Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10510:2014 ISO 24254:2007 Chất bôi trơn, dầu công nghiệp và sản phẩm liên quan (loại L)-Họ E (dầu động cơ đốt trong)-Yêu cầu kỹ thuật đối với dầu sử dụng trong động cơ xăng môtô bốn kỳ và hệ thống truyền động kèm theo (phẩm cấp EMA và EMB)

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10510:2014

ISO 24254:2007

CHẤT BÔI TRƠN, DẦU CÔNG NGHIỆP VÀ CÁC SẢN PHẨM LIÊN QUAN (LOẠI L) – HỌ E (DẦU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG) – YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI DẦU SỬ DỤNG TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG MÔTÔ BỐN KỲ VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG KÈM THEO (PHẨM CẤP EMA VÀ EMB)

Lubricants, industrial oils and related products (class L) – Family E (Internal combustion engine oils) – Specifications for oils for use in four- stroke-cycle motorcycle gasoline engines and associated drivetrains (categories EMA and EMB)

Lời nói đầu

TCVN 10510:2014 hoàn toàn tương đương với ISO 24254:2007.

TCVN 10510:2014 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC28 Sản phẩm dầu mỏ và chất bôi trơn biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu tính năng tối thiểu đối với dầu động cơ bốn kỳ và để phân loại tính năng của chúng theo các tính chất ma sát. Hiện chưa có các tiêu chuẩn về tính năng đặc biệt của chất bôi trơn đối với dầu động cơ bốn kỳ được sử dụng trong môtô, động cơ scooter, xe địa hình (ATVs) và các thiết bị tương tự. Kết quả là, qua thực tế các nhà sản xuất các loại thiết bị này nhận thấy rằng các vấn đề liên quan đến dầu động cơ bốn kỳ không đáp ứng các yêu cầu ma sát đặc biệt của các động cơ đã được sử dụng. Mục đích của tiêu chuẩn này là giúp nhà sản xuất động cơ thông tin đến người tiêu dùng về sự cần thiết của chất bôi trơn đối với động cơ và hỗ trợ người tiêu dùng trong việc lựa chọn chất bôi trơn thích hợp từ nhiều loại dầu hiện có trên thị trường.

TCVN 10510:2014

CHẤT BÔI TRƠN, DẦU CÔNG NGHIỆP VÀ CÁC SẢN PHẨM LIÊN QUAN (LOẠI L) – HỌ E (DẦU ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG) – YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI DẦU SỬ DỤNG TRONG ĐỘNG CƠ XĂNG MÔTÔ BỐN KỲ VÀ HỆ THỐNG TRUYỀN ĐỘNG KÈM THEO (PHẨM CẤP EMA VÀ EMB)

Lubricants, industrial oils and related products (class L) – Family E (Internal combustion engine oils) – Specifications for oils for use in four- stroke-cycle motorcycle gasoline engines and associated drivetrains (categories EMA and EMB)

CẢNH BÁO: Thao tác và sử dụng các sản phẩm được xác định trong tiêu chuẩn này có thể gây nguy hại nếu không tuân thủ các biện pháp phòng ngừa thích hợp. Tiêu chuẩn này không đề cập đến các vấn đề về an toàn liên quan đến sử dụng tiêu chuẩn. Người sử dụng tiêu chuẩn này có trách nhiệm thiết lập các quy tắc về an toàn và sức khỏe thích hợp và xác định việc áp dụng các giới hạn bắt buộc trước khi sử dụng.

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định yêu cầu kỹ thuật của dầu bôi trơn động cơ (sau đây được đề cập là dầu động cơ bốn kỳ) được sử dụng trong động cơ xăng đánh lửa bốn kỳ của môtô, động cơ scooter, xe địa hình (ATV) và thiết bị tương tự thuộc loại có một bình chứa chung chứa dầu bôi trơn cho cả động cơ và hệ thống truyền động kèm theo (hộp số, bộ ly hợp, bộ khởi động). Phân loại dầu động cơ bốn kỳ được quy định trong TCVN 8939-15 (ISO 6743-15)^[1]. Trong số các phẩm cấp được nêu trong TCVN 8939-15 (ISO 6743-15), tiêu chuẩn chỉ bao gồm phẩm cấp EMA và EMB.

Tiêu chuẩn này quy định việc phân loại tính năng của dầu động cơ bốn kỳ trên cơ sở các tính chất hóa lý và ba chỉ số tính năng ma sát được lấy từ các đặc tính ma sát của dầu bôi trơn theo quy trình thử nghiệm JASO T904[1]⁾

CHÚ THÍCH: Trong tiêu chuẩn này thuật ngữ “% (m/m)” được sử dụng để thể hiện tỷ lệ khối lượng.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

ISO 3987*⁾, Petroleum products – Determination of sulfated ash in lubricating oils and additives (Sản phẩm dầu mỏ – Xác định tro sulfate hóa trong dầu bôi trơn và phụ gia).

ISO 6247, Petroleum products – Determination of foaming characteristics of lubricating oils (Sản phẩm dầu mỏ – Xác định các đặc tính tạo bọt của dầu bôi trơn).

ISO 20844, Petroleum and related products – Determination of the shear stability of polymer- containing oils using a diesel injector nozzle (Sản phẩm dầu mỏ và sản phẩm có liên quan – Xác định độ bền trượt của dầu có chứa polyme sử dụng vòi phun điêzen).

ASTM D 4683, Standard test method for measuring viscosity at high shear rate and high temperature by tapered bearing simulator (Phương pháp xác định độ nhớt tại tốc độ trượt cao và nhiệt độ cao bằng mô phỏng ổ lăn côn).

ASTM D 4741, Standard test method for measuring viscosity at high temperature and high shear rate by tapered plug viscosimeter (Phương pháp xác định độ nhớt tại nhiệt độ cao và tốc độ trượt cao bằng máy đo độ nhớt nút côn).

ASTM D 4951, Standard test method for determination of additive elements in lubricating oils by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (Phương pháp ác định các thành phần phụ gia trong dầu bôi trơn bằng quang phổ phát xạ nguyên tử plasma cặp cảm ứng).

CEC L40-A93, Standard test method for evaporation loss of lubricating oils by the Noack method (Phương pháp xác định sự hao hụt do bay hơi của dầu bôi trơn bằng phương pháp Noack).

JASO T904, Motorcycles – Four stroke cycle gasoline engine oils – Friction properties test for the clutch systems (Môtô – Dầu động cơ xăng bốn kỳ – Thử nghiệm đặc tính ma sát đối với hệ thống ly hợp).

JPI-5S-38, Lubricating oils – Determination of additive elements – Inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (Dầu bôi trơn – Xác định các thành phần phụ gia – Phép đo phổ phát xạ nguyên tử plasma cặp cảm ứng).

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau đây.

3.1. Dầu cần đánh giá (candidate oil)

Dầu cho động cơ bốn kỳ mà tính năng của nó được đưa ra để đánh giá trong phương pháp thử.

3.2. Dầu chuẩn (reference oil)

Dầu cho động cơ bốn kỳ đã được pha chế sẵn, có tính năng đã biết, được sử dụng cho mục đích so sánh để phân loại tính năng của dầu cần đánh giá.

CHÚ THÍCH: Hai loại dầu đối chứng tiêu chuẩn được sử dụng cho mục đích so sánh trong v iệc đánh giá tính năng của dầu cần đánh giá: JAFRE-A (Dầu chuẩn động cơ bốn kỳ của Nhật Bản – A) có đặc tính ma sát cao v à JAFRE-B (Dầu chuẩn động cơ bốn kỳ của Nhật Bản – B) có đặc tính ma sát thấp[2]⁾.

3.3. Chỉ số ma sát (friction index)

Chỉ số tính năng tương đối, được xác định bằng cách so sánh các kết quả thử nghiệm của dầu cần đánh giá với kết quả của dầu chuẩn.

3.4. Chỉ số ma sát động (dynamic friction index)

DFI

Chỉ số tổng hợp được xác định từ hệ số ma sát động lực, µ_d, đạt được từ thử nghiệm ma sát động.

3.5. Chỉ số ma sát tĩnh (static friction index)

SFI

Chỉ số này được xác định từ hệ số ma sát tĩnh, µs, thu được từ thử nghiệm ma sát tĩnh.

3.6. Chỉ số thời gian ngừng (stop time index)

STI

Chỉ số tổng hợp được xác định từ thời gian ngừng, ST, đạt được từ thử nghiệm ma sát động.

4. Các yêu cầu đối với dầu động cơ bốn kỳ

4.1. Mức tính năng chung

Dầu động cơ bốn kỳ cần đánh giá phải được pha chế sao cho tính năng động cơ của nó ở mức chất lượng ít nhất tương đương với một hoặc nhiều hơn các cấp tính năng đối với yêu cầu kỹ thuật dầu động cơ được nêu trong Bảng 1.

Bảng 1 – Các phẩm cấp tính năng của dầu động cơ

4.2. Yêu cầu tính chất hóa lý

Cùng với các yêu cầu tính năng quy định, dầu cần đánh giá cũng phải thỏa mãn các yêu cầu tính chất hóa lý được đưa ra trong Bảng 2. Những tính chất hóa lý này thay cho các giá trị mức tính năng chung được chi tiết trong tiêu chuẩn phân loại tính năng được nêu trong Bảng 1.

Bảng 2 – Các yêu cầu tính chất hóa lý đối với dầu động cơ bốn kỳ

4.3. Yêu cầu về tính năng

Tính năng của dầu động cơ bốn kỳ được phân loại thành một trong hai cấp như nêu trong Bảng 3, dựa trên ba chỉ số tính năng được dẫn xuất từ chỉ số ma sát như sau:

Chỉ số ma sát, I_F, được tính theo phương trình (1):

trong đó

X_Cand                 là kết quả thử nghiệm của dầu cần đánh giá;

X_JAFREA              là kết quả thử nghiệm của dầu chuẩn JAFRE-A;

X_JAFREB                            là kết quả thử nghiệm của dầu chuẩn JAFRE-B.

CHÚ THÍCH: Chỉ số ma sát tổng hợp được tính sao cho đạt được 2,00 khi dầu JAFRE-A được đánh giá là dầu cần đánh giá v à 1,00 khi dầu JAFRE-B được đánh giá là dầu cần đánh giá.

Bảng 3 – Phân loại tính năng

Về việc phân loại dầu cần đánh giá, nếu có bất kỳ một chỉ số hoặc nhiều chỉ số thuộc ba chỉ số ma sát (DFI, SFI và STI) không đáp ứng sự phân loại EMA, dầu động cơ bốn kỳ cần đánh giá sẽ được phân loại là EMB.

Do phạm vi chỉ số EMA cho phép rộng, có thể phân cấp EMA thành hai tiểu cấp là EMA1 và EMA2 như được liệt kê trong Bảng 4. Tiểu cấp EMA1 và EMA2 chỉ có thể được áp dụng khi tất cả các chỉ số ma sát tổng hợp của dầu cần đánh giá nằm trong phạm vi quy định của tiểu cấp cụ thể đó.

Bảng 4 – Phân loại tiểu cấp

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

CƠ SỞ VÀ VÍ DỤ VỀ PHÂN ĐỊNH PHÂN LOẠI TÍNH NĂNG

A.1. Cơ sở

Việc bôi trơn động cơ ô tô và môtô có một số yêu cầu về tính năng chung cho cả hai loại. Trong nhiều năm, các yêu cầu tính năng của dầu động cơ ôtô đã được áp dụng cho môtô, xe scooter, xe địa hình (ATV) và thiết bị tương tự mà không có sự sửa đổi. Yêu cầu tính năng tối thiểu áp dụng cho dầu động cơ bốn kỳ hiện nay được xác định theo phẩm cấp API SG do các nhà sản xuất môtô và xe scooter khuyến nghị. (Mặc dù một số thử nghiệm tính năng API SG giờ đây đã lỗi thời và không còn sử dụng nữa, dầu tương đương với những đặc tính kỹ thuật này hiện vẫn xuất hiện ở nhiều khu vực trên thế giới và được bán trên thị trường theo chủ ý của nhà sản xuất dầu bôi trơn). Tuy nhiên, với xu hướng phát triển các dầu động cơ ô tô cải tiến tiết kiệm nhiên liệu (ILSAC GF-3, GF-4), chiều hướng sử dụng nhầm các loại dầu động cơ này đã gia tăng. Hiện đang có nhu cầu bôi trơn đặc biệt liên quan đến các đặc tính ma sát và tính chất nhớt của dầu bôi trơn đối với bánh răng hộp số, bộ khởi động và bộ ly hợp của môtô và xe scooter. Vì với các dầu động cơ có độ nhớt thấp (0W-20) thì độ bền của bánh răng hộp số sẽ suy giảm. Hơn nữa, với các dầu động cơ có tính năng ma sát được cải tiến ma sát sâu thì có thể làm trượt ly hợp (côn) do đặc tính ma sát thấp của chúng, đặc biệt tại nhiệt độ cao thì đòi hỏi dầu phải có đặc tính ma sát cao hơn.

Mục đích của việc xác định yêu cầu tính năng tối thiểu và thiết lập giới hạn thích hợp đối với các đặc tính độ nhớt, bay hơi và ma sát là để giảm thiểu xu hướng áp dụng sai và gây trục trặc trên hiện trường. Dầu động cơ bốn kỳ, được xác định bởi tiêu chuẩn này, phải được phân loại theo các đặc tính ma sát của chúng như EMA, EMA2, EMA1 (hệ số ma sát cao) hoặc EMB (hệ số ma sát thấp). Lưu ý rằng có những ứng dụng chẳng hạn như ứng dụng bôi trơn một số xe ATV thì ưa dùng dầu bôi trơn có đặc tính ma sát thấp hơn là dầu bôi trơn có đặc tính ma sát cao hơn như được xác định bởi phương pháp thử JASO T904. Đồng thời, đối với xe scooter và/hoặc với môtô có bộ ly hợp khô, sự trượt côn không còn là một vấn đề đáng quan tâm nữa nên có thể sử dụng dầu có đặc tính ma sát thấp hơn vì sẽ có lợi trong việc tiết kiệm nhiên liệu. Sự phân loại dầu động cơ bốn kỳ là EMA, EMA2, EMA1 hoặc EMB sẽ không được coi là chỉ số của tổng thể chất lượng.

Hơn nữa, hàm lượng phospho trong dầu động cơ ô tô, chẳng hạn như những loại dầu động cơ đáp ứng tiêu chuẩn API SM và GF-4 đã giảm thiểu việc gây ngộ độc xúc tác; giới hạn có thể chấp nhận được nằm trong khoảng từ giá trị tối thiểu là 0,06 % (m/m) đến giá trị tối đa là 0,08 % (m/m). Do thiết kế môtô hiện nay có bộ truyền động được bôi trơn bằng dầu động cơ, các dầu động cơ có chứa hàm lượng phospho ở mức thấp này có thể dẫn đến xu hướng gia tăng các vết rỗ ở bánh răng. Để giảm thiểu hiện tượng này, khoảng hàm lượng phospho thích hợp được đưa vào đặc tính kỹ thuật. Dựa trên thử nghiệm độ bền bánh răng và trải nghiệm hiện trường, giới hạn phospho được quy định tại mức tối thiểu 0,08 % (m/m) và mức tối đa 0,12 % (m/m) để đảm bảo mức giới hạn trên làm giảm thiểu tối đa việc ngộ độc xúc tác.

A.2. Ví dụ về phân định phân loại tính năng

Bảng A.1 đưa ra ví dụ về mọi sự kết hợp có thể thực hiện được của các chỉ số ma sát và việc xếp loại tương ứng. Ví dụ, mẫu 2 biểu thị rõ ràng tất cả các chỉ số ma sát, bao gồm chỉ số ma sát tĩnh (SFI), chỉ số ma sát động (DFI) và chỉ số thời gian dừng (STI) đều thuộc phân loại EMA. Hơn nữa, rõ ràng là tất cả các chỉ số ma sát này đều có thể được phân loại tiếp khi đáp ứng tiểu cấp EMA1. Như vậy, mẫu dầu bôi trơn này được phân loại hoặc vào phẩm cấp tổng EMA hoặc vào tiểu cấp EMA1. Các mẫu từ số 4 đến 9 đưa ra ví dụ về việc khi một hoặc hai chỉ số đơn lẻ không đáp ứng được một trong hai tiểu cấp (EMA1 hoặc EMA2) như được chỉ rõ tại các ô nền đậm, tuy nhiên chỉ số này rõ ràng nằm trong phẩm cấp EMA và mẫu dầu được xếp loại tương ứng là EMA. Ngược lại, các mẫu từ 10 đến 15 có một hoặc hai hệ số ma sát nằm trong dải EMB thì những mẫu này chỉ có thể được xếp loại là EMB. Tiểu cấp EMA1 và EMA2 có thể được sử dụng chỉ khi tất cả các chỉ số ma sát của dầu cần đánh giá thuộc tiểu cấp xác định.

Bảng A.1 – Ví dụ về phân định phân loại tính năng

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] TCVN 8939-15 (ISO 6743-15) Chất bôi trơn, dầu công nghiệp và các sản phẩm liên quan  (loại L) – Phân loại – Phần 15: Họ E (Dầu động cơ đốt trong).

[2] ASTM D 4485 Standard specification for performance of engine oils (Yêu cầu kỹ thuật đối với tính năng của dầu động cơ).