Tiêu chuẩn ILSAC GF-5 được giới thiệu vào tháng 10 năm 2010, được thiết kế để áp dụng cho dầu động cơ ô tô có khả năng cung cấp cải thiện bảo vệ đóng cặn piston và turbo tăng áp, kiểm soát cặn bùn nghiêm ngặt hơn, cải thiện tiết kiệm nhiên liệu, tăng khả năng tương thích của hệ thống kiểm soát khí thải, khả năng tương thích với seal và bảo vệ động cơ vận hành bằng nhiên liệu ethanol lên đến E85.

Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản và các đại diện từ USA là Chrysler Group LLC, Ford Motor Company và General Motors LLC thông qua tổ chức ILSAC (International Lubricants Standardization and Approval Committee) đã cùng nhau phát triển và phê chuẩn một tiêu chuẩn hiệu năng tối thiểu ILSAC GF-5 cho dầu động cơ sử dụng cho động cơ đốt trong tia lửa đốt.

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về hiệu năng tối thiểu và các tính chất hóa học và vật lý cho dầu động cơ dùng cho động cơ đốt trong tia lửa đốt. Nó được kỳ vọng rằng nhiều nhà sản xuất động cơ sẽ khuyến nghị sử dụng dầu đạt tiêu chuẩn ILSAC GF-5.

Tiêu chuẩn ILSAC GF-5 ra đời như thế nào?

Trong 2011 tất cả các nhà chế tạo phương tiện xe hơi ở USA được yêu cầu phải đáp ứng các quy định của chính phủ đưa ra nhằm cải thiện tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải khí thải hơn nữa.

Tại sao tạo ra các quy định mới?

Trong 40 năm qua, các quy định của chính phủ Hoa Kỳ đã mang lại những cải tiến về tiết kiệm nhiên liệu và phát thải đáng kể thông qua việc thiết kế lại thành phần hóa học và cơ học. Mặc dù các quy định này đã thành công, nhưng sự tiến bộ hơn vẫn cần thiết. Số lượng phương tiện lưu thông trên đường tiếp tục gia tăng, dẫn đến các tác động tiêu cực đến môi trường. Và chi phí nhiên liệu tiếp tục tăng, dẫn đến nhu cầu cần cải thiện tiết kiệm nhiên liệu hơn nữa. Những yếu tố này đẩy nhanh chu trình điều chỉnh và nâng cấp hiệu suất của dầu động cơ.

Thiết kế xe mới yêu cầu công nghệ mới từ các ngành công nghiệp phụ trợ

Các nhà sản xuất ô tô không phải là những người duy nhất được yêu cầu thực hiện thiết kế lại sản phẩm để đáp ứng theo quy định. Các ngành công nghiệp và công nghệ phụ trợ, như các nhà sản xuất dầu nhờn và các ngành phụ gia dầu nhờn đã cùng hợp tác để phát triển và định nghĩa đặc điểm kỹ thuật dầu động cơ, và tiêu chuẩn ILSAC GF-5 được ra đời. Dầu nhớt động cơ đạt tiêu chuẩn GF-5 được thiết kế để cải thiện chức năng và hiệu suất của động cơ, giảm phát thải và giúp đảm bảo tuân thủ các quy định của chính phủ.

ILSAC GF-5 vượt ra ngoài Hoa Kỳ

Các đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn GF-5 có tác động toàn cầu. Như với tiêu chuẩn GF-4 trước đó, Nhật Bản, Hàn Quốc và Canada đã thông qua GF-5.

Người tiêu dùng và GF-5

Đối với người tiêu dùng, trong hướng dẫn sử dụng xe của hãng ( owner’s manual) đưa ra khuyến nghị người tiêu dùng cách sử dụng dầu động cơ có mark chứng nhận API. Dầu động cơ mang nhãn chứng nhận API đạt chất lượng ILSAC GF-5.

ILSAC certification mark “Starburst”

Yêu cầu về hiệu năng của tiêu cuẩn ILSAC GF-5

Hình dưới biểu diễn dạng mạng nhện hiệu năng GF-5 so với GF-4

Điểm nổi bật đặc biết của tiêu chuẩn ILSAC GF-5 so với ILSAC GF-4 trước đó là khả năng tiết kiệm nhiên liệu, làm sạch piston, bảo vệ turbo tăng áp và bảo vệ chống bùn động cơ.

Bảo vệ hệ thống phát thải

Tuyến bố trong tiêu chuẩn ILSAC GF-5 sẽ có hiệu năng cải tiến hơn ILSAC GF-4 trong độ bền hệ thống phát thải (Emission System Durability).

 

Đối với GF-5, phốt pho đã được giảm so với GF-4 (0.06% trọng lượng) do mối quan ngại về độ mài mòn tiềm ẩn. Như vậy, tối thiểu về hàm lượng phốt pho vẫn còn tồn tại. Ngoài ra, một bài kiểm tra sự lưu giữu phốt pho được kết hợp vào GF-5, với mục tiêu giảm thiểu phốt pho để lại trong động cơ và vào thiết bị xử lý sau (ATDs).

Khả năng tương thích Seal

Các OEM đã có các tiêu chuẩn về khả năng tương thích seal cho các loại dầu. Tuy nhiên, dầu GF-4 không đáp ứng được tính năng tương thích seal (vật liệu làm kín).

Trong GF-5, việc biên soạn các thông số kỹ thuật của OEM đã trở thành một phần đặc điểm kỹ thuật ILSAC / API GF-5. Ngoài ra, một số vật liệu seal mới được sử dụng thông dụng bởi các OEM đã được thêm vào.

Sự rò rỉ dầu có thể xảy ra do sự kết hợp của sự không tương hợp về hóa học của dầu, sự lão hóa của vật liệu làm kín và sự va chạm cơ học đối với vật liệu làm kín. Chống rò rỉ dầu cũng tốt cho môi trường và giữ cho dầu ở nơi cần thiết nhất – trong hệ thống bôi trơn của động cơ. Yêu cầu về hiệu quả tương thích seal đã có một tác động đáng kể đối với thách thức của GF-5.

Tiết kiệm nhiên liệu

ILSAC GF-5 tuyến bố hiệu năng tiêu chẩn mới này phải vượt qua ILSAC GF-4 trong tiết kiệm nhiên liệu và duy trì tiết kiệm nhiên liệu.

Trong GF-2 và GF-1 trước đây chỉ đánh giá tiết kiệm nhiên liệu dầu mới. Trong GF-3 và GF-4, thử nghiệm VIB (VIB Engine Test) đã được sử dụng, nó đo sự tiết kiệm nhiên liệu trên cả dầu mới và dầu đang sử dụng trong động cơ sau một thời gian. Sự tiết kiệm nhiên liệu kém đi theo thời gian, đó là lý do tại sao dầu đã lão hóa cũng được đo trong VIB.

Các ngành công nghiệp quyết định chọn một đại diện động cơ hiện đại có công nghệ mới nhất để test yêu cầu cho GF-5, và GM động cơ 3,6 lít đã được lựa chọn.

   

Sự bay hơi 5W-XX

Kiểm soát mức tiêu thụ dầu (giữ dầu trong động cơ) là cần thiết để đảm bảo hiệu suất động cơ phù hợp; Tiêu thụ dầu liên quan đến sự bay hơi của dầu. Tiêu chuẩn GF-5 cho phép sự bay hơi của dầu vẫn ở mức GF-4 tối đa là 15%. Các yếu tố khác ảnh hưởng đến tiêu thụ dầu bao gồm độ tuổi của động cơ, thiết kế động cơ và bảo trì thích hợp. Độ bay hơi của dầu liên quan trực tiếp đến việc lựa chọn và phụ gia dầu gốc phù hợp.

Bảo vệ chống bùn động cơ

Các bài kiểm tra VG (Sequence VG Engine Test) đánh giá khả năng của chất bôi trơn có khả năng ngăn ngừa sự hình thành bùn và vecni. Các thử nghiệm VG mô phỏng các hoạt động của xe taxi, xe sử dụng đi lại trong đô thị và ngoại ô hoặc đi lại cho công việc hàng ngày của bạn. Bùn dẫn đến sự tích tụ hình thành các lớp bám trong động cơ và có thể dẫn đến hỏng động cơ. Các bài kiểm tra Sequence VG cũng đánh giá lớp cạn bám piston và núm tháo dầu.

 

Làm sạch piston

Tuyên bố trong ILSAC GF-5 chỉ ra rằng hiệu năng của ILSAC GF-5 phải cải thiện hơn so với ILSAC GF-4 trong độ bền của dầu động cơ, bao gồm khả năng làm sạch piston cùng với bảo vệ bùn động cơ và bảo vệ turbo tăng áp.

Thử nghiệm độ sạch piston là cần thiết, vì các lớp cặn bám piston có thể ở phía sau và xung quanh các vòng piston, có thể khiến các vòng bị dính và chậm chạp. Kết quả là, các lớp cặn bám trong vòng thay thế khí.  Khi các lớp cặn bám xuất hiện ở phía sau và xung quanh vòng piston, sự thiếu áp nén xảy ra. Điều này thường làm tăng phát thải, giảm tiết kiệm nhiên liệu và giảm hiệu suất động cơ.

Để giải quyết vấn đề này, test động cơ IIIG được phát triển để đánh giá lớp đóng cặn nhiệt độ cao. Nó bao gồm test đóng cặn piston và độ dày của dầu chạy trong điều kiện nhiệt độ cao / tải cao. Thử nghiệm này cũng cung cấp thông tin về sự mài mòn van.

Bảo vệ turbo tăng áp

Bảo vệ turbo tăng áp là rất quan trọng, nhưng cần có sự cân bằng khi nói đến tiết kiệm nhiên liệu. Các phụ gia chất tẩy rửa và phân tán di chuyển trên bề mặt kim loại để giữ cho bộ phận của động cơ sạch sẽ và ngăn ngừa sự tích tụ đóng cặn trong turbo tăng áp cạnh tranh với các thành phần chất biến tính ma sát di chuyển trên bề mặt kim loại để giảm ma sát và cải thiện tiết kiệm nhiên liệu.

Hóa đặc dầu do ôxy hóa

Oxy hóa dầu dẫn đến sự hóa đặc dầu và các vấn đề về khả năng bơm. Hãy suy nghĩ về bơm nước và mật ong. Khi dầu bị oxy hóa, nó có độ nhớt cao hơn và có thể tác động tiêu cực đến sự tiết kiệm nhiên liệu. Ngoài ra, quá trình oxy hóa dầu gây khó khăn cho dầu tuần hoàn bôi trơn động cơ và có thể dẫn đến thiếu dầu bôi trơn. Thiếu dầu bôi trơn có thể dẫn đến hỏng hóc động cơ.

Để giải quyết sự oxy hóa này, thử nghiệm Sequence IIIG được sử dụng, đó là thử nghiệm tương tự được sử dụng cho GF-4. Sequence IIIG khắc nghiệt hơn so với IIIE và IIIF trước đó, vì thử nghiệm động cơ nóng hơn và lâu hơn để mô phỏng động cơ hiện đại.

Không có sự khác biệt về giới hạn độ đặc dầu do ôxy hóa  giữa GF-5 và GF-4. Thách thức xây dựng là để ngăn ngừa sự oxy hóa dầu đặc lên trong khi không ảnh hưởng tiêu cực đến sự tiết kiệm nhiên liệu hoặc sức mạnh của dầu động cơ.

Bảo vệ mài mòn

Zinc Dialkydithiophosphate thường được gọi là ZDP, là thành phần cổ điển và được chứng minh cho việc bảo vệ mài mòn. Công nghệ hiện có có sẵn để đáp ứng nhu cầu bảo vệ mòn của GF-5; Tuy nhiên, nhiều chất phụ gia được sử dụng để ức chế mài mòn có chứa phốt pho. Phốt pho trong khí thải đã đượn nhận định làm hại các thiết bị xử lý sau.

   

Tác động toàn cầu của tiêu chuân ILSAC GF-5

Thị trường toàn cầu chấp nhận các thông số kỹ thuật mới như thế nào?

Khi một Thông số kỹ thuật dầu động cơ xe hơi Bắc Mỹ mới chính thức có hiệu lực, nó sẽ xuất hiện đồng thời ở các nơi khác trên thế giới. Các tiêu chuẩn mới được phát triển bởi  the International Lubricant Standardization and Approval Committee (ILSAC) và được Viện dầu mỏ Mỹ (API) công nhận thường được chấp nhận trên toàn thế giới.

 

Tại Châu Á Thái Bình Dương và Châu Mỹ La tinh, dầu động cơ tuân theo mức hiệu năng của API và dẫn tới dầu ILSAC GF-5 cũng chiếm số lớn phân khúc thị trường của họ. JAMA (Hiệp hội các nhà sản xuất ô tô Nhật Bản) là một phần của ILSAC và họ có quyền bỏ phiếu trong việc phát triển các quy định mới. Khi dầu được cấp phép chính thức và bán ở thị trường Hoa Kỳ, các loại dầu có cùng mức hiệu năng ngay lập tức được chấp nhận bán ở thị trường Nhật Bản và đồng thời ở Hàn Quốc, Úc và Canada.

X-OIL là thương hiệu dầu nhớt mà chất lượng đã vượt qua các kiểm định nghiêm ngặt và được cấp chứng nhận của API và ILSAC GF-5