在大型十字頭式柴油機(jī)中,氣缸潤(rùn)滑是一個(gè)獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng),在當(dāng)代船用柴油機(jī)的高強(qiáng)化,燃油劣質(zhì)化的發(fā)展中對(duì)氣缸潤(rùn)滑提出更為苛刻的要求,氣缸油的質(zhì)量直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)功率的發(fā)揮和使用壽命,同時(shí)關(guān)系到整機(jī)的安全運(yùn)轉(zhuǎn),維修周期的長(zhǎng)短和航行的安全。
◆ 氣缸油應(yīng)起的作用:
1) 減少摩擦損失,防止活塞和缸套的過(guò)渡磨損
2) 帶走熱量和燃燒產(chǎn)物
3) 幫助密封燃燒室空間
4) 在金屬表面形成油膜,避免燃?xì)夂徒饘俦砻娼佑|而引起腐蝕
5) 降低噪音
◆ 根據(jù)氣缸油所引起的作用,優(yōu)質(zhì)的氣缸油應(yīng)有以下的性能:
1) 潤(rùn)滑性,
潤(rùn)滑的基本性能,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)講必須保證發(fā)動(dòng)機(jī)在工作狀況下,各摩擦副間有足夠的油膜,從而減少金屬磨損,而作為船用大型十字頭發(fā)動(dòng)機(jī),由于活塞缸徑大,盡管缸壁上有多個(gè)注油孔,假如沒(méi)有良好的擴(kuò)散性,也保證不了有良好的潤(rùn)滑,同時(shí)亦要保證在較高溫度下,既保證氣缸油一定的粘度,又要使其迅速均勻的覆蓋在有關(guān)摩擦副面。
2) 酸中和性
船舶發(fā)動(dòng)機(jī)有其能燒劣質(zhì)燃料的優(yōu)點(diǎn),但當(dāng)燃用劣質(zhì)燃料時(shí),燃料中硫含量起碼在2.5%以上,國(guó)際上近期有燃用硫含量在5%的。因此氣缸油除了必須有足夠的TBN外,還必須有較強(qiáng)的酸中和能力,以中和含硫燃料燃燒產(chǎn)生的腐蝕性物質(zhì),克服由此產(chǎn)生的腐蝕磨損,為了控制此類(lèi)磨損,氣缸油除了要具有與硫含量相匹配的TBN和一定的氣缸油注油功率外,還必須使有效的TBN有強(qiáng)力的中和能力。
表1表2分別列出了硫含量與氣缸油堿值(TBN)間的配伍關(guān)系和國(guó)外主要發(fā)動(dòng)機(jī)廠商推薦的氣缸油進(jìn)油速率
表1 燃料硫含量與氣缸油適宜堿值
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硫含量/% |
0.5 |
0.5~1.0 |
1.0~1.5 |
1.5~2.0 |
2.0 以上 |
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氣缸油總堿值/mgKOH·g -1 |
5 |
5~10 |
10~20 |
20~40 |
40~75 |
表2 低速十字頭柴油機(jī)制造商推薦的氣缸油進(jìn)油速率
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制造廠 |
推薦速率mg/W·h |
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SULZER-EUPOPE |
0.68~0.95 |
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IHI SULZER |
1.16 |
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MHI SULZER |
1.09~1.22 |
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B&WBUPOPE |
0.68 |
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MITSUIB&W |
0.68 |
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HITACHIB&W |
0.61 |
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MAN-GERMANY |
0.59~1.09 |
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KHI-MAN |
0.95~1.09 |
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MITSUBISHI-UEC |
0.54~0.82 |
3) 清凈分散性
船用氣缸油的清凈分散性,以活塞、缸套與掃氣口三個(gè)主要部位的沉積物和清潔程度來(lái)衡量,但燃燒和燃燒產(chǎn)物對(duì)清凈分散性能起著重要作用,雖然高質(zhì)量的氣缸油配方是經(jīng)過(guò)科學(xué)的復(fù)配而成,它具有良好的減少沉積物趨勢(shì),但不良的燃燒在很大程度上影響了氣缸油清凈分散性的發(fā)揮。
清凈分散性在活塞部位,主要表現(xiàn)在活塞的環(huán)岸與環(huán)槽、活塞裙部、活塞頭部沉積物性質(zhì)及程度,尤其活塞環(huán)槽的沉積物,其嚴(yán)重程度是導(dǎo)致磨損加劇的重要因素。
缸套部位是指缸套工作面的清潔程度、漆膜的性狀,尤其在進(jìn)、排氣孔出現(xiàn)嚴(yán)重的沉積物是應(yīng)該避免的。
掃氣是指掃氣箱內(nèi)沉積物的生成狀況,它與掃氣口沉積物形成完全一樣,是缸壁刮下的氣缸油與燃燒產(chǎn)物在高溫下由掃氣口進(jìn)入掃氣室所致。
4) 抗磨性
發(fā)動(dòng)機(jī)磨損一般有三種形式:腐蝕磨損、廢料磨損、摩擦磨損。船用十字頭發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損,主要發(fā)生在活塞與缸套間,通常這三種磨損形式都可能存在,但腐蝕磨損將占主要方面。
腐蝕磨損:
主要指含硫燃料燃燒生成的酸性物質(zhì),侵入氣缸表面與金屬接觸而產(chǎn)生的磨損,而良好的TBN保持性和快的中和能力是氣缸油所必需的性能,從而減緩磨損。
廢料磨損:
主要是質(zhì)硬的磨粒進(jìn)入潤(rùn)滑表面形成,而形成磨損的磨粒主要來(lái)的燃燒生成的沉積物,所以要求氣缸油配方除了選用高質(zhì)的添加劑外,還需經(jīng)過(guò)科學(xué)的復(fù)配,以確保能減少沉積物的生成,從而改善磨損狀況。
摩擦磨損:
這是任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)所正常發(fā)生的,磨損對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)講,尤其當(dāng)活塞處于上死點(diǎn)時(shí)處于邊界潤(rùn)滑,這時(shí)的磨損將是最嚴(yán)重的,也是不可避免的。從而對(duì)氣缸油的承受能力的要求將是很重要的。
5) 貯存穩(wěn)定性
船用氣缸油是一個(gè)特殊的油種,因?yàn)樵谒呐浞街?,添加劑的加入量相?duì)較高,達(dá)30-40%。而配制的基礎(chǔ)油又都是重質(zhì)的,一般來(lái)講,眾多的高堿性添加劑加入到重質(zhì)基礎(chǔ)油中會(huì)存有穩(wěn)定性的問(wèn)題,另外由于船用油的另一特點(diǎn),油品中滲水極易使皂類(lèi)添加劑油品的乳化,因此也存在油品遇水穩(wěn)定性的問(wèn)題。