Chất đệm kiềm dùng để trung hòa axit được tạo ra bởi các quá trình oxy hóa khác nhau, đặc biệt là quá trình đốt cháy nhiên liệu, đặc biệt khi sử dụng nhiên liệu có hàm lượng lưu huỳnh cao chất lượng thấp và quá trình oxy hóa dầu. Lượng axit trong dầu được mô tả bằng một con số khác, được gọi là tổng chỉ số axit, TAN, được đo theo tiêu chuẩn ASTM D 664. Khi dầu già đi, TBN giảm dần khi TAN tăng. Tại một thời điểm nào đó, được gọi là sự giao nhau giữa TBN/TAN, chúng trở nên ngang nhau. Tại thời điểm này, khả năng chống ăn mòn của động cơ bị tổn hại nghiêm trọng và cần phải thay dầu. Trừ khi sử dụng nhiên liệu cực kỳ kém và tuân thủ khoảng thời gian thay dầu được khuyến nghị, bạn khó có thể gặp phải sự giao nhau giữa TBN/TAN trong thực tế. Trong hầu hết các trường hợp, lý do chính để thay dầu là do ô nhiễm hạt chứ không phải do axit.

Tuy nhiên, trong nỗ lực tạo sự khác biệt cho sản phẩm của mình với các đối thủ cạnh tranh, một số công ty dầu nhờn bắt đầu “cạnh tranh” để có được TBN cao hơn: TBN càng cao thì càng tốt. Bài viết này giải thích khi nào TBN cao là tốt và khi nào thì không. Sơ đồ đơn giản sau đây sẽ giúp bạn đánh giá nhu cầu của mình đối với ô tô chở khách:

• Ô tô cũ chạy bằng diesel không có bộ lọc hạt diesel (DPF), sử dụng nhiên liệu kém chất lượng hoặc bị ô nhiễm: phạm vi TBN khuyến nghị là 10-12 mg KOH/g.

• Các loại xe chạy bằng diesel mới hơn có bộ lọc hạt diesel (DPF), chạy bằng dầu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cực thấp (ULSD): phạm vi TBN được khuyến nghị là từ 6 đến 9 mg KOH/g.

Việc sử dụng nhiên liệu sinh học cũng có thể biện minh cho việc lựa chọn loại dầu có TBN cao hơn. Vấn đề là chất bôi trơn cacte luôn bị nhiên liệu “pha loãng” ở một mức độ nào đó, đặc biệt là trong những chuyến đi ngắn, khi động cơ không làm nóng đúng cách hoặc ở tốc độ cao, khi sử dụng hỗn hợp nhiên liệu-không khí đậm đặc để làm mát động cơ. Việc pha loãng dầu động cơ với nhiên liệu gốc dầu mỏ thông thường sẽ làm giảm độ nhớt, nhưng không ảnh hưởng đáng kể đến độ ổn định oxy hóa của dầu. Tuy nhiên, việc pha loãng dầu động cơ với nhiên liệu sinh học sẽ làm suy yếu tính ổn định oxy hóa của dầu.

Các phương tiện chạy bằng xăng, LPG, CNG không yêu cầu TBN cao; trên thực tế, mức TBN cao có thể gây bất lợi cho họ, gây ra sự tích tụ tro và ảnh hưởng xấu đến các hệ thống xử lý sau khí thải (GPF, TWC). Việc sử dụng dầu diesel hạng nặng TBN (HDDO) cao trong động cơ xăng tăng áp mạnh mới có thể gây ra hiện tượng siêu kích khó chịu, được gọi là đánh lửa trước ở tốc độ thấp (LSPI), có thể làm hỏng hoàn toàn động cơ.

Giới hạn TBN được chấp nhận được quy định bởi ACEA và nhiều tiêu chuẩn dầu động cơ quốc gia. Hãy nhớ rằng có nhiều quy trình xét nghiệm khác nhau để xác định TBN, tiêu chuẩn ASTM D 2896 và tiêu chuẩn ASTM D 4739 là phổ biến nhất. Phân loại ACEA bắt buộc phải sử dụng tiêu chuẩn ASTM D 2896, định lượng hiệu quả cả bazơ mạnh và bazơ yếu trong công thức và có xu hướng mang lại chỉ số TBN cao hơn ASTM D 4739.

Thành phần đóng góp TBN chính trong dầu động cơ là các chất tẩy rửa quá dư thừa, bao gồm nhưng không giới hạn ở sulfonate, phenate và salicylat của canxi, và đôi khi là natri và magiê. Tuy nhiên, người ta nên nhận ra rằng không chỉ giá trị TBN thực tế mới quan trọng mà còn cả chất phụ gia nào được sử dụng trong công thức để đạt được giá trị nói trên. Ví dụ, sulfonate có hàm lượng kiềm cao cho phép tăng TBN dễ dàng. Tuy nhiên, chúng trung hòa cả axit mạnh có hại nhất và axit yếu ít độc hại hơn, do đó, chất đệm kiềm có xu hướng bị cạn kiệt nhanh chóng. Hơn nữa, các sulfonate polyme có hàm lượng kiềm cao thiếu tác dụng tẩy rửa mà các sulfonate polyme có hàm lượng dư thấp và các chất phân tán không tro có thể mang lại. Tuy nhiên, loại thứ hai có xu hướng tăng cường TBN kém hiệu quả hơn! Việc thay thế một phần chất tẩy canxi bằng chất tẩy natri đã được báo cáo là làm giảm nguy cơ LSPI. Chất kiềm mạnh hơn có trong chất tẩy rửa có nồng độ natri quá cao được cho là cũng có hiệu quả hơn trong việc xử lý ô nhiễm dầu diesel sinh học. Một lần nữa, việc phát triển một công thức cân bằng đòi hỏi nhiều kinh nghiệm để đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết với chi phí tối thiểu có thể.

Phân loại dầu động cơ API không quy định rõ ràng mức TBN, thay vào đó dựa vào thử nghiệm rỉ sét bóng theo tiêu chuẩn ASTM D 6557 để đánh giá các đặc tính chống ăn mòn của dầu. Điều này dễ hiểu vì phần lớn đội xe ô tô của Mỹ sử dụng xăng thay vì dầu diesel. Khi quan tâm đến các ứng dụng hạng nặng, người ta tin rằng các loại dầu có khả năng tẩy rửa và chống ăn mòn không đủ sẽ có khả năng thất bại trong một hoặc một thử nghiệm động cơ khác do Phân loại API bắt buộc, chẳng hạn như giới hạn áp suất bộ lọc và cặn bùn trong thử nghiệm Cummins M11 (ASTM D 6838) hoặc giới hạn lấp đầy rãnh trên cùng trong thử nghiệm Caterpillar 1K (ASTM D 6750) và do đó sẽ được sàng lọc. Do mức lưu huỳnh trong nhiên liệu diesel đã giảm nên các loại dầu động cơ CJ-4, CK-4 và FA-4 hiện đại bắt đầu có TBN thấp hơn các loại API trước đó như CI-4 và CH-4. Giới hạn lên án đối với dầu đang sử dụng cũng đã được giảm bớt. Hơn nữa, một số đại diện của ngành nói chung đặt câu hỏi về sự liên quan của TBN đối với dầu động cơ!

Về mặt kỹ thuật, điều quan trọng không phải lúc nào cũng quan trọng là TBN bắt đầu ở mức cao như thế nào đối với dầu mới, mà là nó giảm nhanh như thế nào trong quá trình sử dụng do dự trữ kiềm cạn kiệt. Nhìn chung, thông số kỹ thuật của ACEA nghiêm ngặt hơn thông số kỹ thuật API. Sơ đồ sau đây giúp bạn đánh giá nhu cầu về mức TBN đối với xe tải hạng nặng:

• Khi sử dụng nhiên liệu diesel có hàm lượng lưu huỳnh cao: phạm vi TBN khuyến nghị là 12-15 mg KOH/g; hãy dùng ACEA E4 hoặc E7 hoặc API CH-4 hoặc CI-4 HDDO. Khi bạn buộc phải sử dụng nhiên liệu kém, việc bạn sử dụng xe tải cũ hay mới không thực sự quan trọng: khi bạn phải lựa chọn giữa tuổi thọ của động cơ và tuổi thọ của hệ thống xử lý sau khí thải, thì cái trước quan trọng hơn.

• Xe tải mới với động cơ EGR, được trang bị hệ thống giảm SCR NOx và bộ lọc hạt, sử dụng nhiên liệu diesel ULSD: phạm vi TBN khuyến nghị là 7 đến 9 mg KOH/g. Hãy sử dụng ACEA E6, E9 hoặc API CJ-4, CK-4 hoặc FA-4, theo khuyến nghị của nhà sản xuất động cơ.

API CK-4 và ACEA E9 là lựa chọn ưu tiên cho động cơ đáp ứng yêu cầu khí thải Euro VI. Danh mục API FA-4 bao gồm một số loại dầu xW-30 nhất định có độ nhớt HTHS giảm (2,9 đến 3,2 cP) chỉ tương thích với một số động cơ diesel chu trình bốn thì tốc độ cao mới đáp ứng tiêu chuẩn phát thải khí nhà kính trên đường cao tốc (GHG) mẫu năm 2017. Không bao giờ được sử dụng dầu API FA-4 trong bất kỳ động cơ nào khác; nếu nghi ngờ, hãy sử dụng API CK-4 hoặc ACEA E6 hoặc E9 để thay thế an toàn hơn.

Do có công thức tổng hợp hoàn chỉnh hàng đầu sử dụng các gói chất ức chế chất tẩy rửa phù hợp với mục đích sử dụng, tất cả các loại dầu động cơ BIZOL đều thể hiện tính ổn định oxy hóa vượt trội và khả năng duy trì TBN, mang lại khả năng bảo vệ lâu dài tuyệt vời chống ăn mòn ngay cả trong hầu hết các điều kiện khắc nghiệt nhất.

Vai trò của TBN trong dầu động cơ

TBN (Tổng số kiềm) là một phần quan trọng của chất tẩy rửa trong dầu động cơ. Nó được thiết kế để phản ứng và trung hòa axit trong động cơ. Afton hiểu TBN và phát triển các gói phụ gia dầu động cơ để phù hợp với các thị trường và điều kiện mà khách hàng cần nhằm tối ưu hóa nhu cầu dầu động cơ của họ. Để giúp khách hàng không phải trả nhiều tiền hơn mức cần thiết cho hóa chất và giúp đảm bảo thời gian thoát nước lâu hơn, chúng tôi đã biên soạn một tờ thông tin trả lời một số câu hỏi quan trọng xung quanh TBN.