Như chúng ta đã biết, hơn một nửa năng lượng của thế giới bị mất đi do các loại ma sát khác nhau, và 70%-80% thiệt hại đối với máy móc và thiết bị trên thế giới là do ma sát gây ra. Do đó, lịch sử phát triển của máy móc do con người tạo ra cũng là lịch sử đấu tranh của con người với ma sát. Trong nhiều năm, con người đã nỗ lực khắc phục những tổn thất do ma sát gây ra cho thiết bị cơ khí. Mặc dù đã có một số thành tựu trong việc giảm thiểu tổn thất do ma sát, nhưng vẫn chưa tìm ra giải pháp thực sự cho vấn đề ma sát trong lĩnh vực ma sát học. Sự mất mát năng lượng và tài nguyên do ma sát gây ra cho con người vẫn rất lớn. Tác động của dầu bôi trơn đến mức tiêu thụ năng lượng của thiết bị thường bị bỏ qua. Tất cả các bộ phận của thiết bị đều cọ xát vào nhau trong quá trình hoạt động. Vai trò của dầu bôi trơn là tránh ma sát khô trực tiếp giữa các bộ phận. Ma sát không chỉ gây mài mòn thiết bị mà còn tạo ra lực cản. Nếu không có chất bôi trơn, thiết bị sẽ không chỉ bị mài mòn mà lực cản do ma sát tạo ra còn tiêu thụ nhiều năng lượng hoạt động hơn. Vấn đề cốt lõi là: Chúng ta thường bỏ qua việc bôi trơn thiết bị, thậm chí không biết cách sử dụng dầu bôi trơn đúng cách và không hiểu mối quan hệ giữa việc bôi trơn và tiết kiệm năng lượng.
1. Mối quan hệ giữa bôi trơn và tiết kiệm năng lượng:
Dưới đây, chúng ta sử dụng các nguyên lý vật lý đơn giản để hiểu vai trò của chất bôi trơn trong việc tiết kiệm năng lượng. Khi chúng ta tiêu thụ nhiên liệu và năng lượng điện để vận hành xe cộ hoặc các thiết bị công nghiệp khác, chúng ta chuyển đổi nhiên liệu và năng lượng điện thành động năng của thiết bị. Nếu nhiên liệu và năng lượng điện được chuyển đổi 100% thành động năng, đó là trạng thái lý tưởng nhất, nhưng điều đó là không thể trong thực tế, bởi vì có ma sát, và một phần năng lượng bị mất do ma sát. Khi hoạt động, năng lượng E tiêu thụ bởi thiết bị được chia thành hai phần:
E = W(k) + W(f), trong đó W(k) là động năng của thiết bị khi hoạt động, W(f) là năng lượng tiêu thụ để khắc phục lực ma sát trong quá trình hoạt động và W(f) = f * S, trong đó S là độ dịch chuyển thay đổi, lực ma sát trong chuyển động của vật thể f = μFN, trong đó FN là áp suất dương, μ là hệ số ma sát của bề mặt tiếp xúc. Rõ ràng, hệ số ma sát càng lớn thì lực ma sát càng lớn, và càng nhiều năng lượng được dùng để khắc phục ma sát. Hệ số ma sát có liên quan đến độ nhám của bề mặt. Thông qua bôi trơn, hệ số ma sát của bề mặt tiếp xúc được giảm xuống, do đó có tác dụng giảm ma sát và tiết kiệm năng lượng.
Vào những năm 1960, Báo cáo Jost của Vương quốc Anh đã đưa ra các tính toán. Đối với nhiều quốc gia, khoảng 10% tổng sản phẩm quốc dân (GNP) được tiêu thụ để khắc phục ma sát, và một lượng lớn thiết bị bị hỏng hoặc thậm chí bị loại bỏ do hao mòn. Báo cáo Jost cũng ước tính rằng có thể tiết kiệm được 1,3%~1,6% GDP thông qua việc ứng dụng khoa học ngành ma sát học, và việc ứng dụng khoa học ngành ma sát học thực chất bao gồm việc sử dụng các chất bôi trơn phù hợp.
2. Mối quan hệ giữa việc lựa chọn dầu bôi trơn và tiết kiệm năng lượng:
Rõ ràng, dầu bôi trơn có thể làm giảm độ nhám của bề mặt ma sát, nhưng dầu bôi trơn là một sản phẩm hóa học với các thành phần phức tạp. Hãy cùng xem xét thành phần của dầu bôi trơn: Dầu bôi trơn: dầu gốc + phụ gia Mỡ bôi trơn: dầu gốc + chất làm đặc + phụ gia
Trong đó, dầu gốc có thể được chia thành dầu khoáng và dầu tổng hợp, và dầu khoáng được chia thành dầu loại API I, dầu loại API II, dầu loại API III. Có nhiều loại dầu tổng hợp, các loại phổ biến là PAO/SHC, GTL, PIB, PAG, dầu este (dầu diesel, dầu polyester POE), dầu silicon, PFPE.
Còn có nhiều loại phụ gia khác, lấy dầu động cơ làm ví dụ, bao gồm chất tẩy rửa và chất phân tán, chất chống mài mòn, chất chống oxy hóa, chất chống gỉ, chất cải thiện chỉ số độ nhớt, chất chống tạo bọt, v.v., và các nhà sản xuất khác nhau có các loại phụ gia khác nhau. Ví dụ, chất cải thiện chỉ số độ nhớt có nhiều loại. Có thể thấy rằng dầu bôi trơn không đơn giản như chúng ta nghĩ. Do thành phần hóa học phức tạp, sự khác biệt về thành phần và công nghệ pha chế sẽ dẫn đến sự khác biệt về hiệu suất của dầu bôi trơn. Do đó, chất lượng dầu bôi trơn khác nhau, và không thể sử dụng một cách tùy tiện. Chúng ta cần lựa chọn một cách kỹ lưỡng. Dầu bôi trơn chất lượng cao không chỉ có khả năng chống mài mòn và ngăn ngừa sự hư hỏng của thiết bị, mà còn giúp tiết kiệm năng lượng ở một mức độ nhất định.
3. Dầu bôi trơn chỉ chiếm 1%~3% tổng chi phí bảo trì thiết bị!
Chi phí đầu tư vào dầu bôi trơn chỉ chiếm khoảng 1%~3% tổng chi phí đầu tư bảo trì. Tác động của 1%~3% này liên quan đến nhiều khía cạnh: tuổi thọ sử dụng lâu dài của thiết bị, tỷ lệ hỏng hóc, tỷ lệ hỏng hóc ảnh hưởng đến thời gian ngừng hoạt động và năng suất, và các chi phí bảo trì tương ứng, tiêu thụ năng lượng, v.v. Các vấn đề về bôi trơn không chỉ gây hư hại cho các bộ phận mà còn làm tăng chi phí nhân công bảo trì. Ngoài ra, việc ngừng hoạt động do hỏng hóc, sự cố thiết bị và hoạt động không ổn định sẽ gây ra tổn thất vật chất và sản phẩm. Do đó, đầu tư vào 1% này có thể giúp các công ty tiết kiệm chi phí liên quan đến sản xuất. Các chi phí khác dành cho thiết bị, nhân viên, tiêu thụ năng lượng, chi phí bảo trì và vật liệu.