BẢN TIN TOP 1 THÁNG 4/2013


KHE HỞ BẠC ĐẠN & DẦU TỔNG HỢP

 

Điều nào tốt hơn giữa một động cơ được chế tạo với khe hở bạc đạn khít hoạt động với dầu tổng hợp có độ nhớt thấp, và một động cơ truyền thống với khe hở bạc đạn rộng sử dụng dầu động cơ có độ nhớt đậm đặc hơn?

Câu trả lời vắn tắt là tùy thuộc vào động cơ, loại xe và loại dầu được sử dụng. Khe hở bạc đạn khít với dầu động cơ tổng hợp khá loãng sẽ hoạt động tốt đối với nhiều loại xe hiệu suất cao, như đua xe NASCAR, đua xe vòng (chạy nhiều vòng trong sân vận động), đua xe siêu tốc (đường đua phẳng và chỉ dài 400 M hoặc 200 M). Tuy nhiên, hầu hết các động cơ này được chế tạo cho mục đích riêng nên được gia công với độ dung sai theo yêu cầu. Cổ trục khuỷu được mài chính xác càng tròn, phẳng và đúng càng tốt, cổ trục được đánh bóng đến mức sáng như gương chỉ chênh lệch vài microinch, và động cơ chỉ hoạt động trong dầu tổng hợp chất lượng cao, không phải dầu thông thường.

Khe hở dầu là khoảng cách giữa đường kính trong của bạc đạn đã được lắp đặt và đường kính ngoài của trục khuỷu hoặc cổ trục cam. Khi giảm khe hở dầu sẽ có một số thuận lợi: khuếch tán tải đều hơn trên bề mặt bạc đạn, phân phối áp lực đồng đều khắp bạc đạn, giảm khối lượng dầu chảy vào bạc đạn. Vì vậy, giảm áp lực dầu cần cho động cơ, nên động cơ đạt được công suất cao.

Một trong những bất lợi của khe hở bạc đạn khít là nó có thể làm tăng nhiệt độ của cả bạc đạn và dầu. Nhưng không là vấn đề nếu động cơ được bôi trơn bằng dầu tổng hợp chất lượng do tính ổn định nhiệt rất tốt của loại dầu này.

Đối với bạc đạn có khe hở rộng hơn, dầu sẽ vào dễ dàng dù cho trục khuỷu không được gia công tới mức hoàn hảo. Khe hở bạc đạn càng rộng thì càng cần dầu đậm đặc hơn (thí dụ như dầu đa cấp 20W-50 hay dầu đơn cấp 30, 40 hoặc 50) để bạc đạn không bị thiếu dầu bôi trơn. Điều này đòi hỏi áp lực dầu cao hơn từ máy bơm dầu và/ hoặc khối lượng dầu nhiều hơn.

Dầu không phân biệt loại bạc đạn hay loại trục nó bôi trơn, mà chỉ cần duy trì đủ một lớp dầu mỏng giữa hai bề mặt cho sự bôi trơn thủy động và ngăn sự tiếp xúc giữa các bề mặt kim loại. Áp lực dầu phải đủ để giữ cho bạc đạn được bôi trơn và mát, và dầu cũng phải đủ mạnh để chống phân cắt và không bị đẩy ra khỏi khe hở giữa bạc đạn và trục ở điểm chịu tải cao nhất.

Dầu động cơ tổng hợp đa cấp lưu thông dễ dàng hơn dầu thường ở cả nhiệt độ thấp và nhiệt độ cao, nên dầu này có thể khởi động ở cả nhiệt độ thấp và nhiệt độ hoạt động tăng cao. Đây là yếu tố rất quan trọng đối với bộ tăng áp (turbocharger).

Sự tăng áp là một thách thức lớn đối với dầu nhớt. Bạc đạn của bộ tăng áp bị nóng nhiều hơn bạc đạn động cơ thông thường, dẫn tới tình trạng oxid hóa tăng cao và dầu xuống cấp. Một thách thức khác nữa đối với dầu là động cơ ngày nay đang có kích thước nhỏ đi, trong khi hiệu suất động cơ lại tăng. Việc giảm kích thước động cơ gây ra tải cao hơn trên các bạc đạn nhỏ. Điều này dẫn đến khe hở dầu bị giảm và ma sát kim loại trên bề mặt bạc đạn tăng. Ở cả hai trường hợp trên đều cần dầu động cơ tổng hợp chất lượng cao với độ nhớt thấp để cung cấp lượng dầu và bảo vệ động cơ đúng mức.

Để giảm ma sát và cải thiện tiết kiệm nhiên liệu, hầu hết các động cơ đời mới được dùng với dầu 5W-20 hay thậm chí       0W-20. Sự kết hợp giữa dầu nhớt và bạc đạn này sẽ làm việc tương đối tốt đối với việc lái xe hằng ngày hay sử dụng hiệu suất nhẹ. Tuy nhiên, đối với xe hơi đua, dầu cần được pha chế đặc biệt cho việc đua xe, nên thường có thêm chất làm giảm ma sát ZDDP để tăng cường bảo vệ động cơ. Tóm lại, loại dầu được sử dụng sẽ tùy thuộc vào loại xe và khe hở bạc đạn bên trong động cơ.