柴油机系统学习.pptx

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1、主要内容单元一 燃油系统单元二 低质燃油的使用和降速航行单元三 分油机单元四 润滑系统单元五 气缸润滑单元六 冷却系统第1页/共103页单元一 燃油系统一、作用和组成1、系统的功用：为主、辅动力装置提供足够数量和符合质量要求的燃油。2、系统的组成：由燃油注入、贮存、驳运、净化和供给五大基本环节组成。1）注入、贮存和驳运根据钢质海船建造和入级规范：甲板两舷设置国际通用注入接头，并应有可靠的超压保护设施，当超过一定压力后自动将燃油引入溢油舱或其它安全处所，注入口应加盖板密封。燃油舱：双层底舱、左右边舱或高柜；通过燃油驳运泵（齿轮泵或螺杆泵）和调驳阀箱可能实现油舱间、油舱与沉淀柜间的调驳。第2页/共

2、103页2 2）净化处理环节燃油的净化处理包括：加热、沉淀、过滤、分离，其核心环节是分离净化。规范要求：沉淀柜至少2 2个，每个容量至少能供应主机3636小时用油，重油在沉淀柜内至少要沉淀1212以上，一般重柴油12-1612-16小时、燃料油20-2420-24小时、渣油3636小时以上。3 3）燃油供给环节：由日用柜到主机的管系中，设置轻重油转换阀、粗滤器、流量计、低压输运泵、雾化加热器、细滤器、粘度计，然后油进入喷油泵，回油在缓冲器（阻尼）卸压后，经除气器后进入集油柜（回油柜）。第3页/共103页3系统原理：重油从甲板注入阀重油储存柜粗滤器重油驳运泵重油沉淀柜细滤器加热器分油机重油日用柜

3、集油柜低压输送泵雾化加热器双联细滤器喷油泵喷油器气缸二、主要设备及作用1重油驳运泵：（1）将重油舱中的重油驳至重油沉淀柜；（2）各重油舱之间的相互驳运；（3）将重油舱中的重油驳至舷外。一般用齿轮泵或螺杆泵。第4页/共103页2重油净化处理设备：沉淀柜、分油机、滤器（1）重油沉淀柜：使重油初步沉淀，按有关规定至少沉淀12小时。加热至50-60。（2）分油机：（3）过滤器：驳运泵前能过滤粒度大于0.20.4mm的杂质，低压输油泵前能过滤粒度大于0.10.2mm的杂质，喷油泵前能过滤粒度大于0.05mm以上的杂质。滤器的过滤功能主要取决于滤芯，按其结构形式有网式、缝隙式和多孔填料式滤器。滤器形式：表

4、面式圆筒网式，一般做粗滤（需加热），通常滤器为双联或三联。缝隙式层叠金属片，可做粗、细滤器，片距0.10-0.18mm。自动反冲洗滤器。第5页/共103页3雾化加热器和加热温度的控制预热压力0.8-1Mpa，以防重油中焦碳析出预热温度150，以防热器后迅速积垢，预热温度由雾化粘度确定。4.集油柜：收集回油并驱除空气以利燃油的再使用。5.速闭阀：根据规范要求，所有布置在双层底以上的油舱柜（日用柜、沉淀柜、高柜）均应安装速闭阀（快关直通截止伐），以便在火灾或危险时从机舱外快速切断油路。同时设置自闭式放泄阀。还必须设有透气管（所有油舱柜）、溢油管、溢油观察镜等。燃油在舱柜中用蒸汽加热盘管加热，燃油进

5、入分油机和高压油泵前分别在加热器中进行蒸汽加热，为防止燃油在管路输送中凝固，采用专用蒸汽保温伴随管。第6页/共103页图5.1 直通快关截止阀1-钩子2-弹簧 3-滑板4-手轮5-固定板6-螺柱第7页/共103页第8页/共103页三、燃油系统的管理1、燃油的加装与测量（1）、一般程序申请：加油前拟订加油方案：与油驳联系：加油与换舱：核实加油量并签署收据：第9页/共103页（2 2）、加装油料过程中注意事项加油时禁止机舱和甲板明火作业，禁止吸烟；甲板上的疏水口应用木塞或水泥封住，注入口处应备有木屑和防漏桶；消防水系统应处于随时可用状态；合理使用内部通信设备；增派值班人员注意测量油位并及时换舱；先

6、加轻油后装重油（共用同一注入管时）；当发现跑、冒、漏油事故时应立即报告并按溢油应变计划行动；美国加油时应注意在注入口出或机舱应有加装燃油的操作程序和应急计划。例：发现海面上有油污时应：立即停止加油；报告轮机长/船长/轮机员；检查是否是本船行为，若是则按油污应急计划采取行动。第10页/共103页2燃油加热温度的选择加热温度随使用要求而异，一般采用分段加热法。重油舱加热至15-20，出口为35-40。沉淀柜加热至50-70。日用油柜预热至70-80。雾化加热器：雾化加热器的加热温度应使重油粘度降至1225mm2/s。预热温度150。3确保燃油清洁定期对沉淀柜、日用油柜进行排污放水，定期清洗燃油滤器

7、。一般，在滤器的进、出口两端安装有压力表，可以根据燃油流经滤器的压降来判断滤器的工作情况。若压降超过正常状况的数值，则表示滤器已经变脏而阻塞；若无压降或压降过低，则表示滤器滤网破损或滤芯装配不对。第11页/共103页第12页/共103页4系统放气燃油系统工程中容易积气，往往聚集在系统的高处，系统有气后，供油压力波动，甚至无法供油而停车，系统中的气大部分是清洗燃油滤器时和拆装维修管路是进入。5换油时的正确操作柴油机在运行中的轻、重油转换操作称换油。换油操作的基本原则是防止油温突变，以免喷油泵柱塞、喷油器针阀卡紧或咬死。第13页/共103页重油轻油（进港换油）：首先，截断雾化加热器蒸汽，将柴油机功

8、率降低至额定功率的3/4，当喷油泵前重油温度降至75（但不能低于75）时，切断燃料油，同时接通柴油。在集油柜中使原来的燃料油和新注入的柴油逐步混合稀释，最后燃油管道、低压输送泵、燃油雾化加热器、回油管充满柴油，以供下次起动。第14页/共103页轻油重油（出港换油）：首先，将燃油日用油柜中的重油加热至使用温度，将柴油机功率降低至额定功率的3/4。然后，打开雾化加热器蒸汽加热柴油，手动控制雾化加热器，将柴油以每分钟2的速率升高到6080（轻柴油的加热温度不能超过80，否则粘度过低，喷油泵、喷油器有损伤咬住的可能）。切断柴油将重油接入。此后，温度继续以每分钟2的速率升高，直至正常工作时的温度（即要在

9、消耗完系统内柴油的时间内将燃油温度加热至燃料油雾化要求的温度）。思考题：1燃烧系统的三大组成2装油使应注意哪些事项？第15页/共103页单元二低质燃油的使用和降速航行一、低质燃油的特点1密度大 0.94-1.06g/cm3，分油净化和燃油雾化困难，易产生结碳。2粘度高 可达700mm2/s，储存、输送、净化和雾化困难。3成份复杂 含有较多的水份、灰份、硫份、钒和钠等，加剧机件的腐蚀和磨损。4发火性差 十六烷值很低，发火性差，滞燃期长，燃烧不完全，排温升高，燃油消耗率增加。第16页/共103页二、低质燃油的使用1意义：降低营运成本，合理利用石油资源。2危害：（1）影响喷油设备正常工作。（2）恶化

10、燃烧性能（3）损坏主要部件（4）加速曲柄箱内的滑油变质。三、管理技术要点1低质燃油的预处理指进入喷油泵之前的预热、净化、添加有关的添加剂等措施，以改善低质油的储存、驳运和使用性能。第17页/共103页（1）预热采用分段预热保证低质燃油在输送、净化、雾化等环节中的使用要求。重油储存柜中的出口温度为30-38，喷油泵处燃油粘度为1225mm2/s。有关规定：燃油预热应使用饱和蒸气压力0.8Mpa，雾化加热温度150。（2）净化沉淀柜沉淀12小时、滤清器、分离（密度大于0.991g/cm3应使用新型分油机）（3）添加剂以改善低质油性能。（4）乳化可改善燃烧性能，减少缸内结碳。第18页/共103页2柴

11、油机的运行管理（1）燃油管理：加强质检，防不同牌号的同一油品以及不同加油港加装的同一牌号燃油的混舱。以免发生油泥沉淀物。（2）喷油设备的调整：增大供油提前角；适当提高启阀压力，保证雾化质量。（3）气缸注油：选用碱性气缸油，适当增加气缸注油率。（4）冷却水温度的调节防过热或过冷产生高、低温腐蚀，低负荷时适当增加进气和淡水温度。（5）增压系统、换气系统的管理排气阀、阀座因高温腐蚀而损坏，增压器的喷嘴环、工作叶轮以及压气机叶轮易产生结碳、堵塞、烧损、腐蚀，空冷器、扫气箱与气口发生污染。应定期检查与清洗。第19页/共103页3改进部件结构，提高摩擦表面的工作性能采用镀铬、氮化等工艺提高缸套、活塞环、环

12、槽的表面硬度，提高耐磨性。改进喷油器头部结构，加强冷却效果以防喷孔周围结碳。十字头柴油机气缸下部装横隔板，防燃气漏入曲柄箱使滑油变质。四、降速运行及其优化调整降速航行：选用7580标定转速作为长期运转转速，相应功率约为4050标定功率。第20页/共103页调整：1适当提高压缩比，保证压缩终点良好的热状态。2适当增加供油提前角，保证足够高的最高爆发压力。3采用喷孔直径小的喷油器，提高启阀压力，提高雾化质量。4适当降低气缸注油量，减少气缸积碳。5保证缸套、喷油器正常冷却，防产生高、低温腐蚀。6改善增压与扫气系统，如增加增压器的转速。7加强对柴油机的维护管理，缩短吊缸周期等。思考题：1使用低质燃油的

13、管理技术要点有哪些？第21页/共103页单元三分油机一、分油机的基本工作原理和种类1分离原理：利用机械杂质、水、油的密度不同，在作高速旋转时产生离心力不同实现油、水、杂的分离。2、分离筒基本构造：分离筒是分油机的核心部件。其由分离筒本体、有孔盘架、分离片组、颈盖分离筒盖、活动底盘、重力盘（比重环）等组成。分离筒在高速回转的立轴带动下旋转，转速一般在6000r/min以上，叠套在盘架上的带分配孔的分离盘（片）将待分离燃油分隔成若干层并随分离盘一起高速回转，这时分离筒内的燃油就会按油、水、杂质的不同密度分隔成三层，从而达到净化目的。分离盘：盘厚0.41.5mm，盘距0.51.0mm，盘呈锥形，中心

14、角为60100。第22页/共103页图5.2 分水离筒简图1-转动立轴 2-分离筒本体 3-分离盘 4-锁紧环5-分离筒盖 6-小锁紧环7-进油管 8-分水顶盖 9-重力环 10-盘架 11-分配孔 12-分离筒底盘第23页/共103页3种类：分水机、分杂机（1）分水机和分杂机在结构上的区别分水机：盘架有分配孔，有二个出口（一个出油口，一个出水口），带比重环，颈盖较大。分杂机：盘架无分配孔，只有一个出油口，不需设比重环，颈盖较厚。（2）分水机和分杂机在操作上的区别分水机：分油以前应先建立水封水，引油要慢，防冲破水封，它可单独使用，串联使用时应置于第一级。分杂机：不需水封水，引油要快，防杂质积聚

15、在转轴附近，不可单独使用，串联使用时应置于第二级。第24页/共103页二、影响杂质和水分离效果的因素1通过分油机的油流量不宜过大。2适当提高油的温度。3分油机转速应较高。（5000-8000r/min）第25页/共103页三、分油机比重环的选择在高速旋转的分离筒中，油和水必定分层，分界面为Y-Y。一般认为Y-Y在靠进分离盘的外边缘是适宜的。若油水分界面Y-Y向转轴中心移动太多，则L减小，小的水滴可能分离不出而随油一起排出，降低了分离效果。若Y-Y向外移动离开分离盘的圆周边缘，会造成水中有油，严重时会使出水口大量跑油。分界面处PO=PW，即O（D32D12）=W（D32D22）可求出D2即比重环

16、内径（出水口直径D2）可根据油的密度O来选择，O大，则D2小。第26页/共103页四、自动排渣分油机1结构（见图）分离筒本体的壁上沿圆周均布着排渣口L，活动底盘可以上下移动，若在底盘和本体形成的空间内通过控制底盘启闭的工作水，在分离筒高速转动的情况下，由于工作水的作用半径大于被处理鸥的作用半径，加上水的密度大于油，故底盘下方的压力大于上方的压力，从而使分离筒保持密封，若把活动底盘下部空间的工作水放掉，则活动底盘下移，排渣口被打开。第27页/共103页2配水盘（1）作用：控制活动底盘下方的工作水。（2）结构：有三个孔：D孔：距转轴中心最远E孔：距转轴中心最近M孔：介于D孔和E孔之间，可通到分流圈

17、上方，内管中的工作水只通D孔，外管中的工作水由ABE孔。第28页/共103页3自动排渣分油机的工作过程控制阀表盘上表有1、2、3、4四个位置，分别表示“开启”、“空位”、“密封”、“补偿”。其工作过程如下：分油机不用时，控制阀应处于“2”空位位置，此时排渣口已经打开，活动底盘在最低位置，控制阀切断了通内、外接管的工作水，滑动圈上方的水已通过孔G放空，滑动圈在弹簧作用下上移，并用它上面的塑料堵头将装在分离筒本体上的导水套的通道F堵死。第29页/共103页当要进行分油时，起动分油机，待达到额定转速后，将控制阀按逆时针方向转到位置3“密封”。此时工作水经控制阀内小孔进入外接管，而内接管与控制阀上的指

18、示管K接通。中等流量的水由外接管经导水座和配水盘的孔E进入分流圈中，在离心惯性力的作用下经本体上的孔N进入活动底盘的下部空间，使活动底盘上移，并封闭排渣口。随着工作水的不断进入，水环的内缘逐渐向转轴中心靠拢，在充满活动底盘的下部空间后，分流圈中的水环内缘先到达配水盘圆周上的孔D，并通过内接管从指示管K流出。这表示分离筒已密封好，此时应迅速将控制阀转到“补偿”位置4，并开始分油作业。密封位置3只是一个过渡位置，如指示管K出水后继续在该位置停留过久，分流圈内水环内缘会继续内移，以至进入M孔，压下滑动圈，使活动底盘重新落下而开启排渣口L。第30页/共103页“补偿”位置4是分油作业的位置。这时工作水

19、经控制阀中小孔通入内接管和配水盘上的孔D。当水箱中的工作水位高度恰当时，分流圈内水环的内缘正好停留在D孔附近，工作水的静压与水环离心力所产生的压力相平衡，因此水不能经孔D压入底盘下方。当底盘下方的水因蒸发和漏泄而减少时，工作水经孔D和N自动补给，以保持分离筒的有效密封。当要排渣时，先关闭分油机的进油阀，向分离筒充入水封水将油排光，再将控制阀转到“开启”位置1，此时工作水经控制阀中大孔与外接管和配水盘上的E孔相通。较大流量的工作水经E进入，使分流圈中水环内缘很快内移，水经M孔进入滑动圈上部空间。分离筒本体上虽有小孔G，但因孔径很小泄漏很慢，故工作水将充满滑动圈上部，克服弹簧力而将滑动圈压下，打开

20、F通道，放掉活动底盘下部的工作水，底盘下移，开启排渣口L。第31页/共103页排渣完毕后，将控制阀转到“空位”位置2，这时控制阀切断了全部工作水通道，残存在滑动圈上部的工作水经小孔G逐渐排出，滑动圈在弹簧作用下上移，重新封堵住通道F。如要继续分油，再经“密封”位置3转到“补偿”位置4。上述过程归纳如下：第32页/共103页自动排渣分油机的工作过程使用时刻 控制阀位置 外管（通E）内管（通D）工作状态 使用说明 停车：排渣结束 空位2 断断滑动圈上方经G泄空，上行封F，L开 G泄空水需5-6S 起动至转速正常后，排渣结束有“空位”转“补偿”密封3（过渡位）进泄K 中量水由E、N通动盘下，关L，余

21、水由D泄K 至K出水即转4位，若久停水可进M，使F、L误开 正常分油 补偿4 补偿 进少量水京D、N补至动盘下 水箱水位太高水会进M使F、L误开 排渣 开启1 进断大量水经E、M至动圈上方，开F、L 3-5S有排渣声 第33页/共103页五、分油机的管理1提高分油机的分离效果（1）确定最佳加热温度加热的目的：降低油的粘度（447mm2/s以下），增大杂质、水与油的密度，提高分离效果。一般加热温度85，若太高分离出的水会迅速蒸发混入净油中。分杂机可达90-95。（2）最佳分离量的确定分燃油时分油量为分油机额定分油流量的确1/2。分滑油时分油量为分油机额定分油流量的确1/3。第34页/共103页（

22、3）选择最佳的工作方式单机：用一台分水机处理全部流量并联：两台分水机并联，各处理意见50串联：分水机为第一级，分杂机为第二级（4）热水清洗分燃油时常加入热水清洗，水量约为分离量的1，以便去掉燃油中水溶性灰分。分滑油时常加入热水清洗，水量约为分离量的2，以便去掉滑油中的酸。（5）合理选择比重环的直径根据油的密度O来选择，O大，则D2小。第35页/共103页2分油机的操作（1）起动前的检查脱开刹车固定杆转轴有无卡阻现象齿轮箱油位、油质待加热油的加热情况按要求启闭管路中的各阀高置水箱水位（2）如何正确起动分油机起动前检查按下起动按钮，4-5min至额定转速控制阀由“空位”转至“密封”，引工作水，见指

23、示管出水后，迅速转至“补偿”位分离筒引入水封水，至出水口出水先开出油阀，后开进油阀，对分水机进油要慢，以防进油过猛，破坏水封而造成出水口跑油。对分杂机进油要快，防杂质停留在转轴中心处堵塞通道。第36页/共103页（3）运行中的管理合理调节沉淀柜，分油机加热器的加热温度检查出水口，排渣口处是否有油合理调节分离量定期排渣（一般不超过4小时）定期检查齿轮箱油位，注意高置水箱的水位。（4）排渣的操作步骤关闭进油阀，缓开引水阀回收净油后关阀控制阀转至“开启”位，停3-5S，排渣（可听到冲击声）为提高排渣效果，可引入热水冲洗5-15S若含杂质较多，可重复排渣几次控制阀转至“空位”后，停车（或再转至“密封”

24、、“补偿”位继续分油）。（5）停止分油先切断进油（若分离粘度较高油种时，应先改用轻油冲洗管路）开引水阀，回收分离筒中的净油控制阀转至“开启”位，排渣控制阀转至“空位”，切断工作水，防高置水箱水流失切断电源、停车。第37页/共103页3常见故障分析（1）分离筒达不到规定转速制动器未松开；摩擦离合器摩擦片打滑或损坏；电动机或电气设备有故障。（2）不能进油或分油过程断油（3）出水口跑油起动时水封水未加或加得太少；进油阀开得太猛，水封被破坏；转速不足使水封压力不足；分离片间脏堵或排油泵不能正常排油；重力环内径过大；油温过低，粘度太大。（4）（分离筒不能密封）滑动圈上方空间的泄水孔堵塞；滑动圈下方的复位

25、弹簧失效，或塑料堵头失严；工作水箱安放太高，或无水；在“密封”位时指示管K出水后停留过久；控制阀漏水或配水管堵塞；活动底盘上端面或周边密封环失效；传动齿轮和轴承过度磨损使立轴下沉。第38页/共103页（5）控制阀转至“开启”位时，分离筒不能开启排渣高置水箱无水配水管或控制阀堵塞或严重漏泄M孔道不通滑动圈圆周面密封失效活动底盘下腔泄水孔堵塞（6）异常振动或噪声分离筒安装不正确，紧固件松动传动齿轮因缺滑油而损坏轴承过度磨损使立轴下沉进、排油泵卡阻或损坏摩擦离合器损坏排渣不净，分离筒内积渣不均等。第39页/共103页思考题：1分水机和分杂机在结构与管理操作上有哪些区别？2怎样确定分水机的最佳油水分界

26、面的位置？3选择分水机比重环的方法有哪些？4提高分油机分离效果的方法主要有哪些？5分油机运行管理要点有哪些？6分油机排渣口跑油的原因有哪些？7分油机出水口跑油的原因有哪些？8滑油分油机在净化加热水清洗的目的和要求是什么？9如何正确起动分油机？10简述自动排渣分油机“排渣”的操作步骤？11分油机控制阀转至“开启”位置，分离筒不能开启的原因？12停止分油机工作的正确操作步骤有哪些？第40页/共103页单元四 润滑系统一、润滑的作用1减磨作用：在相互运动表面保持一层油膜以减少摩擦，是润滑的主要作用。2冷却作用：带走两运动表面因摩擦而产生的热量，保证工作表面适当温度。3清洁作用：带走两运动表面的灰尘和

27、金属颗粒以保持工作表面清洁。4密封作用：产生的油膜可起密封作用，如活塞与缸套间的油膜。5防腐作用：形成的油膜覆盖在金属表面使空气不能与金属表面接触。6减噪作用：形成的油膜可起到缓冲作用，避免两金属表面直接接触，以减轻振动与噪音。7 传递动力作用：如推力轴承中的推力环与推力块之间的动力油压。第41页/共103页二、系统的组成滑油系统包括曲柄箱强制润滑、曲柄箱油分油净化和废气涡轮增压器润滑等系统组成。1曲柄箱强制润滑系统按滑油收容方式，可分为湿曲轴箱式（简称湿式）和干曲轴箱式（简称干式）两大类。（1）湿式润滑系统的特点是全部滑油都存容于曲轴箱的油底壳中，油底壳起循环油柜的作用。只设一台滑油泵，常用

28、于小型柴油机中。但是，这种系统在运行中，油面将随船舶摇摆而波动，影响柴油机的正常润滑，而且滑油易于氧化变质，使用期短。第42页/共103页（2）干式润滑系统的特点是滑油单独存放在柴油机外部的油柜内，曲轴箱的油底壳只是用来收集由各润滑部位流回的滑油，然后利用重力或滑油泵送入油柜，再借助滑油泵将滑油送入各摩擦部位。因此，常设有两台滑油泵，干式润滑系统多用在中、大型柴油机中。这种系统有以下优点：1）可避免柴油机工作过程中因油面的波动而导致润滑的失常。2）减少曲轴箱内高温气体对滑油的影响，延长滑油的使用时间。3）油底壳容积小，使柴油机高度降低。第43页/共103页下图为RTA58型柴油机的润滑系统。这

29、是一种典型的干式润滑系统。第44页/共103页第45页/共103页2曲柄箱油分油净化系统滑油循环柜污油吸管泵加热器分油机循环滑油柜对直链纯矿物曲柄箱油，其净化速率应能保证一天内净化油量为循环柜储油量的2-3倍。对清净型曲柄箱油，其净化速率2-5倍。3涡轮增压器润滑系统增压器使用汽轮机油润滑。透平油循环柜透平油泵冷却器滤器重力油柜增压器透平油循环柜第46页/共103页第47页/共103页三、滑油系统的主要设备1滑油泵滑油泵常设两台，一台备用。为保证滑油压力稳定和流动均匀，常采用螺杆式油泵。在泵的吸入端管上一般装有真空表。泵的排出管上装有调节压力、流量的旁通阀和安全阀。2滤器：有粗、细滤器，一般为

30、双联式泵的进口端装粗滤器，出口端装细滤器，前后压差为0.05MPa。第48页/共103页第49页/共103页第50页/共103页3滑油冷却器系统中的滑油带走了各摩擦面的热量，用滑油冷却活塞的柴油机还带走了燃气传给活塞的热量。为了保证滑油的正常温度，必须设置滑油冷却器，滑油冷却器通常采用管壳式或板式热交换器。（1）管壳式热交换器（2）板式热交换器4滑油循环柜（1）设有加热设备，起动时滑油能输送至各处润滑（2）中间有隔板，减少滑油的扰动（3）出油与回油口位以两侧，便于水、杂分离（4）回油管应伸进柜中，稍高于最低油面部位（可防热油不断撞击滑油表面从而引起空气进入滑油中，加速滑油氧化变质）。第51页/

31、共103页第52页/共103页四、润滑分类润滑的概念是在做相对运动的两表面之间引入某种润滑剂，形成一个稳定而连续的油膜，使零件表面的干摩擦变为液体摩擦。1边界润滑：两运动表面被一种具有分层结构和润滑性能的薄膜分开，薄膜厚度在0.1m之下，如气缸与活塞之间的润滑。在边界润滑中其界面的润滑性主要取决于薄膜的性质，其摩擦系数只取决于摩擦表面的性质和边界膜的结构形式，而与滑油粘度无关。边界膜的结构形式（1）吸附膜：由滑油中极性分子吸附在零件表面形成，加入油性添加剂可提高形成吸附膜的能力。（2）反应膜：滑油中某些添加剂元素如硫、磷等与摩擦表面的化学反应形成，加入极压添加剂可提高形成反应膜的能力。第53页

32、/共103页2液体动力润滑：两个做相对运动的金属零件表面被连续不断的油膜完全分开。如主轴颈与主轴承之间的润滑、推力轴承润滑。3液体静力润滑：从外部向摩擦表面供给有一定压力的滑油，借助滑油的静压力产生油膜以平衡外载荷。如十字头销轴承、连杆小端轴承润滑。4混合润滑（半液膜润滑）：如十字头滑块与导板润滑。5弹性液体动力润滑：呈点线接触的运动表面（如滚动轴承和啮合齿轮的接触点）的润滑。第54页/共103页五、形成液体润滑的方法（1）摩擦表面的运动状态：转速越高，越易形成液膜（2）滑油粘度适当；粘度大，难于涂布；太小，不易被轴颈带走，滑油易流失。（3）轴承负荷：负荷越大越难形成油楔。（4）轴承间隙：间隙

33、过大，滑油易流失；间隙过小，轴颈不易抬起，均不易形成油楔。（5）表面加工粗糙度：表面光洁度高易形成油楔。第55页/共103页六、润滑油的性能指标1粘度和粘度指数粘度是润滑油的基本指标之一。一般来说，滑油粘度大，摩擦阻力增加，机械效率降低，柴油机起动较困难。但粘度小，在较高温度下难于在金属表面形成可靠的油膜，以致磨损增大。因此，柴油机滑油的粘度过大、过小都是不适宜的。滑油粘温特性：滑油的粘度随温度的升高而减小粘度指数：粘度指数大的油，当温度变化时其粘度变化小，粘温线较平缓。粘度比：它是该滑油在50和100时的运动粘度的比值。粘度比小，粘温性能好。第56页/共103页2总酸值（TAN）和强酸值（S

34、AN）润滑油的酸值是用中和一克滑油中的酸所需氢氧化钾的毫克数，单位为mgKOH/g。总酸值TAN（Totalacidnumber）包括有机酸和无机酸的总含量。滑油中的有机酸有的是原存于石油中的，有的是滑油在长期贮存和使用中受到氧化产生的。有机酸含量少时，滑油对金属无多大腐蚀作用，但含量较多时，它就会对一些轴承材料（有色金属及其合金，特别是铅）产生腐蚀作用。滑油中的无机酸（硫酸）有可能是在炼制过程中经酸洗后中和不彻底残留在润滑油中，或是在使用中含硫燃料的燃烧产物漏入曲柄箱所生成的。无机酸对金属有强烈的腐蚀作用。也可用强酸值SAN（Strongacidnumber）表示无机酸的含量。滑油中一般不允

35、许有硫酸存在。使用中滑油的总酸值是逐渐增加。我国润滑油质量指标中用“酸值”表示滑油中的有机酸含量。单位为mgKOH/g。用“水溶性酸或碱”定性地表示无机酸或强碱的有无。第57页/共103页3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。乳化液和水分使轴承中的油膜承载能力大大降低，因此容易引起轴承损坏。而且，滑油乳化后，杂质粒子就悬浮在油中，污损磨擦表面，使部件磨损加剧。此外，乳化油还会加速氧化变质。抗乳化度是指滑油在乳化后自动分层（油层和水层）所需的时间（min）。4热氧化安定性及抗氧化安定性用来表示滑油抵抗空气氧化的能力。（1）热氧化安定性是用氧化形成漆膜所需

36、要的时间（以分钟计）来表示。（2）抗氧化安定性是用氧化后生成的沉淀物和酸值来表示。第58页/共103页5腐蚀度腐蚀度用来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。试验时把试验油加热到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（gm2）。金属片减少重量越大，滑油的腐蚀性越强，品质越差。6总碱值总碱值TBN（TotaIBaseNumber）表示滑油碱性的高低。它的单位用mgKOHg表示，它表示一克滑油中所含碱性物质相当于氢氧化钾的毫克数。在使用过程中，由于添加剂的损耗，总碱值会逐渐降低。第59页

37、/共103页7清净分散性（浮游性）清净分散性是表示含添加剂滑油清洗零件表面胶质和炭渣，使之分散为小颗粒而悬浮、携带的能力的指标。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并通入一定数量的空气，测量试油的起泡沫体积和消泡沫时间。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。第60页/共103页七、润滑油的质量等级1按粘度分级国际上普遍采用SAE（美国汽车工程师协会）分类法，SAE分类法把内燃机分成十个粘度等级。国际标准组织（ISO）把滑油按40时的运动粘度cSt（mm2/s）的数值分成18个等级：2按使用性

38、能分级比较通常的是美国SAE、ASTM（美国材料试验学会）和API三方联合公布的一种质量分类方法，称为API分类法。这种分类方法按油品质量和适用机型特点把滑油分为CA、CB、CC和CD四个质量等级：第61页/共103页CA轻载荷柴油机润滑油。使用优质燃料并在温和到中等程度条件下运转的柴油机使用，在非增压和优质燃料条件下具有抗轴承腐蚀和防止高温生成沉淀物（漆膜、积炭）的性能。CB一般负载的柴油机润滑油。用于温和到中等条件下运转的柴油机。在非增压和使用含硫燃油时，具有抗轴承腐蚀和防高温下形成沉淀物的性能。CC中等负载柴油机润滑油。用于中等到苛刻条件下工作的高增压柴油机。具有防高温形成沉积物和防锈防

39、腐蚀的性能。CD重载荷柴油机润滑油。用于增压、高速、高功率并要求能非常有效地抑制磨损和防止形成沉积物的柴油机。在使用各种质量燃油的增压柴油机中具有抗轴承腐蚀和防高温形成沉积物的性能。由于高增压柴油机的发展，使用CD级油已不能满足要求，近年来又研制出比CD级更高的油品，但还未正式命名为CE级。第62页/共103页八、曲轴箱油曲轴箱油又叫系统油或循环油。一般曲轴箱油是对柴油机曲轴箱内的各轴承进行润滑，其特点是润滑油循环使用。1十字头式柴油机的曲轴箱油正常消耗率为0.1-0.3g/kWh（1）粘度和粘温性能；（2）抗腐蚀性；（3）抗乳化性能、抗泡沫性；（4）清净分散性；（5）抗氧化安定性低于82。2

40、筒状活塞式柴油机曲轴箱油正常消耗率为1.07-1.6g/kWh（1）高温工作时清净分散性好；（2）热氧化安定性好；（3）足够大碱性TBN=22-34；（4）粘度高相当于SAE20、30、40。第63页/共103页九、曲轴箱油的变质与检验1变质的原因滑油变质原因主要有混入外来物和滑油本身氧化两类。（1）外来物混入主要有淡水和海水，灰尘、各种金属磨屑和焊渣等硬质颗粒，油漆、石棉和棉纱等软质杂物，燃油和气缸中的燃烧产物等。海、淡水混入会使滑油乳化，破坏其润滑性能，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。第64页/共103页燃油漏入会改变滑油的粘度和降低闪点。一方面使滑油难

41、以形成油膜，另一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。这一现象在筒状活塞式柴油机中尤为明显。（2）本身氧化：滑油与空气接触将逐渐氧化而生成有机酸、漆膜等沉积物。此时滑油的颜色变深暗，总酸值增加，粘度和密度增加。滑油在正常工作温度（不超过65）下，氧化并不明显。第65页/共103页2滑油的检验（1）经验法根据轮机人员的使用经验，通过对曲轴箱油的直观检查，如摸（粘性）、嗅（气味）、看（颜色）以及检查滑油分油机中的沉积油泥来定性判断滑油的变质情况。（2）油渍试验法这种方法把待检滑油滴

42、在特殊试纸上，待该油滴干燥后，根据其扩散状况和颜色的变化与提供的标准图象（或新油的扩散和颜色）比较，可大致判断滑油的变质情况。如油渍中心黑点较小，颜色较浅，四周黄色油渍较大，则表明滑油仍可使用；如黑色较大，且黑褐色均匀无颗粒，则表示滑油已变质。第66页/共103页（3）化验法化验法可对滑油进行定量分析。每隔34个月取油样化验一次。所取油样应有代表性，一般应在滑油分油机前取样，而且最好在进港前运转中取样。取样时应使用专用取样瓶并放掉二倍于取样旋塞管路中的存油，以消除旋塞管路中的杂质。取样瓶应加以密封并注明使用累计小时等项目参数。化验项目和换油标准（1）粘度滑油粘度变化不得超过初始值的25-30。

43、第67页/共103页（2）总酸值总酸值变化迅速增高，不允许超过2.5mgKOH/g，如总酸值变化缓慢，则可允许4mgKOH/g，但若出现强酸值，则只允许总酸值达到2.5mgKOH/g。（3）强酸值不允许出现。（4）总碱值滑油在使用中总碱值逐渐减小。不允许总碱值为零或出现强酸值。（5）水分水分不能超过0.5。（6）盐分（7）沉积不溶物十字头式，沉积不溶物不超过0.5，筒状活塞式，不超过3，（8）闪点燃油漏入将降低滑油闪点。一般，当闪点降低40或更多时，应查明原因。第68页/共103页十、润滑系统的维护管理1确保滑油的工作压力一般滑油压力应保持在0.15-0.4Mpa。滑油压力应高于淡水和海水的压

44、力，以防冷却液漏入滑油中，其压力可由旁通阀调整。（1）滑油压力过高，滑油会向四处飞溅，接合面易漏油，油低壳中滑油易受热氧化变质，增加了滑油的消耗。滑油压力过低，轴承供油不足，加快机件磨损。（2）滑油压力过低的原因滑油循环柜油量太少滑油泵工作不正常滑油温度过高，粘度降低轴瓦损坏或间隙太大，是滑油流失管子破裂或法兰松开空气进入系统。第69页/共103页2确保滑油的工作温度（1）大型机滑油进口温度4045，出口5045；中速机滑油进口温度5045出口温度为6070；高速机滑油出口温度为7090，进出口温差为10-15。可由滑油冷却器的旁通阀调节。（2）滑油温度过低，粘度过大，摩擦阻力增大，流动困难，

45、使轴承内滑油量不足，同时增加滑油泵耗功。滑油温度过高，粘度降低，滑油不易被轴颈带动，润滑性能变差，零件磨损增大，同时滑油易氧化变质。第70页/共103页（3）滑油温度过高的原因系统中的油量过少滑油冷却器管道壁积垢或堵塞，使冷却效果下降海水泵工作不正常，海水量不足柴油机负荷过大轴承间隙太大，使滑油漏泄严重筒状活塞式柴油机气缸漏气，高温气体窜入曲柄箱。3保证正常的工作油位一般位于循环柜顶面下面15-20cm油位过低，滑油量过少，滑油温度升高，机油易挥发，同时单位时间内机油循环次数过多，会增加机油的氧化变质。油位过高，使液面离燃烧室距离缩小，油温也会升高。若发现油位突然升高或减少，应及时查明原因，加

46、以排除。油位突然升高可能是由于冷却系统漏水，油位突然下降可能是由于柴油机油底壳产生裂纹，或者是管路中有泄漏。第71页/共103页4备车和停车管理备车时，应对滑油柜加温，使滑油温度提高到40左右，以便杂质从滑油中分离，并防止油泥沉积在冷却器管壁上。冷天预热滑油，还可以减轻滑油泵的负荷，有利于滑油泵的工作。加热后即可开动滑油泵，以便滑油在系统中循环，防止柴油机在起动时出现干摩擦。起动时，因柴油机较冷，滑油温度不高，因此不必开动海水泵，待滑油温度升高后再开动海水泵进行冷却。停车后，循环油必须继续循环约20分钟，使柴油机各润滑表面继续得到冷却，否则在活塞、润滑表面处的滑油会过热。第72页/共103页5

47、定期抽油样化验，定期检查和清洗滑油泵，定期用分油机进行净化分离，定期清洗滑油冷却器和滑油滤器。6不同品种的润滑油不允许混合两种不同公司生产的、不同品种的润滑油是不允许混合的，否则可能发生添加剂相互反应而产生沉淀、失效等不良影响，甚至会造成严重机损事故。第73页/共103页思考题：1润滑有何作用？2滑油温度过高的原因有哪些？3试述润滑系统的管理要点有哪些？4滑油压力过低的原因有哪些？5影响液体动力润滑的因素？第74页/共103页单元五 气缸润滑一、气缸润滑的工作条件1高的工作温度。缸套上部表面温度约为180220，套下部表面温度约为90120。2在上、下止点处活塞运动速度为零，难于形成液体动力润

48、滑，上止点处多为边界润滑。3使用劣质燃油后对气缸带来低温腐蚀、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。二、气缸润滑的作用和方式1气缸润滑的作用第75页/共103页2.气缸润滑的方式气缸润滑一般可分为飞溅润滑和气缸注油润滑两种方式。(1)飞溅润滑气缸滑油与曲轴箱滑油属同一油品且循环使用，在活塞裙部需装设刮油环以便把飞溅到缸壁上的多余滑油刮回曲轴箱。此种润滑方式仅适用于中、小型筒状活塞式柴油机。(2)气缸注油润滑气缸注油润滑使用专用的润滑系统及设备，使用专用的气缸油。其注油量可控，喷出的气缸油不予回收。在十字头式柴油机中均使用此种润滑方式。第76页/共103页三、气缸注油润滑1对气缸

49、油的要求（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，并能良好地湿润金属，以减少滑动摩擦和磨损。鉴于气缸润滑处于边界润滑条件，因而要求气缸油应具有良好的油性。（2）粘度及粘度指数气缸油在较高温度下应有适当的粘度，并能迅速分布到整个工作表面，而在启动时粘度又不致太高。即要求气缸油应有适当的粘度（通常在100时为1420cSt）和较高的粘度指数（7595）。（3）清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积物；应具有良好的蔓延扩散性；具有能使炭渣变成微小颗粒悬浮在油中的能力。第77页/共103页（4）中和性能气缸油应能中和燃用劣质高硫燃油时生成的硫酸。要求气缸油具有一定的碱

50、性（TBN约为40至100mgKOH/g）。（5）抗氧化性从上述要求来看，纯矿物油无法完全满足这些要求。近代的气缸油都是选用优质的矿物润滑油作为基础油，再加入各种效能的添加剂制成。在各种添加剂中碱性添加剂占有最重要的地位，从某种意义上讲，劣质燃油能否使用，在很大程度上取决于这种添加剂的效能。50年代的碱性添加剂多为水溶性，由此类添加剂制成的气缸油属乳化气缸油；之后发展了一种虽不溶于油但能以极细颗粒分散到基油中的添加剂，即所谓分散型气缸油。近代使用的碱性添加剂均属于油溶性，由于具有良好的贮存稳定性而得到广泛应用。第78页/共103页2气缸油的种类现在低速机均是直流扫气的机型，各柴油机公司都推荐采