第五章润滑系统

1、 一、润滑系统的作用和组成润滑系统的作用和组成 润滑系统的主要作用是：向柴油机各 运动部件输送足量的、温度适宜的清 洁滑油，保证运动件间的液体摩擦， 减少零件的磨损和摩擦功的消耗润 滑系统对柴油机的可靠工作和延长使 用寿命具有重要的作用；具有一定压 力的润滑油在某些机型中还用来冷却 活塞和用来操纵某些机件。 二.滑油系统的类型和组成 曲轴箱油强制润滑系统组成的 类型按滑油存容场所的不同， 可分为湿曲轴箱式（或称湿油 底壳式）和干曲轴箱式（或称 干油底壳式）两大类。 1湿油底壳式湿油底壳式(湿曲轴箱式湿曲轴箱式)润滑系统润滑系统 润滑系统没有专门的润滑油箱，油底壳 起着循环油柜的作用。润滑油泵直

2、接从油 底壳中把滑油输送到各摩擦表面，经过润 滑后的滑油全部流回油底壳中。这种润滑 系统只设一台滑油泵，柴油机的附属设备 和整体布置简单而紧凑，这类润滑系统比 较简单，但润滑油与漏到曲轴箱中的燃气 接触机会增多，容易使滑油变质,使用期短； 在强化柴油机中，油底壳中的润 滑油会形成很多泡沫，滑油泵吸入 泡沫就不能保证良好的润滑和工作 的可靠性；在船舶摇摆较大时，滑 油泵有时吸不上油，影响到润滑油 供给的连续性。另外，清洗和检查 油底壳很不方便。因此，这种润滑 系统在小型柴油机用得比较普通。 135系列柴油机的湿式油底壳润滑系统。 滑油的流动路线如下： 滑油泵5从油底壳1经粗滤网2和吸入 管将滑油

3、吸入，再压送到滑油滤器底 座，在此分为两路：一路滑油进入离 心式精滤器6滤清杂质后流回油底壳； 另一路则经金属刮片式或绕线式粗滤 器9、滑油冷却器10后进入柴油机。 进入柴油机的滑油分三路：第一路 滑油进入曲轴内油道去润滑连杆大 端轴承，然后从轴承两侧流出，借 离心力飞溅至缸套与活塞配合面。 刮油环从缸壁刮下的滑油又滴入连 杆小端两油孔内，以润滑连杆小端 轴承和活塞销轴承。主轴承19则靠 油雾和飞溅润滑。 第二路滑油去润滑气阀配气机构。 进入凸轮轴内油道的滑油润滑凸轮 轴承后，再经缸盖内工作面，工作 过的润滑油流回至油底壳。油道和 缸头滑油管去润滑摇臂轴承和气阀 导管。从缸头泄回的滑油再润滑气

4、 阀顶杆挺柱和凸轮工作面，工作过 的润滑油流回至油底壳。 第三路滑油经盖板上的一个喷嘴口12喷到 各传动齿轮11的工作面润滑各齿轮，随后 也流回油底壳。 在滑油滤清器底座中装有调压阀7和旁 通阀8。调压阀用来限制和调节滑油最高 压力。当柴油机刚起动时，因滑油粘度过 高或排油管道阻塞，造成滑油压力过高时， 调压阀被滑油顶开，使一部分滑油流回油 底壳，以保护润滑系统不致因受高压作用 而损坏。 旁通阀在粗滤器阻塞而滑油压力增高 时自行开启，使滑油不经粗滤器两旁 通到冷却器，由此可以避免因粗滤器 堵塞而造成柴油机中断滑油的危险。 精滤器与粗滤器并联的优点是：始终 有部分滑油经过精滤而保持洁净，而 使润

5、滑系统的阻力增加不多；当粗滤 器堵塞时，一部分滑油仍受到过滤， 可保证柴油机继续工作。 (2)干油底壳式润滑系统 以滑油循环柜为中心的曲轴箱油强制润 滑系统是一种典型的干式润滑系统。 干式润滑系统的特点是滑油单独存放 在柴油机外部的油柜内，曲轴箱的油 底壳只是用来收集由各润滑部位流回 的滑油，然后利用重力或滑油泵送入 油柜，再借助滑油泵将滑油送入各摩 擦部位。因此，常设有两台滑油泵， 这种系统有以下优点： （1）可避免柴油机工作过程中因油 面的波动而导致润滑的失常。 （2）减少曲轴箱内高温气体对滑油 的影响，延长滑油的使用时间。 （3）油底壳容积小，使柴油机高度 降低。 干式润滑系统多用在中、

6、大型柴油 机中。 该机由齿轮滑油循环泵8将油底壳中的 滑油抽出，经滑油冷却器6冷却后进入 滑油箱5中。再由滑油压力泵4将滑油经 滤器1，冷却器7，送到个摩擦表面。 油泵调压阀3是控制油路中的最高压力， 能起到保护作用。 手摇泵，开车前向摩擦表面供油。 大型低速机都采用干曲轴箱式润滑系统， 其滑油系统通常又由曲轴箱强制润滑系统， 曲轴箱分油净化系统和废气涡轮增压器润 滑系统组成。 (1)曲轴箱油润滑系统以滑油循环柜为循环 中心的强制循环系统。 滑油循环柜2中的滑油由滑油泵4泵出，压 力为0.3-0.4MPa，再通过滑油滤器6和滑油 冷却器3输送到滑油总管。 分为三路：一、润滑十字头轴承，实现液

7、体静压润滑；二、进入曲轴箱润滑个轴承； 三、送往操作伺服器用作液压油。 以上的各路滑油在使用之后均流入曲轴箱 油底壳并全部汇集流到滑油循环柜中。 (2).曲轴箱油净化系统 曲轴箱油净化系统在柴油机运转中可 连续对滑油循环柜中的曲轴箱油进行 分离净化处理，排除曲轴箱油使用中 混入的各种杂质和氧化沉淀物。图为 某大型柴油机曲轴箱油的净化系统.滑 油分油机经污油吸入管2从滑油循环柜 中吸人曲轴箱油，经加热器预热后送 至分油机进行净化处理，净油重新返 回循环柜. 滑油中分离出的水分和污渣分别由14和 15排出。污渣可由污油泵排出。对直链 纯矿物曲轴箱油，其净化速率能保证在 一天内净化油量力循环柜贮油量

8、的23 倍，对清净型曲轴箱油应为25倍。 除上述净化措施外，尚可在停港期间把 全部滑油泵至滑油处理柜中，再视情况 进行有关处理，如预热、沉淀、放水、 放残、放添加剂等，处理完毕后再用分 油机送回循环柜。 如需进行水洗法处理，需在滑油分油机 入口处加入相当于12滑油量的淡 水进行净化。水洗法不仅可洗掉无即酸， 而且还能浸湿小颗粒杂质使之便于分离。 因某些滑油添加剂也溶于水，故对滑油 水洗时，应征得供油厂商同意。 对中、小型柴油机的曲轴箱油，因其 油量有限，一般采用全部滑油换新法。 (3)涡轮增压器润滑系统 由于工作条件不同，增压器需使用汽轮机油润 滑。其润滑系统通常有两种方式：自身封闭 式润滑(

9、自供油润滑，用于滚动轴承,不得另设润 滑系统)；重力强制混合循环润滑系统， 如图所示。在此润滑系统中，设高置式重力透平 油柜，由重力柜向增压器供油，重力油柜上装设 低油位警报器和溢油管，当供油中断时，此重力 油柜保证向增压器短时供油并发出警报。 在某些老式船加上，有时增压器润滑系统与柴 油机曲轴箱共用一个曲轴箱油润滑系统。 柴油机的滑油循环系统通常由气缸注油润 滑、曲轴箱油强制润滑和曲轴箱油分油净 化等系统组成。 曲轴箱油强制润滑和曲轴箱油分油净化系 统的主要组成设备有: 1. 滑油泵 滑油泵常设有两台，其中一台备用。为 保证滑油压力稳定和流动均匀，常采用螺 杆式油泵。在泵的吸人端管上一般装有

10、真 空表，真空度不超过33.3kPa(250 mmHg)。 泵的排出管上装有安全阀和调节压力、流 量的旁通阀. 2.滤器 滑油泵的进口端和出口端分别设有粗、 细滤器，以清除滑油中的金属微粒和其它 杂质。滤器一般为双联式，以便其中一个 工作时清洗另一个。装在进口端的一般称 为粗滤器（Strainer），有时内部还装有磁 铁，它能够除去直径超过0.25毫米的颗粒。 装在泵出口端的叫做细滤器（Filter），它 的前后装有压力表。滤器上面常装有自动 清洗设备，根据压差变化可以随时清洗。 细滤器能过滤出直径小至0.075毫米的颗粒。 按照滤清方式滑油滤器可分为过滤式滤 器和离心式滤器两种。离心式滑油滤

11、器 应用较广泛。离心式滤器的工作原理如 图所示。 离心式滤器滤清效果好，使用维护保养 方便、成本低。但流通阻力很大，从喷 嘴喷出后的滑油压力很低 ，因此只能并 联在润滑系统中，一般离心式滤器的流 量只占柴油机总循环滑油量的58， 常用作精滤器。 离心式滤清器工作图离心式滤清器工作图 3.滑油冷却器滑油冷却器 系统中的滑油带走了各摩擦面的热量， 用滑油冷却活塞的柴油机还带走了燃气传 给活塞的热量。为了保证滑油的正常温度， 必须设置滑油冷却器，滑油冷却器通常采 用管壳式或板式热交换器。 （1）管壳式热交换器）管壳式热交换器 管壳式热交换器的构造如图。在这种热交 换器中，大的容器壳里管群装在两端 管

12、板之间，管两端与管板相连接之处均有 良好的密封。 一种流体在管内流过，另一种流体在管 外（壳内）流过。管群可以做成单流程、 双流程或多流程。图示管内流体为双流 程。为了提高换热效果，壳内常设有档 板使壳内流体来回地横向流过管束。没 有这些档板，壳内流体可能出现“沟流” 的倾向，即从进口直接流向出口。如果 发生沟流，在某些局部区域壳内流体将 停滞。而这些停滞死区将使换热器的性 能降低。 图所示的是6135型柴油机的管式滑油 冷却路。滑油自进油管接头18进入， 因受隔板8限制而在管外呈曲线状从 左至右流动，以增大滑油速度和流程， 提高冷却效果。 冷却水在冷却管7内从左至右流动， 管外密布的散热片9

13、也用来增加滑油 向冷却水传热的效果。若用江水直接 冷却滑油的冷却器上，应加装防腐锌 棒，以防电化腐蚀。 6135型柴油机滑油冷却器型柴油机滑油冷却器 目前，船用柴油机上使用的滑油冷却器 和淡水冷却器多采用管壳式热交换器。在 这些冷却器中，一般是冷却液在管内流动 而被冷却的流体在管外壳内流动。根据两 种液体流动的方向可将其分为四种换热方 式(a)顺流式，两种液体作平行且同方向 流动换热；(b)为逆流式，两种液体作平行 但反方向流动；(c)为叉流式，两种液体沿 相互垂直的方向流动；(d)为混合流式(又称 杂流式)，是上述三种流动方式的组合。 顺流和逆流换热器传热能力的基本差别。如将 换热面积展至无

14、限大，顺流时冷、热流体将以 相等的温度离开换热器；而逆流时，其中任意 流体的出口温度将会达到另一流体的进口温度。 所以，在换热面积相等、流体特性及进出 口温度相同的条件下，逆流换热器比顺流 换热器的传热能力要大且逆流时沿整个换 热面局部温度变化较小，金属管的热变形 也较小。不过，当一种流体为定温时，则顺流 和逆流效果相同。叉流和混合流的换热能力则 介于顺流和逆流之间。 管壳式换热器的传热管有圆管、椭圆 管、扁形管等多种截面形状，一般采 用耐腐蚀性能较好的铜管。对于用海 水作冷却介质的热交换器，在海水进 口处须装有更换方便的锌块或锌棒。 管壳式热交换器有结构坚固、易于制 造、适应性强、换热容量大

15、、压力损 失小、密封性比较好等优点，所以一 直被广泛应用在船舶上。 (2) 板式热交换器的优点是： 钛表面能防止海水的侵蚀，换热系数高； 结构紧凑、重量轻、体积小、易于清除 污垢和维修； 能消除液体间发生渗漏的危险； 通过改变板片数目，极易增减热传导面 积。 这种换热器的不足之处是费用较高，密封 垫片损坏时容易漏泄。 4.滑油循环柜 滑油循环柜设在双层底中，它的四 周都有水密隔舱，应经常对隔舱进行 测探，以检查船体和循环柜是否有腐 蚀和渗漏现象。油柜的底面一般做成 由船首向船尾下斜，使水分、泥渣等 沉淀物集中到一端，以便于清除。油 柜中设有横隔板，用来减少滑油的扰 动，便于杂质沉淀，在风浪天并

16、能减 轻油的波动。 循环柜中常设有加热盘管，在柴油机冷 车起动时，它能保证滑油具有适当的粘 度。滑油泵的吸入口和来自主机油底壳 的汇流管分别位于油柜的前后端，借以 保证滑油在柜中有足够的时间 排除空气 并沉淀出水分和杂质。汇流管的管端应 伸至最低油位的下面，而不能在油柜顶 上，以免热油不断撞击滑油表面，引起 夹带空气，加速氧化和产生泡沫等弊病。 此外，滑油循环柜还设有透气管和测量 管等。 滑油的净化处理滑油的净化处理 对于柴油主机的曲轴箱油，为了使其品质 长期符合柴油机工作的要求，延长其使用 期限，在柴油机运转中，必须尽可能连续 地对曲轴箱油进行离心分离处理。即将系 统中的一部分滑油不断送进分

17、油机进行净 化。这种滑油系统称之谓连续旁通分离系 统。除此之外，在停港而且时间充裕的情 况下，还可以对系统中的滑油进行成批处 埋。当滑油中出现强酸或大量沉积不溶物 或混入海水时，更应这样做。 所谓成批处理方法成批处理方法，就是当柴油机不 运转时，用滑油泵将循环油柜中的全部 滑油打入污油拒（其容量应能容纳系统 中的全部滑油），并彻底清洗循环油柜。 污油柜中的污油用蒸汽加热，使油温保 待在60左右，沉淀24小时，定时地放 走水和泥渣。再用分油机在尽可能小的 流量下分离污油柜中的滑油，然后送回 循环柜。采用成批处埋的方法能确保全 部滑油都得到彻底清洁。 一般循环油柜循环油柜 每年至少应打空一次，每年

18、至少应打空一次， 以彻底检查其内部，一切残留的泥渣 和锈等固体杂质均应认真清除干净并 将柜顶面涂上清洁的油。这对减缓滑 油的氧化变质有明显的作用。这是因 为水从循环油柜内的热油中蒸发出来， 凝结在油拒顶面，铁锈就会在此产生 并落入油中，它与油柜中的泥渣均有 加快油氧化的作用。 润滑系统的维护管理 1）滑油压力和温度调节 滑油的工作压力滑油的工作压力应按说明书规定进行调节。一般 应保持在015MPB一04MPa。滑油的压力应滑油的压力应 高于海水和谈水压力高于海水和谈水压力，以防止冷却器泄漏时冷却 液漏入滑油中。滑油的压力可由滑油泵的旁通阀 来调节。 滑油的压力过高时，滑油会向四处飞溅，接合 面

19、易漏油，在曲轴箱中容易受热氧化变质，也增 加了滑油的消耗。滑油压力过低时，将会因轴承 供油不足而使机件磨损增强，严重时会发生重大 机损事故和安全事故。 油温度过低，粘度增大，摩擦阻力损 失增大，同时滑油泵耗功增加；滑油 温度过高，粘度降低，润滑性能变差 ，零部件磨损增大，同时滑油易氧化 变质。 通常,滑油进口温度应保持 4055中高速机取上限；最高温 度不允许超过65(中高速机为70一 90)；进出口温差一般为1015。 滑油的温度一般可通过滑油冷却器的 旁通阀来调节。 2）备车暖机 （1）备车时应对滑油柜加温使滑油预热到 38 左右，以便于杂质的分离和防止 油泥沉淀在管壁上，并可减轻滑油泵 负荷。加热后即可开动滑油泵，使滑 油在系统中循环，防止柴油机启动时 干摩