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新聞主題 |
柴油機潤滑系統的組成、作用及潤滑方式 |
摘要：柴油機潤滑系統的任務(wù)是將潔凈的、溫度適當的機油（機油）以一定的壓力送至各摩擦表面進(jìn)行潤滑，使兩個(gè)摩擦表面之間形成一定的油膜層以避免干摩擦，減小摩擦阻力，減輕機械磨損，降低功率消耗。此外，由于機油在潤滑系內不斷循環(huán)，清洗摩擦表面，帶走磨屑和其他異物；還可以帶走摩擦產(chǎn)生的熱量，起冷卻作用，從而提高柴油發(fā)電機工作的可靠性和耐久性。
一、潤滑系統的作用
1、減少摩擦
潤滑系統使兩零件間形成液體摩擦以降低摩擦系數，減少摩擦功，提高機械效率；減少零件磨損，延長(cháng)使用壽命。
2、冷卻作用
通過(guò)機油帶走零件所吸收的部分熱量，使零件溫度不致過(guò)高。
3、清潔雜質(zhì)
利用循環(huán)機油沖洗零件表面，帶走因零件磨損形成的金屬屑等臟物。
4、密封作用
在運動(dòng)零件之間形成油膜，提高密封性，防止漏氣或漏油。
5、防銹
機油附著(zhù)于零件表面，可防止零件表面與水分、空氣及燃氣接觸而發(fā)生氧化和銹蝕，以減少腐蝕性磨損。此外，機油膜還有減輕軸與軸承間和其他零件間沖擊負荷的作用。
二、潤滑方式
柴油柴油機按機油輸送到運動(dòng)零件摩擦表面的方式不同，主要有三種潤滑方式：飛濺式潤滑、壓力式潤滑和油霧潤滑。
1、壓力潤滑
它是利用機油泵的壓力，把機油從油底殼經(jīng)油道和油管送到各運動(dòng)零件的摩擦表面進(jìn)行潤滑。這種潤滑方式，潤滑可靠、效果好，并具有很高的清洗和冷卻作用。適用于工作載荷大、相對速度高的運動(dòng)表面，如曲軸主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等。
2、飛濺潤滑
只有小缸徑單缸柴油機，采用飛濺式潤滑而不用機油泵（壓力式潤滑）的。它利用固定在連桿大頭蓋上特制的油勺，在每次旋轉中伸入到油底殼油面下，將機油飛濺起來(lái)，以潤滑柴油機各摩擦表面。其優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單，消耗功率小，成本低。缺點(diǎn)是潤滑不夠可靠，機油易起泡，消耗量大。適用于載荷較輕、相對速度較低的運動(dòng)件表面，如活塞、氣缸壁、凸輪、正時(shí)齒輪、搖臂、氣門(mén)等。
3、油霧潤滑
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是使用潤滑脂進(jìn)行潤滑。對于氣門(mén)調整螺釘球頭、氣門(mén)桿頂端與搖臂等處，則利用油霧附著(zhù)于摩擦表面周?chē)?，積多后滲入摩擦部位進(jìn)行潤滑，只需定期加注潤滑脂進(jìn)即可。近年來(lái)，有采用含有耐磨潤滑材料(如尼龍、二硫化鉬等)的軸承來(lái)代替加注潤滑脂的軸承的趨勢。
現代多缸柴油機大多采用以壓力循環(huán)潤滑為主、飛濺潤滑和油霧潤滑為輔的復合潤滑方式。復合潤滑方式工作可靠，并可使整個(gè)潤滑系統結構簡(jiǎn)化。對于用壓力送油難以達到、承受負荷不大和相對運動(dòng)速度較小的摩擦表面，如氣缸壁、正時(shí)齒輪和凸輪表面等處，則用經(jīng)軸承間隙處飛濺出來(lái)的油滴進(jìn)行潤滑。
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圖1 柴油機潤滑系統剖析圖 |
圖2 柴油機潤滑系統框架圖 |
三、潤滑系統的組成
現以康明斯系列柴油機潤滑系統（如圖3所示）為例具體說(shuō)明潤滑系統的組成。該機采用濕式油底殼（油底殼中存儲機油）復合潤滑方式。主要運動(dòng)零部件摩擦副如主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承及正時(shí)齒輪等處用強制的壓力油潤滑；另一部分零部件如活塞、活塞環(huán)與氣缸壁之間，齒輪系、噴油泵凸輪及調速器等靠飛濺潤滑。噴油泵與調速器需要單獨加機油。另外，水泵、風(fēng)扇及前支承等處用潤滑脂潤滑。其潤滑系統主要包括：油底殼、機油泵、粗濾器、精濾器、冷卻器、主油道、噴油閥、安全閥和調壓閥等。
1、機油泵及濾清器
機油由機體側面（或氣缸罩上）的加油口加入到柴油機油底殼內。機油經(jīng)濾油網(wǎng)吸入機油泵，泵的出油口與機體的進(jìn)油管路相通。機油經(jīng)進(jìn)油管路首先到粗濾器底座，由此分成兩路，一部分機油到精濾器，再次過(guò)濾以提高其清潔度，然后流回油底殼內。而大部分機油經(jīng)機油冷卻器冷卻后進(jìn)入主油道，然后分成幾路。
① 經(jīng)噴油閥向各缸活塞頂內腔噴油，冷卻活塞并潤滑活塞銷(xiāo)、活塞銷(xiāo)座孔及連桿小頭襯套，同時(shí)潤滑活塞、活塞環(huán)與氣缸套等處。
② 機油進(jìn)入主軸承、連桿軸承和凸輪軸軸承，潤滑各軸頸后回到油底殼內。
③ 由主油道經(jīng)機體垂直油道到氣缸蓋，潤滑氣門(mén)搖臂機構后經(jīng)氣缸蓋上推桿孔流回到柴油機油底殼內。
④ 經(jīng)齒輪室噴油閥噴向齒輪系，然后流回油底殼。
2、調壓閥與安全閥
① 機油泵上裝有限壓閥，用來(lái)控制機油泵的出口壓力。
② 機體前端的發(fā)電機支架上裝有安全閥，以便柴油機啟動(dòng)時(shí)及時(shí)向主油道供給機油，當冷卻器堵塞時(shí)可確保主油道供油。
可調式是通過(guò)調節螺釘來(lái)調節彈簧的預緊力，以此來(lái)達到控制鋼球開(kāi)啟時(shí)所需要的油壓大小。不可調式為彈簧的彈力和長(cháng)度是已定值，將彈簧壓縮后用銷(xiāo)釘控制在閥體上，彈簧壓縮后向外釋放的彈力便是該鋼球動(dòng)作時(shí)所需要的機油壓力。當系統內機油壓力大于彈簧彈力時(shí)，鋼球打開(kāi)后將系統內油壓流回油池。
③ 機體右側主油道上裝有一個(gè)調壓閥，用來(lái)調節系統內的最大油壓，油壓過(guò)低時(shí)潤滑不良，油壓過(guò)高時(shí)潤滑過(guò)量并且容易出現竄機油現象。
3、機油壓力檢測裝置
機油冷卻器上還裝有機油壓力及機油溫度傳感器。機油壓力開(kāi)關(guān)的控制原理有兩種。
① 是與機油報警燈相接，點(diǎn)火開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，機油指標示燈發(fā)亮。當柴油機起動(dòng)后，系統內機油壓力升高，膜片在油壓的作用下克服彈簧的彈力，使觸點(diǎn)斷開(kāi)，機油指示燈熄滅，說(shuō)明系統內油壓正常，否則說(shuō)明系統內油壓過(guò)低或無(wú)油壓
② 機油壓力開(kāi)關(guān)直接與點(diǎn)火器中的一根接地線(xiàn)相接（多使用在多缸數字式點(diǎn)火系統中），柴油機初起動(dòng)時(shí)（起動(dòng)機轉動(dòng)），先將系統內機油壓力升高，使機油壓力開(kāi)關(guān)內觸點(diǎn)斷開(kāi)，點(diǎn)火系統才能有高壓火，否則高壓無(wú)火。
4、油底殼
整個(gè)柴油機潤滑系統中，油底殼作為機油儲存和收集的容器。用兩只機油泵來(lái)實(shí)現機油的循環(huán)。油底殼側面裝有油尺，尺上刻有“滿(mǎn)”和“加油”標記，柴油機運轉時(shí)應將油面保持在“滿(mǎn)”和“加油”線(xiàn)之間。
上述濕式油底殼潤滑系統，由于設備和布置簡(jiǎn)單，因此為一般柴油機所采用。另外還有一種干式油底殼（油底殼中機油很少）潤滑系統，其特點(diǎn)是有專(zhuān)門(mén)的機油箱儲油，并有兩只甚至三只機油泵。其中吸油泵把積存在油底殼中的機油送到機油箱中；壓油泵把機油箱中的油泵入各潤滑部件中去。干式油底殼可使機油的攪拌和飛濺減少，機油不易變質(zhì)，并能降低柴油機高度，適用于縱橫傾斜度要求大和柴油機高度要求特別低的場(chǎng)合。
5、溢流閥
溢流閥的作用是當系統內機油壓力過(guò)高時(shí)將壓力油釋放回油池。溢流閥由閥體、閥（套）、彈簧、墊圈和彈性擋圈組成。溢流閥一般在油泵或者油泵輸出端的主油道內，當柴油機轉速急劇上升時(shí)，機油泵輸出的油量突然急增，導致系統內機油壓力突然大幅升高，由溢流閥將此油壓釋放回油泵。溢油閥裝在油泵體上，有的裝在主油道中，但其功能是相同的。
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圖1柴油發(fā)電機的潤滑系統示意圖 |
機油壓力控制開(kāi)關(guān)結構圖 |
總結：
柴油機工作時(shí)，傳力零件的相對運動(dòng)表面(如曲軸與主軸承、活塞與氣缸壁、正時(shí)齒輪副等)之間必然產(chǎn)生摩擦。金屬表面之間的摩擦不僅會(huì )增大柴油機內部的功率消耗，使零件工作表面迅速磨損，而且由于摩擦產(chǎn)生的大量熱可能導致零件工作表面燒損，致使柴油機無(wú)法運轉。因此，為保證柴油機正常工作，必須對相對運動(dòng)表面加以潤滑，也就是在摩擦表面上覆蓋一層機油使金屬表面間形成一層薄的油膜，以減小摩擦阻力，降低功率損耗，減輕機件磨損，延長(cháng)柴油機使用壽命。潤滑系統的功能就是保證柴油機正常的進(jìn)行工作，并且能有效減少柴油機內部的磨損，延長(cháng)柴油機的使用壽命。機油要定期保養更換，保證柴油機始終處在良好的潤滑狀態(tài)下運轉。
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