船用十字頭發動機潤滑油包括氣缸油和系統油
在大型十字頭式柴油機中,氣缸潤滑是一個獨立的潤滑系統,在當代船用柴油機的高強化,燃油劣質化的發展中對氣缸潤滑提出更為苛刻的要求,氣缸油的質量直接影響到發動機功率的發揮和使用壽命,同時關系到整機的安全運轉,維修周期的長短和航行的安全。
◆ 氣缸油應起的作用:
1) 減少摩擦損失,防止活塞和缸套的過渡磨損
2) 帶走熱量和燃燒產物
3) 幫助密封燃燒室空間
4) 在金屬表面形成油膜,避免燃氣和金屬表面接觸而引起腐蝕
5) 降低噪音
◆ 根據氣缸油所引起的作用,優質的氣缸油應有以下的性能:
1) 潤滑性,
潤滑的基本性能,對發動機來講必須保証發動機在工作狀況下,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動機,由於活塞缸徑大,盡管缸壁上有多個注油孔,假如沒有良好的擴散性,也保証不了有良好的潤滑,同時亦要保証在較高溫度下,既保証氣缸油一定的粘度,又要使其迅速均勻的覆蓋在有關摩擦副面。
2) 酸中和性
船舶發動機有其能燒劣質燃料的優點,但當燃用劣質燃料時,燃料中硫含量起碼在2.5%以上,國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,還必須有較強的酸中和能力,以中和含硫燃料燃燒產生的腐蝕性物質,克服由此產生的腐蝕磨損,為了控制此類磨損,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有強力的中和能力。
表1表2分別列出了硫含量與氣缸油鹼值(TBN)間的配伍關系和國外主要發動機廠商推薦的氣缸油進油速率
表1 燃料硫含量與氣缸油適宜鹼值
|
硫含量/% |
0.5 |
0.5∼1.0 |
1.0∼1.5 |
1.5∼2.0 |
2.0 以上 |
|
氣缸油總鹼值/mgKOH﹒g -1 |
5 |
5∼10 |
10∼20 |
20∼40 |
40∼75 |
表2 低速十字頭柴油機制造商推薦的氣缸油進油速率
|
制造廠 |
推薦速率mg/W﹒h |
|
SULZER-EUPOPE |
0.68∼0.95 |
|
IHI SULZER |
1.16 |
|
MHI SULZER |
1.09∼1.22 |
|
B&WBUPOPE |
0.68 |
|
MITSUIB&W |
0.68 |
|
HITACHIB&W |
0.61 |
|
MAN-GERMANY |
0.59∼1.09 |
|
KHI-MAN |
0.95∼1.09 |
|
MITSUBISHI-UEC |
0.54∼0.82 |
3) 清淨分散性
船用氣缸油的清淨分散性,以活塞、缸套與掃氣口三個主要部位的沉積物和清潔程度來衡量,但燃燒和燃燒產物對清淨分散性能起著重要作用,雖然高質量的氣缸油配方是經過科學的復配而成,它具有良好的減少沉積物趨勢,但不良的燃燒在很大程度上影響了氣缸油清淨分散性的發揮。
清淨分散性在活塞部位,主要表現在活塞的環岸與環槽、活塞裙部、活塞頭部沉積物性質及程度,尤其活塞環槽的沉積物,其嚴重程度是導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、排氣孔出現嚴重的沉積物是應該避免的。
掃氣是指掃氣箱內沉積物的生成狀況,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物在高溫下由掃氣口進入掃氣室所致。
4) 抗磨性
發動機磨損一般有三種形式:腐蝕磨損、廢料磨損、摩擦磨損。船用十字頭發動機的磨損,主要發生在活塞與缸套間,通常這三種磨損形式都可能存在,但腐蝕磨損將佔主要方面。
腐蝕磨損:
主要指含硫燃料燃燒生成的酸性物質,侵入氣缸表面與金屬接觸而產生的磨損,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:
主要是質硬的磨粒進入潤滑表面形成,而形成磨損的磨粒主要來的燃燒生成的沉積物,所以要求氣缸油配方除了選用高質的添加劑外,還需經過科學的復配,以確保能減少沉積物的生成,從而改善磨損狀況。
摩擦磨損:
這是任何機械運動所正常發生的,磨損對發動機來講,尤其當活塞處於上死點時處於邊界潤滑,這時的磨損將是最嚴重的,也是不可避免的。從而對氣缸油的承受能力的要求將是很重要的。
5) 貯存穩定性
船用氣缸油是一個特殊的油種,因為在它的配方中,添加劑的加入量相對較高,達30-40%。而配制的基礎油又都是重質的,一般來講,眾多的高鹼性添加劑加入到重質基礎油中會存有穩定性的問題,另外由於船用油的另一特點,油品中滲水極易使皂類添加劑油品的乳化,因此也存在油品遇水穩定性的問題。