của bộ Khoa Học và Công Nghệ thì mức TBN không nhỏ hơn 4.0 và áp dụng chính thức từ 15/09/2019.

Tổ chức Tiêu chuẩn của Nigeria đã từng yêu cầu TBN tối thiểu là 6,5 đối với dầu động cơ đa cấp và 5 đối với dầu đơn cấp; nó đã loại bỏ TBN khỏi các thông số kỹ thuật của nó vào năm 2017.

2. Kĩ thuật chuyên môn

Dãy rộng TBN là lý do tại sao yếu tố thứ hai, kĩ thuật  chuyên môn, lại quan trọng như vậy.Thử nghiệm của Afton đã chỉ ra rằng không phải là mức khởi đầu của TBN để đánh giá mà phải đánh giá dựa trên lượng TBN còn lại ngay khi dầu được thay ra.

Thông thường, TAN (Chỉ số axít tổn) được đo cùng với TBN; điểm mà TBN giao nhau với TAN (số TBN thấp hơn số TAN) được coi là điểm cuối của cần phải thay chất bôi trơn, sau đó tính axit cao hơn ​​sẽ bắt đầu gây mòn và ôxy hóa.

Nghiên cứu cho thấy rằng sự giao nhau TAN / TBN không tương quan rõ ràng hiệu suất bôi trơn hiện tại hoặc độ mòn của động cơ. Độ mòn thực tế của động cơ được đánh giá tốt nhất bằng cách đo mức độ mài mòn kim loại trong dầu, như được sử dụng phương pháp động cơ MACK / Volvo T-13 – phân tích quang phổ cho thấy quá trình oxy hóa / nitrat hóa thực tế của dầu.

3. Đánh giá điều kiện làm việc của động cơ

Yếu tố quyết định thứ ba là thống kê cho hoạt động điều kiện động cơ thường bị bỏ qua. Cần dữ liệu động cơ để tạo bôi trơn phù hợp cho một bề mặt trơn trượt tốt hơn, các điều kiện bên ngoài sẽ ảnh hưởng đến động cơ hiệu suất dầu.

Điều kiện lái xe bao gồm mọi thứ từ chất lượng đường- khoảng 53% đường ở Châu Phi không được trải nhựa – đến khả năng quá tải của xe tải, khí hậu địa phương và mức độ ô nhiễm bụi và / hoặc nước.

Điều kiện càng khó khăn, càng khắc nghiệt việc kiểm tra trực tiếp kim loại mài mòn và quá trình oxy hóa càng sớm để cho biết dầu cần thay. Dầu nhớt thường xuyên được thay thế tốt trước khi hết TBN bị hết hoặc khi các chất rửa kiềm đã không còn.Từ đó, câu hỏi chính thay đổi từ “dầu nên có bao nhiêu TBN”, thành “dầu thực sự cần bao nhiêu TBN trước khi thay dầu tiếp theo?”

Nguồn từ Afton. Hình ảnh từ internet.

Từ đó, với 2 sản phẩm dầu động cơ diesel của chúng tôi được thiết kế cho thị trường Việt Nam, với chuyến xe khách chạy liên tục 2-3 ngày mới tắt động cơ, chuyến xe container chạy từ Nam ra Bắc, chuyến xe tải từ Bắc vào Nam: đó là:

Mofast Turbo One: giành xe tải hạng nhẹ hoặc vừa với chu kì thay nhớt lên đến 8000Km và khi đó TBN trong dầu nhờn vẫn còn 30% dự trữ, để đề phòng trường hợp khách hàng sử dụng dầu DO vượt quá lưu huỳnh 0.05%.

Mofast Turbo Super: giành xe tải hạng nặng, xe đầu kéo Bắc –  Nam, với chu kì thay nhớt hơn 15.000Km và khi đó TBN trong dầu nhờn vẫn còn 35% dự trữ, để đề phòng trường hợp khách hàng sử dụng dầu DO vượt quá lưu huỳnh 0.05%.