新聞主題	柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能與潤(rùn)滑方式

 

摘要：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)由機(jī)油泵、濾清器、壓力表、溫度表、冷卻器、調(diào)壓閥等組成。機(jī)油泵、油簽殼、機(jī)油道和油管，用以儲(chǔ)存機(jī)油，使機(jī)油在運(yùn)動(dòng)機(jī)件間強(qiáng)制循環(huán)；機(jī)油細(xì)濾器、粗濾、集濾器，用以清除機(jī)油中的各種雜質(zhì)；機(jī)油壓力表、機(jī)油溫度表，用以顯示潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)工作狀況；機(jī)油冷卻器，用來冷卻機(jī)油，防止機(jī)油溫度過高，影響潤(rùn)滑效果；調(diào)壓閥、壓閥和旁通閥，用以調(diào)節(jié)和限制機(jī)油壓力，保證柴油發(fā)電機(jī)組潤(rùn)滑系統(tǒng)安全可靠地工作。

 

一、潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能

 

      當(dāng)一個(gè)固體表面在另一個(gè)固體表面上滑動(dòng)或滾動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)必然受到兩表面間摩擦力的阻礙，同時(shí)產(chǎn)生熱量。在無任何潤(rùn)滑條件下的摩擦（干摩擦）必然引起表面嚴(yán)重破壞和擦傷。在柴油機(jī)中，減少兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面之間干摩擦的主要方法是在兩表面之間用一層完整油膜隔開，使兩表面間的干摩擦變成液體分子間的液體摩擦。柴油機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分布如圖1所示。

      在柴油機(jī)中潤(rùn)滑系統(tǒng)有以下作用：

1、潤(rùn)滑作用

     在相互運(yùn)動(dòng)表面保持一層油膜以減小摩擦，減小摩擦功耗，提高機(jī)械效率；減小機(jī)件磨耗量，延長(zhǎng)使用壽命，這是潤(rùn)滑系統(tǒng)的主要作用。

2、冷卻作用

       帶走兩運(yùn)動(dòng)表面因摩擦而產(chǎn)生的熱量，保證工作表面的適宜溫度。

3、清潔作用

      清洗摩擦表面，帶走磨損下來的金屬細(xì)末及其它微粒，防止出現(xiàn)磨粒磨損。

4、密封作用

      產(chǎn)生的油膜同時(shí)可起到密封作用，如活塞與缸套間的油膜除起到潤(rùn)滑作用外，還有助于密封燃燒室空間。

5、防腐作用

      潤(rùn)滑油膜隔絕了空氣及酸性物質(zhì)與零件表面的直接接觸，從而減免了它遭受氧化，腐蝕的程度。

6、消振隔聲作用

      形成的油膜可起到緩沖作用，避免兩表面直接接觸，減輕振動(dòng)與噪音。

      柴油發(fā)電機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的基本任務(wù)是將一定數(shù)量、清潔和溫度適宜的潤(rùn)滑油送至各摩擦表面進(jìn)行潤(rùn)滑。隨著柴油發(fā)電機(jī)強(qiáng)化程度的提高，對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)和潤(rùn)化滑油都提出了更高的要求。如圖2所示，潤(rùn)滑系統(tǒng)將潤(rùn)滑油輸送到潤(rùn)滑部位，潤(rùn)滑油像小球一樣使運(yùn)動(dòng)機(jī)件與接觸機(jī)件減少摩擦。

 

圖1  柴油發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)部件分布圖

圖2  機(jī)油像許多小球軸承充滿在軸與缸體之間形成滑動(dòng)

 

二、柴油機(jī)潤(rùn)滑方式

 

      柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)，由于各機(jī)件的工作條件不同，對(duì)潤(rùn)滑強(qiáng)度的要求也不同，因而潤(rùn)滑方式也就不同，常用的潤(rùn)滑方式有以下四種：

1、飛濺式

      柴油發(fā)電機(jī)工作時(shí)，利用運(yùn)動(dòng)機(jī)件飛濺起來的機(jī)油顆?；蛴挽F來進(jìn)行潤(rùn)滑的左式叫飛濺潤(rùn)滑。這種潤(rùn)滑方式是利用曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)連桿大頭的攪拌作用，將部分機(jī)油擊打主數(shù)小的顆?；蛴挽F，分布到需要潤(rùn)滑運(yùn)動(dòng)機(jī)件的表面，如活塞、汽缸壁、凸輪軸、凸輪等。

2、壓力式

      壓力式潤(rùn)滑方式是利用機(jī)油泵將機(jī)油以一定的壓力強(qiáng)制輸送到各運(yùn)動(dòng)機(jī)件的摩擦表面。這種潤(rùn)滑方式工作可靠，潤(rùn)滑強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。用以潤(rùn)滑凸輪軸軸承、連桿軸承、主軸承、氣門機(jī)構(gòu)等。壓力潤(rùn)滑的優(yōu)點(diǎn)是能保證滑油連續(xù)循環(huán)供應(yīng)，使摩擦件的工作安全可靠，并有強(qiáng)烈的清洗作用，可通過潤(rùn)滑系統(tǒng)的壓力表和溫度計(jì)掌握控制潤(rùn)滑情況，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可使用粘度較低的滑油，使用期長(zhǎng)，耗量少。因此壓力潤(rùn)滑在各類柴油機(jī)中得到最廣泛的應(yīng)用。

3、混合式

      壓力式和飛濺式并存的潤(rùn)滑方式叫混合式潤(rùn)滑方式。

4、高壓注油潤(rùn)滑

      通過專門的注油器建立2MPa左右的高壓，定時(shí)、定量地將滑油經(jīng)缸套上的注油孔供給氣缸套與活塞之間進(jìn)行潤(rùn)滑。這種潤(rùn)滑方法主要用于大型低速十字頭式柴油機(jī)中缸套和活塞的潤(rùn)滑。

 

三、潤(rùn)滑系統(tǒng)的影響因素

 

       潤(rùn)滑系統(tǒng)的污染物包括灰塵和雜質(zhì)顆粒、碳、水、燃油、機(jī)油氧化物和酸性物積聚。因此，需要過濾潤(rùn)滑油并定期更換潤(rùn)滑油。造成污染的原因如下：

1、雜質(zhì)進(jìn)入

       空氣中的尖埃和雜質(zhì)可以從外界通過各種途徑進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，如空氣濾清器損壞不及時(shí)修復(fù)時(shí)。

2、竄氣的影響

      許多炭和炭黑的顆粒在燃燒過程中未被完全燃燒，竄入曲軸箱，污染潤(rùn)滑油。

      當(dāng)曲軸和軸承之間發(fā)生移動(dòng)時(shí)，內(nèi)層的機(jī)油彼此靠著滑動(dòng)，從而減小摩擦，但燃油和炭煙通過活塞環(huán)，進(jìn)入曲軸箱，如圖3所示，這個(gè)過程又稱為竄氣。此外，如果炭和灰粒保留在機(jī)油中，則發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命可能會(huì)急劇下降。所以，必須將機(jī)油過濾以清除這些顆粒。

3、水進(jìn)入機(jī)油的影響

      由于冷卻系統(tǒng)的泄漏或水蒸氣會(huì)導(dǎo)致水污染潤(rùn)油。水蒸氣是燃燒的副產(chǎn)品。竄氣過程強(qiáng)迫水蒸氣進(jìn)入曲軸箱。當(dāng)水蒸氣進(jìn)入曲軸箱時(shí)，它將冷卻并凝結(jié)成液體。水蒸氣還可以通過各種途徑進(jìn)入曲軸箱。例如，空氣中水分，當(dāng)外界空氣流過曲軸箱時(shí)，空氣中的水分冷凝成液體，使曲軸箱內(nèi)的水與機(jī)油混合產(chǎn)生油泥和酸性物的問題。當(dāng)機(jī)油與水及其他污染物混合而變稠時(shí)，油泥便產(chǎn)生了。

4、燃油進(jìn)入機(jī)油的影響

      當(dāng)未燃燒或部分燃燒的燃油進(jìn)入曲軸箱時(shí)，會(huì)嚴(yán)重地影響機(jī)油的性能。燃油系統(tǒng)的工作不正常（濃混合氣），包括噴油器和壓力調(diào)節(jié)器不正常工作、燃燒不足、正時(shí)錯(cuò)誤或活塞和活塞環(huán)磨損過量都會(huì)導(dǎo)致燃油進(jìn)入曲軸箱。在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中，噴油故障和發(fā)動(dòng)機(jī)部件磨損會(huì)產(chǎn)生同樣的情況。所以發(fā)動(dòng)機(jī)都存在燃油稀釋曲軸箱機(jī)油，概率可以達(dá)到50％。燃油的存在如當(dāng)燃油含量：汽油超過5％、柴油超過7％時(shí)，會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)快速磨損和機(jī)油品質(zhì)惡化。5％的燃油污染會(huì)改變機(jī)油的質(zhì)量，會(huì)使機(jī)油變稀，很少能粘到移動(dòng)部件上，這種改變降低了機(jī)油的潤(rùn)滑能力。當(dāng)有1％～3％的燃油用稀釋機(jī)油時(shí)，機(jī)油的SAE黏度在30左右。但是，當(dāng)向機(jī)油中添加更多的燃油，稀釋百分之在10％左右時(shí)，SAE黏度降至8～10。黏度降低使機(jī)油更稀，潤(rùn)滑、冷卻、清潔和密封的能力降低。

5、機(jī)油氧化現(xiàn)象

      發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的機(jī)油氧化發(fā)生在正常工作過程中。機(jī)油氧化定義為碳?xì)浠衔锛捌渌紵a(chǎn)物與氧氣的化合。這是燃燒的正常過程或副產(chǎn)品，結(jié)果是在曲軸箱內(nèi)產(chǎn)生了酸。這個(gè)過程使機(jī)油有很高的酸性。機(jī)油氧化由于發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的某些類型的金屬而被增強(qiáng)了。事實(shí)上，某種金屬擔(dān)當(dāng)了催化劑，一種加速該過程的媒介物，促進(jìn)了進(jìn)一步的氧化，從而向機(jī)油中增加了更多的腐蝕性的酸。機(jī)油溫度的升高和曲軸箱中水的增多也增強(qiáng)了機(jī)油的氧化。一旦機(jī)油氧化過程開始，由于它是自加速的，所以情況會(huì)逐漸地變得更糟。

6、點(diǎn)蝕（穴蝕）的影響

      某些有機(jī)酸有很高的腐蝕性。其他的有機(jī)酸在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱內(nèi)形成膠和漆狀物。如果沒有定期地更換機(jī)油，有機(jī)酸將侵蝕某些軸承金屬。機(jī)油中的酸在金屬表面上造成點(diǎn)蝕，最終導(dǎo)致部件故障。如圖4所示，點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在曲軸軸頸上。如果出現(xiàn)這種情況，曲軸和連桿軸承之間的摩擦力將增加。額外的摩擦經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致軸承過早地磨損。

      當(dāng)機(jī)油中有酸時(shí)，點(diǎn)蝕經(jīng)常發(fā)生在發(fā)動(dòng)機(jī)處于存放狀態(tài)。因此，一個(gè)好的辦法就是：對(duì)于將要存放的任何發(fā)動(dòng)機(jī)，一定要更換發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)油。更換機(jī)油后，酸被清除，不會(huì)再發(fā)生點(diǎn)蝕了。酸還與殘余的機(jī)油發(fā)生反應(yīng)，形成軟塊，這些軟塊稱為油泥。油泥沉積在油道、油底殼、濾清器和油冷卻器中，造成發(fā)動(dòng)機(jī)故障。大量的氧化產(chǎn)物在活塞、氣門、氣門桿和發(fā)動(dòng)機(jī)其他部件上形成硬漆。油泥、酸和漆膜明顯地降低發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，因此，盡可能多地減少氧化是非常重要的。

      機(jī)油必須能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的污染物和冷卻、潤(rùn)滑及密封相關(guān)部件，使發(fā)動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)行。

 

圖3  發(fā)動(dòng)機(jī)竄氣易形成污染

圖4  進(jìn)入機(jī)油中的酸引起腐蝕和點(diǎn)蝕

 

四、機(jī)油基本要求

 

1、黏度要適當(dāng)

      黏度表示機(jī)油的“稠稀”程度，它是機(jī)油最主要的性質(zhì)。機(jī)油黏度大，承載能力強(qiáng)，易于保持液體潤(rùn)滑工作狀況。但黏度過大，會(huì)使摩擦阻力增加，造成柴油發(fā)電機(jī)有效功率下降，低溫時(shí)起動(dòng)困難；黏度過小，機(jī)油容易從運(yùn)動(dòng)機(jī)件的間隙中流失，油膜不易保持，潤(rùn)滑性能變差，從而加劇機(jī)件的磨損。機(jī)油的黏度受溫度的影響，溫度升高時(shí)，黏度下降；溫度降低時(shí)，黏度增大。機(jī)油的黏度隨溫度的變化越小越好。反映機(jī)油黏度隨溫度變化的性質(zhì)，常用運(yùn)動(dòng)黏度比表示。運(yùn)動(dòng)黏度比小，表示機(jī)油黏度隨溫度的變化小，柴油發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)，溫度的變化對(duì)機(jī)油黏度的影響不大。在實(shí)際工作中，有時(shí)采用加入添加劑的方法來減小機(jī)油的運(yùn)動(dòng)黏度比。

2、凝固點(diǎn)要低

      機(jī)油冷卻到完全喪失流動(dòng)性時(shí)的溫度叫凝固點(diǎn)。凝固點(diǎn)高的機(jī)油容易失去流動(dòng)性，機(jī)油達(dá)到凝固時(shí)，潤(rùn)滑系統(tǒng)就不能正常工作。因此，要求機(jī)油的凝固點(diǎn)要低，特別是嚴(yán)寒地區(qū)，凝固點(diǎn)一般要求在-30℃～0℃。

3、適當(dāng)?shù)拈W點(diǎn)

      機(jī)油加熱到某一溫度時(shí)，一部分會(huì)揮發(fā)變成油蒸汽，油蒸汽與周圍空氣混合形成一種混合物，當(dāng)遇到明火時(shí)會(huì)立刻發(fā)出閃光，這個(gè)發(fā)生閃光時(shí)的溫度叫做閃點(diǎn)。閃點(diǎn)是用來評(píng)價(jià)機(jī)油的易燃性和揮發(fā)性的指標(biāo)。閃點(diǎn)越低，機(jī)油的揮發(fā)性越強(qiáng)，會(huì)增加使用消耗。柴油機(jī)用機(jī)油的閃點(diǎn)一般在185℃～215℃左右。

4、對(duì)機(jī)件無腐蝕作用

      機(jī)油對(duì)金屬應(yīng)無腐蝕作用。機(jī)油對(duì)金屬的腐蝕主要是油中含有酸堿類化學(xué)雜質(zhì)而引起的。特別是含酸物質(zhì)越多，酸值越大，對(duì)機(jī)件表面的腐蝕作用越厲害。因此，除了不允許在機(jī)油中含有水溶性酸和堿外，還要求酸值越小越好。

5、無起泡性

      機(jī)油受劇烈的攪拌侵入空氣，而發(fā)生泡沫時(shí)，會(huì)阻礙機(jī)油泵的泵油作用，造成機(jī)件潤(rùn)滑表面斷油，使局部零件過度磨損。

 

總結(jié)：

      由于柴油機(jī)使用的潤(rùn)滑油種類繁多，操作人員應(yīng)能正確地選擇滑油，并管好用好滑油?？傊瑵?rùn)滑系統(tǒng)是柴油發(fā)電機(jī)組中不可或缺的重要系統(tǒng)，其組成部分和工作原理相互配合，為柴油發(fā)電機(jī)組提供了減少摩擦、冷卻和清洗等功能，以確保柴油發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行和延長(zhǎng)使用壽命。

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