Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Mở đầu
Chúng ta biết rằng: với bất kỳ một cơ thể sống nào muốn sống
và hoạt động đợc thì nhất thiết phải có nguồn thức ăn để nuôi cơ thể.
Đối với các trang thiết bị máy móc, động cơ cũng vậy, dầu nhờn chính
là nguồn "thức ăn" không thể thiếu và rất cần thiết cho chúng và cho
một nền công nghiệp hóa hiện đại hóa trên toàn thế giới. Và từ thuở
xa xa, các bậc thiên tài đã nghiên cứu và đúc kết nghiên cứu của mình
một cách ngắn gọn, song rất hàm xúc dới dạng ca dao tục ngữ lu
truyền cho đến ngày nay, đó là:
" Không bôi trơn thì không đi đợc".
Với câu nói trên, chúng ta đã nhận ra đợc vai trò và tầm quan
trọng không thể thiếu của dầu nhờn trong quá trình hoạt động của các
loại máy móc thiết bị và động cơ cũng nh ý nghĩa và mục đích sử
dụng dầu nhờn. Hơn thế nữa, ngày nay chúng ta đang sống trong thời
đại của khoa học và công nghệ, với nền công nghiệp hiện đại ngày
càng phát triển và xâm nhập vào mọi hang cùng ngỏ hẻm trên toàn
thế giới cũng nh xu hớng quốc tế hóa đời sống kinh tế diễn ra mạnh
mẽ trên toàn cầu thì dầu nhờn đòi hỏi cần phải đợc nghiên cứu nhiều
hơn để cho ra nhiều chủng loại dầu nhờn khác nhau với số lợng và
chất lợng ngày càng đáp ứng đợc nhu cầu sử dụng hiện nay.
Theo thông kê năm 1997 [13], toàn thế giới sử dụng mỗi năm
gần 40 triệu tấn dầu nhờn, trong đó có 60% là dầu nhờn động cơ. Khu
vực sử dụng nhiều dầu nhờn nhất là Châu Âu 34%, Châu
á
28%, Bắc
Mỹ 25%, còn các khu vực khác chiếm 13%. Với các nớc khu vực Châu
á

316.000 (dự báo)
Nh vậy, với một nớc đang phát triển nh nớc ta thì với số liệu
vừa nêu trên thì không phải là một con số khiêm tốn. Và toàn bộ lợng
dầu đã sử dụng này là do nớc ta nhập từ nớc ngoài dới dạng dầu
nhờn gốc và phụ gia về tự pha chế hoặc dầu nhờn thành phẩm. Và
hầu nh là toàn bộ lợng dầu nhờn sau khi sử dụng thì lại bị thải trực
tiếp ra ngoài môi trờng. Đây quả thật là một sự lãng phí rất lớn về mặt
kinh tế, bởi vì, dầu nhờn thải hoàn toàn có thể là một nguồn nguyên
tốt cho việc tái sử dụng lại. Hơn thế nữa, việc thải dầu nhờn trực tiếp
ra ngoài môi trờng lại gây nên sự ô nhiễm môi trờng rất lớn, trong khi
hiện nay chiến lợt "bảo vệ môi trờng" và khẩu hiệu "trái đất là đại gia
đình" là nhiệm vụ vô cùng quan trọng và bức xúc của toàn nhân loại,
bởi lẽ nó là những việc làm để bảo tồn và phát triển bền vững

cái nôi
của con ngời".
Đứng trớc hai vấn đề nh vậy thì việc tái sinh dầu nhờn nhất
thiết là cần phải đợc nghiên cứu sao cho phù hợp với tình hình cụ thể
Trờng ĐHBK Hà Nội
2
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
của nớc ta và đợc áp dụng nhanh chóng vào trong thực tế để không
những tiết kiệm đợc đáng kể nguồn nguyên liệu, tiết kiệm kinh tế mà
còn gốp phần giải quyết nạn ô nhiễm môi trờng, một vấn đề bức xúc
của thế kỷ 21.
Hiện nay, trên thế giới có nhiều phơng pháp và công nghệ tái
sinh dầu nhờn khác nhau dựa trên các thiết bị phức tạp nh : xử lý bằng

quánh, các chất rắn kim loại nóng chảy và thậm chí cả không khí nữa Tuy
nhiên, ở đây chúng ta chỉ đề cập tới chất bôi trơn đang đợc chú ý và sử dụng
rộng rãi nhất trong kỹ thuật ngày nay, đó là chất bôi trơn đợc chế biến từ dầu
mỏ.
Nhà bác học Nga nổi tiến D.l.Mendeleep chính là một trong những ngời
đầu tiên đặt vấn đến đề dùng mazut để sản xuất ra dầu nhờn.
Từ năm 1867, ngời ta đã bắt đầu chế biến dầu mỏ thành dầu nhờn. Năm
1870 ở Cream (Nga), tại nhà máy Xakhanxkidơ bắt đầu chế biến dầu nhờn từ
dầu mỏ. Năm 1876-1877, Ragorin đã xây dựng ở Bulakhan nhà máy chế biến
dầu nhờn đầu tiên trên thế giới có công suất 100.000 put/năm. Nhà máy này
đã sản xuất đợc 4 loại dầu nhờn: dầu cọc sợi, dầu máy, dầu trục cho toa xe
mùa hè và mùa đông. Đến năm 1879 thì Ragorzin cho xây dựng ở
Conxtantinop nhà máy thứ hai chuyên sản xuất dầu nhờn để xuất khẩu. Chính
Mendeleep cũng đã làm việc ở các phòng thí nghiệm và những phân xởng của
nhà máy này vào những năm 1880 - 1881. Dới sự chỉ đạo trực tiếp của ông,
nhiều cơ sở khoa học của ngành sản xuất dầu nhờn đã xây dựng và trong vòng
mấy năm sau đó dầu nhờn đã thực sự phát triển và đánh dấu một bớc ngoặc
trong lịch sử chế tạo chất bôi trơn. Dầu nhờn đã có mặt khắp thị trờng Pháp,
Anh và các nớc châu Âu, Châu Mỹ, Châu á, thậm chí còn gây ra sự cạnh
tranh khá quyết liệt giữa dầu nhờn của Nga và của Mỹ. Sau đó, các nhà máy
còn có chất lợng cao hơn cũng đợc xây, mở rộng và đã đặt nền móng cho sự
thăng tiến hùng hậu của ngành chế tạo dầu nhờn cho đến tận ngày nay.
Trờng ĐHBK Hà Nội
4
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Cũng trong thời gian đó, do công nghiệp và ngành vận tải đờng sắt phát
triển mạnh mẽ, nhu cầu về dầu nhờn tăng lên rất nhiều. Những sản phẩm dầu

mạnh mẽ. Tất cả những đặc điểm đã nêu trên của thời đại đã đặt ra sự cần thiết
là phải có nền công nghiệp bôi trơn tiên tiến, hiện đại và nó đang đợc đặt ra
Trờng ĐHBK Hà Nội
5
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
một nhiệm vụ hết sức to lớn cho các quốc gia là phải xây dựng cho đợc một
nền công nghiệp dầu mỏ hiện đại, đáp ứng, thỏa mản nhu cầu ngày càng tăng
của nền kinh tế quốc dân đang không ngừng phát triển.
Các tập đoàn t bản lớn liên quan đến dầu nhờn nh PB, Castron, Exson,
Mobil, Total Esso đã có mặt hầu hết trên các nớc trên thế giới và hoạt động
trong mọi lĩnh vực của công nghiệp dầu mỏ nh nghiên cứu, thăm dò, khai thác
vận tải, lọc dầu, tiếp thị Họ cũng đã và đang áp dụng thành tựu mới nhất của
khoa học, đa nền công nghiệp dầu mỏ hàng năm tăng trởng không ngừng và
sản xuất dầu nhờn không ngừng đợc tăng cao về mặt chất lợng cũng nh số l-
ợng, sáng tạo thêm nhiều chủng loại mới.
Hiện nay, để đáp ứng đợc nhu cầu đa dạng và ngày càng tăng trởng của
nền kinh tế phát triển, trên thế giới đã sản xuất ra nhiều loại dầu nhờn khác
nhau. Và chỉ có những chuyên gia đi sâu về từng loại dầu nhờn thì mới có thể
hiểu sâu và hết đợc mọi chủng loại dầu nhờn hiện nay.
I.2. Tầm quan trọng của dầu nhờn :
Ngày xa, các bậc thiên tài đã tìm ra một nguyên lý rằng:
Khi các bề mặt đợc bôi trơn so với không đợc bôi trơn thì tính trợc
sẽ dễ dàng hơn và bề mặt ít nóng hơn khi làm việc. [8-trang165]
Quả thật vậy, tất cả các bộ phận máy móc lớn hay nhỏ dù có tinh chế kỹ
đến thế nào thì những bề mặt của chúng vẫn không khỏi không có những chổ
gồ ghề rất nhỏ mà mắt thờng không nhìn thấy đợc. Khi hai bề mặt phẳng
chuyển động thì những chổ lồi lõm vô cùng bé đó cũng sẽ ngăn cản nhau, tạo

Canada: Tổn thất hàng năm do ma sát là lên đến hơn 5 tỷ USD
Canada. Chi chí sửa chữa và bảo dỡng thiết bị tăng nhanh, chiếm 46% so với
chi phí đầu t ban đầu. Riêng trong ngành lâm nghiệp, chi phí sửa chữa gấp 3,5
chi phí ban đầu đầu t.
Việt Nam: Theo ớc tính của các chuyên gia cơ khí thiệt hại do ma
sát, mài mòn và chi phí bảo dỡng hàng năm lên vài triệu USD.
Chính vì vậy, việc làm giảm tác động của lực ma sát luôn là mục tiêu
quan trọng của các nhà sản xuất máy móc, thiết bị cũng nh ngời sử dụng
chúng. Để thực hiện điều này ngời ta đã dùng dầu bôi trơn. Khi hai mặt phẳng
của chi tiết chuyển động thì chúng đợc cách ly hoàn toàn bằng một lớp màng
dầu, nếu sử dụng loại dầu nhờn phù hợp với các điều kiện làm việc của máy
móc thì hệ số ma sát sẽ giảm đi 100 - 1000 lần so với khi cha có lớp dầu ngăn
cản.
I.3. Chức năng của dầu nhờn [3]:
Khi cho dầu nhờn vào động cơ ta nhận thấy rằng động cơ hoạt động
êm hơn, máy ít nóng hơn, lâu mài mòn hơn vậy dầu nhờn có chức năng nh
thế nào??? Chức năng dầu nhờn nh sau:
I.3.1. Làm giảm ma sát, chống mài mòn và chống xớc:
Đây là mục đích chính của dầu nhờn, bởi vì khi máy móc làm việc thì
các bộ phận máy móc có các bề mặt chi tiết cọ sát nhau sinh ra sức cản làm
cho máy móc h mòn. Với sự có mặt của dầu nhờn thì hai bề mặt tiếp xúc nhau
Trờng ĐHBK Hà Nội
7
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
đợc tách ra chỉ còn ma sát nội tại của dầu nhờn, ma sát này nhỏ hơn rất nhiều
so với ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc của chỉ tiết máy. Do đó, ma sát giảm đi
đáng kể, dẫn đến độ mài mòn giảm và các bề mặt tiếp xúc đợc bảo vệ khỏi bị

Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
I.3.4. Tác dụng tẩy rửa:
Khi động cơ làm việc, do sự tiếp xúc của hai bề mặt kim loại sinh ra các
hạt mịn kim loại đồng thời khi máy móc hoạt động thì luôn luôn hút không
khí vào, bụi cát cũng theo không khí mà vào động cơ, khi hổn hợp đốt cháy sẽ
hình thành mụi than, bản thân dầu nhờn ở những nơi có nhiệt độ cao sẽ sinh ra
hiện tợng bốc hơi, tách ly tạo thành hydrocacbya nh keo Những chất sinh ra
này luôn luôn thanh trừ khỏi bề mặt cọ sát. Công việc này sẽ do dầu nhờn đảm
nhiệm. Nhờ vào trạng thái chảy lỏng dầu đợc lu chuyển qua các bề mặt chi tiết
và cuốn theo các tạp chất có hại nêu trên và đa cào cacte dầu, rồi từ cacte đa
vào bầu lọc, dầu nhờn qua bầu lọc đợc biến thành dầu sạch còn các chất cặn
bẩn thì ở lại trong bầu lọc.
I.3.5. Bảo vệ bề mặt kim loại:
Bề mặt chi tiết, máy móc khi làm việc thờng tiếp xúc với oxy, hơi nớc
làm cho kim loại bị ăn mòn. Nhờ dầu nhờn tạo thành màng mỏng phủ kín lên
bề mặt kim loại nên ngăn cách đợc kim loại với tác nhân gây ăn mòn, nhờ vậy
mà bảo vệ bề mặt kim loại khỏi bị ăn mòn. Dầu nhờn còn đợc dùng để bảo
quản dụng cụ kim loại trong bảo quản và vận chuyển để chống han rỉ.
Với những chức năng u việt vừa nêu trên thì dầu nhờn ngày càng
khẳng định rõ vai trò vô cùng quan trọng của mình trong sự phát triển của
ngành công nghiệp trên thế giới.
I.4. Các tính chất sử dụng của dầu nhờn :
Để dầu nhờn có đợc những chức năng vừa nêu trên thì dầu nhờn cần
phải có những tính chất sau:
I.4.1. Tính chất bôi trơn làm giảm ma sát:[1, 8]
Khi một vật chuyển động lên một vật khác thì xuất hiện lực ma sát.
Chính lực ma sát này cản trở chuyển động của các chi tiết đó. Để giảm đi sự

Độ nhớt cao làm cho động cơ khởi động khó khăn, dầu khó lu thông
vào các bề mặt ma sát tạo ma sát bán khô, gây mài mòn nhanh chóng.
Dầu có độ nhớt lớn lu chuyển trong đờng ống khó khăn và khả năng
làm mát kém.
Nếu độ nhớt quá bé:
Dầu có độ nhớt nhỏ dễ bị đẫy ra khỏi bề mặt ma sát do không chịu đ-
ợc tải trọng, dễ dẫn đến ma sát giới hạn, gây mài mòn.
Dầu có độ nhớt nhỏ làm cho khả năng bám dính kém không có khả
năng che kín. Đặc biệt đối với những bề mặt ma sát đã dơ, mòn, dầu không
lấp đợc các khe hở dẫn đến bị dò lọt khí cháy, nhiên liệu.
Tăng lợng tiêu hao dầu nhờn do khả năng bay hơi cao.
I.4.2 Tính lu động:
Dầu nhờn, khi họat động trong môi trờng nhiệt độ thấp thì nhất thiết
phải có đợc tính lu động phù hợp để dầu nhờn có thể di chuyển từ nơi này
sang nơi khác, chẳng hạn nh dầu nhờn động cơ thì duy chuyển từ thùng chứa
sang cacte và chảy ngay đợc vào bơm khi động cơ khởi động. Trong trờng hợp
Trờng ĐHBK Hà Nội
10
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
này, nhiệt độ đông đặc của dầu nhờn không phải là một chỉ tiêu tin cậy để cho
biết là liệu dầu này có thể chảy đợc vào bơm dầu hay không mà cần phải tiến
hành thử nghiệm trực tiếp trên các thiết bị mô phỏng sự khởi động nguội và
thiết bị thử nhiệt độ giới hạn của bơm. Tuy nhiên trong điều kiện khí hậu Việt
Nam thì tính chất này không quan trọng lắm.
I.4.3 Tính ổn định chống oxi hóa:
Tính chất này rất đáng đợc lu tâm vì các sản phẩm dầu nhờn do bị oxi
hóa nên sinh ra các chất tạo cặn, tăng cờng ăn mòn các ổ đỡ kim loại, hợp kim

Để chống lại những hiện tợng vừa nêu trên thì ngời ta cho vào dầu
nhờn các chất phụ gia tẩy rửa và phân tán phù hợp. Các phụ gia này ngăn ngừa
khả năng tạo cặn và duy trì hoạt động của động cơ.
Các phụ gia tẩy rửa có chức năng giữ cho bên trong động cơ đợc sạch
sẽ, còn các phụ gia phân tán giữ cho các cặn cứng ở dạng keo, ngăn không cho
chúng tạo thành cặn vecni, cặn lắc hay cặn bùn. Hơn nữa, các phụ gia này còn
có khả năng trung hòa, có trị số kiềm tổng TBN đạt tới 50 - 70, để trung hòa
các sản phẩm axit trong quá trình cháy nhiên liệu.
I.4.5 Khả năng chống gỉ và ăn mòn:
Dầu nhờn nói chung và dầu nhờn động cơ nói riêng thì cần phải có
một số khả năng sau đây:
- Ngăn ngừa hiện tợng gỉ và ăn mòn, do nớc ngng tụ và các sản phẩm
cháy ở nhiệt độ thấp cũng nh chế dộ hoạt động không liên tục gây ra.
- Chống lại mài mòn do các sản phẩm axit trong quá trình cháy gây ra.
- Bảo vệ các ổ đỡ hợp kim đồng - chì khỏi sự ăn mòn do các sản phẩm
oxi hóa dầu gây ra.
Chỉ cần thiếu một trong các yếu tố trên cũng gây ra sự ăn mòn trong
các chi tiết máy móc động cơ, thiết bị. Do đó, các loại dầu nhờn cần phải đợc
pha chế bảo đảm tốt mọi tính năng chống mài mòn, ăn mòn. Đặc biệt trong
các trờng hợp dầu nhờn động cơ xăng, khả năng chống ăn mòn - nhất là ăn
mòn ổ đồng- chì và chống gỉ do nớc ngng tụ và các sản phẩm không cháy đợc
hoặc không cháy hết trong nhiên liệu gây ra là hết sức quan trọng. Dầu sử
dụng cho động cơ điezel phải có khả năng chống lại sự ăn mòn các ổ đỡ hợp
kim do các axit và các sản phẩm cháy gây ra. Trong trờng hợp này thì các
chức năng chống ăn mòn gắn liền với độ kiềm các phụ gia tẩy rửa.
I.4.6. Khả năng chống lại sự tạo muội than, tạo cặn:
Trong buồng đốt của động cơ, nhiệt độ tăng lên rất cao và mọi hợp
chất hữu cơ đều có thể rất dễ bị cháy, nhng thờng thì động cơ không đủ thời
gian (quá trình xảy ra trong khoảng thời gian 1% giây) và không đủ oxi để
cháy hoàn toàn nhiên liệu và dầu lọt vào buồng đốt luôn có điều kiện tạo

- Muội đóng ở đế supap sẽ làm supap khó đóng, làm cháy supap.
- Muội than ở bugi đánh lửa sẽ làm cho nó không đánh lửa đợc.
- Các hạt muội than từ buồng đốt rơi xuống đáy cacte dầu sẽ làm
nóng vòng găng, tăng độ mài mòn các chi tiết làm việc và các chất lắng đọng
khác nhau trên các chi tiết động cơ cũng nh trong hệ thống bôi trơn.
Nh vậy, muội than rất có ý nghĩa quan trọng đối với dầu nhờn, chúng
gây ra rất nhiều tác hại. Khi dầu nhờn có chất lợng tốt thì trong quá trình sử
dụng sẽ không có hoặc ít có muội than hình thành trên bề mặt các chi tiết. Do
đó, dầu nhờn cần phải có tính chống lại sự tạo thành muội than.
Ngoài sự tạo muội than của dầu nhờn thì chúng còn có khả năng tạo
cặn. Việc tạo cặn của dầu nhờn cũng gây ra rất nhiều tác hại cho động cơ nh
là: làm tắc các rãnh dầu, đờng dầu và các bầu lọc, làm cho các dầu mới bị
Trờng ĐHBK Hà Nội
13
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
giảm phẩm chất, cặn có thể quánh và rắn lại đến mức không thể dùng phơng
pháp cơ học để làm sạch do vậy dầu nhờn phải có tính chống lại sự tạo cặn.
Chơng II: Các Chỉ Tiêu Chất Lợng Của Dầu Nhờn
và Cách Xác Định Các Chỉ Tiêu Đó
Mỗi sản phẩm dầu nhờn lu hành trên thị trờng đều phải đạt một số chỉ
tiêu nhất định và dựa vào những chỉ tiêu này làm cơ sở cho việc đánh giá chất
lợng của các sản phẩm dầu nhờn. Việc phân tích và đánh giá chất lợng các sản
phẩm dầu nhờn thông qua các chỉ tiêu là điều rất quan trọng, nó giúp cho
chúng ta có thể có đợc đầy đủ những thông tin cần thiết và chính xác của các
loại dầu nhờn khác nhau cho phép chúng ta lựa chọn dầu nhờn phù hợp cho
từng mục đích sử dụng.
II.1 Trị số axit và kiềm:

cho các sản phẩm tối màu.
Phơng pháp III: ASTM-D.2896 (xác định trị số kiềm của các sản
phẩm dầu mỏ bằng phơng pháp chuẩn độ điện thế dùng axit Percloric) phơng
pháp này đợc dùng để xác định các hợp chất kiềm có trong các sản phẩm dầu
mỏ.
Những phơng pháp ASTM-D.664 và phơng pháp ASTM-D.974 là
thích hợp cho việc xác định chỉ số kiềm tổng TBN và chỉ số axit mạnh TAN.
Phép xác định chỉ số axit và kiềm bằng phơng pháp chuẩn độ dùng chỉ
thị màu là phép xác định các hợp chất axit hay kiềm có trong dầu bôi trơn với
điều kiện là loại dầu bôi trơn này tan hoàn toàn hoặc gần nh tan hoàn toàn
trong dung môi Toluen và alkol izo-propylic. Nó dùng để xác định lợng kiềm
hay axit cần thiết để trung hòa các thành phần axit hay kiềm có trong bất kì
loại dầu mỡ mới hay loại đã dùng rồi, trừ dầu động cơ đặc biệt là dầu điezen.
Hiện nay, có rất nhiều loại phụ gia sử dụng nhằm nâng cao phẫm chất
dầu bôi trơn và tùy thuộc vào thành phần của phụ gia mà dầu cho vào có tính
axit hay kiềm. Trong một số trờng hợp có cả axit yếu và kiềm yếu, khi tan vào
trong dầu chúng không tác dụng với nhau mà chúng tác dụng với cả hai loại
axit mạnh và kiềm mạnh dùng để chuẩn độ cho cả hai trị số là axit và kiềm.
Cũng có những loại phụ gia khác có khả năng tham gia phản ứng trao đổi ion
với kiềm, cho nên trong quá trình trung hòa làm sai lệch các giá trị của phép
xác định. Những hiệu ứng của phụ gia đã che lấp mất sự thay đổi độ axit của
dầu có chứa chất phụ gia.
Rất nhiều phụ gia hiện đang sử dụng cho dầu động cơ có chứa các hợp
chất kiềm nhằm trung hòa các sản phẩm axit của quá trình cháy, lợng tiêu tốn
ở thành phần kiềm này là một chỉ số về tuổi thọ sử dụng của dầu. Phép đo độ
kiềm liên quan đến TBN hiện đang đợc áp dụng cho hầu hết động cơ, đặc biệt
là động cơ điezen.
Chỉ số axit tổng của dầu nhờn thải là một đại lợng đánh giá mức độ
biến chất của dầu do quá trình oxi hóa. Đối với hầu hết các loại dầu bôi trơn
Trờng ĐHBK Hà Nội

đã khởi động, ngợc lại khi sử dụng loại dầu nhờn có độ nhớt thấp hơn so với
độ nhớt yêu cầu thì dẫn đến chống mài mòn và tăng lợng tiêu hao dầu [8-trang
201]. Nh vậy, đối với mỗi chi tiết máy điều cơ bản đầu tiên là phải dùng đầu
có độ nhớt thích hợp với những điều kiện vận hành máy móc khác nhau.
Khi sử dụng các phơng tiện tải trọng nặng thì sử dụng loại dầu bôi trơn
có độ nhớt cao. Ngợc lại, những phơng tiện nhẹ, tốc độ cao thì dùng dầu có độ
nhớt thấp. Độ nhớt cũng là một chỉ tiêu quan trọng trong việc theo dõi dầu
trong suốt quá trình sử dụng. Nếu biểu hiện độ nhớt tăng lên thì là dấu hiệu
Trờng ĐHBK Hà Nội
16
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
của dầu bị oxi hóa còn nếu là độ nhớt giảm thì có thể là do nguyên liệu lẫn
vào hoặc là do các tạp chất khác lẫn vào [1].
Thông thờng sử dụng 3 loại độ nhớt sau: độ nhớt động học, độ nhớt
động lực, độ nhớt quy ớc [15-trang 16].
II.2.1 Độ nhớt động lực (kí hiệu là

hoặc là
à
): là lực cản tác động lên chất
lỏng khi có hai lớp chất lỏng chuyển động tơng đối nhau trong khoảng
cách 1cm, diện tích 1cm
2
, dới tác động của một lực là 1din, vận tốc
chuyển động 1cm/giây [17- trang16].
Đơn vị độ nhớt động lực thông thờng là Pa.s.
Theo Newton: độ nhớt động lực là chính là số đo khả năng chống lại

là mật độ dầu ở cùng nhiệt độ đo trong thời gian chảy t, g/cm
3
- t là thời gian chảy, s
-

là độ nhớt động lực tính bằng cP hay mPas.
II.2.2 Độ nhớt động học (kí hiệu là

):
Là tỷ số giữa độ nhớt động lực và mật độ của chất lỏng. Nó là số đo
lực cản chảy của một chất lỏng dới tác dụng của trọng lực [17-trang 16].
Nguyên tắc xác định độ nhớt động học là đo thời gian (tính bằng giây)
của một thể tích xác định của chất lỏng chảy qua mao quản của nhớt kế
Trờng ĐHBK Hà Nội
17
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
chuẩn, dới tác dụng của trọng lực ở nhiệt độ xác định. Độ nhớt động học là
tích số giữa hằng số nhớt kế và thời gian chảy của dầu. Hằng số nhớt kế thu đ-
ợc bằng cách chuẩn trực tiếp với các chất chuẩn đã biết trớc độ nhớt hoặc từng
bậc với nớc cất. Nớc cất có độ nhớt chuẩn ở 0
o
C là 1,79 cP và ở 20
o
C là 1,002
cP.[17]
Trong hệ số đơn vị SI: độ nhớt động học đợc tính bằng m
2

Độ nhớt quy ớc là tỷ số giữa thời gian chảy qua nhớt kế (tính bằng
giây) của 200 ml sản phẩm dầu cần thử nghiệm ở nhiệt độ cần thiết, và thời
gian chảy của 200 ml nớc cất ở 20
o
C. Giá trị của tỷ số này biểu thị thành dộ
nhớt quy ớc Engle (
0
E). Nhớt kế Engle đợc dùng để đo độ nhớt qui ớc.
Nguyên tắc: dựa trên cơ sở so sánh thời gian chảy của 200ml chất lỏng
cần xác định với thời gian chảy của 200ml nớc cất ở 20
o
C qua nhớt kế Engle.
Giữa độ nhớt quy ớc và độ nhớt động học có mối quan hệ thực
nghiệm, nó đợc biểu thị bởi công thức gần đúng nh sau:
- Nếu độ nhớt động học

từ 1 đến 120 mm
2
/s thì:

E
31,6
E31,7
o
o
t
ì=
- Nếu độ nhớt động học

>120 mm

o
C.
ASTM-D.1532: dùng để xác định độ nhớt của những chất lỏng bôi
trơn hàng không ở nhiệt độ thấp và số % chuyển đổi độ nhớt sau khoảng thời
gian là 3h và 72h mẫu đợc đặt ở nhiệt độ thấp.
ASTM-D.2893: đo độ nhớt ở nhiệt độ thấp của các chất bôi trơn hay
dùng cho ôtô, dùng nhớt kế quay Brookfield.
Đồ thị sự phụ thuộc độ nhớt động học vào nhiệt độ đợc dẫn ra trong
tiêu chuẩn D-341 (các độ nhớt - nhiệt độ dùng cho các sản phẩm dầu lỏng) là
những phơng tiện thuận lợi để xác định chính xác độ nhớt động học của một
loại dầu khoáng hay hydrocacbon lỏng ở bất kỳ nhiệt độ nào nằm trong vùng
giới hạn đã cho. Các đồ thị của sự phụ thuộc độ nhớt động học vào nhiệt độ sẽ
đợc thiết lập khi ta biết độ nhớt động học ở hai nhiệt độ khác nhau.
ASTM-D.2162: hớng dẫn dùng những nhớt kế mẫu và dầu có độ
nhớt chuẩn để kiểm tra các nhớt kế đo hàng ngày.
Thông thờng ngời ta xác định độ nhớt của dầu nhờn ở nhiệt độ là 40
và 100
o
C thì ngời ta có thể đánh giá đợc là loại dầu nhờn đó là tốt hay xấu, có
còn đợc sử dụng đợc hay không. Ngời ta còn dùng độ nhớt để phân loại dầu
bôi trơn nói chung và dầu nhờn động cơ nói riêng.
II.3. Chỉ số độ nhớt [1, 6, 8, 15]:
Độ nhớt của dầu nhờn thay đổi theo nhiệt độ, áp suất. Tuy vậy, mối t-
ơng quan giữa nhiệt độ và độ nhớt gọi là tính nhớt nhiệt của dầu nhờn có ý
nghĩa quan trọng hơn cả.
Chỉ số nhớt kế VI (Viscosity Index) là con số ở trên thang đo qui ớc, là
một trị số chuyên dùng để đánh giá sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo
nhiệt độ. Chỉ số độ nhớt cao chứng tỏ là dầu đó ít thay đổi theo nhiệt độ, và
ngợc lại. Đối với dầu bôi trơn thì khi nhiệt độ càng tăng thì độ nhớt càng
Trờng ĐHBK Hà Nội

L-U
VI của dầu U = 100.(L-U)/(L-H)
Phơng pháp I: dùng cho các sản phẩm có chỉ số độ nhớt nhỏ hơn hoặc
bằng 100.
Nếu độ nhớt động học ở 100
o
C mà nhỏ hơn hoặc bằng 70mm
2
/s thì
chỉ số độ nhớt đợc tính theo công thức nh sau:

100
)HL(
)UL(
VI
ì


=
Trong đó:
Trờng ĐHBK Hà Nội
20
Hình 2.1. Sự thay đổi độ nhớt của dầu bôi trơn theo nhiệt độ;
lý giải về chỉ số độ nhớt (VI).
L - độ nhớt của dầu có VI = 0 (dầu có VI thấp dầu naphten).
H - độ nhớt của dầu có VI = 100 (dầu có VI cao dầu Parafin).
U - độ nhớt của dầu cần phải tính chỉ số độ nhớt
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu

2
/s
thì các giá trị tơng ứng của L và H cần phải tra trong ASTM-D.2270. Sau đây
là bảng trích một phần trong ASTM-D.2270:
Bảng II.1 Những giá trị của L và H ứng với độ nhớt động học
ở 40
o
C và 100
o
C [1-trang 37, 17-trang 26]
Độ nhớt động học ở 100
o
C Giá trị L Giá trị H
2,00
2,10
5,00
5,10
15,00
7,994
8,640
40,23
41,99
296,5
6,394
6,894
28,49
29,48
149,7
Nếu độ nhớt động học ở 100
o

=

Trờng ĐHBK Hà Nội
21
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải

Ylg
UlgHlg
N

=
Trong đó :
- U và Y là những chỉ số độ nhớt đo đợc tơng ứng ở 40 và 100
o
C
của chất lỏng cần xác định chỉ số độ nhớt .
- H là độ nhớt động học ở 40
o
C của loại dầu có chỉ số độ nhớt bằng
100 và có cùng độ nhớt động học ở 100
o
C với dầu mà ta cần phải tính chỉ số
độ nhớt, mm
2
/s. Nếu độ nhớt động học ở 100
o
C mà nhỏ hơn hoặc bằng 70

Trong nhiều trờng hợp, nếu nhiệt độ làm việc của máy mà ít thay đổi
thì ngời ta ít chú ý đến chỉ số độ nhớt. Còn trong trờng hợp nhiệt độ chạy máy
thay đổi trong khoảng rộng, nh động cơ ôtô, thì cùng với một số tính năng
khác chỉ số độ nhớt cũng đợc coi trọng.
Trong quá trình sử dụng dầu có biểu hiện thay đổi chỉ số độ nhớt thì
đó là dầu nhiễm bẩn có lẫn các sản phẩm khác. Đôi khi quá trình oxi hóa cũng
là nguyên nhân làm tăng chỉ số độ nhớt trong quá trình sử dụng. Việc giảm
chỉ số độ nhớt VI cũng có thể là có những lực phá vỡ cấu trúc phân tử của các
phụ gia Polyme có mặt trong dầu bôi trơn.
II.4. Màu sắc [1, 8] :
Sự khác nhau về màu sắc của dầu bôi trơn có nguồn gốc từ sự khác
nhau về dầu thô dùng chế biến ra nó, về khoảng nhiệt độ sôi, về phơng pháp
và mức độ làm sạch trong quá trình tinh luyện, về hàm lợng và bản chất của
phụ gia pha vào trong dầu.
Trờng ĐHBK Hà Nội
22
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
Màu dầu rất khác nhau: từ trong suốt đến màu sẫm hoặc màu đen kịt.
Ngời ta nhận thấy rằng dầu bị tối màu dần trong quá trình sử dụng là dấu hiệu
của sự nhiễm bẩn hay sự bắt đầu của quá trình oxi hóa. Sự sẫm màu của dầu
kèm theo sự thay đổi không lớn chỉ số trung hòa và độ nhớt thờng là dấu hiệu
của sự nhiễm bẩn các chất lạ. Các tạp chất có màu có thể làm thay đổi màu
dầu một cách rõ rệt, nhng không ảnh hởng đến các thuộc tính khác. Ví dụ nh
màu dầu ít có ý nghĩa đối với dầu động cơ. Rất nhiều các dầu mới có pha phụ
gia tối màu và thông thờng trong quá trình sử dụng thì dầu của động cơ tối
màu rất nhanh.
Nói chung, các phơng pháp so màu đều dựa trên cơ sở so sánh bằng

- 131.5
Đồ
á
n Tốt Nghiệp Nghiên Cứu Tái Sinh Dầu
Nhờn Thải
là một hàm đặc biệt của trọng lợng riêng chúng liên quan với nhau theo phơng
trình:

Nh vậy giá trị API sẽ tăng khi trọng lợng của dầu thay đổi theo nhiệt
độ và đợc xác định ở nhiệt độ nhất định, sau đó đa về nhiệt độ chuẩn.
Có các phơng pháp xác định khối lợng riêng và tỷ trọng nh sau:
Tiêu chuẩn ASTM-D.1250 cung cấp những bảng cho phép tính
chuyển khối lợng riêng và tỷ trọng đo đợc ở bất kỳ nhiệt độ nhiệt độ nào trong
khoảng từ -17,8
o
C (
o
F) đến 160
o
C (500
o
F) về nhiệt độ tiêu chuẩn ở 15,6
o
C
(60
o
F).
Phơng pháp đo ASTM-D.941 (khối lợng riêng và tỷ trọng của chất
lỏng đo bằng Pycnomet Lipkin có hai capila) dùng cho các phép đo khối lợng
riêng của chất lỏng bôi trơn bất kỳ có độ nhớt nhỏ hơn 15 mm/s ở 12

trọng lợng sang thể tích hay từ thể tích sang trọng lợng.
II.6. Điểm chớp cháy và bắt lửa [1, 8, 10, 17, 18]:
Điểm chớp cháy của dầu đợc định nghĩa là nhiệt độ thấp nhất mà tại áp
suất khí quyển là 101,3 kPa, mẫu đợc nung nóng. Khi có ngọn lửa thì sẽ chớp
cháy và lan truyền tức thì trên bề mặt mẫu.
Nhiệt độ thấp nhất mà ở đó mẫu tiếp tục cháy trong 5 giây đợc gọi là
điểm bắt lửa.
Điểm bắt lửa và điểm chớp cháy của dầu mới thay đổi theo độ nhớt.
Dầu có độ nhớt cao thì sẽ có điểm chớp cháy và bắt lửa cao hơn. Thông thờng
độ bắt cháy phụ thuộc vào loại dầu thô. Dầu naphten thờng có điểm chớp cháy
và bắt lửa cao hơn dầu parafin có cùng độ nhớt. Quy luật chung là đối với các
hợp chất nh nhau thì có điểm chớp cháy và bắt lửa tăng khi mà trọng lợng
phân tử tăng.
Mặc dù điểm chớp cháy và bắt lửa của dầu là một đặc trng sơ bộ về
bản chất cháy của nó nhng chúng chỉ là một trong những yếu tố gây ra hỏa
hoạn của dầu. Để xác định điểm chớp cháy và bắt lửa của dầu bôi trơn ngời ta
thờng dùng ASTM-D.92 (xác định điểm chớp cháy và bắt lửa cốc hở) và
ASTM-D.93 (xác định điểm chớp cháy và bắt lửa cốc hở). Phơng pháp này
còn đợc dùng để xác định độ nhiễm bẩn của dầu bôi trơn bởi những lợng nhỏ
các chất dể bay hơi. Trong trờng hợp dầu động cơ điezen có sự giảm đáng kể
của điễm chớp cháy, có thể xác nhận một cách định tính rằng: việc hòa tan
các nhiên liệu vào dầu đã làm giảm đáng kể độ nhớt của dầu. Để xác định sự
hòa tan nhiên liệuvào trong dầu nhờn của động cơ xăng ta có thể dùng phơng
pháp ASTM-D.322.
Đối với ngời sử dụng, trong những trờng hợp nhất định, việc xác định
điểm chớp cháy và bắt lửa là hết sức cần thiết với công tác phòng chống cháy
nổ. Tuy nhiên, đó là một trong những tính chất cần lu ý, khi đánh giá toàn bộ
nguy cơ gây nổ của vật t. Hơn nữa, khi cần làm việc ở nhiệt độ cao mà ta lại
sử dụng dầu có điểm chớp cháy thấp, nghĩa là dễ bay hơi gây ra tiêu hao lớn.
Dầu mới thì có điểm chớp cháy và bắt lửa thấp hơn giá trị mà nó cần phải có