1、润滑系统第一节 润滑的基本原理一、润滑的作用当一个固体表面在另一个固体表面上滑动或滚动时，其运动必然受到两表面间摩擦力的阻碍，同时产生热量。在无任何润滑条件下的摩擦（干摩擦）必然引起表面严重破坏和擦伤。在柴油机中，减少两相对运动表面之间干摩擦的主要方法是在两表面之间用一层完整油膜隔开，使两表面间的干摩擦变成液体分子间的液体摩擦。通常使用润滑油作为运动表面的润滑剂。在柴油机中润滑油有以下作用：（1）润滑作用。在相互运动表面保持一层油膜以减小摩擦，减小摩擦功耗，提高机械效率；减小机件磨耗量，延长使用寿命，这是润滑油的主要作用。（2）冷却作用。带走两运动表面因摩擦而产生的热量，保证工作表面的适宜温度
2、。（3）清洁作用。清洗摩擦表面，带走磨损下来的金属细末及其它微粒，防止出现磨粒磨损。（4）密封作用。产生的油膜同时可起到密封作用，如活塞与缸套间的油膜除起到润滑作用外，还有助于密封燃烧室空间。（5）防腐作用。润滑油膜隔绝了空气及酸性物质与零件表面的直接接触，从而减免了它遭受氧化，腐蚀的程度。（6）消振隔声作用。形成的油膜可起到缓冲作用，避免两表面直接接触，减轻振动与噪音。二、润滑的分类在柴油机润滑中，按表面的润滑情况可分为以下几种润滑形式。（一）边界润滑 一个加工良好的机器零件，沾上滑油后再用布把油揩去，即使擦得非常干净，零件上仍然遗留有一层牢固地吸附在金属表面上的极薄的油膜，它可以承受一定的
3、压力而不破坏。组成边界油膜的是一些具有极性的分子，它们与金属结合很牢固，不像润滑油中的其他分子能随意移动。由于工作条件的限制，靠边界油膜进行的润滑叫做边界润滑。（二）液体润滑两运动表面上被一层一定厚度（通常为 1.5m2m 以上）的油膜完全隔开，由液膜的压力平衡外载荷，此时两运动表面不直接接触，摩擦只发生在液膜内部，使干摩擦变成液体摩擦。其润滑性能完全取决于液膜流体的粘度而与两表面的材料无关，它的摩擦阻力低、磨损少，可显著延长零件使用寿命。这是一种理想的润滑状态。通常，液体润滑可分为液体动压润滑与液体静压润滑两类。现介绍如下。1液体动压润滑动压润滑由摩擦表面的几何形状和相对运动，借助液体的动力
4、学作用来实现，如图 5-1 所示，当轴禁止时，在自重的作用下，轴颈与轴承直接触（见图 5-1a） ） 。若轴颈以一定转速回转，借助轴颈与滑油间粘附力的作用， （见图 5-1b） ） ，润滑油从上部较宽进油空间携带到窄狭空间，会产生挤压，而使楔形油膜压力骤增。当转速达到某一定值时，图 5-1 楔形油膜的形成楔形空间的油压就会使轴颈稍微抬起，使轴颈与轴承之间形成一层完整的润滑油膜，实现液体润滑（见图 5-1c） ） 。此油楔的形成与其产生的压力主要与以下因素有关：（1）摩擦表面的运动状态。转速越高，愈容易形成油膜，油膜压力也高，而在柴油机刚起动或低速运转时，难以形成完整的油膜。（2）滑油粘度。粘度
5、应适当：粘度过小滑油不易被轴颈携带，且易从轴承的轴向两端流出，粘度过大，则难以涂布。（3）轴承负荷。负荷不能过高，若轴承负荷过高，楔形油膜压力难以抬起轴颈，冲击性负荷过大，也可能将已建立好的楔形油膜破坏。（4）轴承间隙。间隙应合适：若轴颈与轴承的间隙太小，滑油不易楔入接触面之间；若间隙过大，则滑油容易从轴承两端漏泄，所以轴承间隙必须适当。（5）表面加工粗糙度。工作表面加工精度高，很薄的油膜就能完全隔开两个摩擦面，容易形成楔形油膜。2液体静压润滑在某些机械的轴承中，由于转速太低，负荷太高，或者运动不连续，因此很难“自然”地形成完整的楔形油膜。这时可采用液体静压润滑方式，即从外部向摩擦表面供给有一
6、定压力的滑油，借助滑油的静压力产生油膜以平衡外载荷。让一个或几个进油孔通至压力区中一定形状的油槽中，用滑油的静压力形成油膜把轴颈浮起来。十字头轴承常采用静压润滑，由一个专设的高压滑油泵产生高压油。（三）混合润滑摩擦表面上同时存在着液体润滑和边界润滑（称半液体润滑）或存在着干摩擦和边界润（称半干摩擦）都叫混合润滑。在柴油机中多指前者，如气缸润滑即属此类。三、润滑的方法根据摩擦表面所处的位置和工作情况，供给摩擦表面润滑的方法有以下几种。 （一）人工润滑这种方法是用人工将滑油定期加到某些摩擦表面，如摇臂轴承、气阀导管、传动杆接头等。这种方法简单，但耗油量大，费工，不能保证良好润滑。（二）飞溅润滑这种
7、方法是利用曲轴，连杆大端等零件在高速旋转时的飞溅作用，把连杆大端两侧溢出、刮油环刮落和冷却活塞后掉下来的滑油溅到某些摩擦部位。一般用于油道输送难以达到或承受负荷不大的摩擦部位，如气缸套、凸轮、齿轮等，中高速筒形活塞式柴油机的气缸套润滑一般都采用溅式润滑。飞溅润滑不需要油泵，但对机件的润滑不能控制，润滑效果较差，耗油量大，滑油容易氧化与变质。（三）压力润滑这种方法是利用润滑油泵把滑油强压循环输送到柴油机所需的润滑部位。适用于负荷较大的摩擦部位，如各个轴承和轴套等处。压力润滑的优点是：能保证滑油连续循环供应，使摩擦件的工作安全可靠，并有强烈的清洗作用，可通过润滑系统的压力表和温度计掌握控制润滑情况
8、，便于实现自动控制，可使用粘度较低的滑油，使用期长，耗量少。因此压力润滑在各类柴油机中得到最广泛的应用。（四）高压注油润滑通过专门的注油器建立 2MPa 左右的高压，定时、定量地将滑油经缸套上的注油孔供给气缸套与活塞之间进行润滑。这种润滑方法主要用于大型低速十字头式柴油机中缸套和活塞的润滑。第二节 润滑油的性质及选用一、润滑油的性能指标为了能够正确地选用润滑油，必须对其性能有所了解，滑油的有些性质与燃油相同，下面仅介绍与润滑性能密切相关的几个指标。有些指标的含义已在燃油指标中作了介绍，在此不予重复。（一）粘度和粘度指数 粘度是滑油最重要的指标。它在很大程度上决定着两个摩擦表面油膜的形成。滑油的
9、粘度随温度升高而降低，这种性能称滑油的粘温特性。船舶通常要在不同的季节航行于不同的纬度航区，环境温度变化很大。此外，柴油机在冷车起动和正常运转时，滑油的工作温度不同，其粘度大小也不相同。这将对保证可靠润滑造成不利影响。因此仅以常温下的粘度来判断滑油的品质是不够的，还必须注意粘度随温度的变化规律。若滑油的粘度随温度变化程度小，它就能在比较大的温度范围内满足使用要求，则此种滑油的粘滑特性就好。在国外，常用粘度指标（VI）来说明滑油的粘温特性。粘度指数大，则表明温度变化时其粘度变化小。一般，粘度指标在在 80 以上为高粘度指数，小于 35 为低粘度指数，介于 3580 之间称中间粘度指数。加入添加剂
10、（增粘剂）的滑油其粘度指数可高达200 以上。我国曾用粘度比来评定粘温特性，它是该滑油在 50和 100时的运动粘度的比值。粘度比小，表示它在规定温度范围内的粘度变化小，质量好。（二）酸值和水溶性酸或碱（总酸值和强酸值）滑油中的酸可分为有机酸和无机酸两种。有机酸含量少时，对金属无多大腐蚀作用。但含量较多时，它会对一些轴承材料（特别是铅）产生腐蚀作用。无机酸指硫酸，它对金属有强烈腐蚀作用，滑油中一般不允许有硫酸存在。使用中的滑油由于含硫燃油的燃烧产物漏入曲轴箱，而可能出现硫酸。我国用“酸值”表示滑油中的有机酸含量，其计量单位为 mgKOHg，表示中和 1 克滑油中的酸所需要的氢氧化钾毫克数。另用
11、“水溶性酸或碱”表示无机酸或强酸的有无，它能融入水中的无机酸或因污染而生成的碱，它只说明油品呈酸性或碱性，仅用于定性检查。滑油中无机酸（即硫酸）的含量称为强酸值（用 SAN 表示） 。强酸可溶于水，因此又称水溶性酸，可用水洗法除去。无机酸和有机酸的总和称为总酸值（用 TAN 表示） 。总酸值和强酸值的单位均为mgKOHg。（三）抗乳化度海水或淡水漏入滑油经搅拌后使滑油形成乳浊液并生成泡沫，这个过程叫乳化。乳浊液影响润滑性能，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，影响滑油压力。所以抗乳化性能是滑油的重要品质之一。滑油的抗乳化度系指滑油在乳化后自动分层（油层和水层）
12、所需的时间（以分计） ，即滑油的破乳化时间。破乳时间短，抗乳化度就好，反之则差。（四）热氧化安定性和抗氧化安定性滑油在循环系统中不断地与空气接触，并被空气中的氧逐渐氧化而变质。滑油氧化后的生成物为有机酸，胶质和沥青状物质。有机酸使滑油酸值增加，胶质和沥青状沉淀物使油色变深，粘度增加。这些物质能附着在金属表面上（例如在活塞表面上形成漆膜）或填塞油路和滤器。滑油的温度对氧化速度有很大的影响。热氧化安定性和抗氧化安定性都用来衡量在使用条件下滑油抵抗空气氧化的能力。只是试验方法和应用对象不同，前者，属于薄油层在高温条件下氧化试验，用氧化形成漆膜所需的时间， （以分计）来表示。系指在规定的高温 250条
13、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（分钟） ，用此时间来评定试验的热氧化安定性。这种试验方法是模拟气缸壁上的油膜工作条件，应用于柴油机润滑油。抗氧化安全性指在 125条件下，向试验油中通入一定流速的空气或纯氧，经过一定时间后，测定油氧化后生成的沉淀物量和油的酸值。如氧化后沉淀物少，酸值小，则油的抗氧化安定性就好。这种试验方法模拟液压系统中滑油的工作条件，故用于液压油和气轮机油等油品。（五）腐蚀度腐蚀度是衡量高温条件下工作的滑油在与氧气充分接触时，对金属（铅）的腐蚀程度。柴油机中的铜、铅等合金轴承材料对腐蚀十分敏感，只要滑油中有少量酸就能严重腐蚀轴承。我
14、国标准规定腐蚀度试验时把试油加热到 140，用特制的一定面积的金属片以每分钟 1516 次的速度交替的浸在油中和露臀于空气中，经过 50h 后，测定金属片减少的重量（g 2） ，金属片减少重量越大，滑油的腐蚀性越强，品质较差。（六）总碱值总碱值（TBN）表示滑油碱性的高低。它的单位和酸值相同，也用 mgKOHg 表示，但意义相反。总碱值表示 1g 滑油中所含碱性的物质相当于氢氧化钾的毫克数。滑油中的碱性，因加入碱性添加剂才具有，在使用过程中，随着添加剂的损耗，总碱值将逐渐降低。（七）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。通常是在专门试验机上在规定条
15、件下进行一定时间的试验，然后根据活塞上的漆膜情况，按 0 至 6 七个级别进行评定。0 级为活塞非常清洁，没有漆膜形成；6 级为严重脏污，活塞完全为漆膜覆盖。（八）抗泡沫性抗泡沫性表示在规定试验仪器内以专用泡沫头并通入一定数量的空气，测量试油的起泡体积和消泡时间。滑油在运转时受激烈搅动，使空气混入油中形成泡沫，泡沫过多除损失滑油外，还会使油泵和轴承引起空泡腐蚀，润滑效能降低，造成轴承烧毁。二、滑油的添加剂添加剂是指能改善和提高石油产品的质量和给予新的性质，以满足使用及贮存的要求而添加的少量物质。当前，随着柴油机强化程度的提高和劣质燃油的使用，随着化学工业的发展，多种添加剂被加入到纯矿物油（基础
16、油）中，形成了一种由基础油和添加剂组成的新型油晶。石油添加剂的种类很多，用途也很广泛。目前常用的添加剂按其使用性能大体分为如下几类。（一）清净分散剂（浮游添加剂）防止高温时生成漆膜的添加剂和防止低温时生成油泥沉淀物的添加剂，我国统称为清净分散剂。它的作用一是洗涤，使颗粒和树脂状物呈分散悬浮状态，降低积炭和油泥； 二是中和酸性物质作用，提高抗腐性能。它是气缸油中的重要添加剂。（二）抗氧化抗腐蚀剂这种添加剂有两方面作用：一是可以抑制油膜的氧化过程，提高滑油的抗氧化能力； 二是在轴承表面上形成一层保护膜，使有色金属轴承不受酸的腐蚀。它是滑油中的重要添加剂。这种添加剂呈酸性，将使得滑油的酸值略有增加，
17、此外，还将使轴承表面由于形成保护膜而呈暗褐色。（三）油性剂和极压剂（抗磨剂）油性剂及极压剂都能在边界润滑条件下起到减磨作用。但它们的作用机理不同。油性剂是带有极性基团的活性物质，能定向地吸附在金属表面上形成不易破坏的边界吸附薄膜，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，在金属表面上生成低熔点化合物，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。（四）增粘剂增粘剂可提高基础油的粘度，并改善其粘温特性，提高其粘度指数。加入增粘剂的滑油称稠化机油。对于户外使用的柴油机（如救生艇用）冬季起动温度-30，正常运转后气缸温度可达 200，稠化机油在低温时可使粘度增加
18、不多，而在高温时变稠，以满足柴油机冬夏两季的不同需要。（五）消泡剂消泡剂可以降低泡沫的表面强力，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。常用二甲基硅油等。（六）降凝剂降凝剂只改变石腊结构而并不改变石腊析出的温度。它吸附在油中石腊结晶表面上，使之仅能生成微小结晶，肪止形成结晶网，从而改变低温流动性，降低油晶的凝点。（七）防锈剂防锈剂的极性活性物吸附在金属表面或与金属表面发生化学反应生成分子薄膜，使金属与水、空气隔开，防止零件在停车、贮存或运输时金属部件生锈。其主要组成如石璜酸钡等。另一些防锈剂如石油璜酸钠，同时又是乳化剂，它在冷却水处理中能生成稳定的乳浊液，兼有防锈作用和润滑
19、作用。三、滑油的品种和选用船舶柴油机使用的润滑油种类繁多，这就要轮机人员能正确地选择滑油，管好用好滑油。下面介绍柴油机润滑的品种和选择方法。（一）曲轴箱油曲轴箱油又叫柴油机油或系统油。通常，曲轴箱油润滑主要指对柴油机曲轴箱内各轴承的润滑，在筒形活塞柴油机中还可兼作气缸润滑油（飞溅润滑）和活塞冷却液，有时它还用作液压控制油。这种润滑油在使用中的最大特点是循环使用，因而它在使用中将逐渐污染变质。柴油机曲轴箱油按使用条件不同有十字头式和筒形活塞式柴油机曲轴箱油两种。1十字头式柴油机曲轴箱油十字头式柴油机中的曲轴箱与气缸是隔开的，所以曲轴箱油的工作条件比较好，它主要用来润滑各轴承和导板等，在某些柴油机
20、中还用来冷却活塞或兼作操纵机构液压控制油使用。对这种曲轴箱油的要求如下：（1）粘度和粘温性能。应具有适宜的粘度，以保证油膜的建立。并要求它具有较好的粘温特性，能在较宽的温度范围内可靠地工作。（2）抗腐蚀性能。抗腐蚀性能对轴承有重要意义。抗腐蚀性差，可能引起轴承合金腐蚀或铅锡和铅铟等镀层剥落。曲轴箱必须加有抗氧抗腐添加剂。（3）清净分散性。油晶能使碳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抗氧化性能（冷却活塞） ，因曲轴箱油与空气接触机会多，易氧化变质，要求抗氧化安定性好。通常，应控制油温不超过 82，以降低氧化速度。（5）其它。如抗乳化性能
21、，抗泡沫性能，闪点等等，也应符合使用要求。2筒形活塞式柴油机曲轴箱油这种曲轴箱油还要兼作气缸润滑油使用，故其工作条件较十字头式柴油机曲轴箱油恶劣。它除应满足对十字头式柴油机曲轴箱油的全部要求外，还应满足以下要求：（1）高温工作时的清净性。在高温下应能保证各种沉淀物不粘附在机件上而应悬浮在油中。（2）热氧化安定性好。（3）足够的碱性。要求能中和劣质燃油燃烧后生成的硫酸。一般要求TBN=2234mgKOHg。（4）粘度要求较高。根据不同使用条件应分别具有相当于 SAE20，SAE30，SAE40 等级的滑油。综上所述，十字头式柴油机和筒形活塞式柴油机曲轴箱油的工作条件不同，因而要求的质量等级也不同
22、，见表 5-1 所示。在选用曲轴箱油时，应首先根据制造厂的推荐牌号选用曲轴箱油。若无法获得推荐牌号滑油时，可选用一种与推荐用油的粘度等级和质量等级相近的滑油，而且要注意不可随意与其它油品混兑。（二）汽轮机油（透平油）汽轮机油主要用于汽轮机的轴承和减速齿轮箱的润滑和冷却。它在柴油机中用来润滑废气涡轮增压器和调速器，也可代替液压油用于舵机和起重机的液压系统，还可代替齿轮油用于轻负荷的齿轮箱。对这种油的要求是：有良好的抗氧化安定性，能长期使用而不生沉淀；抗腐蚀性强，应能防止金属表面腐蚀；抗乳化性能好，容易与水分离；因润滑齿轮，故要求边界润滑性能（油性）好；粘度的等级多，以便于选择。（三）气缸油柴油机
23、气缸润滑是一个复杂而重要的问题。在十字头式柴油机中，气缸润滑是一个独立的润滑系统。在下节中我们将对气缸润滑及气缸油的使用和选择进行专题介绍。第三节 气缸润滑在十字头式柴油机中，气缸下部设有横隔板和活塞杆填料函，把气缸与曲柄箱隔开，因此轴承的润滑和气缸的润滑均自成系统。其润滑设备，滑油品质以及运转管理均需特殊考虑。曲轴箱油机型 使用燃油粘度等级 SAE 质量等级 APITBN筒形活塞式非增压 轻柴油 S1.0% 30 CB 6-10十字头式 燃料油 30 CB 6-10筒形活塞式低增压 船用柴油.馏分不限 30,40 CC 9-14筒形活塞式高增压 船用柴油馏分不限 30,40 CD 10-16
24、筒形活塞式高增压 燃料油 30,40 CD 22-34图 5-2 气缸套磨损随行程变化规律曲轴箱油的质量等级 表 5-1在当代柴油机高强化、燃油劣质化的发展中，对气缸润滑提出了愈加苛刻的要求。一、气缸润滑的工作条件气缸润滑的特殊性首先体现在高的工作温度。由于气缸壁与高温燃气接触，一般气缸套上部表面温度约为 180220，缸套下部表面温度为 90120，活塞环槽表面温度根据测点位置不同和活塞顶的设计差异约在 100200之间。高温会降低滑油的粘度，加快滑油氧化变质速度，并使缸壁上的部分油膜蒸发。其次，活塞在往复运动时，其运动速度在中部最大，在上、下止点处为零。因此，只有在活塞行程的中部能实现液体
25、动压润滑，而在上、下止点处则不可能。尤其在上止点处，气缸中的温度最高，活塞环对缸壁的径向压力最大，即使滑油能承受住这里的高温，也仅能有一层吸附的油膜来保证边界润滑条件。柴油机使用劣质燃油后对气缸润滑带来了新问题。由于劣质油的高硫分，高灰分，高残炭值和沥青值将导致气缸产生低温腐蚀、固体颗粒磨损、结炭增多以至引起活塞环胶着和气口堵塞等故障。因此，气缸套特别是它的上部，很难形成连续完整的油膜，缸套上部磨损特别严重。图 5-2 所示是一台二冲程直流扫气柴油机的气缸套磨损量随行程变化规律曲线。该柴油机使用劣质含硫燃油。下曲线表示使用高碱性气缸油；上曲线表示使用低碱性气缸油。可见，气缸套最大磨损量均发生在
26、缸套上部。高碱性气缸油可大大降低气缸套腐蚀量，两曲线之间的斜线部分即表示因酸性腐蚀所引起的磨损。 二、气缸润滑方式气缸润滑可分为飞溅润滑和气缸注油润滑两种。（一）飞溅润滑这种润滑靠从连杆大端甩出并飞溅到缸壁上的滑油来实现，不需专门的润滑装置，所用油品即曲轴箱内滑油。飞溅的油量不可控制，在活塞下部需装设刮油环，以刮除缸壁上过多的滑油。此种润滑方式仅适用于中、小型筒形活塞式柴油机。（二）气缸注油润滑气缸注油润滑使用专用的润滑系统及设备（气缸注油器、注油接头） ，把专用气缸油经缸壁上的注油孔（一般均布 812 个）喷注到气缸壁表面进行润滑；其注油量可控，注出的气缸油不予回收，为“一次过润滑” 。这种
27、润滑方式可保证可靠的气缸润滑，且可选择不同质量的气缸油以满足不同要求。目前在十字头式柴油机中均使用此种润滑方式。图 5-3 系某柴油机的气缸注油润滑系统图。在某些中速筒形活塞柴油机中，气缸润滑除采用飞溅润滑方式外，同时采用注油润滑作为气缸润滑的辅助措施。 三、气缸油的选择和应用（一）对气缸油的要求随着大型低速柴油机广泛采用废气涡轮增压和使用低质燃料油，对气缸油的要求愈来愈严格。良好的气缸油应具有如下性能。1润滑性。气缸油必须在活塞与气缸壁之间形成适当厚度的油膜，以减少滑动摩擦和图 5-3 气缸注油润滑系统 1-主机；2-气缸油贮存柜；3-气缸油滤器；4-气缸油输送泵；5-手动泵；6-气缸油日用
28、油柜；7-气缸油注油器 磨损。鉴于气缸润滑处于边界润滑条件，因而要求气缸油要具有良好的油性。2粘度及粘度指数。气缸油在较高温度下应具有适当的粘度，而在流动时粘度又不至于太高，即要求气缸油应有适当的粘度和较高的粘度指数。3洁净分散性。气缸油应能抑制在活塞和活塞环上形成漆膜和沉淀物；应具有良好的漫延扩散性；具有能使炭渣变成微小颗粒悬浮在油中的性质。4中和性能。气缸油应能中和燃用劣质高硫燃料时生成的硫酸。要求气缸油具有一定的碱性。5抗氧化性。气缸油应在气缸内高温下有良好的抗氧化性，防止生成积碳沉积物，使缸壁上的油膜得以保持。6其它。气缸油燃烧后生成的灰分应尽可能少，不应产生硬颗粒磨料物质；应具有良好
29、的密封性和储存稳定性等。从上述要求可以看出，没有哪一种纯矿物油能够完全满足这些要求。所以，现代的气缸油都是选用优质矿物润滑油作为基础油，再加入各种效能的添加剂而制成。其中，碱性添加剂占有最重要的地位。（二）气缸油的选择选择气缸油时，一般是根据所用燃油的含硫量来选择气缸油的总碱值 TBN。当使用高硫燃油时，应选用高碱性气缸油，这时滑油不仅可将燃烧产物中的酸中和掉，而且能有效地保护油膜，减少漏气，并保证气口和活塞的清洁。一些柴油机制造厂曾根据燃油的硫分，推荐出理论上气缸油的总碱值，但这种匹配关系在实践中却不易执行。目前的解决办法是，各石油公司一般都生产高、中、低几种不同总碱值的气缸油以备选用，即使
30、用高硫分（S25）的燃油，选用总碱值为 6575 的气缸油；当使用硫分 S25燃料油时，选用总碱值为 40 的气缸油；使用低硫分的船用柴油时，选用总碱值为 1014 的气缸油（多用国产 14 号柴油机油代替） 。为了检查运转中柴油机使用的气缸油碱性是否足够，可以从气缸中刮下的残油（在活塞杆填料函取样）进行化学分析，若残油仍呈现一定的碱性（TBN 大于 10） ，则说明气缸壁上的油膜有足够的碱性储备。此外也可直接观察来判断：若气缸油碱性较低，则在各注油点之间的缸套表面上出现漆状沉积物，使铸铁缸套表面被腐蚀发暗，镀铬缸套表面会出现白斑；若气缸油碱性过高，有可能出现由过量碱性添加剂所形成的大量灰白色
31、沉淀物（通常为含钙盐类） 。（三）气缸注油孔的数量及位置 注油孔的数量以及注油孔两侧的人字形布油槽形状，对注油润滑有很大影响。气缸注油孔多为为 810 个，沿缸套圆周均匀分布。注油孔在缸套高度上的位置因机型而异。近代大型低速柴油机（直流、弯流扫气）的注油孔多分布在缸套的中上部（称高位注油孔） ，而四冲程柴油机的注油孔多分布在缸套下部。（四）注油率的选择气缸注油率gkWh）应该适当。注油过大，不但浪费而且将使过剩的气缸油在活塞顶面、环槽和排气阀等处形成沉淀物，引起活塞环和排气阀粘着，环面不光亮并使气口与气阀通道因积炭堵塞而变窄，严重时将导致扫气箱着火；若注油率过小，则难以形成完整的油膜，使活塞环
32、与气缸套磨损加剧，燃气漏泄严重，环面有磨痕，倒角消失导致拉缸事故发生。因而，须选择一个最佳注油率。通常，直流扫气柴油机的推荐注油率约为（0.60.8）gkWh，而弯流扫气柴油机为（11.4）gkwh，筒形活塞式中速柴油机约为（1.32）gkWh。实际使用中的最时宜注油率应根据推荐注油率、活塞环的状态、缸套磨损率以及柴油机的拆检周期综合考虑确定。较理想的缸内特征为：缸壁表面湿润，干净；首环干燥，第二环半干，半湿，其余环湿润；环面光亮，倒角存在。（五）气缸油的注油定时通常希望，当活塞从下止点上行至缸套上的注油孔位于第一、二道活塞环之间位置时，向气缸注油。但采用一般的机械注油器难以满足。实验研究表明
33、，只有当气缸中的气体压力低于油管中的油压时，气缸油才注入气缸壁上的布油槽中。在短活塞柴油机曲轴一转之中，这种机会一般只有两次：一次是活塞上行到上止点附近，活塞的下边沿打开了缸壁上的注油孔；另一次是活塞下行到下止点附近，气缸内正在扫气时。而在长裙活塞柴油机曲轴一转之中，这种情况只有一次，即当气缸内正在扫气时。注油次数随机型而异，通常约在 24 个活塞行程注油一次。第四节 润滑系统一、润滑系统的功用和组成（）润滑系统的功用润滑系统的主要作用是：向柴油机各运动部件输送足量的、温度适宜的清洁滑油，保证运动件间的液体摩擦，减少零件的磨损和摩擦功的消耗。润滑系统对柴油机的可靠工作和延长使用寿命具有重要的作
34、用。 具有一定压力的润滑油在某些机型中还用来冷却活塞和用来操纵某些机件。（二）润滑系统的型式及组成润滑系统按照润滑油贮存的位置不同，可分为湿曲轴箱式（湿油底壳式）润滑系统和干曲轴箱式（干油底壳式）润滑系统二大类。1 湿曲轴箱式润滑系统（见图 5-4）润滑系统设有专门的润滑油箱，油底壳起着循环油柜的作用。润滑油泵直接从油底壳中把滑油送到各摩擦表面，经过润滑后的滑油全部流回油底壳中。这类润滑系统比较简单，但润滑油与漏到曲轴箱中的燃气接触机会增多，容易使滑油变质；在强化柴油机中，油底壳中的润滑油会形成很多泡沫，滑油泵吸入泡沫就不能保证良好的润滑和工作的可靠性；在船舶摇摆较大时，滑油泵有时吸不上油，影
35、响到润滑油供给的连续性。另外，清洗和检查油底壳很不方便，因此，这种润滑系统在小型柴油机用得比较普通，在中大型柴油机中很少采用。如图 5-4 是 135 系列柴油机的湿式油底壳润滑系统。滑油的流动路线如下：滑油泵 5 从油底壳 1 经粗滤网 2 和吸入管将滑油吸入，再压送到滑油滤器底座，在此分为两路：一路滑油进入离心式精滤器 6 滤清杂质后流回油底壳；另一路则经金属刮片式或绕线式粗滤器 9，滑油冷却器 10 后进入柴油机。进入柴油机的滑油分三路：第一路滑油进入曲轴内油道去润滑连杆大端轴承，然后从轴承两侧流出，借离心力飞溅至缸套与活塞配合面。刮油环从缸壁刮下的滑油又滴入连杆小端两油孔内，以润滑连杆
36、小端轴承和活塞销轴承。主轴承 19 则靠油雾和飞溅润滑。第二路滑油去润滑气阀配气机构。进入凸轮轴内油道的滑油润滑凸轮轴承后，再经缸盖内油道和缸头滑油管去润滑摇臂轴承和气阀导管。从缸头泄回的滑油再润滑气阀顶挺柱和凸轮工作面，工作过的润滑油流回至油底壳。第三路滑油经盖板上的一个喷嘴口 12 喷到各传动齿轮 11 的工作面润滑各齿轮，随后也流回油底壳。在滑油滤清器底座中装有调压阀 7 和旁通阀 8。调压阀用来限制和调节滑油最高压力。柴油机刚起动时，因滑油粘度过高或排油管道阻塞，造成滑油压力过高时，调压阀被滑油顶开，使一部分滑油流回油底壳，以保护润滑系统不致因受高压作用而损坏。旁通阀在粗滤器阻塞而滑油
37、压力增高时自行开启，使滑油不经粗滤器而旁通到冷却器，由此可以避免因粗滤器堵塞而造成柴油机中断滑油的危险。精滤器与粗滤器并联的优点是：始终有部分滑油经过精滤而保持洁净，而使润滑系统的阻力增加不多；当粗滤器堵塞时，一部分滑油仍受到过滤，可保证柴油机继续工作。2干曲轴箱（干式油底壳）式润滑系统 这种型式的润滑系统设有专门的滑油箱储存滑油，由油底壳或机座收集的滑油经循环油泵不断地抽出（或依靠重力）送至滑油箱；再由压力油泵把滑油箱中的滑油送到各摩擦表面。这种系统能减少滑油与燃气的接触机会，防止滑油变质，曲轴箱的容积和高度可以减小；滑油积集于单独的循环油箱中，保证船舶摇摆倾斜时不会中断供油，同时便于滑油的
38、检查和更换，放出滑油中的气泡；对于大型柴油机来说，便于工作人员进入曲轴箱内拆装或检查零件。大、中型船舶柴油机广泛采用干曲轴箱式润滑系统。图 5-5 是 6160A 柴油机干曲轴箱式润滑系统简图。该机由齿轮滑油循环泵 8 将油底壳中的滑油抽出，经滑油冷却器 6 冷却后进入滑油图 5-4 135 柴油机湿曲轴箱式润滑系统1-油底壳；2-粗滤器；3-油温计；4-加油口；5-滑油泵；6-离心式滑油精滤器 7-调压阀；8-旁通阀；9-刮片式滑油粗滤器；10-水冷式滑油冷却器；11-齿轮系；12-装于盖板上的喷嘴；13-摇臂；14-气缸盖；15-顶杆套筒；16-压力表；17-活塞销；18-曲轴颈；19-主
39、轴颈图 5-5 6160A 柴油机润滑系统简图1-过滤器；2-手摇泵；3-调压阀；4-压力泵；5-滑油箱；6、7-滑油冷却器箱 5 中。再由滑油压力泵 4 将滑油经滑油经滤器 1，冷却器 7 油道抽送到各摩擦表面。油泵调压阀 3 是控制油路中最高压力的，能起到保护作用。另外，该机还装有手摇泵，以供开车前预先向摩擦表面供油。有的柴油机还设有电动预供油泵，保证开车前和停车后供给一定时间的滑油，使起动前各摩擦表面得到润滑，减少起动功；停车后能使摩擦表面继续得到冷却。大型低速机都采用干曲轴箱式润滑系统，其滑油系统通常又由曲轴箱强制润滑系统，曲轴箱油分油净化系统和废气涡轮增压器润滑系统等组成。（1）曲轴
40、箱油润滑系统是以滑油循环柜为循环中心的强制循环系统。图 5-6 是Sulzer RND-M 柴油机曲轴箱油循环系统，滑油循环柜 2 中的滑油由滑油泵 4 泵出，压力为0.30.4 MPa，再通过滑油滤器 6 和滑油冷却器 3 输送到主机滑油总管。按对供油压力的不同要求分为三路：一路经十字头滑油泵 5 使压力增至 0.81.6MPa，由进口 10 进入十字头，实现液体静力润滑；另一路经减压阀 9 使压力减至 0.150.25MPa 后由进口 11 进入曲轴箱润滑各轴承；第三路送往操纵伺服器用作液压油。上述各路滑油在使用后均流入曲轴箱油底壳并全部汇集流到位于双层底的滑油循环柜中。曲轴箱油净化系统在
41、柴油机运转中可连续对滑油循环柜中的曲轴箱油进行分离净化处理，排除曲轴箱油使用中混入的各种杂质和氧化沉淀物。图5-7系某大型柴油机曲轴箱油的净化系统。图 5-6 Sulzer RND-M 柴油机曲轴箱油循环系统1-主机；2-循环油柜；3-滑油冷却器；4-滑油泵；5-十字滑油泵；6-滑油滤器；7-吸入滤器；8-温度控制阀；9-减压阀；10-十字头滑油进口；11-轴承滑油进口管；12-轴承滑油压力表滑油分油机的泵 3 经污油吸入管从滑油循环柜 1 中吸入曲轴箱油，经加热器 4 预热后送至分油机 5 进行净化处理，净油重新返回循环柜。净油中分离出的水分和污油分别从14 和 15 处排出，污渣最后可由污
42、油泵排出。其净化速率随油质而异，应保证一天内的净化油量为循环贮油量的 25 倍。除上述净化措施外，也可在停港期间把全部滑油泵至滑油处理柜中，再视情况进行有关处理（如预热、沉淀、放水、投放添加剂等） ，处理后再用分油机送回循环柜。如需进行水洗法处理（洗掉滑油中的无机酸） ，应征得供油厂商的同意（防止添加剂溶于水） 。（3）涡轮增压器润滑系统由于工作条件不同，增压器需使用汽轮机（透平）油。其润滑系统有两种方式：自身封闭式润滑（不需另设润滑系统）和重力一强制混合循环润滑。在图 5-8 所示的润滑系统中设置高置式重力透平油柜，由重力油柜 8 向增压器供油。重力油柜上装设溢油管和低位报警器。当供油中断时
43、，重力油柜可向增压器短时间供油并发出报警。二、润滑系统的主要设备（一）滑油泵滑油泵常设有两台，其中一台备用。滑油泵一般采用回转泵。为保证滑油压力稳定和流动均匀，常采用螺杆式或齿轮式油泵。图 5-8 涡轮增压器的重力强制混合润滑系统1-柴油机；2-涡轮增压器；3-循环油柜；4、5-透平油泵；6-冷却器；7-双联滤器；8-重力油柜；9-透平油储存柜图 5-7 曲轴箱油净化系统1-滑油循环柜；2-油污吸管；3-泵；4-加热器；5-分油机；6-净油；7-滑油泵；8-滤器；9-冷却器；10-冷却水进口；11-柴油机；12-冷却水；13-工作水箱；14-水出口；15-污油出口；16-污油箱；17-加热管；
44、18-污油泵出口在泵的吸入端管上一般装有真空表，真空度不超过 33.3kPa（250mmHg） 。泵的排出管上装有安全阀和调节压力、流量的旁通阀。（二）滤器滑油泵的进口端和出口端通常分别设有粗、细滤器，滤器一般为双联式。装在进口端的一般为粗滤器（有的还用磁性粗滤器） ；装在泵出口端的为细滤器，其前后分别装有压力表，运行时可通过细滤器前后的压力值判断细滤器的工作状态。滑油滤器是用来清洗滑油中的金属磨屑、碎粒、灰尘、焦炭以及滑油在高温下受氧化而产生的胶状沉积物等杂质，保证柴油机运转部件间的良好润滑和延长滑油的使用寿命。按照滤清方式滑油滤器可分为过滤式滤器和离心式滤器两种。过滤式滑油滤器种类很多，常
45、见的有：绕线式滤器，滤芯是钢丝或特殊形状的钢带或黄铜带在圆筒骨架上绕制而成；金属片缝隙式滤器，滤芯是由滤片和中间垫片组成；金属网式滤器，滤芯一般用黄铜或磷青铜丝布，贴在带子 L 的波纹隔板骨架上；纸质滤芯滤器，滤芯采用微孔滤纸，并折叠成菊花形和波纹形来增加滤芯面积；锯末滤芯滤器，滤芯由红松木的锯末和纸浆加石碱压制而成，还有自净式滤器等。有的粗滤器中置有磁铁，以吸附滤掉铁屑。离心式滑油滤器应用较广泛。下面专门予以介绍。离心式滤器的工作原理如图 5-9 所示。它主要由转子组和壳体两部分组成。滑油从进油口 6 进入转子轴内孔，通过空心转子轴侧壁上的油孔进入转子组 2 的内部密封空间。充满在转子组内具
46、有一定压力的滑油通过滤器 3 上的油孔压送到喷嘴 4 处。滑油从喷嘴上的喷孔喷出，产生高速喷射油流，并产生切向反作用力，作用于转子组上。转子组上的两个喷油嘴喷孔方向相反，两股喷射油流形成一个力偶，于是推动转子组高速旋转（可达 5000rmin 以上） 。这样，转子内的滑油也随之转动，于是滑油中的机械杂质在离心力的作用下，被甩向转子内腔器四周壁上，而清洁的滑油通过滤网从喷油嘴喷出，经过出油口 7 流回油底壳中。离心式滤器滤清效果好，使用维护保养方便、成本低。但流通阻力很大，从喷嘴喷出后的滑油压力很低 ，因此只能并联在润滑系统中，一般离心式滤器的流量只占柴油机总循环滑油量的 58，常用作精滤器。（
47、三）滑油冷却器船舶柴油机的滑油冷却器绝大多数都采用水冷式，按不同结构形状可分为管式、板式图 5-9 离心式滤清器工作图1-转子轴；2-转子组；3-滤网；4-喷嘴；5-滤清器座；6-进油口；7-出油口图 5-10 6135 型柴油机滑油冷却器1-前盖；2-弹簧垫圈；3-螺钉；4-芯子法兰；5、11、16-垫片；6-外壳；7-冷却管；8-隔板；9-散热片；10-方头螺塞；12-放水阀；13-封油圈；14-封油垫圈；15-后盖；17-芯子底板；18-接头；19-外壳 和螺旋铜管式三类。图 5-10 所示的是 6135 型柴油机的管式滑油冷却路。滑油自进油管接头 18 进入，因受隔板 8 限制而在管外
48、呈曲线状从左至右流动，以增大滑油速度和流程，提高冷却效果。冷却水在冷却管 7 内从左至右流动，管外密布的散热片 9 也用来增加滑油向冷却水传热的效果。若用江水直接冷却滑油的冷却器上，应加装防腐锌棒，以防电化腐蚀。第五节 故障与维护管理润滑系统的故障往往是由于下列各方面的原因所导致的，因此，在维护管理中应予以足够的重视。（1）润滑油变质；（2）系统的各种参数（温度、压力、流量）不正常；（3）系统中混入了空气或燃气，造成气塞。曲轴箱油在循环使用中其性质不可避免地会发生变化。当它变化到不能满足使用要求时，需进行处理与更换。在正常使用条件下，滑油变质速度较慢，如管理不当、操作失误或长期工作不良，滑油变
49、质速度就会加快。滑油变质原因很多，主要有混入外来物和滑油本身氧化两种。1混入外来物混入的外来物主要有海水、淡水、灰尘、各种金属磨料和焊渣等硬质颗粒，油漆、石棉、面纱等软质杂物，燃油和气缸中的燃烧产物等。海、淡水的混入使滑油乳化，破坏了其润滑性能，腐蚀金属表面，加速部件磨损，同时还能加速滑油的氧化，使滑油过早变质。燃气漏入会降低滑油的粘度和闪点。一方面使滑油难以形成油膜，另方面使曲轴箱内存积大量油气，易引起曲轴箱爆炸。燃烧产物漏入滑油将使滑油的酸值和炭渣增加，燃烧产物中的硫酸与滑油反应生成含硫和氧的固体沉淀物，加速滑油的变质。这一现象在筒形活塞式柴油机中尤为明显。2本身氧化滑油在使用条件下与空气接触将逐渐氧化而生成油漆、树脂和有机酸等不溶于水的沉淀物。此时，滑油的颜色变黑暗，总酸值增加，粘度和比重增加。滑油的氧化速度随温度的提高而增大。在正常使用温度（不超过 65）下，氧化并不明显。但若由于工作不正常，如燃气大量漏入或轴承过热等，而使滑油温度增高，则滑油的氧化速度大幅度提高。此外，铁锈和涂漆渗入滑油会起到催化作用而加速滑油氧化。为了能及时
