主机气缸润滑浅析(李明)

1大连海事大学毕业论文二○一四年四月┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊2主机气缸润滑浅析专业班级：2011级轮机工程技术姓名：李明指导老师：孟军华继续教育学院3内容摘要【内容摘要】柴油机气缸润滑是一个复杂而重要的问题，尤其是在柴油机高强化、燃油劣质化的发展中，对气缸润滑提出了更加苛刻的要求。在大型低速十字头式柴油机中，气缸润滑是一个独立的润滑系统，其润滑设备、滑油质量以及运转管理均需特殊考虑，加强气缸油管理不仅可以节省油费开支，而且对柴油机的安全运转、延长使用寿命都有重要意义、本文从船舶主机的气缸润滑的特点、作用等方面出发，说明燃用低质燃油的现代大功率、增压、二冲程柴油机，正确的使用、选择气缸润滑油是保证船舶安全的重要途径，分析了针对船舶主机气缸注油率的计算和调整方法。【关键词】柴油机；气缸；润滑；气缸油；注油器；注油率Lubricationofmainenginecylinder[Abstract]Accordingtothecharacteristic,functionandsoonforlubricationofdieselenginecylinder,thispapertellshowtousemodem,highpower,pressurizing,twostrokedieselenginewithlowqualityoilasitself,anditalsoexpoundsthattochooselubricatingoilcorrectlyisveryimportanttosafetyofmarine.Thewayofadjustingandcalculationareanalyzedaboutrateofcylinderoilinjection.[Keywords]dieselengine;cylinderlubrication;cylinderoillubricator;rateofcylinderoilinjection4目录引言………………………………………………………………………………………………………31关于柴油机的气缸润滑………………………………………………………………………………31.1气缸润滑的特点…………………………………………………………………………………31.2气缸润滑的作用…………………………………………………………………………………51.3主机气缸注油润滑………………………………………………………………………………52气缸油的选择与使用…………………………………………………………………………………62.1良好气缸油的性能………………………………………………………………………………62.2气缸油的选择……………………………………………………………………………………72.3供油定时选择……………………………………………………………………………………82.4注油率控制………………………………………………………………………………………92.5气缸油的使用及管理……………………………………………………………………………103气缸注油率计算………………………………………………………………………………………114气缸供油量的调整……………………………………………………………………………………14结论………………………………………………………………………………………………………15致谢语……………………………………………………………………………………………………15参考文献…………………………………………………………………………………………………16附录………………………………………………………………………………………………………165引言柴油机气缸润滑是一个复杂而重要的问题，尤其是在柴油机高强化、燃油劣质化的过程中，对气缸润滑提出了更加苛刻的要求。在大型低速十字头柴油机中，气缸润滑是一个独立的润滑系统，其润滑设备、滑油品质以及运转管理均需特殊考虑，加强气缸油管理不仅可以节省油费开支，而且对柴油机的安全运转、延长使用寿命都有重要意义。本文结合“信合”轮主机，型号为6UEC-52LA，对船舶主机的气缸润滑工作的特点、作用、方式，气缸油的选择、使用及注油率的计算和调整进行分析。1关于柴油机的气缸润滑1.1气缸润滑的特点现代大功率增压、二冲程柴油机要能长时间满意地工作，面对的困难就是润滑问题，其中必须解决的主要问题就是十字头轴承的满意润滑和活塞、活塞环以及气缸套的满意润滑。后者的润滑最困难，润滑油的工作条件最苛刻。正是这部分的润滑，决定了对柴油机润滑油的性能要求。活塞环与气缸壁之间的润滑最困难，是因为气缸壁上的润滑油虽然可以借活塞环外周表面上的倒角形成楔形油膜，使活塞环与气缸壁产生一定的液体动压润滑，但因活塞是往复运动，在上、下死点时活塞运动速度为零，楔形油膜就会遭到破坏而出现边界润滑，甚至局部出现干磨擦。特别在上死点处，温度最高，油的粘度大幅度下降，对润滑极为不利。而被活塞环带至上死点的润滑油一进入燃烧室，就会发生深度的热分解，甚至完全烧掉，这就使上死点附近更难润滑，而且增加了润滑的油耗。其次，在上死点处，活塞环对气缸壁的径向力也最大。因此，气缸上部的磨损率往往较其他处大。必须强调，缸套和活塞环的磨损率是衡量润滑情况的重要标志，它直接关系到柴油机的运行情况和使用寿命。磨损率较大时，会造成密封不良，燃气泄露，并因此带来种种故障。磨损到一定程度后，就只有报废。上述磨损是通常的摩擦磨损。如果燃用低质燃油，不完全燃烧形成的炭粒和灰分还会形成磨料磨损。尤其是含硫量高的燃油，会造成严重的磨蚀磨损，成倍地提高缸套磨损率，从而大大降低缸6套使用寿命。因此，如何克服含硫燃料造成的磨蚀磨损，是燃用低质燃油柴油机润滑的关键问题。气缸与活塞环间润滑油的工作条件最苛刻，是因为气缸与活塞环间，由于高温、薄油层、高压空气以及机体金属和燃料灰分的催化作用，都会加速润滑油的氧化形成漆膜和积炭。如果燃用低质高硫量的燃油，则燃烧后形成的SO2、SO3和H2SO4可以进一步促进润滑油磺化氧化，加速漆膜和积炭的形成。有资料证明：燃料中含硫量从0.4%增加到1%是，活塞上的沉淀物将增加一倍。漆膜和积炭的形成，对柴油机的正常运行及寿命有非常不利的影响：①它们使活塞环区和活塞裙部脏污。②它们都是热的不良导体，影响活塞散热，活塞散热不良又会进一步促进形成漆膜和积炭，造成恶性循环。③在活塞环槽中，尤其是温度最高的第一环槽中逐渐积累起来的漆膜和积炭，会将活塞环卡住，使其不能运动自如，严重时还会将活塞环牢固的地粘附在环槽中，这时活塞环完全失掉了膨胀能力。这样气缸与活塞环间的密封受到破坏，一方面造成燃气泄露，降低气缸功率，另一方面使更多的润滑油膜接触高温燃气，加速了润滑油的氧化、挥发和热分解，形成更多的漆膜积炭，逐渐使第二道环以下也变成死环。这就会使柴油机的工作状态极端恶化。④生成的硬质积炭会增大气缸的磨损。当气缸壁磨损较多时，被粘住的活塞环将因不能适应缸壁的轮廓而折断。这不仅会划伤缸壁，还可能引起拉缸和咬死。为了防止漆膜和积炭，现在使用的润滑油中都加入精心选择的清静分散添加剂。柴油机增压后，平均有效压力增大，最高燃烧压力随之提高。这就会使柴油机各部分机械应力提高，轴承负荷增大，从而加剧活塞、气缸等部件的磨损。同时，由于工质密度加大，从工质向壁面的传热系数也增大，会使活塞、活塞环、气缸、气缸盖、排气阀等零件的温度升高。因此，增压后，一方面提高了单缸功率，同时也提高了柴油机的机械负荷和热负荷，使润滑油处于更加苛刻的条件中。1.2气缸润滑的作用（1）减少摩擦损失和防止气缸套及活塞的过度磨损；（2）带走燃烧残留物和金属磨粒等杂物；（3）帮助密封燃烧室空间；（4）在金属表面形成油膜，可防止燃气与金属接触，以免产生腐蚀；（5）减轻噪音。1.3主机气缸注油润滑6UEC-52LA船用二冲程低速柴油机共6缸，额定转速125r/min,额定功率6620kw。气缸中的工7作活塞是用独立润滑系统来润滑的。供给各润滑点的润滑油量是随柴油机负荷的不同而不同，即根据负荷来控制。1.3.1气缸润滑系统的布置润滑泵短注油器装在柴油机自由端或传动侧上，涡轮增压器的对面。根据柴油机的气缸数目的不同需要2~4个注油器。它们由液压马达驱动并在支承座上装有转数计，它们用联轴节相联。每个注油器都同总油柜相连。在运行期间注油器始终灌满滑油并承受小的静压。在在注油器上不需要输出滑油的那些点，其滑油可由回油管流回到主供油管而形成短路，即排出的滑油被泵进供油管，再返回到注油器。注油枪旋在缸套上部，注油枪的外端装有蓄压器（以避免滑油损失），泵出的滑油经过注油枪流到气缸内部的润滑点。1.3.2注油器一般每个注油器由16个滑油输出点组成。转到手柄就能使用手动润滑（用于启动时或检修后把滑油注入滑油管路等情况）。同时在集控台上还有一遥控开关，专供机动用车或者长时间停车需自动注油之用。1.3.3注油器驱动注油器是靠液压驱动的。柴油机润滑油由齿轮泵加压，并通过流量统计阀流至液压马达.从液压马达流出的滑油以及从流量控制阀流出的多于的油回到柴油机曲轴箱。同中间燃油调节轴上的手臂相连的流量控制阀，根据柴油机负荷大小相应地调节液压马达的转速（柴油机负荷越高，液压马达转的越快）。这意味着由注油器泵出的滑油也受柴油机负荷控制。联接杆可以旋进中间燃油调节轴的手臂上的不同孔内。用这种方法可以改变所有注油器的注油量。1.3.4流量检查流量检查装置布置在气缸注油器的上方。当注油器工作正常时，钢球“SK”在排油孔道中升起，并保持悬浮状态。如果注油器损坏，这个钢球就下沉到静止位置。一发生这种情况，监测每个注油器二个钢球的监测系统就马上报警。6UEC-52LA型柴油机气缸润滑及系统管理的关键是：（1）供油定时；（2）注油率控制；（3）气缸油品质的选择。2气缸油的选择与使用2.1良好气缸油的性能8随着大型低速柴油机广泛采用废气涡轮增压和燃用低质燃料油，对气缸油的要求越来越严格。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，并能良好的润滑金属，以减少滑动摩擦和磨损。（2）粘度及粘度指数气缸油在较高的温度下应有适当的粘度，并能迅速分布到整个工作表面，而在起动时粘度又不致太高，即要求气缸油应有适当的粘度和较高的粘度系数。（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积物；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。（4）中和性能气缸油应能中和燃用劣质高硫燃料是产生的硫酸。要求气缸油具有一定的碱性（BN为40至100mgKOH/g）。（5）抗氧化性气缸油应在气缸内高温下有良好的抗氧化性，防止生成积炭沉积物，使活塞环区及气口处沉积物减至最少，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，且不属于硬颗粒的磨料物质，应具有良好的密封性和贮存稳定性等等。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的。2.2气缸油的选择气缸油的性能除满足燃烧空间的特殊要求外，碱值还要与燃油的硫分相匹配。现在船用燃油都是石油提炼中的剩余油渣，经过催化裂化处理再与一定比例的柴油调和成一定粘度的燃料油，由于炼油技术的发展，剩余的油渣量至占石油的20%左右，而且粘度在500~1000cst/50℃。主机厂家介绍使用的燃料粘度最大可达700cst/50℃，实际运行的主机，船东最大只用到380cst/50℃，硫分含量国际标准最大不超过5%，石油的产地不同，硫分含量有所变化，船舶在不同港口添加的燃料油硫分一般在3.5~4.5%左右，属高硫含量，硫在燃料中是一种有害成分，燃烧中虽然也能发出热量，但它会生成SO2、SO3遇水会生成高腐蚀性的硫酸和亚硫酸，为了中和酸性，气缸油选用高碱性。而且含硫量越高，气缸油总碱值也必须随之提高，下列关系可作为指南:燃油中含硫量（%）：0.5————1大于1气