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一一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腐蚀的性能。CD一一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。API分类对柴油机滑油规定了严格的发动机试验方法和标准,滑油必须通过规定的评定项目并合格后,才算符合某一级别。目前,这种分类法已经得到国际上的承认和使用。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。此外,船用气缸油和大功率中速机【两》用油仍由各油公司自行研制,自行评定,尚无统一规格标准。三、润滑油添加剂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〗纯矿物油已不能满足柴油机的工作需要。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(基础油)中,形成了一种由基油和添加剂组成的新型油品。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,以满足使用及贮存性能的要求而添加的少量物质。石油添加剂的种类很多,用途也很广泛。其主要作用是:(1)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。(3)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。(6)改变润滑剂的物理性质,如:提高其粘度指数,改善粘温性;降低其倾点,改善低温使用性能:减少泡沫形成等。自前常用的添加剂按其使用性能大体分为如下儿类:1.清净分散剂(清净浮游添加剂)【在柴油机中由于工作条件恶劣,即使采用热氧化安定性很好的滑油也难免在活塞、气缸上形成积炭、漆膜等沉积物。清净分散剂有两个方面的作用,一方面,由于它具有增溶作用和抑凝分散作用,因此能阻止润滑油和燃油的氧化产物进一步缩合形成漆膜、积炭、油泥,同时能将已形成的积炭、漆膜等从零件表面洗涤下来,分散成小颗粒而悬浮在油中,保持零件的清洁。另一方面,由于它具有碱性,能中和含硫燃油燃烧后生成的硫酸及润滑油氧化产生的有机酸。由于清净分散剂对提高润滑油使用性能有很好的效果,因此,它在内燃机润滑油中得到广泛应用。通常润滑油使用性能等级越高,该添加剂的含量越大。API分类的CD级滑油添加剂含量达7~8.5%,而CE超CD级则达12~14%。(后面将介绍的气缸润滑油、添加剂含量更高,TBN70的气缸油达20~30%。)这些添加剂中大部分是清净分散添加剂。清净分散添加剂的种类较多,可分为有灰与无灰两大类。如有灰的石油磺酸钙、烷基酚钙、烷基水杨酸钙,无灰的丁二酰亚胺。各种清净分散添加剂在各种作用(如增溶作用、扣凝、分散作用、中和作用)方面各有所长,而且它们使滑油的抗水、抗乳化性能变差的程度也不同,要获得较全面的清净分散性能,应适当搭配复合使用几种清净分散剂。由于使用含硫燃油,现今各种分散剂中高碱性类的用量占很大比例,其中主要是碳酸盐。这使得高碱性
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。 API 分类对柴油机滑油规定了严格的发动机试验方法和标准,滑油必须通过规定的评定 项目并合格后,才算符合某一级别。 目前,这种分类法已经得到国际上的承认和使用。 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。 此外,船用气缸油和大功率中速机〖两〗用油仍由各油公司自行研制,自行评定,尚无 统一规格标准。 三、润滑油添加剂 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 矿物油已不能满足柴油机的工作需要。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(基础油)中,形成了一种由基油和添加剂组成的新型油品。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,以满足使用及贮存性能的要求而添加的 少量物质。石油添加剂的种类很多,用途也很广泛。其主要作用是: (1)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。 (3)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。 (6)改变润滑剂的物理性质,如:提高其粘度指数,改善粘温性;降低其倾点,改善 低温使用性能;减少泡沫形成等。 目前常用的添加剂按其使用性能大体分为如下几类: 1.清净分散剂(清净浮游添加剂) 【 在柴油机中由于工作条件恶劣,即使采用热氧化安定性很好的滑油也难免在活塞、气 缸上形成积炭、漆膜等沉积物。清净分散剂有两个方面的作用,一方面,由于它具有增溶作 用和抑凝分散作用,因此能阻止润滑油和燃油的氧化产物进一步缩合形成漆膜、积炭、油泥, 同时能将已形成的积炭、漆膜等从零件表面洗涤下来,分散成小颗粒而悬浮在油中,保持零 件的清洁。另一方面,由于它具有碱性,能中和含硫燃油燃烧后生成的硫酸及润滑油氧化产 生的有机酸。由于清净分散剂对提高润滑油使用性能有很好的效果,因此,它在内燃机润滑 油中得到广泛应用。通常润滑油使用性能等级越高,该添加剂的含量越大。API 分类的 CD 级滑油添加剂含量达 7~8.5%,而 CE 超 CD 级则达 12~14%。(后面将介绍的气缸润滑油、 添加剂含量更高,TBN70 的气缸油达 20~30%。)这些添加剂中大部分是清净分散添加剂。 清净分散添加剂的种类较多,可分为有灰与无灰两大类。如有灰的石油磺酸钙、烷基酚 钙、烷基水杨酸钙,无灰的丁二酰亚胺。各种清净分散添加剂在各种作用(如增溶作用、抑 凝、分散作用、中和作用)方面各有所长,而且它们使滑油的抗水、抗乳化性能变差的程度 也不同,要获得较全面的清净分散性能,应适当搭配复合使用几种清净分散剂。由于使用含 硫燃油,现今各种分散剂中高碱性类的用量占很大比例,其中主要是碳酸盐。这使得高碱性
滑油伴有高灰分,高碱性气缸油的灰分甚至可达5~8%,这是不利的一面。当前柴油机润滑油的研究方向之一就是向低灰分方向发展。】防止高温时生成漆膜的添加剂称清净性添加剂:防止低温时生成油泥沉淀物的添加剂称分散剂。在我国统称为清净分散剂。它的作用有二是洗涤作用,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,降低积炭和油泥:保持部件清洁和防止【润滑】系统堵塞。其二是中和酸性物质作用,这种添加剂为碱性,既可以控制油因氧化而形成的有机酸,又可中和进入曲轴箱的产物形成的无机酸,起到抑制锈蚀的作用。它是气缸油中的重要添加剂。2.油性剂、极压剂(抗磨剂)油性剂和极压剂都能在边界润滑的条件下,起到减磨作用。但油性剂只能在金属表面生成物理吸附膜或化学吸附膜,只能在较低温度下起作用。极压剂则能生成反应膜。也就是磨擦面上的金属与极压剂所含的硫、磷等元素在较高温度下能相互作用生成低熔点合金,从而在苛刻条件下仍能防止金属表面擦伤、熔焊。二烷基二硫代磷酸锌除有良好的抗氧抗腐性外也具有良好的极压抗磨性。】油性、极压剂都能在边界润滑条件下起到减磨作用。但它们的作用机理不同。油性剂是带有极性基团的活性物质,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、硫化棉子油等:极压剂能在高温和高负荷下分解产生活性化合物,在金属表面生成低熔点化合物,形成反应薄膜,有减少摩擦、防止擦伤、降低磨损、加强油膜承载能力的作用。其主要组成为含氯、硫、磷的有机化合物,如硫氯化石蜡、磷酸酯等。3.粘度指数改进剂和增粘剂【有的发动机润滑油添加了增粘剂。增粘剂的作用主要是改善滑油的粘温性能。加入增粘剂的滑油叫做稠化机油。多用在户外工作的车辆中。船上救生艇柴油机也用它。稠化机油低温时粘度不会太高,使柴油机低温时仍能起动:高温时粘度不会太低,保证正常运行时气缸润滑可靠。稠化机油一个级别可冬夏两用。这类添加剂可提高基础油的粘度,并改善其粘温特性,提高其粘度指数。加入这类添加剂的滑油称稠化机袖。对于户外使用的柴油机(如救生艇用)冬季起动温度为一30℃,正常运转后气缸温度可达200℃。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。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。其组成多为油溶性的链状高分子有机化合物,如聚甲基内烯酸酯和聚异丁烯等。4.消泡剂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,防止生成稳定的泡沫,如二甲基硅油等。5.降凝剂(降倾点剂)降凝剂并不改变石蜡析出的温度,只改变石蜡结构。它吸附在油中石蜡结晶表面上,使之仅能生成微小结晶,防止形成结晶网,从而改变低温流动性,降低油品的凝点。常用的有长链烷基茶等
滑油伴有高灰分,高碱性气缸油的灰分甚至可达 5~8%,这是不利的一面。当前柴油机润 滑油的研究方向之一就是向低灰分方向发展。】 防止高温时生成漆膜的添加剂称清净性添加剂;防止低温时生成油泥沉淀物的添加剂称 分散剂。在我国统称为清净分散剂。它的作用有二:一是洗涤作用,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,降低积炭和油泥;保持部件清洁和防止【润滑】 系统堵塞。其二是中和酸性物质作用,这种添加剂为碱性,既可以控制油因氧化而形成的有 机酸,又可中和进入曲轴箱的产物形成的无机酸,起到抑制锈蚀的作用。它是气缸油中的重 要添加剂。 2.油性剂、极压剂(抗磨剂) 【 油性剂和极压剂都能在边界润滑的条件下,起到减磨作用。但油性剂只能在金属表面 生成物理吸附膜或化学吸附膜,只能在较低温度下起作用。极压剂则能生成反应膜。也就是 磨擦面上的金属与极压剂所含的硫、磷等元素在较高温度下能相互作用生成低熔点合金,从 而在苛刻条件下仍能防止金属表面擦伤、熔焊。二烷基二硫代磷酸锌除有良好的抗氧抗腐性 外也具有良好的极压抗磨性。】 油性、极压剂都能在边界润滑条件下起到减磨作用。但它们的作用机理不同。油性剂是 带有极性基团的活性物质,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、硫化棉子油等;极压剂能在高温和高负荷下分解产 生活性化合物,在金属表面生成低熔点化合物,形成反应薄膜,有减少摩擦、防止擦伤、降 低磨损、加强油膜承载能力的作用。其主要组成为含氯、硫、磷的有机化合物,如硫氯化石 蜡、磷酸酯等。 3.粘度指数改进剂和增粘剂 【 有的发动机润滑油添加了增粘剂。增粘剂的作用主要是改善滑油的粘温性能。加入增 粘剂的滑油叫做稠化机油。多用在户外工作的车辆中。船上救生艇柴油机也用它。稠化机油 低温时粘度不会太高,使柴油机低温时仍能起动;高温时粘度不会太低,保证正常运行时气 缸润滑可靠。稠化机油一个级别可冬夏两用。】 这类添加剂可提高基础油的粘度,并改善其粘温特性,提高其粘度指数。加入这类添加 剂的滑油称稠化机袖。对于户外使用的柴油机(如救生艇用)冬季起动温度为-30℃,正常 运转后气缸温度可达 200℃。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。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。其组成多为油溶性的链状高分子有机化合物,如聚甲基丙烯酸酯和 聚异丁烯等。 4.消泡剂 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,防止生 成稳定的泡沫,如二甲基硅油等。 5.降凝剂(降倾点剂) 降凝剂并不改变石蜡析出的温度,只改变石蜡结构。它吸附在油中石蜡结晶表面上,使 之仅能生成微小结晶,防止形成结晶网,从而改变低温流动性,降低油品的凝点。常用的有 长链烷基萘等
6.防锈添加剂和抗腐蚀剂【由于油品而发生的腐蚀往往是因它在使用中被氧化生成酸性物质所致。一般能起抗氧作用的添加剂同时也会具有抗腐的作用,二者是难于分开的。抗氧抗腐剂(如二烃基二硫代磷酸锌)与清净分散剂配合使用能使润滑油具有较好的抗氧抗腐性。抗氧抗腐剂的作用机理可归纳为两点,一是减缓润滑油的氧化过程,并还原氧化产物。二是在轴承合金表面形成了防止腐蚀性介质渗透的保护膜。防锈剂的作用是依靠其自身具有的极性,吸附在金属和油的界面上形成保护层,防止水与金属接触生锈。抗腐蚀剂保护有色金属如轴承合金表面使其不受油氧化和燃气产生的酸的腐蚀,并能中和这些酸。第三节气缸润滑一、气缸润滑的特点和方式气缸润滑的特殊性首先在于高的工作温度。通常,气缸套上部表面温度约为180~220℃,缸套下部表面温度约为90~120℃,活塞环糟表面温度根据测量点位置和活塞顶设计的不同约在100~200℃之间。高温会降低滑油粘度,加快滑油氧化变质速度,并使缸壁上的部分油膜蒸发。其次,活塞在往复运动时的速度在行程中部附近最大,在上、下止点处为零。因此只有在活塞行程中部才有可能实现液体动压润滑,而在上、下止点处则不可能。特别在上止点处气缸中的温度最高,活塞环对缸壁的径向压力最大,即使滑油能承受住这里的高温,也只能保证边界润滑条件。柴油机使用劣质燃油后对气缸润滑带来了新的问题。【柴油机燃用的重油劣质化,除S的含量高外,带来的新问题主要是重油的燃烧性能差,燃烧后沉积物的量增加。重油燃烧性能差还使燃烧室壁面温度升高,气缸油更容易氧化变质,这也使沉积物增加。气缸套特别是它的上部很难形成连续的完整的油膜,重油劣质化使这一情况更加严重。】这主要是由于劣质油的高硫分、高灰分、高残炭值和沥青值引起的。如前所述,此时会对气缸造成低温腐蚀、固体颗粒磨损、结炭增多以至引起活塞环胶着和气口堵塞等故障。由于上述原因,气缸套特别是它的上部,很难形成连续完整的油膜,因而一般在气缸套的上部磨损特别严重。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.飞溅润滑飞溅润滑靠从连杆大端甩出并飞溅到气缸壁上的滑油来润滑,一般不需要专门的润滑装置,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(气缸注油器、注油接头),把专用气缸油经缸壁上的注油孔(一般均布8~12个)喷注到气缸壁表面进行润滑:其注油量可控,喷出的气缸油不予回收。这种润滑方式能保证可靠的气缸润滑,而且可选择不同质量的气缸油以满足缸内润滑的不同要求。因而这是一种较合理的气缸润滑方式。目前在十字头式柴油机中均
6.防锈添加剂和抗腐蚀剂 【 由于油品而发生的腐蚀往往是因它在使用中被氧化生成酸性物质所致。一般能起抗氧 作用的添加剂同时也会具有抗腐的作用,二者是难于分开的。抗氧抗腐剂(如二烃基二硫代 磷酸锌)与清净分散剂配合使用能使润滑油具有较好的抗氧抗腐性。抗氧抗腐剂的作用机理 可归纳为两点,一是减缓润滑油的氧化过程,并还原氧化产物。二是在轴承合金表面形成了 防止腐蚀性介质渗透的保护膜。】 防锈剂的作用是依靠其自身具有的极性,吸附在金属和油的界面上形成保护层,防止水 与金属接触生锈。 抗腐蚀剂保护有色金属如轴承合金表面使其不受油氧化和燃气产生的酸的腐蚀,并能中 和这些酸。 第三节 气缸润滑 一、气缸润滑的特点和方式 气缸润滑的特殊性首先在于高的工作温度。通常,气缸套上部表面温度约为 180~ 220℃,缸套下部表面温度约为 90~120℃,活塞环糟表面温度根据测量点位置和活塞顶设 计的不同约在 100~200℃之间。高温会降低滑油粘度,加快滑油氧化变质速度,并使缸壁 上的部分油膜蒸发。 其次,活塞在往复运动时的速度在行程中部附近最大,在上、下止点处为零。因此只有 在活塞行程中部才有可能实现液体动压润滑,而在上、下止点处则不可能。特别在上止点处, 气缸中的温度最高,活塞环对缸壁的径向压力最大,即使滑油能承受住这里的高温,也只能 保证边界润滑条件。 柴油机使用劣质燃油后对气缸润滑带来了新的问题。【柴油机燃用的重油劣质化,除 S 的含量高外,带来的新问题主要是重油的燃烧性能差,燃烧后沉积物的量增加。重油燃烧性 能差还使燃烧室壁面温度升高,气缸油更容易氧化变质,这也使沉积物增加。气缸套特别是 它的上部很难形成连续的完整的油膜,重油劣质化使这一情况更加严重。】这主要是由于劣 质油的高硫分、高灰分、高残炭值和沥青值引起的。如前所述,此时会对气缸造成低温腐蚀、 固体颗粒磨损、结炭增多以至引起活塞环胶着和气口堵塞等故障。 由于上述原因,气缸套特别是它的上部,很难形成连续完整的油膜,因而一般在气缸套 的上部磨损特别严重。 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 飞溅润滑靠从连杆大端甩出并飞溅到气缸壁上的滑油来润滑,一般不需要专门的润滑装 置,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(气缸注油器、注油接头),把专用气缸油经 缸壁上的注油孔(一般均布 8~12 个)喷注到气缸壁表面进行润滑;其注油量可控,喷出的 气缸油不予回收。这种润滑方式能保证可靠的气缸润滑,而且可选择不同质量的气缸油以满 足缸内润滑的不同要求。因而这是一种较合理的气缸润滑方式。目前在十字头式柴油机中均
使用此种润滑方式。【在十字头式柴油机中,由于气缸下部设有横隔板和活塞杆填料函,把气缸与曲轴箱隔开。因此,气缸的润滑和轴承的润滑均自成系统。气缸套与活塞、活塞环之间的润滑是依靠注油器将油送到气缸套周围的许多注油点,并且使用专用的气缸油。1图6-1系某柴油机的气缸注油润滑系统图。4Detoe555503igure27.9CyTer20D.oilstoragetanTA76Cylinderyliboilraandpumpa7Cylinder lubricaid图6-1气缸注油润滑系统图1-主机:2-气缸油贮存柜;3-气缸油滤器:4-气缸油输送泵:5-手动泵:6-气缸油日用油柜;7-气缸油注油器在某些中速筒状活塞柴油机中,气缸润滑除采用飞溅润滑方式,尚采用注油润滑作为气缸润滑的辅助措施。二、气缸注油润滑1.对气缸油的要求良好的气缸油应具有如下性能:【(1)极压抗磨性由于气缸润滑处于边界润滑状态,气缸油应具有良好的极压抗磨性,才能使润滑面上保持一层连续的牢固油膜。在苛刻条件下,这种性能就更显得重要。(2)蔓延扩散性气缸油每次注油量是很少的,为了在整个气缸壁表面形成完整的油膜,气缸油应具有良好的蔓延扩散性。这对于长冲程的柴油机更为重要。蔓延扩散性的优劣还影响到中和性和注油量。蔓延扩散性好,油膜的中和作用就发挥好,油本身的碱值可以低些,注油量也可减少。(3)中和能力当柴油机使用低质含硫重油时,气缸油应能中和燃油燃烧后形成的硫酸,把气缸套、活塞环的主要磨损一一腐蚀磨损减至容许值。(4)清净分散性气缸油应具有足够的清净分散性,以防止活塞环带、气缸及气口聚集起积炭、漆膜等沉积物,使之保持清洁。这对燃用劣质重油的柴油机尤其重要。(5)低灰分气缸油所含添加剂燃烧后形成的灰分应尽可能少,由此引起的磨料磨损应尽可能小。当然,气缸油还应有良好的热氧化安定性、抗氧化安定性,还应有良好的贮存稳定性,添加剂应不易形成沉淀物析出。1(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
使用此种润滑方式。【在十字头式柴油机中,由于气缸下部设有横隔板和活塞杆填料函,把 气缸与曲轴箱隔开。因此,气缸的润滑和轴承的润滑均自成系统。气缸套与活塞、活塞环之 间的润滑是依靠注油器将油送到气缸套周围的许多注油点,并且使用专用的气缸油。】图 6-1 系某柴油机的气缸注油润滑系统图。 图 6-1 气缸注油润滑系统图 1-主机;2-气缸油贮存柜;3-气缸油滤器;4- 气缸油输送泵;5-手动泵;6- 气缸油日用油柜; 7- 气缸油注油器 在某些中速筒状活塞柴油机中,气缸润滑除采用飞溅润滑方式,尚采用注油润滑作为气 缸润滑的辅助措施。 二、气缸注油润滑 1.对气缸油的要求 良好的气缸油应具有如下性能: 【 (1)极压抗磨性 由于气缸润滑处于边界润滑状态,气缸油应具有良好的极压抗磨性,才能使润滑面上保 持一层连续的牢固油膜。在苛刻条件下,这种性能就更显得重要。 (2)蔓延扩散性 气缸油每次注油量是很少的,为了在整个气缸壁表面形成完整的油膜,气缸油应具有良 好的蔓延扩散性。这对于长冲程的柴油机更为重要。蔓延扩散性的优劣还影响到中和性和注 油量。蔓延扩散性好,油膜的中和作用就发挥好,油本身的碱值可以低些,注油量也可减少。 (3)中和能力 当柴油机使用低质含硫重油时,气缸油应能中和燃油燃烧后形成的硫酸,把气缸套、活 塞环的主要磨损——腐蚀磨损减至容许值。 (4)清净分散性 气缸油应具有足够的清净分散性,以防止活塞环带、气缸及气口聚集起积炭、漆膜等沉 积物,使之保持清洁。这对燃用劣质重油的柴油机尤其重要。 (5)低灰分 气缸油所含添加剂燃烧后形成的灰分应尽可能少,由此引起的磨料磨损应尽可能小。 当然,气缸油还应有良好的热氧化安定性、抗氧化安定性,还应有良好的贮存稳定性, 添加剂应不易形成沉淀物析出。】 (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14~~20cSt)和较高的粘度指数(75~95)(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。(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性(TBN约为40至100mgKOH/g)。(5)抗氧化性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。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。2.气缸油的种类和选用【1)总碱值TBN的选择我们已知,气缸中硫酸液滴导致腐蚀磨损。而硫酸液滴的形成取决于它的露点,气缸压力大,硫酸蒸汽的露点高,燃油含硫多,硫酸蒸汽浓度高,也使其露点提高,见图7-32。因此,当燃用含硫量高的燃油时,要求气缸油具有较高的碱值。新型柴油机由于其最高爆发压力,平均有效压力更高。它要求气缸油具有较高的碱值。由于设计技术的提高,气缸套凸缘采用斜切向钻孔冷却,活塞也得到有效冷却。这种冷却结构是工程上一个可观的成就,但要求运行管理时应更注意冷却水温的调节,以避免气缸壁、活塞环的温度低于露点的温度同时也要求气缸油具有较高的碱值。当船舶低速航行,主机以部分负荷运行时,更要防止气缸温度过低引起的腐蚀。起动时也是如此,此时,或许柴油机运行一小时,气缸壁还达不到它的稳定运转温度。这些都要求气缸油具有更高的碱值,以有效地控制腐蚀磨损。图7-32燃油含硫量和燃烧压力对硫酸露点的影响然而,气缸油碱值也不能太高。有几种高碱值的气缸油不适用于一些含硫量低的重油或柴油。当柴油机使用含硫量低的燃油持续运行时,必须注意这一问题。当燃用含硫量少于0.5~1%的燃油,而仍用高碱值气缸油就很可能导致活塞上沉积一层灰状沉积物,从而使气缸和活塞环磨损加快,活塞环咬死基至拉缸。由于船舶在世界各地航行,供应燃油的含硫量是经常变化的,因此常选用一种能适应较高含硫量燃油的气缸油。目前燃油的含硫量往往在1~2%以上,因此流行选用TBN值为70的气缸油。在燃用各种燃油的绝大多数情况下,这种高碱性气缸油的工作是令人满意的。(在极端严酷的运行状态下,可以选用TBN值为100的气缸油,但这种情况不常见。)为了检查运转中柴油机使用的气缸油碱性是否足够,可以对从气缸中刮下的残油(在活塞杆填料函取样)进行化学分析,若残油仍呈现一定碱性(TBN大于10),则说明气缸壁上的油膜有足够的碱性储备。此外,还可以用直观法加以判断。一般说来,注进气缸的滑油,由手活塞的往复运动,油滴容易迅速分布到注油孔上、下部的狭窄表面上,而沿圆周方向的扩散速度较低。因此若气缸油碱性较低,则在各注油点之间的缸套表面上出现漆状沉积物,使铸铁缸套表面被腐蚀发暗(镀铬缸套则出现白班),如补图6-3所示
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 14~ 20cSt)和较高的粘度指数(75~95)。 (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。 (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 定的碱性(TBN 约为 40 至 100mgKOH/g)。 (5)抗氧化性 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。 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。 2.气缸油的种类和选用 【 1)总碱值 TBN 的选择 我们已知,气缸中硫酸液滴导致腐蚀磨损。而硫酸液滴的形成取决于它的露点,气缸压 力大,硫酸蒸汽的露点高,燃油含硫多,硫酸蒸汽浓度高,也使其露点提高,见图 7-32。 因此,当燃用含硫量高的燃油时,要求气缸油具有较高的碱值。新型柴油机由于其最高爆发 压力,平均有效压力更高。它要求气缸油具有较高的碱值。由于设计技术的提高,气缸套凸 缘采用斜切向钻孔冷却,活塞也得到有效冷却。这种冷却结构是工程上一个可观的成就,但 要求运行管理时应更注意冷却水温的调节,以避免气缸壁、活塞环的温度低于露点的温度, 同时也要求气缸油具有较高的碱值。当船舶低速航行,主机以部分负荷运行时,更要防止气 缸温度过低引起的腐蚀。起动时也是如此,此时,或许柴油机运行一小时,气缸壁还达不到 它的稳定运转温度。这些都要求气缸油具有更高的碱值,以有效地控制腐蚀磨损。 图 7-32 燃油含硫量和燃烧压力对硫酸露点的影响 然而,气缸油碱值也不能太高。有几种高碱值的气缸油不适用于一些含硫量低的重油或 柴油。当柴油机使用含硫量低的燃油持续运行时,必须注意这一问题。当燃用含硫量少于 0.5~1%的燃油,而仍用高碱值气缸油就很可能导致活塞上沉积一层灰状沉积物,从而使气 缸和活塞环磨损加快,活塞环咬死甚至拉缸。 由于船舶在世界各地航行,供应燃油的含硫量是经常变化的,因此常选用一种能适 应较高含硫量燃油的气缸油。目前燃油的含硫量往往在 1~2%以上,因此流行选用 TBN 值 为 70 的气缸油。在燃用各种燃油的绝大多数情况下,这种高碱性气缸油的工作是令人满意 的。(在极端严酷的运行状态下,可以选用 TBN 值为 100 的气缸油,但这种情况不常见。) 为了检查运转中柴油机使用的气缸油碱性是否足够,可以对从气缸中刮下的残油(在 活塞杆填料函取样)进行化学分析,若残油仍呈现一定碱性(TBN 大于 10),则说明气缸壁 上的油膜有足够的碱性储备。此外,还可以用直观法加以判断。一般说来,注进气缸的滑油, 由于活塞的往复运动,油滴容易迅速分布到注油孔上、下部的狭窄表面上,而沿圆周方向的 扩散速度较低。因此若气缸油碱性较低,则在各注油点之间的缸套表面上出现漆状沉积物, 使铸铁缸套表面被腐蚀发暗(镀铬缸套则出现白班),如补图 6-3 所示