Trong khi động cơ hoạt động, các bề mặt tiếp xúc của các chi tiết của động cơ như pít tông, xi lanh, bạc đỡ trục, ổ lăn, cam, bánh răng, ..., phải chịu ma sát rất lớn và bị mài mòn liên tục. Hơn nữa, ma sát giữa các bề mặt tiếp xúc làm tổn hao công suất của động cơ. Do vậy, việc bôi trơn các bề mặt làm việc là một yêu cầu tất yếu đối với tất cả các loại động cơ đốt trong. Dầu bôi trơn tạo nên một màng bảo vệ phủ lên các bề mặt tiếp xúc làm giảm ma sát, đồng thời giảm nhiệt độ, nhờ đó mà giảm được tổn hao công suất do ma sát và tăng tuổi thọ cho động cơ.
Trong một động cơ, các chi tiết phải làm việc ở các chế độ nhiệt khác nhau và chúng đòi hỏi phải có chế độ bôi trơn thích hợp. Người ta phân biệt hai chế độ bôi trơn sau: bôi trơn bằng vung dầu và bôi trơn cưỡng bức (sử dụng hệ thống bôi trơn có bơm dầu). Các loại động cơ đốt trong thường sử dụng kết hợp cả hai phương pháp kể trên: những chi tiết làm việc nặng được bôi trơn cưỡng bức, còn các chi tiết làm việc nhẹ hơn thì bôi trơn bằng vung dầu.
Thông thường, các chi tiết sau đây được bôi trơn cưỡng bức: các ổ đỡ (bạc hay ổ bi) của trục khuỷu, các ổ ở đầu to của thanh truyền, cơ cấu phối khí, các ổ đỡ trục của bộ phận tăng áp và ở một số động cơ thì ắc pít tông cũng được bôi trơn cưỡng bức nhờ một đường dầu dẫn từ cổ trục khuỷu đi qua lỗ khoan trong thân thanh truyền.
Các chi tiết thường được bôi trơn bằng vung dầu là: thành xi lanh, pít tông, ắc pít tông, con đội, các vấu cam của trục phân phối, các bánh răng và nhiều chi tiết khác.
Các động cơ hai kỳ cỡ nhỏ thường sử dụng kiểu bôi trơn bằng vung dầu, chẳng hạn như động cơ của các môtô, xe máy hay động cơ khởi động của các xe-máy thi công. Các động cơ như vậy không có hệ thống bôi trơn riêng biệt, dầu bôi trơn được trộn lẫn vào xăng theo tỷ lệ từ 1:20 đến 1:50. Trong quá trình làm việc, dầu theo xăng đi vào khoang đáy (khoang nén phụ) của động cơ và khi bị nén ở đó nó đọng lại thành màng trên các bề mặt các chi tiết làm việc và bôi trơn chúng (xem thêm phần động cơ hai kỳ).
Hệ thống bôi trơn của các loại động cơ nói chung đều giống nhau về cơ bản. Nó bao gồm bơm dầu, bầu lọc, két làm mát, các thiết bị đo và báo nhiệt độ và áp suất dầu, các đường dầu khoan trong thân máy, trong trục khuỷu và trong một số chi tiết khác và các ống dẫn dầu.
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của hệ thống bôi trơn với các bộ phận cơ bản của nó được thể hiện trên hình 5.1. Đáy các te của động cơ cũng chính là nơi chứa dầu bôi trơn, mức dầu phải được đảm bảo đúng theo quy định của nhà thiết kế. Khi động cơ hoạt động, bơm 7 hút dầu từ đáy các te qua lưới lọc thô 6 rồi đẩy vào bầu lọc 10. Ra khỏi bầu lọc dầu đi tiếp vào đường dầu chính 12 (được khoan dọc theo thân động cơ) rồi sau đó được phân chia tới các cổ trục 13 theo các lỗ khoan trên thân máy. Từ các cổ trục 13 dầu đi theo các lỗ khoan trong trục tới các cổ biên (đầu to thanh truyền) và theo lỗ trong thanh truyền tới bôi trơn cho bạc đầu nhỏ thanh truyền. Sau khi ra khỏi các ổ (bạc đỡ) cần bôi trơn, dầu rơi tự do xuống phía dưới, một phần rơi xuống các te, một phần vướng phải các chi tiết đang quay và bị văng đi do lực ly tâm. Chính nhờ lượng dầu văng này mà các chi tiết khác của động cơ được bôi trơn: thành xi lanh, ắc pít tông, vấu cam của trục phân phối, con đội, ...
Ở một số động cơ người ta khoan thêm một lỗ nhỏ trên đầu to thanh truyền hướng về phía mặt chịu lực của xi lanh. Khi lỗ dầu trong cổ trục trùng với lỗ nhỏ này thì dầu dưới áp suất cao phun qua lỗ tưới lên bề mặt xi lanh làm giảm nhiệt độ và bôi trơn cho khu vực này.
Mặt khác, từ đường dầu chính có một nhánh dẫn tới bôi trơn cho các bạc đõ trục cam 14 và một nhánh khác dẫn dầu bôi trơn cho trục 15 của giàn cò mổ. Lượng dầu còn lại đi qua bầu lọc 1 rồi quay trở về đáy các te.
Với cách bố trí như trên, trong hệ thống có 2 bầu lọc 10 và 1. Bầu lọc 10 được mắc nối tiếp với đường dầu chính, nghĩa là toàn bộ lượng dầu lưu thông phải đi qua nó. Nếu bầu lọc này bị tắc thì sẽ mất toàn bộ dầu bôi trơn cho động cơ và có nguy cơ gây hỏng máy, do vậy người ta bố trí một van xả 9 song song với bầu lọc. Như vậy, nếu bầu lọc 10 bị tắc thì áp suất phía trước van 9 tăng lên, mở van bi và đẩy dầu qua van 9 đi vào đường dầu chính.
Bầu lọc 1 được coi là mắc song song với hệ thống và chỉ có một phần dầu đi qua nó.
Bơm dầu bôi trơn thường là bơm bánh răng, có trang bị van an toàn 8 để tránh quá tải cho hệ thống khi áp suất tăng vượt quá định mức.
Trong quá trình làm việc dầu nóng lên nhanh chóng do hấp thụ một phần nhiệt của các chi tiết được bôi trơn, do vậy cần phải có bộ phận làm mát dầu. Nếu đáy các te có bề mặt tiếp xúc với không khí bên ngoài đủ lớn thì nó đảm nhận luôn vai trò của bộ trao đổi nhiệt để làm mát dầu. Nếu không, thì cần phải bố trí két làm mát dầu (số 3 trên hình 5.1). Trong trường hợp này, một phần dầu được đẩy qua van định áp 4 vào két làm mát 3, ra khỏi két mát dầu được dẫn trở về các te. Két làm mát là một hệ thống các ống nhỏ có gắn cánh tản nhiệt: luồng không khí đi qua các cánh tản nhiệt thu bớt nhiệt lượng của dầu chảy trong ống và làm nó nguội đi (xem phần két làm mát). Phía trước két làm mát thường có bố trí khoá 5. Khoá này cho phép ngắt đường dầu đi qua két khi nhiệt độ môi trường bên ngoài xuống thấp (mùa đông ở xứ lạnh) và khi đó đáy các te cũng đủ để làm mát dầu bôi trơn.
Để có thể thường xuyên kiểm tra nhiệt độ và áp suất dầu bôi trơn người ta bố trí các đồng hồ nhiệt độ 2 và đồng hồ áp suất 11.
Trên đây là sơ đồ nguyên lý của hệ thống bôi trơn. Một hệ thống thực thường có cấu tạo phức tạp hơn nhiều, như ta có thể thấy trên hình 5.2. Đây là hệ thống bôi trơn của một động cơ 4 xi lanh, nó hoạt động như sau. Bơm dầu 4 hút dầu từ đáy các te 10 qua phao dầu 5 rồi đẩy dầu theo ống dẫn 11 và theo các đường dầu trong thân máy đi tới bầu lọc ly tâm 3. Tiếp đó dầu được dẫn tới két làm mát 1, ra khỏi két mát dầu được dẫn tới đường dầu chính 2. Khác với trường hợp trên (hình 5.1), trong sơ đồ này két mát được mắc nối tiếp với hệ thống nên toàn bộ lượng dầu lưu thông phải đi qua nó. Nếu khi khởi động mà động cơ đang ở trạng thái nguội thì độ nhớt của dầu rất lớn làm tăng đáng kể sức cản trong các đường dầu cũng như trong két mát vì vậy mà áp suất dầu tăng lên, lúc này van định áp 7 mở ra và dầu được dẫn thẳng tới đường dầu chính mà không đi qua két mát. Từ đường dầu chính, dầu được dẫn đi bôi trơn cho các ổ trên trục khuỷu, trục phân phối, các bánh răng ở phía đầu động cơ, giàn xu páp, ....
Bơm dầu bôi trơn thường là bơm bánh răng. Sơ đồ nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng được thể hiện trên hình 5.3. Bơm bao gồm 2 bánh răng đặt trong một vỏ kín, bánh răng chủ động được dẫn động hoặc trực tiếp từ trục khuỷu, hoặc từ trục cam, còn bánh răng bị động quay tự do.
Bơm hoạt động như sau. Khi động cơ hoạt động, bánh răng chủ động quay và làm bánh răng bị động quay theo. Với chiều quay như thể hiện trên hình vẽ thì ở khoang bên trái các răng ra khỏi ăn khớp làm thể tích của khoang tăng lên, tạo nên độ chân không và hút dầu vào. Sau đó, dầu được tải theo các khoảng không giữa các răng của cả 2 bánh răng để đi về phía khoang bên phải. Tại đây, các răng vào ăn khớp làm thể tích của khoang giảm xuống và dầu bị dồn ép đi ra ngoài với áp suất cao. Tuy nhiên, áp suất trong hệ thống thường được giới hạn trong khoảng từ 0,3 đến 0,8 MPa nhờ một van an toàn bố trí ngay trong bơm (xem hình 5.5 và 5.6).
Trên đây là nguyên lý hoạt động của bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Đây là loại bơm có cấu tạo đơn giản nhưng độ tin cậy và tuổi thọ cao nên được sử dụng phổ biến hơn cả. Điều tối quan trọng đối với bơm bánh răng là độ kín khít giữa các mặt bên của các bánh răng với thân bơm cũng như giữa các đỉnh răng với vỏ bơm. Đây cũng chính là yếu tố quyết định tuổi thọ của bơm.
Ngoài bơm bánh răng ăn khớp ngoài, trong hệ thống bôi trơn động cơ còn hay gặp các loại bơm khác như bơm bánh răng ăn khớp trong (hình 5.4- a), bơm bánh răng rô to kép (hình 5.4- b).
Sơ đồ cấu tạo của bơm bánh răng ăn khớp trong được thể hiện trên hình 5.4- a. Bơm gồm 2 bánh răng, bánh trong là chủ động và bánh ngoài là bị động. Nguyên lý hoạt động của loại bơm này hoàn toàn tương tự như bơm bánh răng ăn khớp ngoài. Khi bánh răng chủ động quay, bánh răng bị động sẽ quay theo cùng chiều quay với bánh răng chủ động. Với sơ đồ như trên hình 5.4- a, các bánh răng quay ngược chiều kim đồng hồ, các răng vào ăn khớp ở khu vực phía trên và ra khỏi ăn khớp ở phía bên dưới. Bởi vậy ta có các khoang hút và đẩy của bơm như thể hiện trên hình vẽ.
Bơm rô to kép cũng là một dạng của bơm bánh răng, nó bao gồm 2 rô to trong và ngoài, đặt lệch tâm nhau. Rô to trong là chủ động, khi quay nó kéo theo rô to ngoài và tạo nên các khoang hút và đẩy theo nguyên tắc tương tự như trên. Đặc điểm của loại bơm này là có lưu lượng lớn hơn nhiều so với 2 loại trên, do vậy nếu được sử dụng cho cùng một công việc thì loại bơm này sẽ có kích thước nhỏ gọn hơn nhiều.
Các ổ đỡ trong động cơ thường là các ổ trượt (bạc), do vậy trong quá trình làm việc chúng bị mài mòn dần làm cho khe hở giữa bạc và trục rộng ra, nghĩa là lượng dầu đi qua đó sẽ tăng dần lên theo thời gian sử dụng. Vì lý do đó nên bơm dầu thường được chọn ban đầu có năng suất dư để sau đó nó có thể đảm bảo cung cấp đủ lượng dầu bôi trơn cần thiết cho động cơ trong suốt thời hạn sử dụng. Trên một số động cơ người ta đặt bơm kép (có 2 bơm riêng biệt đặt chung trong cùng một vỏ), trong đó một bơm cấp dầu bôi trơn động cơ, bơm còn lại có nhiệm vụ đưa dầu đến két làm mát.
Một điểm cần lưu ý là bơm dầu phải đảm bảo cung cấp đủ dầu bôi trơn cho động cơ ở mọi chế độ làm việc của nó. Đối với các loại bơm bánh răng, lưu lượng của bơm tỷ lệ thuận với số vòng quay làm việc của nó. Như vậy, nếu như ở chế độ không tải, động cơ hoạt động ở số vòng quay rất thấp, bơm dầu cung cấp đủ lượng dầu bôi trơn thì khi động cơ hoạt động ở số vòng quay cao lưu lượng dầu do bơm cung cấp sẽ tăng lên gấp vài lần, làm tăng áp suất trong hệ thống và có thể gây nên quá tải. Để giới hạn áp suất trong hệ thống ở trong phạm vi nhất định, bơm dầu được trang bị một van an toàn bố trí ngay trên đường ra của bơm.
Trên hình 5.5 là nguyên lý hoạt động của van an toàn. Van được mắc song song với hệ thống (xem hình vẽ) và được đóng chặt nhờ một lò xo. Hình bên trái ứng với chế độ làm việc của động cơ ở số vòng quay thấp, lúc này áp suất dầu bôi trơn nhỏ, không đủ để thắng được lực của lò xo nên van đóng, toàn bộ dầu do bơm cấp được đẩy vào hệ thống bôi trơn. Hình bên phải ứng với chế độ làm việc của động cơ ở số vòng quay cao. Lúc này, do lượng dầu của bơm cấp trở nên rất lớn mà hệ thống không tiêu thụ kịp nên áp suất trong hệ thống tăng vọt. Khi áp lực tác dụng lên mặt van thắng được lực của lò xo (khi áp suất vượt quá định mức) thì van mở ra và một phần dầu sẽ đi qua van để trở về đáy các te, giảm tải cho hệ thống. Cấu tạo cụ thể của van này có thể thấy trên hình 5.2 (số 8) và hình 5.6 (số 1 và 2).
Trên hình 5.6 trình bày cấu tạo của một bơm dầu có 2 khoang, mỗi khoang là một bơm riêng biệt, được dẫn động chung bởi trục 3. Các bánh răng chủ động 5 và 6 được nối với trục 3, còn các bánh răng bị động 11 và 9 quay trơn trên các trục 12 và 8. Hai bơm này được ngăn cách bởi tấm ngăn 10. Khoang trên có lưu lượng lớn hơn (các bánh răng có bề rộng lớn hơn) dùng để cung cấp dầu đi bôi trơn cho toàn bộ động cơ. Khoang dưới có lưu lượng nhỏ hơn và có nhiệm vụ lưu thông dầu qua két làm mát.
Bầu lọc dầu (hình 5.7) có nhiệm vụ lọc sạch dầu bôi trơn trong hệ thống. Trong quá trình sử dụng, dầu sẽ bị nhiễm bẩn dần do bụi, mạt kim loại, muội than (sản phẩm của quá trình cháy), ... Để bảo đảm cho dầu bôi trơn động cơ luôn luôn sạch thì cần phải có các thiết bị lọc dầu. Trong hệ thống có thể có 2 bầu lọc: một bầu lọc thô và một bầu lọc tinh (2 cấp lọc) hay chỉ có một bầu lọc duy nhất (một cấp lọc) nó đảm nhận cả chức năng lọc thô và lọc tinh.
Nếu hệ thống có 2 bầu lọc thì chúng thường được bố trí sao cho trong quá trình luân chuyển, toàn bộ dầu phải đi qua bầu lọc thô trước khi đi vào hệ thống và chỉ có khoảng 15 ¸ 20 % là đi qua bầu lọc tinh (xem sơ đồ hình 5.1). Điều này nhằn đảm bảo an toàn cho động cơ bởi vì nếu bố trí cho 100 % dầu phải đi qua bầu lọc tinh trước khi đi vào hệ thống bôi trơn thì trong trường hợp bầu lọc này bị tắc động cơ sẽ không còn dầu bôi trơn nữa và có nguy cơ bị hỏng nặng. Nếu trong hệ thống chỉ có 1 bầu lọc thì cần phải bố trí một van tràn mắc song song với bầu lọc. Trong trường hợp này, nếu bầu lọc bị tắc, áp suất phía trước bầu lọc sẽ tăng lên rất cao làm van mở ra, lúc này dầu đi qua van để đi vào hệ thống bôi trơn mà không phải qua bầu lọc.
Trên hình 5.7 là cấu tạo của các bầu lọc trong hệ thống lọc một cấp. Dầu được dẫn qua một lỗ ở đáy bầu lọc (theo chiều mũi tên trên hình vẽ) rồi đi qua các lưới lọc và được lọc sạch ở đó rồi được dẫn theo ống trung tâm đi ra ngoài.
Ở phía đỉnh của bầu lọc có bố trí van tràn, van này làm việc như một van an toàn. Khi lưới lọc đã quá bẩn (hoặc tắc hẳn) thì áp suất dầu trong bầu lọc tăng lên làm mở van giảm áp, lúc này dầu sẽ đi qua van này rồi theo ống trung tâm để đi ra ngoài mà không phải đi qua lưới lọc. Như vậy động cơ sẽ phải làm việc với dầu bôi trơn bẩn. Các hạt bẩn trong dầu có thể là cặn bẩn các loại, trong đó có cả mạt kim loại, chúng có thể làm xước các bề mặt làm việc của động cơ, làm tắc các đường dầu và gây nhiều sự cố khác dẫn đến giảm tuổi thọ của động cơ. Do đó cần phải thường xuyên bảo dưỡng và thay thế bầu lọc theo đúng quy định.
Các loại bầu lọc một cấp phải đảm bảo lọc tinh dầu nên thường sử dụng lưới lọc bằng sợi, giấy hay bột gỗ. Còn các loại bầu lọc thô thường có lưới lọc dạng lỗ, lưới, khe hẹp để lọc các hạt có kích thước lớn. Các lưới lọc thường được xếp thành nhiều lớp để đảm bảo lọc sạch được các cặn bẩn đi qua nó.
Trêb hình 5.8- a là một ví dụ về bầu lọc dạng lưới có trang bị lưới lọc bằng giấy (số 1). Dầu được dẫn vào theo kênh 3 (xem mũi tên trên hình), sau đó nó phải đi qua lưới lọc 1, các cặn bẩn bị giữ lại đây, còn dầu sạch thì đi qua các lỗ 8 rồi theo ống trung tâm 6 để đi vào kênh 4. Trong trường hợp lưới lọc bị tắc, áp suất dầu tăng lên quá 0,09 ¸ 0,1 MPa, thì van tràn 7 mở ra, cho phép dầu đi qua nó vào kênh 4 để đi vào hệ thống bôi trơn mà không phải qua lưới lọc.
Với dạng lưới lọc như trên các cặn bẩn được giữ lại trên bề mặt của lưới lọc. Còn đối với các loại lưới lọc nhiều lớp thì các cặn bẩn được giữ lại lần lượt ở các lớp lưới lọc.
Một trong các loại bầu lọc được sử dụng một cách rộng rãi trên các động cơ đốt trong là bầu lọc ly tâm hoạt động theo nguyên tắc phản lực (số 3 trên hình 5.2) và không cần phải có lưới lọc. Trên hình 5.8- b thể hiện nguyên lý cấu tạo của loại bầu lọc này.
Rô to 14 được lắp trên trục 18 và quay được tự do quanh trục này nhờ ổ bi 17 và các bạc đỡ 12, 16. Dầu được dẫn dưới áp suất cao theo lỗ giữa trục 18 đi vào trong bầu lọc, sau khi điền đầy khoang trong của rô to 14 dầu tràn vào trong các ống 15 rồi thoát ra ngoài theo các lỗ nhỏ 19, phun thành tia với tốc độ cao. Chính các tia dầu sinh ra phản lực đẩy làm cho rô to quay quanh trục của nó, tốc độ quay có thể đạt 5000 ¸ 7000 v/ph. Với tốc độ quay lớn như vậy, các hạt bẩn lẫn trong dầu ở trong rô to bị văng ra phía ngoài và bám vào thành trong của rô to tạo thành một lớp cặn bị nén chặt. Còn dầu sạch thì chảy xuống khoang 20 rồi trở về đáy các te.
Ta có thể gặp các bầu lọc ly tâm có nguyên lý hoạt động ít nhiều phức tạp hơn trường hợp đã mô tả trên đây, nhưng chúng đều dựa trên một nguên tắc chung là dùng lực ly tâm của rô to để tách các cặn bẩn ra khỏi dầu. Do loại bầu lọc này không có lưới lọc nên nó cần được tháo rửa thường xuyên theo định kỳ để khỏi bị tắc. Bầu lọc ly tâm hoạt động với tốc độ quay rất cao nên ta có thể nhận biết nó bằng tiếng rít rất đặc trưng. Cụ thể là nếu bầu lọc hoạt động bình thường thì ngay sau khi tắt động cơ, rô to vẫn tiếp tục quay theo quán tính thêm một lúc nữa và lúc này ta có thể nghe thấy rất rõ tiếng rít đăc trưng của nó.
Két làm mát dầu có nhiệm vụ làm mát dầu bôi trơn. Như đà trình bày trong phần trên, ngoài nhiệm vụ chính là bôi trơn, dầu còn có nhiệm vụ thu nhiệt ở các bề mặt làm việc để làm mát chúng, do vậy dầu bị nóng lên trong quá trình làm việc. Đáy các te là nơi chứa dầu và đồng thời cũng đóng vai trò trao đổi nhiệt. Nếu nhiệt độ môi trường không cao (ở các nước xứ lạnh) thì đáy các te sẽ đảm nhận việc tản nhiệt ra môi trường xung quanh và làm mát dầu. Nhưng khi động cơ phải hoạt động ở trong điều kiện nặng nhọc, nhiệt độ môi trường cao (ví dụ như ở Việt Nam) thì đáy các te không đủ để thoát nhiệt nữa, nhiệt độ dầu có thể lên cao quá mức cho phép do vậy phải có két làm mát dầu. Một động cơ thường được thiết kế để có thể hoạt động ở nhiều điều kiện khác nhau cho nên người ta thường bố trí két làm mát dầu cùng với một van khoá để ngắt không cho dầu đi qua két mát khi động cơ phải làm việc trong điều kiện mùa đông ở xứ lạnh.
Két mát dầu có cấu tạo như trên hình 5.9. Nó bao gồm 2 khoang chứa trên và dưới (số 2 và 1), được nối với nhau bằng các ống thép 3 có tiết diện hình ô van. Xung quanh các ống này có hàn các lá thép mỏng (theo phương ngang hay xoắn ốc) để tăng bề mặt tản nhiệt (còn gọi là các cánh tản nhiệt). Khi bố trí trên động cơ, két dầu thường được bố trí phía trước két nước. Dầu được dẫn vào khoang trên rồi đi theo các ống 3 xuống khoang dưới rồi từ đó đi ra ngoài (xem số 1 hình 5.1). Trong khi đi qua các ống 3 dầu được làm mát nhờ luồng gió thổi qua các cánh tản nhiệt.
Sơ đồ trên đây thể hiện nguyên tắc làm việc chung của các két mát dầu, trong thực tế ta có thể gặp các dạng cấu tạo khác, đặc biệt nếu động cơ được làm mát bằng không khí thì két mát dầu có thể chỉ là dạng ống gắn cánh tản nhiệt, được quấn theo kiểu ruột gà và bố trí trong khoang làm mát động cơ.
Để theo dõi áp suất dầu trong hệ thống bôi trơn trong quá trình làm việc người ta thường sử dụng một cảm biến áp suất dầu lắp trên đường dầu chính, từ đó báo tín hiệu lên đồng hồ bố trí trên bảng tablô. Hơn nữa để kịp thời thông báo về sự cố, trục trặc trong hệ thống bôi trơn hoặc hết dầu người ta thường bố trí thêm đèn báo hiệu mầu đỏ. Ngoài ra các hệ thống bôi trơn còn có thể được trang bị thêm đồng hồ báo nhiệt độ dầu.
Dầu bôi trơn động cơ là chất lỏng công tác trong hệ thống bôi trơn, nhiệm vụ chính của nó là tạo nên màng dầu bảo vệ các bề mặt ma sát, giảm mài mòn, giảm tổn thất năng lượng và thoát nhiệt cho các chi tiết nóng.
Trong quá trình làm việc dầu bôi trơn phải tiếp xúc với nhiệt độ rất cao, phải chịu áp suất lớn, ... và nói chung là phải chịu điều kiện làm việc khắc nghiệt. Do vậy, để có thể làm việc tốt nó phải có được các tính chất cơ bản sau đây.
Có độ nhớt đủ để đảm bảo tạo được màng dầu giữa các bề mặt ma sát với nhau và nhờ đó giảm ma sát và mài mòn. Khi nhiệt độ tăng thì độ nhớt của dầu giảm và ngược lại. Do vậy, dầu bôi trơn phải có độ nhớt đảm bảo cho mọi chế độ làm việc của động cơ. Dầu có chất lượng tốt phải là loại dầu có độ nhớt ít thay đổi theo nhiệt độ.
Dầu bôi trơn phải có khả năng chống gỉ tốt. Điều này có nghĩa là bản thân dầu không được chứa các chất gây gỉ kim loại mà hơn nữa nó phải bảo vệ được các chi tiết của động cơ khỏi bị gỉ. Ngoài ra dầu còn phải có khả năng vô hiệu hoá tác hại của lưu huỳnh (có trong nhiên liệu của động cơ diezel) đối với các chi tiết của cơ cấu trục khuỷu thanh truyền và các bạc bằng đồng.
Dầu phải có tính ổn định cao, nghĩa là có khả năng chống lại sự ô xy hoá và sự tạo thành các sản phẩm axit có tính ăn mòn kim loại, cũng như chống lại sự tạo thành các sản phẩm không hoà tan bám trên bề mặt các chi tiết dưới dạng lớp keo hay muội. Các sản phẩm này làm bẩn các chi tiết của động cơ, làm bẩn dầu, tắc các đường dầu, tắc bầu lọc gây hậu quả không tốt cho động cơ.
Dầu phải có khả năng tẩy rửa tốt để rửa sạch các chi tiết và không cho lớp cặn bẩn đóng lại trên bề mặt các chi tiết, nhất là các chi tiết của cụm pít tông - séc măng.
Một trong những tính chất cơ bản của dầu bôi trơn là khả năng chống mài mòn. Để có được khả năng này, dầu phải tạo được màng bảo vệ trên bề mặt các chi tiết ma sát để tránh cho các bề mặt kim loại không tiếp xúc trực tiếp với nhau. Bởi vì sự tiếp xúc trực tiếp giữa hai bề mặt kim loại sẽ tạo nên ma sát rất lớn gây nên tốc độ mài mòn nhanh. Hơn nữa, áp suất rất lớn tại vết tiếp xúc có thể gây nóng chảy cục bộ, làm hai bề mặt kim loại dính chặt với nhau tại điểm tiếp xúc, từ đó gây tróc vẩy kim loại, ... làm tăng nhanh tốc độ mài mòn của các chi tiết và giảm tuổi thọ của động cơ.
Dầu bôi trơn phải có nhiệt độ bắt cháy cao, nếu không lượng dầu bị cháy trong quá trình làm việc sẽ nhiều, tạo thành muội làm dầu biến chất nhanh chóng.
Trong dầu bôi trơn không được có lẫn nước và các hạt cặn bẩn.
Dầu bôi trơn của động cơ đốt trong thường có nguồn gốc từ dầu mỏ, bản thân nó không thể đáp ứng hết được mọi yêu cầu trên đây, do vậy người ta phải cho thêm vào dầu các chất phụ gia để nâng cao chất lượng của nó. Mỗi chất phụ gia thường nhằm nâng cao một trong những tính chất đã nêu trên đây. Lượng phụ gia có thể nhiều hay ít tuỳ theo chất, có khi là ở mức phần trăm, hay thậm chí là phần nghìn và cũng có thể đạt tới 10 ¸ 15 %.
Chất lượng dầu bôi trơn ảnh hưởng rất lớn đến tuổi thọ và chất lượng làm việc của động cơ, do vậy việc sử dụng đúng chủng loại dầu theo quy định và thường xuyên kiểm tra bảo dưỡng hệ thống bôi trơn là rất cần thiết.
