1、柴油机的润滑与冷却柴油机的润滑与冷却第一节第一节 润滑油和润滑油添加剂润滑油和润滑油添加剂第二节第二节 润润 滑滑第三节第三节 气缸润滑气缸润滑第四节第四节 曲柄箱油润滑曲柄箱油润滑第五节第五节 冷冷 却却第一节第一节 润滑油和润滑油添加剂润滑油和润滑油添加剂一一润滑油的性能指标润滑油的性能指标二二润滑油添加剂润滑油添加剂三三润滑油的质量等级润滑油的质量等级一、润滑油的性能指标一、润滑油的性能指标1.粘度和粘度指数粘度和粘度指数(VI)2.酸值和水溶性酸或碱酸值和水溶性酸或碱3.抗乳化度抗乳化度4.热氧化安定性和抗氧化安定性热氧化安定性和抗氧化安定性 5.腐蚀度腐蚀度6.总碱值总碱值7.浮游性
2、浮游性8.抗泡沫性抗泡沫性o上述指标能反映出润滑油品质的优劣，在选择上述指标能反映出润滑油品质的优劣，在选择和使用润滑油时有着重要作用。和使用润滑油时有着重要作用。o闪点、凝点、残炭、灰分、机械杂质和水分等与燃油性能指标的含义相同这里闪点、凝点、残炭、灰分、机械杂质和水分等与燃油性能指标的含义相同这里不作介绍。不作介绍。粘度和粘度指数粘度和粘度指数(VI)1）粘度：定义与燃油的相同。是滑油的最重要指标。在很大程度上决）粘度：定义与燃油的相同。是滑油的最重要指标。在很大程度上决定着两个摩擦表面间楔形油膜的形成。定着两个摩擦表面间楔形油膜的形成。o润滑油按粘度进行分类润滑油按粘度进行分类SAE分类
3、法按粘度分成分类法按粘度分成10个等级；个等级；ISO VG按按40时的运动粘度时的运动粘度cSt的数值分成的数值分成18个等级个等级2）滑油的粘温特性：滑油的粘度随温度的升高而降低，这种性能称滑）滑油的粘温特性：滑油的粘度随温度的升高而降低，这种性能称滑油的粘温特性。油的粘温特性。3）粘度指数）粘度指数(VI)：u我国：用粘度比。我国：用粘度比。它是该滑油在它是该滑油在50和和100时的运动粘度的比值。时的运动粘度的比值。规定温度范围内粘度变化小，质量好，粘度比小（规定温度范围内粘度变化小，质量好，粘度比小（减小接近减小接近1）u国外，通常用粘度指数国外，通常用粘度指数(VI)来说明滑油的粘
4、温特性。来说明滑油的粘温特性。它是通过与两种标准油相比较而得出的。一种是美国宾夕法尼亚它是通过与两种标准油相比较而得出的。一种是美国宾夕法尼亚石蜡基原油，令其为石蜡基原油，令其为100；另一种是墨西哥湾沿岸环烷基原油，；另一种是墨西哥湾沿岸环烷基原油，令其为令其为0。润滑油粘度指数的物理意义：粘度随温度变化小。最好的石蜡油粘度润滑油粘度指数的物理意义：粘度随温度变化小。最好的石蜡油粘度指数可达指数可达124，加入增粘剂后则可达，加入增粘剂后则可达200以上。以上。高粘度指数：高粘度指数：80以上；低以上；低粘度指数：小于粘度指数：小于35；中间粘度指数：；中间粘度指数：3580。粘温特性好，则
5、。粘温特性好，则VI变化是变化是增大接近增大接近100燃油粘温特性好：表示粘度随温度变化大燃油粘温特性好：表示粘度随温度变化大酸值和水溶性酸或碱酸值和水溶性酸或碱滑油中的酸可分为有机酸和无机酸两种。滑油中的酸可分为有机酸和无机酸两种。在使用过程中它们均增加。在使用过程中它们均增加。u有机酸含量小时，对金属无多大腐蚀作用，反而能增加滑油的油性以保持有机酸含量小时，对金属无多大腐蚀作用，反而能增加滑油的油性以保持较好的边界润滑性能。当其含量较多时，它就会对一些轴承材料特别是较好的边界润滑性能。当其含量较多时，它就会对一些轴承材料特别是铅铅产生腐蚀作用。有机酸来源：产生腐蚀作用。有机酸来源：I.原存
6、于石油中的，在精制时没有全部除去原存于石油中的，在精制时没有全部除去II.加入了呈酸性的抗氧、抗腐添加剂加入了呈酸性的抗氧、抗腐添加剂III.自身氧化而产生（使用中的滑油）自身氧化而产生（使用中的滑油）u无机酸指硫酸无机酸指硫酸，它对金属有强烈腐蚀作用，滑油中不允许有硫酸存在，它对金属有强烈腐蚀作用，滑油中不允许有硫酸存在I.新鲜滑油中的硫酸是在精制过程中经酸洗与中和后残留下来的新鲜滑油中的硫酸是在精制过程中经酸洗与中和后残留下来的II.使用中的滑油由于含硫燃油的燃烧产物漏入曲轴箱使用中的滑油由于含硫燃油的燃烧产物漏入曲轴箱我国我国u“酸值酸值”表示滑油中表示滑油中有机酸有机酸含量：用中和含量
7、：用中和1g滑油中的酸所需要的氢氧化钾滑油中的酸所需要的氢氧化钾毫克数来表示，单位为毫克数来表示，单位为mgKOH/g。u“水溶性酸碱水溶性酸碱”表示表示无机酸或强碱无机酸或强碱的有无。指能溶于水的的有无。指能溶于水的无机酸无机酸(强酸强酸)及低及低分子有机酸分子有机酸，这种酸几乎对所有金属都有腐蚀作用；，这种酸几乎对所有金属都有腐蚀作用；l“水溶性酸水溶性酸”“水溶性碱水溶性碱”指在油品加工时碱洗剩余物或贮存中污染指在油品加工时碱洗剩余物或贮存中污染而生成的，而生成的，“水溶性酸或碱水溶性酸或碱”只说明油品呈酸性或碱性，仅用于定性只说明油品呈酸性或碱性，仅用于定性检查。检查。l有机酸有机酸和
8、水溶性酸或碱，和水溶性酸或碱，对轴承材料铅腐蚀作用最大对轴承材料铅腐蚀作用最大国外国外u用总酸值用总酸值TAN(Total Acid Number)表示有机酸和无机酸的总和表示有机酸和无机酸的总和u用用强酸值强酸值SAN(Strong Acid Number)单独表示单独表示无机酸无机酸的含量，单位为的含量，单位为mgKOH/g。抗乳化度抗乳化度1.海水或淡水漏入滑油经搅拌后使滑油形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。成乳浊液并生成泡沫，这个过程叫乳化。u乳浊液影响润滑性能，加速滑油变质，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，污损摩并在
9、两相界面上吸附机械杂质，污损摩擦表面，加剧部件磨损。擦表面，加剧部件磨损。2.滑油的抗乳化度系指滑油在乳化后自动滑油的抗乳化度系指滑油在乳化后自动分层分层(油层和水层油层和水层)所需的时间所需的时间(min)，即，即滑油的破乳化时间。破乳化时间短，抗滑油的破乳化时间。破乳化时间短，抗乳化度就好，反之则差。乳化度就好，反之则差。热氧化安定性和抗氧化安定性热氧化安定性和抗氧化安定性 1.两个指标都用来衡量滑油在使用条件下抵抗空气氧化两个指标都用来衡量滑油在使用条件下抵抗空气氧化的能力，只是试验方法和应用对象不同。的能力，只是试验方法和应用对象不同。2.热氧化安定性热氧化安定性属于属于薄油层薄油层在
10、在高温条件高温条件下氧化试验，用下氧化试验，用氧化形成漆膜所需时间氧化形成漆膜所需时间(min)来表示。来表示。u我国标准规定使用我国标准规定使用巴包克法巴包克法，系指在规定的高温，系指在规定的高温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验油由氧化而生成50%的漆状物所需时间的漆状物所需时间(min)，用此，用此时间来评定试验油的热氧化安定性。时间来评定试验油的热氧化安定性。u这种试验方法是这种试验方法是模拟气缸壁上的油膜工作条件，适用模拟气缸壁上的油膜工作条件，适用于柴油机润滑油。于柴油机润滑油。3.抗氧化安定性抗氧化安定性属于属
11、于较低温度较低温度条件下的条件下的厚油层厚油层氧化试验，氧化试验，用氧化后生成的沉淀物酸值来表示。用氧化后生成的沉淀物酸值来表示。u按我国规定系指在按我国规定系指在125条件下，向试验油中通入一条件下，向试验油中通入一定流速的空气或纯氧定流速的空气或纯氧4h或或8h，分别测定试验油氧化后，分别测定试验油氧化后生成的沉淀物生成的沉淀物(%)和酸值和酸值(mgKOH/g)。如氧化后沉淀。如氧化后沉淀物少，酸值小，则试验油的抗氧化安定性好。物少，酸值小，则试验油的抗氧化安定性好。u这种试验方法模拟这种试验方法模拟液压系统中滑油的工作条件，故用液压系统中滑油的工作条件，故用于液压油和透平油等品种于液压
12、油和透平油等品种。腐蚀度腐蚀度1.腐蚀度用来衡量腐蚀度用来衡量高温条件下高温条件下工作的滑油在与工作的滑油在与氧气充分接触时，对金属氧气充分接触时，对金属(铅铅)的腐蚀程度。它的腐蚀程度。它是柴油机滑润油的一个重要指标。是柴油机滑润油的一个重要指标。u现代柴油机中的铜、铅等合金轴承材料对腐蚀十现代柴油机中的铜、铅等合金轴承材料对腐蚀十分敏感，只要滑油中有少量酸就能严重腐蚀轴承。分敏感，只要滑油中有少量酸就能严重腐蚀轴承。u我国标准规定腐蚀度试验用我国标准规定腐蚀度试验用“品克维奇品克维奇”法，即法，即把试油加热到把试油加热到140，用特制的一定面积的金属，用特制的一定面积的金属片以每分钟片以每
13、分钟1516次的速度交替地浸在油中和露次的速度交替地浸在油中和露置在空气中，经过置在空气中，经过50h后，测定金属片减少的重后，测定金属片减少的重量量(g/m2)。金属片减少重量越大，滑油的腐蚀性。金属片减少重量越大，滑油的腐蚀性越强，品质越差。越强，品质越差。总碱值总碱值总碱值总碱值TBN(Total Base Number)表示滑油碱性的高低。表示滑油碱性的高低。单位单位mgKOH/g。表示。表示1g滑油中所含碱性物质相当于氢滑油中所含碱性物质相当于氢氧化钾的毫克数。氧化钾的毫克数。天然矿物油本身无碱性，只有加入天然矿物油本身无碱性，只有加入碱性添加剂（如清碱性添加剂（如清净分散剂）净分散
14、剂）后才呈现碱性。后才呈现碱性。使用过程中，由于添加剂的损耗，总碱值会逐渐降低。使用过程中，由于添加剂的损耗，总碱值会逐渐降低。而总酸值会增加。而总酸值会增加。消除缸套内表面低温腐蚀的性能指标是消除缸套内表面低温腐蚀的性能指标是TBN浮游性浮游性1.浮游性表示含添加剂滑油清洗零件表面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胶质炭渣，使之分散为小颗粒而悬浮携带的能力。带的能力。2.通常是在专用试验机上在规定条件下进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，然后根据活塞的漆行一定时间的试验，然后根据活塞的漆膜情况，按膜情况，按06七个级别进行评定。七个级别进行
15、评定。0级为活塞非常清洁，没有漆膜形成；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。级为严重脏污，活塞完全为漆膜覆盖。抗泡沫性抗泡沫性1.抗泡沫性表示在规定试验仪器内以专用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，测量试泡沫头并通入一定数量的空气，测量试验油的起泡沫体积和消泡沫时间。验油的起泡沫体积和消泡沫时间。2.滑油在运转时受激烈搅动，使空气混入滑油在运转时受激烈搅动，使空气混入油中形成泡沫，泡沫过多除油中形成泡沫，泡沫过多除损失滑油损失滑油外，外，还会使油泵和轴承引起还会使油泵和轴承引起空泡腐蚀，润滑空泡腐蚀，润滑效能降低，造成轴承烧毁。效能降
16、低，造成轴承烧毁。二、润滑油添加剂二、润滑油添加剂1.使用的目的使用的目的2.主要作用主要作用 3.常用的添加剂常用的添加剂 1）清净分散剂清净分散剂(清净浮游添加剂清净浮游添加剂)2）油性剂、极压剂油性剂、极压剂(抗磨剂抗磨剂)3）粘度指数改进剂和增粘剂粘度指数改进剂和增粘剂 4）消泡剂消泡剂 5）降凝剂降凝剂(降倾点剂降倾点剂)6）防锈添加剂和抗腐蚀剂防锈添加剂和抗腐蚀剂 使用的目的使用的目的n随着柴油机强化程度的提高和劣质燃油的使随着柴油机强化程度的提高和劣质燃油的使用，滑油的工作条件愈来愈差，直链纯矿物用，滑油的工作条件愈来愈差，直链纯矿物油已不能满足柴油机的工作需要。油已不能满足柴油
17、机的工作需要。n近几十年来，随着化学工业的发展，多种添近几十年来，随着化学工业的发展，多种添加剂被加入到纯矿物油加剂被加入到纯矿物油(基础油基础油)中，形成了一中，形成了一种由基油和添加剂组成的新型油品。种由基油和添加剂组成的新型油品。n所谓添加剂系指凡是能改善和提高石油产品所谓添加剂系指凡是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质量和给予新的性质，以满足使用及贮存性能的要求而添加的少量物质。性能的要求而添加的少量物质。主要作用主要作用(1)减少发动机部件上有害沉积物的形成和聚积。减少发动机部件上有害沉积物的形成和聚积。(2)中和酸性物质，减少其对设备的腐蚀。中和酸性物质
18、，减少其对设备的腐蚀。(3)防止设备及部件受到锈蚀。防止设备及部件受到锈蚀。(4)减少设备及部件的摩擦和磨损，延长设备及部件减少设备及部件的摩擦和磨损，延长设备及部件的使用寿命。的使用寿命。(5)使润滑剂的氧化和热分解延缓，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。(6)改变润滑剂的物理性质，如：提高其粘度指数，改变润滑剂的物理性质，如：提高其粘度指数，改善粘温性能；降低其倾点，改善低温使用性改善粘温性能；降低其倾点，改善低温使用性能；减少泡沫形成等。能；减少泡沫形成等。清净分散剂清净分散剂(清净浮游添加剂清净浮游添加剂)n清净性添加剂清净性添加剂：防止高温时生成漆膜防止高温
19、时生成漆膜的添加剂的添加剂n分散剂分散剂：防止低温时生成油泥沉淀物防止低温时生成油泥沉淀物的添加剂。的添加剂。n清净分散剂：我国是对清净分散剂：我国是对清净性添加剂和分散剂的清净性添加剂和分散剂的统称统称n作用：作用：洗涤与悬浮洗涤与悬浮。能够使沉积在部件上的碳烟颗粒和沥青树。能够使沉积在部件上的碳烟颗粒和沥青树脂状物呈分散悬浮状态而被循环的滑油带走，降低积炭脂状物呈分散悬浮状态而被循环的滑油带走，降低积炭和油泥；保持部件清洁和防止系统堵塞。和油泥；保持部件清洁和防止系统堵塞。中和酸性物质中和酸性物质抑制锈蚀抑制锈蚀。添加剂为。添加剂为碱性碱性，既可以，既可以控制控制油油因氧化而形成的因氧化而
20、形成的有机酸有机酸，又可，又可中和中和进入曲轴箱的产物形进入曲轴箱的产物形成的成的无机酸无机酸，起到，起到抑制锈蚀抑制锈蚀的作用。是的作用。是气缸油气缸油中的重要中的重要添加剂。添加剂。油性剂、极压剂油性剂、极压剂(抗磨剂抗磨剂)n油性剂、极压剂都能在边界润滑条件下起到油性剂、极压剂都能在边界润滑条件下起到减磨作用减磨作用，但它们的作用机理不同。，但它们的作用机理不同。u油性剂油性剂是带有是带有极性基团极性基团的活性物质，它能定向地的活性物质，它能定向地吸附在金属表面上形成不易破坏的吸附在金属表面上形成不易破坏的边界吸附薄膜边界吸附薄膜，以降低磨损，常用的油性剂有硫化鲸鱼油、硫化以降低磨损，常
21、用的油性剂有硫化鲸鱼油、硫化棉子油等；棉子油等；u极压剂极压剂能能在高温和高负荷下在高温和高负荷下分解产生分解产生活性化合物活性化合物，在金属表面生成低熔点化合物，形成在金属表面生成低熔点化合物，形成反应薄膜反应薄膜，有有减少摩擦、防止擦伤、降低磨损、加强油膜承减少摩擦、防止擦伤、降低磨损、加强油膜承载能力的作用载能力的作用。其主要组成为含氯、硫、磷的。其主要组成为含氯、硫、磷的有有机化合物机化合物，如硫氯化石蜡、磷酸脂等。，如硫氯化石蜡、磷酸脂等。粘度指数改进剂和增粘剂粘度指数改进剂和增粘剂 n这类添加剂可这类添加剂可提高基础油的粘度提高基础油的粘度，并改善其，并改善其粘温特性，粘温特性，提
22、高其粘度指数提高其粘度指数。n加入这类添加剂的滑油称稠化机油。加入这类添加剂的滑油称稠化机油。n稠化机油在低温时可使粘度增加不多，而在高温稠化机油在低温时可使粘度增加不多，而在高温时变稠，以满足柴油机冬夏两季的不同需要。如时变稠，以满足柴油机冬夏两季的不同需要。如对救生艇柴油机冬季起动温度为对救生艇柴油机冬季起动温度为-30，正常运，正常运转后气缸温度可达转后气缸温度可达200。n增粘剂不仅起到改进润滑剂的流体力学特性的作增粘剂不仅起到改进润滑剂的流体力学特性的作用，还用来改进润滑剂的吸附能力。其组成多为用，还用来改进润滑剂的吸附能力。其组成多为油溶性的链状高分子有机化合物，如聚甲基丙烯油溶性
23、的链状高分子有机化合物，如聚甲基丙烯酸脂和聚异丁烯等。酸脂和聚异丁烯等。消泡剂消泡剂 n消泡剂可以降低泡沫的表面张力，抑制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，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，如二甲基硅油等。防止生成稳定的泡沫，如二甲基硅油等。降凝剂降凝剂(降倾点剂降倾点剂)n降凝剂并不改变石蜡析出的温度，只改降凝剂并不改变石蜡析出的温度，只改变石蜡结构。它变石蜡结构。它吸附在油中石蜡结晶表吸附在油中石蜡结晶表面上面上，使之仅能生成微小结晶，使之仅能生成微小结晶，防止形防止形成结晶网成结晶网，从而改变低温流动性，降低，从而改变低温流动性，
24、降低油品的凝点。常用的有长链烷基萘等。油品的凝点。常用的有长链烷基萘等。防锈添加剂和抗腐蚀剂防锈添加剂和抗腐蚀剂 n防锈剂防锈剂的作用是依靠其自身具有的极性，的作用是依靠其自身具有的极性，吸附吸附在金属和油的界面上形成保护层，在金属和油的界面上形成保护层，防止水与金属接触生锈。防止水与金属接触生锈。n抗腐蚀剂抗腐蚀剂保护有色金属保护有色金属如轴承合金表面，如轴承合金表面，使其不受油氧化和燃气产生的腐蚀，并使其不受油氧化和燃气产生的腐蚀，并能中和这些酸。能中和这些酸。三、润滑油的质量等级三、润滑油的质量等级 1.API分类法：按分类法：按油品质量油品质量和适用和适用机型特点机型特点把滑把滑油分为
25、四个质量等级：油分为四个质量等级：1）CA级级2）CB级级3）CC级级4）CD级级5）CE级级nAPI分类法：美国分类法：美国SAE、ASTM和和API三方联合公三方联合公布的一种质量分类方法布的一种质量分类方法2.船用气缸油和大功率中速机两用油船用气缸油和大功率中速机两用油CAn轻载荷轻载荷柴油机润滑油。柴油机润滑油。n使用优质燃料并在使用优质燃料并在温和到中等程度温和到中等程度条件条件下运转的柴油机使用，在下运转的柴油机使用，在非增压非增压和和优质优质燃料燃料条件下具有抗轴承腐蚀和防止高温条件下具有抗轴承腐蚀和防止高温生成沉淀物生成沉淀物(漆膜、积炭漆膜、积炭)的性能。的性能。CBn一般负
26、载的柴油机润滑油。一般负载的柴油机润滑油。n用于用于温和到中等条件温和到中等条件下运转的柴油机。下运转的柴油机。在在非增压非增压和使用和使用含硫燃油含硫燃油时，具有抗轴时，具有抗轴承腐蚀和防高温下形成沉淀物的性能。承腐蚀和防高温下形成沉淀物的性能。n常用于常用于十字头式柴油机的曲柄箱润滑十字头式柴油机的曲柄箱润滑。CCn中等负载中等负载柴油机润滑油。柴油机润滑油。n用于用于中等到苛刻条件中等到苛刻条件下工作的下工作的高增压柴高增压柴油机油机。具有防高温形成沉积物和防锈防。具有防高温形成沉积物和防锈防腐蚀的性能。腐蚀的性能。CDn重载荷重载荷柴油机润滑油。柴油机润滑油。n用于用于增压、高速、高功
27、率增压、高速、高功率并要求能非常并要求能非常有效地抑制磨损和防止形成沉积物的柴有效地抑制磨损和防止形成沉积物的柴油机。油机。n在使用在使用各种质量燃油各种质量燃油的的增压柴油机增压柴油机中具中具有抗轴承腐蚀和防高温形成沉积物的性有抗轴承腐蚀和防高温形成沉积物的性能。常用于能。常用于筒形活塞式柴油机的曲柄箱筒形活塞式柴油机的曲柄箱润滑润滑。CEn由于高增压柴油机的发展，使用由于高增压柴油机的发展，使用CD级级油已不能满足要求，近年来又研制出比油已不能满足要求，近年来又研制出比CD级更高的油品，但还未正式命名为级更高的油品，但还未正式命名为CE级。级。船用气缸油和大功率中速机两用油船用气缸油和大功
28、率中速机两用油n仍由各石油公司自行研制，自行评定，仍由各石油公司自行研制，自行评定，尚无统一规格标准。尚无统一规格标准。第二节第二节 润润 滑滑一一润滑的作用润滑的作用二二润滑的分类：按表面润滑情况分润滑的分类：按表面润滑情况分1.液体润滑液体润滑 2.混合润滑混合润滑 3.边界润滑边界润滑三三形成液体润滑的方法：据产生液膜形成液体润滑的方法：据产生液膜的方式分的方式分1.液体动压润滑液体动压润滑2.液体静压润滑液体静压润滑3.弹性液体动压润滑弹性液体动压润滑润滑的作用润滑的作用减磨作用减磨作用。在相互运动表面保持一层油膜以减小摩擦。这是润滑。在相互运动表面保持一层油膜以减小摩擦。这是润滑的主
29、要作用。的主要作用。冷却作用冷却作用。带走两运动表面因摩擦而产生的热量以及外界传来的。带走两运动表面因摩擦而产生的热量以及外界传来的热量，保证工作表面的适当温度。热量，保证工作表面的适当温度。清洁作用清洁作用。冲洗运动表面的污染物和磨粒以保持工作表面清洁。冲洗运动表面的污染物和磨粒以保持工作表面清洁。密封作用密封作用。形成的油膜同时可起密封作用。如活塞与缸套间的油。形成的油膜同时可起密封作用。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。膜除起到润滑作用外，还有助于密封燃烧室空间。防腐作用防腐作用。形成的油膜覆盖在金属表面使空气不能与金属表面接。形成的油膜覆盖在金属表面使空气不
30、能与金属表面接触，防止锈蚀。触，防止锈蚀。降噪作用降噪作用。形成的油膜可起到缓冲作用，避免两表面直接接触，。形成的油膜可起到缓冲作用，避免两表面直接接触，减轻振动与噪声减轻振动与噪声 传递动力作用传递动力作用。如推力轴承中推力块与推力环之间。如推力轴承中推力块与推力环之间 的油膜的油膜n在柴油机中，润滑是一个重要的问题。由于润滑不良而导致重大在柴油机中，润滑是一个重要的问题。由于润滑不良而导致重大事故发生的例子是很多的。因此，必须保证柴油机的良好润滑。事故发生的例子是很多的。因此，必须保证柴油机的良好润滑。液体润滑或全液膜润滑液体润滑或全液膜润滑定义：两运动表面被一层厚度在定义：两运动表面被一
31、层厚度在1.52 m以上的油膜完全隔开，以上的油膜完全隔开，由液膜的压力来平衡外载荷的润由液膜的压力来平衡外载荷的润滑方式。如主轴承滑方式。如主轴承main bearing，如图中的状态如图中的状态 特点：特点：I.润滑性能取决于滑油的粘度而与润滑性能取决于滑油的粘度而与两表面的材料无关。两表面的材料无关。II.摩擦只发生在油膜内，摩擦阻力摩擦只发生在油膜内，摩擦阻力低磨损小。低磨损小。(表面疲劳磨损、气蚀表面疲劳磨损、气蚀及流体侵蚀除外及流体侵蚀除外)。油膜建立方式油膜建立方式：静压润滑和液：静压润滑和液体动压润滑体动压润滑Stribeck曲线及润滑状态混合润滑或半液膜润滑混合润滑或半液膜润
32、滑n摩擦表面同时存在着液体润滑和摩擦表面同时存在着液体润滑和边界润滑（半干摩擦）边界润滑（半干摩擦）n或同时存在着干摩擦和半干摩擦或同时存在着干摩擦和半干摩擦n它可能是暂时的，也可能是持久它可能是暂时的，也可能是持久的。如的。如十字头滑块与导板之间的十字头滑块与导板之间的润滑和润滑和气缸润滑气缸润滑。如图状态。如图状态 Stribeck曲线及润滑状态边界润滑或薄膜润滑边界润滑或薄膜润滑定义：两运动表面间被厚度在定义：两运动表面间被厚度在0.1 m以下的边界油膜分开所形成的润滑。以下的边界油膜分开所形成的润滑。特性：特性：I.两运动表面被一种具有分层结构和润滑两运动表面被一种具有分层结构和润滑性
33、能的性能的薄膜薄膜隔开。在此情况下，就会发隔开。在此情况下，就会发生金属与金属的摩擦，因而产生了零件生金属与金属的摩擦，因而产生了零件的相互磨损，如的相互磨损，如气缸上部的润滑气缸上部的润滑。如图。如图中状态中状态 II.在边界润滑中其界面的在边界润滑中其界面的润滑性能润滑性能主要主要取取决于薄膜的性质决于薄膜的性质而与滑油的粘度无关。而与滑油的粘度无关。III.其界面的摩擦系数只取决于摩擦表面和其界面的摩擦系数只取决于摩擦表面和边界膜的结构。边界膜的结构。IV.边界膜的结构形式有边界膜的结构形式有吸附膜（物理、吸附膜（物理、化学吸附膜）和化学反应膜（包化学吸附膜）和化学反应膜（包括氧化膜）括
34、氧化膜）Stribeck曲线及润滑状态液体动压润滑液体动压润滑 n定义定义：由摩擦表面的几何形状和相对运动，借助液体的动力学作用，形成：由摩擦表面的几何形状和相对运动，借助液体的动力学作用，形成楔楔形液膜形液膜产生油楔压力以平衡外载荷。产生油楔压力以平衡外载荷。n影响油楔形成与其压力的主要因素影响油楔形成与其压力的主要因素 (1)摩擦表面的运动状态摩擦表面的运动状态(回转或滑动回转或滑动)。转速越高，越容易形成油楔。显然，当柴油机刚转速越高，越容易形成油楔。显然，当柴油机刚起动、变速或低速运转时，难以形成完整油起动、变速或低速运转时，难以形成完整油楔。是发生最大磨损量的运转工况楔。是发生最大磨
35、损量的运转工况 (2)滑油粘度。滑油粘度。粘度适当容易形成油楔，若粘度因滑油牌号不当或变质而过小，滑油就不易被轴颈带动，并粘度适当容易形成油楔，若粘度因滑油牌号不当或变质而过小，滑油就不易被轴颈带动，并且易从轴承两端流出，而粘度过大，则难以涂布。且易从轴承两端流出，而粘度过大，则难以涂布。(3)轴承负荷。轴承负荷。负荷越高，越难以形成油楔。尤其在冲击负荷作用下，将可能破坏已形成的楔形油膜。负荷越高，越难以形成油楔。尤其在冲击负荷作用下，将可能破坏已形成的楔形油膜。(4)轴承间隙。轴承间隙。间隙过小，滑油不易进入接触表面使轴颈浮起；间隙过大，滑油易从轴承两端逸出，所以间隙过小，滑油不易进入接触表
36、面使轴颈浮起；间隙过大，滑油易从轴承两端逸出，所以轴承间隙必须适当。此外，轴承的油槽位置也影响油槽压力。轴承间隙必须适当。此外，轴承的油槽位置也影响油槽压力。(5)表面加工粗糙度。表面加工粗糙度。如工作表面加工光洁程度高，很薄的油膜就能完全隔开两个摩擦面，容易形成楔形油膜。如工作表面加工光洁程度高，很薄的油膜就能完全隔开两个摩擦面，容易形成楔形油膜。液体静压润滑液体静压润滑n定义：静压润滑从外部向摩擦定义：静压润滑从外部向摩擦表面供给一定压力的液体，借表面供给一定压力的液体，借助于液体的静压力产生油膜以助于液体的静压力产生油膜以平衡外载荷。平衡外载荷。n如二冲程机的如二冲程机的十字头轴承十字头
37、轴承的润的润滑滑n目前使用压力为目前使用压力为1.6MPa左右，左右，十字头十字头Crosshead pin轴向位移轴向位移明显。明显。n高压柱塞泵由十字头或电动带动高压柱塞泵由十字头或电动带动弹性液体动压润滑弹性液体动压润滑n定义：呈点（线）接触的运动表面的润定义：呈点（线）接触的运动表面的润滑，在接触点产生暂时的弹性变形而在滑，在接触点产生暂时的弹性变形而在其中产生极薄的挤压油膜避免金属间的其中产生极薄的挤压油膜避免金属间的直接接触。直接接触。n如：齿轮传动齿间的啮合齿之间和滚珠如：齿轮传动齿间的啮合齿之间和滚珠轴承的润滑轴承的润滑第三节第三节 气缸润滑气缸润滑 一一气缸润滑的工作条件气缸
38、润滑的工作条件二二气缸润滑方式气缸润滑方式1.飞溅润滑飞溅润滑 2.气缸注油润滑气缸注油润滑 三三气缸油注油器气缸油注油器1.结构结构 2.注油量调节注油量调节 3.注油头位置注油头位置 四四气缸油的选用气缸油的选用 1.气缸油的粘度气缸油的粘度 2.气缸油的碱值气缸油的碱值 3.注油量注油量 气缸润滑的工作条件气缸润滑的工作条件高的工作温度高的工作温度。高温将降低气缸油的粘度、加快氧。高温将降低气缸油的粘度、加快氧化变质并使缸壁上的部分油膜蒸发。缸套上部表面化变质并使缸壁上的部分油膜蒸发。缸套上部表面的温度约在的温度约在180220，活塞环槽表面温度约在，活塞环槽表面温度约在100200之间
39、。之间。在上下止点处很难形成液体动压润滑在上下止点处很难形成液体动压润滑。在上止点活。在上止点活塞运动速度为零，特别是温度与压力均最高，对气塞运动速度为零，特别是温度与压力均最高，对气缸润滑极为不利缸润滑极为不利柴油机使用劣质燃油后使气缸润滑更加困难柴油机使用劣质燃油后使气缸润滑更加困难。对缸。对缸套带来了低温腐蚀、颗粒磨损、结炭增多等故障套带来了低温腐蚀、颗粒磨损、结炭增多等故障活塞顶和环带变形使气缸润滑难度增加活塞顶和环带变形使气缸润滑难度增加。缸套上部很难形成连续完整油膜，通常多为缸套上部很难形成连续完整油膜，通常多为边界润边界润滑滑，磨损最严重磨损最严重。气缸润滑的形式是气缸润滑的形式
40、是半液体润滑半液体润滑飞溅润滑飞溅润滑 n这种润滑靠从这种润滑靠从连杆大端甩出并飞溅到缸连杆大端甩出并飞溅到缸壁上壁上的滑油来润滑，不需专门的润滑装的滑油来润滑，不需专门的润滑装置。所用置。所用油品即曲轴箱内滑油油品即曲轴箱内滑油，而且飞，而且飞溅的溅的油量不可控制油量不可控制；在活塞裙上；在活塞裙上需装设需装设刮油环刮油环。n此种润滑方式仅适用于此种润滑方式仅适用于中、小型筒形活中、小型筒形活塞式柴油机塞式柴油机。气缸注油润滑气缸注油润滑 n气缸润滑使用专用的润滑系统及设备气缸润滑使用专用的润滑系统及设备(气缸注油器、注油接头气缸注油器、注油接头)，把专用气缸，把专用气缸油油注入注入到气缸壁
41、表面。其到气缸壁表面。其注油量可控注油量可控，注出的注出的气缸油不予回收气缸油不予回收，国外称，国外称“一次一次过润滑过润滑”(Once-Through)。n这是一种较合理的气缸润滑方式，目前这是一种较合理的气缸润滑方式，目前在十字头型柴油机中均应用此种润滑方在十字头型柴油机中均应用此种润滑方式。在某些中速筒形活塞式柴油机中，式。在某些中速筒形活塞式柴油机中，气缸润滑除采用飞溅润滑外，尚使用注气缸润滑除采用飞溅润滑外，尚使用注油润滑作为气缸润滑的辅助措施。油润滑作为气缸润滑的辅助措施。结构结构 国内常用的为单柱塞真空滴国内常用的为单柱塞真空滴油式注油器。油式注油器。国外比较有代表性的有国外比较
42、有代表性的有u汉斯汉斯.耶森耶森HJ型气缸注油器、型气缸注油器、布许式布许式IVO型注油器。型注油器。它们常安装在它们常安装在B&W厂和厂和Sulzer厂生产的大型低速厂生产的大型低速船用柴油机上。船用柴油机上。u格律纳型气缸注油器格律纳型气缸注油器安装在安装在MAN厂生产的柴厂生产的柴油机上油机上 气缸油注油器（手工调节）1-捏手；2-调节螺套；3-调节螺母；4-本体；5-摇臂；6-凸轮；7-凸轮轴；8-油 泵柱塞；9-吸油罩；10-吸油管；11-真空罩；12-吸入止回阀；13-泵出止回阀注油量调节注油量调节 n调节方式：调节方式：手工调节手工调节自动调节自动调节I.“随转速调节随转速调节”
43、(B&W HJ型)II.“随负荷调节随负荷调节”(Sulzer IVO型型)前者注油量与柴油机转速前者注油量与柴油机转速成正比成正比后者注油量随负荷变化而后者注油量随负荷变化而自动调节。自动调节。u由于后者可改善由于后者可改善“随转速调随转速调节节”在低负荷运转时注油量在低负荷运转时注油量过大过大的弊病，因而新机型多的弊病，因而新机型多采用。采用。RTA液压马达驱动的注油方式（随负荷调节）1-流量调节阀；2-调节手柄；3-燃油负荷指示轴；4-液压马达；5-注油器；6-齿轮泵；7-凸轮轴B&W HJ型（按转速调节）注油头位置注油头位置 n注油接头的位置与机注油接头的位置与机型有关。型有关。大型低
44、速机大型低速机(尤其是现尤其是现代超长冲程柴油机代超长冲程柴油机)气气缸油注油接头和缸内缸油注油接头和缸内注油孔均在高位注油孔均在高位四冲程柴油机的气缸四冲程柴油机的气缸注油接头在气缸的低注油接头在气缸的低位，缸内注油孔在气位，缸内注油孔在气缸的高位。缸的高位。蓄压式注油接头1-蓄压器缸套；2-弹簧；3-活塞；4、7-螺帽；5-膜盒；6-座；8-缓冲螺栓；9-注油管；10-主机缸套；11-接头；12-顶销；13-止回阀；14-止回阀座气缸油的粘度气缸油的粘度 n有定时注油器的船用柴油机，传统地使有定时注油器的船用柴油机，传统地使用着用着SAE50粘度等级的气缸油粘度等级的气缸油n其他机型一般使
45、用其他机型一般使用SAE40粘度等级的粘度等级的气缸油。气缸油。气缸油的碱值气缸油的碱值 按石油公司和柴油机制造厂推荐选择按石油公司和柴油机制造厂推荐选择u因使用劣质燃料（因使用劣质燃料（1.5%3.5%S），使用），使用总碱值总碱值70mgKOH/g的高碱性气缸油效果良好。的高碱性气缸油效果良好。u含硫量很低时，仍使用高碱性气缸油，会引起所谓的含硫量很低时，仍使用高碱性气缸油，会引起所谓的“低硫低硫”问题问题，将引起气缸、活塞的过度磨损或拉缸。，将引起气缸、活塞的过度磨损或拉缸。选定气缸油品种并使用后，要及时检查碱性是否足够：选定气缸油品种并使用后，要及时检查碱性是否足够：(1)用直观法判断
46、。用直观法判断。碱性过低碱性过低铸铁缸套被腐蚀发暗；镀铬缸铸铁缸套被腐蚀发暗；镀铬缸套出现白斑套出现白斑(硫酸铬硫酸铬)。碱性太高碱性太高缸内可能出现大量灰白色缸内可能出现大量灰白色沉淀物沉淀物(如含钙盐类如含钙盐类)。(2)化学分析判断。从活塞杆填料箱中取样，化学分析判断。从活塞杆填料箱中取样，TBN值最好大值最好大于于10，说明有足够的碱性贮备，说明有足够的碱性贮备 详见备注详见备注燃油含硫量与气缸油总碱值的一般匹配关系燃油含硫量与气缸油总碱值的一般匹配关系有关柴油机制造厂对气缸油选择的推荐表有关柴油机制造厂对气缸油选择的推荐表注油量注油量 注油量应适当注油量应适当，此时缸内特征为缸壁表面
47、湿润、干净，首环，此时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、表面光亮、倒角存在。干燥，第二环半干半湿，其余环湿润、表面光亮、倒角存在。注油量过多注油量过多，不但浪费，而且会使活塞顶、环槽、气口和排，不但浪费，而且会使活塞顶、环槽、气口和排气阀处的沉淀物增多，引起活塞环和排气阀粘着。并使气口气阀处的沉淀物增多，引起活塞环和排气阀粘着。并使气口和气阀通道因积炭堵塞而变窄。和气阀通道因积炭堵塞而变窄。注油量太小注油量太小，则难以形成完整的油膜。致使活塞环与缸套的，则难以形成完整的油膜。致使活塞环与缸套的磨损加剧，漏气增多，而漏泄的燃气又会破坏缸壁上的油膜，磨损加剧，漏气
48、增多，而漏泄的燃气又会破坏缸壁上的油膜，甚至会发生咬缸事故。甚至会发生咬缸事故。n弯流扫气式柴油机的注油量比直流扫气式的多，原因在于弯弯流扫气式柴油机的注油量比直流扫气式的多，原因在于弯流扫气式柴油机内空气和废气在气缸内的流动比较混乱，会流扫气式柴油机内空气和废气在气缸内的流动比较混乱，会将部分滑油带入扫气箱或排气管将部分滑油带入扫气箱或排气管(弯流扫气式常在排气口处加弯流扫气式常在排气口处加设注油点设注油点)。柴油机长期在低负荷下柴油机长期在低负荷下运行时，运行时，应适当减小注油应适当减小注油量，避免扫气箱和排气管中油垢和烟灰过多量，避免扫气箱和排气管中油垢和烟灰过多。n不同类型的柴油机，最
49、佳油率在不同工况下各不相同，应综不同类型的柴油机，最佳油率在不同工况下各不相同，应综合考虑活塞环状态、缸套磨损率的大小、以及柴油机部件的合考虑活塞环状态、缸套磨损率的大小、以及柴油机部件的拆检周期来确定。各有关厂家均有各自机型最佳注油率的推拆检周期来确定。各有关厂家均有各自机型最佳注油率的推荐值，其大致范围为：荐值，其大致范围为：n直流扫气柴油机直流扫气柴油机0.541.0g/kWh，n弯流扫气柴油机弯流扫气柴油机1.01.36 g/kWh。注油定时注油定时 n一般的注油器通常难以准确地定时向气缸注一般的注油器通常难以准确地定时向气缸注油。实验研究表明，只有油。实验研究表明，只有当气缸中的气体
50、压当气缸中的气体压力低于输油管中的油压时，气缸油才注入气力低于输油管中的油压时，气缸油才注入气缸壁上的布油槽中缸壁上的布油槽中。n在在短活塞短活塞柴油机柴油机曲轴一转之中曲轴一转之中，这种机会一般，这种机会一般只只有两次有两次：一次是活塞上行到上止点附近，活塞的：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。行到下止点附近，气缸内正在扫气时。n在在长活塞长活塞柴油机曲轴一转之中，这种机会柴油机曲轴一转之中，这种机会只有一只有一次次，即当气缸内正在扫气时。，即当气缸内正在扫气时。n这就是说，
