《船舶柴油机》 柴油机的润滑

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以满足使用及储存要求而添加的少量物质。 添加剂作用:
减少发动机部件上有害沉积物的形成和聚集 中和酸性物质,减少其对设备的腐蚀 防止设备和部件受到锈蚀 减少零部件的摩擦磨损,延长其使用寿命 使润滑剂的氧化和热分解延缓,延长其使用寿命 改变润滑剂的物理性质。如提高粘度指数,降低倾点等 添加剂分类: 1.清净分散剂(清净浮游添加剂) 防止高温时生成漆膜的添加剂 叫清净性添加剂 防止低温时生成油泥沉淀物的添加剂 叫分散剂
了解中石化润滑油牌号含义: 例如3012 ,4025等 , 前面两位数表示粘度等级; 后面两位数表示碱值
3. 粘度指数改进剂和增粘剂 该添加剂可以提高基础油粘度,改善其粘温特性,提高粘度指数 加入这种添加剂的滑油叫稠化机油。如救生艇机油(-30℃~200) 低温时:粘度增加不多 高温时:粘度变稠,以获得较好的粘温特性
4. 消泡剂 消泡剂:可以降低泡沫的表面张力,抑制泡沫的发生; 并使形成
的气泡破裂和消失,防止生成稳定的泡沫。如二甲基硅油 5. 降凝剂
高温会降低滑油的粘度,加快滑油氧化变质,并使缸 壁上部分油膜蒸发。 2.变速运动:活塞在上下止点速度为0,且在上止点时高温高压
只能保证边界润滑条件。 3.使用劣质燃油:高硫分 高灰分 高残炭值 会造成低温腐蚀
固体颗粒磨损,结炭增多 气缸磨耗率介绍:教材P157 图5-1
二.气缸润滑的作用和方式
气缸润滑的作用: 1.减少摩擦磨损(防止气缸和活塞的过度磨损) 2.清洁冲洗 (带走燃烧残留物和金属磨粒) 3.帮助密封燃烧室空间 4.在金属表面形成油膜,防止腐蚀。 5.减轻噪音。
但意义相反。总碱值表示1g滑油中所含碱性物质相当于氢 氧化钾的毫克数。天然矿物油本身无碱性,只有加入碱性 添加剂后才呈碱性。 在使用过程中,由于添加剂的损耗,总碱值会逐渐降低。
⑦ 浮游性 浮游性:表示含添加剂滑油清洗零件表面胶质炭渣,使之分散为小
颗粒而悬浮携带的能力。通常是在专用试验机上在规定条 件下进行一定时间的试验,然后根据活塞上的漆膜情况评 定等级。0~6共7个等级。0级非常清洁,6级严重污染。
第三节曲轴箱油和气缸油的选用
一.对曲轴箱油的要求 曲轴箱油又称系统油,主要对柴油机曲轴箱内各轴承或涡轮增压
器(无独立润滑系统)的润滑;在某些柴油机中,它还用着液压控 制油(液压控制式排气阀,换向伺服机构或气缸注油器驱动装置) 在筒形活塞式柴油机中它还兼作气缸油和活塞冷却液。其最大特点 是曲轴箱油循环使用,逐渐污染变质。
第二节 气缸润滑
柴油机气缸润滑是一个复杂而重要的问题,特别是在大型十字 头式柴油机中,气缸润滑是一个独立的润滑系统,需专用设备和 专用油品。特别是在当代柴油机高强化﹑燃油劣质化的发展中, 对气缸油提出了极为苛刻的要求。
一.气缸润滑的工作条件 1.高温:气缸上部表面温度180~220℃;下部为90~120 ℃
粘度指数VI大者:则温度变化时其粘度变化小 VI<35低粘度指数 35~80 中粘度指数 VI > 80 高粘度指数 最好的石蜡粘度指数可达124,加入增粘剂后可达200以上。
我国用粘度比来评定粘温特性,它是该滑油50℃和100℃ 运动 粘度比值。粘度比小表示在规定温度范围内粘度变化小,质量好
②. 酸值 、 水溶性酸或碱
三.润滑油的质量等级(API:American Petroleum Institute) 发动机根据其结构﹑工况﹑负荷和功率不同,使用不同质量级别的 润滑油。因此内燃机润滑油的质量分级,是随着发动机的发展而变 化的。国外有些国家和有关学会根据滑油的性能特点和工作状态把 滑油分成若干质量等级。比较通用的是美国SAE﹑ ASTM ﹑API三 方联合公布的一种质量分类法,称为API分类法。即:
早期:CA﹑ CB ﹑ CC ﹑ CD 四个级别
现在:除上述四个级别外,新添CE CF CG CH CI CJ 以满足 美国高速公路废气排放标准。
API分类法对柴油机滑油规定了严格的发动机试验方法和标准,滑 油必须通过规定的评定项目并合格后,才算符合某一级别。尽管如 此,其各质量等级的滑油,并不一定完全满足船用柴油机,因为船 用柴油机的机型和工作条件与试验发动机有所不同。各润滑油公司 供应的船用滑油都是在API质量等级基础上,结合船用柴油机的特 点,对滑油进行调制,以满足船用柴油机的需要。
精制过程中经酸洗和中和后残留下来的;使用中的滑 油由于含硫燃油的燃烧产物漏人曲轴箱可能形成硫酸 中国:酸值 表示滑油中的有机酸。定义;~ ;单位:mg KOH/g 水溶性酸或碱:表示无机酸或强碱的有无。用于定性分析 国外:总酸值TAN --------有机酸﹢无机酸 强酸值SAN---------无机酸含量
滑油中的酸------有机酸和无机酸。 新鲜滑油中的有机酸主要 来源为原存于石油中的精制时没有全部除去或有意识 加入的呈酸性的抗氧,抗腐添加剂;使用中滑油的有 机酸主要来自于自身氧化而产生的有机酸。Leabharlann Baidu
少量有机酸:对金属无多大腐蚀作用且能增加滑油的油性改善润滑 大量有机酸:对轴承材料特别是铅有腐蚀作用 无机酸的存在:对金属有强烈腐蚀作用。其来源有:新鲜滑油是在
润滑方式: 1.飞溅润滑 :气缸油和曲轴箱油属于同一油品,活塞裙上需装刮 油环,中小型柴油机采用。 2.注油润滑:使用专用的润滑系统和设备(注油器和注油接头), 把专用气缸油经缸壁上的注油孔喷注到气缸表面进行 润滑,其注油量可控;喷出的气缸油不予回收。 国外称为 一次过润滑 (Once through)
第五章 柴油机的润滑
第一节 润滑和润滑油
一.润滑的作用、滑油的性能指标 1.作用------减磨;冷却;清洁;密封;防腐;减振;传递动力 。 2.性能指标
主要有:粘度;粘度指数;闪点;凝点;残炭;灰分;酸值; 腐蚀性;热氧化安定性;抗氧化安定性;总碱值;抗乳化度 等十余种。 ①. 粘度和粘度指数 粘度:滑油的重要指标,决定两个摩擦表面间油膜形成。 国外广泛使用按滑油的粘度进行分类的SAE分类法 。 把发动机滑油按粘度分成10个等级:0W;5W;10W 15W;20W;25W;20;30;40;50 按ISO分类:根据40℃的运动粘度值分成18个等级
清净分散剂的作用 A.洗涤作用:能够使沉积在部件上的胶质炭渣呈分散悬浮状态,
降低积炭和油泥,保持部件清洁。 B.中和作用:该添加剂为碱性,既可以控制油因氧化而形成的有
机酸;又可中和进入曲轴箱的燃烧产物形成的无 机酸,起到锈蚀抑制剂的作用 2. 油性剂、极压剂 (抗磨剂) 油性剂和极压剂都能在边界润滑条件下起到减磨作用。 油性剂:是带有极性基团的活性物质,它能定向地吸附在金属表面 上形成不易破坏的边界吸附膜,以降低磨损。 极压剂:能在高温和高负荷下分解产生活性化合物,在金属表面生 成低熔点化合物,形成反应薄膜,有减少摩擦,防止擦伤 降低磨损,加强油膜承载能力的作用。其主要组成为含硫 磷、氯成分的有机化合物等
我国规定腐蚀度试验用 品克维奇 法: 将试验油加热到140℃,用特制一定面积的金属片以每分钟15~ 16次的速度交替地浸在油中和露置在空气中,经过50h后,测定 金属片减少的重量(g/㎡)。金属片减少重量越大,腐蚀性越强
⑥ 总碱值 TBN (Total Base Number) 总碱值:表示滑油碱性的高低。其单位与酸值相同为 mgKOH/g
降凝剂并不改变石蜡析出温度,只改变石蜡结构。它吸附在油中 石蜡结晶表面上,使之仅能生成微小结晶,防止生成结晶网,从 而改变低温流动性,降低油品的凝点。常用的有长链烷基萘等。
6.防锈添加剂和防腐蚀剂 防锈剂:依靠其自身具有的极性吸附在金属和油的界面上形成保
护层,防止水与金属接触生锈。 抗腐蚀剂:保护有色金属不受油氧化和燃气产生的酸的腐蚀。
2.抗腐蚀性能:它对轴瓦有重要意义,若抗腐蚀性能差,可能引起 轴承合金腐蚀;铅锡或铅铟等鍍层剥落。所以曲轴箱油要有 良好的抗腐蚀性能。
3.清净分散性:油品能使炭粒或各种颗粒油泥等分散成微小粒子并 悬浮在油中,以便滤掉。
4.抗氧化安定性:应具有在较高温度下的抗氧化性能(冷却活塞) 因曲轴箱油与空气接触机会多,宜氧化变质。t<82℃
㈠ 十字头式柴油机曲轴箱油要求: 十字头式柴油机曲轴箱与气缸是隔开的,其工作条件相对较好, 正常耗油率为 0.1~0.3 g/kw.h , 主要润滑轴承和导板。要求: 1.粘度和粘温特性:适宜的粘度以保证润滑油膜的建立;另外船
用柴油机经常在变工况下工作,环节温度变化也较大,所 以要有较好的粘温特性。 粘度要求:在100℃运动粘度为11~14cst ,相当于SAE30 粘度指数:80~95
③.抗乳化度 滑油乳化:水漏入滑油经搅拌后形成乳作液并生成泡沫的过程叫~ 滑油乳化后的危害:
加速滑油变质,并在两相界面上吸附机械杂质,污损摩 擦 表面,加剧部件磨损, 降低润滑性能 抗乳化度:指滑油在乳化后自动分层所需时间。(以分计)
④.热氧化安定性 抗氧化安定性 都是用来衡量滑油在使用条件下抵抗空气氧化的能力。只是试验方 法和使用对象不同。 热氧化安定性:属于薄油层在高温条件下氧化试验,用氧化形成漆
5.其它:抗乳化性能,抗泡沫性能,闪点等。
筒形活塞式柴油机曲轴箱油的要求: 在筒形活塞式柴油机中,曲轴箱油除润滑轴承外,还兼作气缸油, 故其工作条件十分恶劣,正常耗油率为1.07~1.6 g/kw.h ,它除应满 足十字头式柴油机曲轴箱油的全部要求外,还应满足如下要求: 1.高温工作时的清净性:在高温下能保证各种沉积物不粘附在机件
那么其它管理再正确也没有用。所以油品的选择必须高度重视:
选择根据:机型;运转工况;工作环境;使用燃油的质量。
主要考虑指标:粘度;碱值;粘度指数
十字头式柴油机:
SAE30 SAE40
TBN≤10
VI=80~95
大功率中速筒形活塞式柴油机:润滑油兼作系统油和气缸油,对油 品的质量要求更高。SAE30 SAE40 TBN=22~34
上而应悬浮在油中。 2.热氧化安定性好。 3.足够的碱性:TBN为 22~34 mgKOH/g 4.粘度要求高 使用相当于SAE20 SAE30 SAE40等级 滑油
㈡.曲轴箱油的选用
船用柴油机润滑系统的管理和油品的选择对功率的发挥,故障率的
降低,使用寿命和维修周期的延长有很大关系。如果油品选择出错
在125℃条件下,向试验油中通入一定流速的空气或纯氧4h或 8h,分别测定试验油氧化后生成的沉淀物和酸值。如氧化后生成 的沉淀物少,酸值小。则试验油的抗氧化安定性好。
⑤.腐蚀度 衡量高温条件下工作的滑油在与氧气充分接触时,对金属的腐 蚀程度。现代柴油机中的铜,铅等合金轴承材料对腐蚀十分敏 感,只要滑油中有少量的酸就能严重腐蚀轴承。
滑油的粘度随温度的升高而降低,这种性能称为滑油的粘温特性。 对于航行在不同季节和不同纬度的船舶,其滑油温度变化范围很 大,因此必须探讨滑油的粘度随温度的变化关系(粘温特性)。
粘度指数VI:国外用于表征滑油的粘温特性,它是通过与两种 标准油相比较而获得
VI=100☆ (L-U)/(L-H) U:试验油在37.8 ℃时的粘度 (赛氏粘度 S) L:VI=0的标准油在37.8℃ 时粘度(98.9 ℃时粘度与试验油) H:VI=100的标准油在37.8 ℃时粘度 (同上)
膜所需的时间来表示。我国标准规定: 在规定的高温250℃条件下,空气自由流过薄油层试验油,测 定试验油由氧化而生成50%的漆状物所需时间。(以分计) 以此时间来评定试验油的热氧化安定性 。该试验是模拟气缸 壁上的油膜工作条件,适用于柴油机的润滑油。
抗氧化安定性
属于较低温度条件下的厚油层氧化试验,用氧化后生成的沉淀物 和酸值来表示。我国标准规定:
⑧ 抗泡沫性 抗泡沫性:表示在规定试验仪器内以专用泡沫头通入一定数量的空
气,测量试验油的起泡体积和消泡时间。 泡沫形成过多 除损失滑油外,还会引起轴承的空泡腐蚀,润滑效能下降
二.润滑油添加剂 添加剂产生背景:柴油机强化程度提高;劣质燃油的使用。滑油
工作条件越来越差,纯矿物油不能满足要求。 添加剂定义:能改善和提高石油产品的质量和给予新的性能,
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