船舶筒状活塞柴油机油的使用

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1、船舶筒状活塞柴油机油的使用 王小培 ( 南京长江油运公司) 摘要本文从理论上阐述了正确使用合适的汾油， 对保证菇湘 菜油机正常工作的重要性及不同的然料油对清油的不同要求。 为了使船舶柴油机运转可靠并延长其使用寿命， 必须设法最大限度地减少部件的磨损。 在完全液体润滑条件下， 部件甚至完全不受磨损。 因此， 凡是发生磨损的润汾件， 必然是出现 了全部或局部的千磨攘。 船舶柴油机良 好的润滑作用是靠柴油机的各个摩擦副之间形成均匀而可命的油膜来保 证的， 它取决于三个方面: 第一， 取决于润滑油本身的品质， 即不同品质的润滑油形成膜的能力是不同的. 第二， 取决于不同机型和不同条件下工作的康擦副对润

2、滑油润滑能力的要求。 第三， 润滑油的实际选用还必须与柴油机所使用的姗油品质相匹倪. 这一点随粉船舶中 速、 高功率简状活塞柴油机燃用重油技术的成熟， 船用燃料油的广泛使用， 显得越来越宜要 了。 南京长江油运公司长江1 4 0 0 0 1 和2 0 0 0 0 t 原油 房队的 拖 轮主机是 采用 镇江 船用柴油机 厂生产的1, 2 3 / 3 0 和1, 2 8 / 3 2 系列中速筒状活塞柴油机。目前已广泛使用1 0 0 0 8 和1 5 0 0 8 船 用燃料油作嫩料， 其配套使用的润滑油采用国产和进口的中速筒状柴抽机油。 筒状活塞柴油机油使用范围非常广泛， 品种多， 只有了解每一种润

3、滑油的性能特点并结 合筒状活塞柴油机的具体使用条件， 特别是所使用的嫩料对润滑油的要求。 正确选用合适的 润滑油， 才能保证柴油机正常运行。 ! 1 中速简状活鑫柴油机的工作特点 中速筒状活塞柴油机一般都是四冲程直喷式柴油机。 通常将缸径在2 0 0 - 4 0 0 之间 的称为中型机， 而缸径在4 0 0 m m以上的称为大型机。镇江船用柴油机厂生产的Z J MD - MA N M W 2 3 / 3 0 , 2 8 / 3 2 系列柴油机就属于中型中速机。 筒状活塞柴油机工作时， 由于曲柄连杆机构产生的侧推力由活塞裙作用在气缸上， 因而 2 7 8 活塞裙与气缸间的间隙很小， 磨损较大且极

4、易攘伤。 而现代筒状活塞柴油机由 于广泛采用新 技术新工艺和新材料， 通过提高增压度来提高柴油机的输出功率。 一些柴油机的活塞平均速 度达9 m/ s 以上， 平均有效压力达2 . O MP a以上， 最高姆发压力高达 1 6 - 1 8 MP a ， 由此造成 荣油机的机械负荷和热负荷都大大增加; 而另一方面， 为了降低柴油机的营运费用， 广泛使 用重油作为燃料， 从而引起气缸内残炭增多造成活塞环槽胶着， 低沮酸腐蚀以及磨料磨损的 加剧， 这些都对中速筒状活塞柴油机的润滑提出了新的更高的要求。 2 船用柴油机润滑油的成份 船用柴油机滑油通常是由基础油加人各种添加剂而构成的。 基础油又分为矿物

5、荃础油和合成墓础油两大类。 矿物基础油是从原油中提炼出来的， 它 又分为石蜡烃基础油和环氧烃基础油两种。 合成基础翻是由乙 烯气体经催化、 合成、 加氢等 等工艺制成的. 船用润滑油添加荆都是一些复杂的化工产品。 添加剂的加人改进了墓础油的一些性能， 或使基础油增加了一些本身所没有的特性。 2 . 1 基础油 基础油是在炼油过程中经过复杂和昂贵处理的高提炼产品， 特别是矿物性墓础抽取自 原 油 提 炼 过 程 中 非 常 狭 窄 的 蒸 馏 范 围 ， 其 产品 收 得 率 估 计只1 % 左 右毛 蓦 础 油 的 主 要 性 能 要 求是: M AW.- ( 2 ) 钻度指教: ( 3 )

6、倾点. ( 4 ) 闪点; ( 5 ) 炭渣， ( 6 ) 酸值。 口，.吸八哆 2 . 2 添加剂 主要添加剂种类有: ( 1 ) 消洁添加荆: 可以减少柴油机的沉淀物和防止荣抽机部件积康沉淀物， 将其清洗到 油中， 从而保持部件的清洁， 特别是在荣油机的高沮区域; ( 2 ) 高碱清洁荆: 能中和姗烧时产生的酸性产物; ( 3 ) 分散添加剂: 它可以让沉淀物保持悬浮状态， 防止它们握聚起来， 以减少油泥的产 生， 特别是在柴油机的低祖区域; ( 4 ) 抗氧添加剂: 可以防止和推迟氧化反应的荃延， 特别是在某油机活塞环区城; ( 5 ) 抗腐蚀添加荆: 可以保护架油机的黑色金属部件不受腐

7、蚀. ( 6 ) 防锈添加剂: 当水进人时可以保护柴油机金属机件不受腐蚀， ( 7 ) 降凝荆: 降低基础油的初倾点， 以提供润份油较大的安全使用范困; ( 8 ) 抗磨损和极压添加剂: 在柴油机工作条件恶化， 油膜受破坏时能强化油膜或把油膜 更新; ( 9 ) 抗泡沫添加剂: 可以防止空气和油混合而形成泡沫: ( 1 0 ) 粘度指数改进剂: 可以减少油的枯度随温度的变化。 船用润滑油的性能主要取决于柴油机运行的机械和化学条件， 亦即需要选用含有各种 2 7 9 不同添加剂的润滑油来满足其润滑的需要。 因此. 管理人员必须依据船用柴油机技术说明书 的要求谨慎选择使用润滑油， 以防止因使用不当

8、造成柴油机工况恶化或引发事故。 3 使用重质燃料油对船用柴油机润滑油的要求 船用柴油机所使用的燃油可以分为三种: 轻柴油、 重柴油和船用燃料油。 轻柴油和重柴油都是原油直馏产品， 在性能上精确符合一定的规格( 国家标准) 。 它们含 硫分很低， 馏分清晰。 轻柴油和重柴油广泛使用于船用中高速柴油机上作燃料。这一类船用柴油机所使用的 国产润滑油一般都是C A级， L -E C C级和L -E C D级柴油机油， 有严格的国家标准。 船用然料油主要由三个类别构成: 船用柴油( MD O ) ， 它的枯度在S O 时小于3 0 c s t 。 中 间嫌料油( I F O ) . 它的枯度在5 0 时

9、在3 0 - - - 1 8 0 c s t , 重燃料油( H F O) ， 它的粘度在 5 0 c 时大于1 8 0 c s t ， 也称为残渣姗料油。 船用柴油( MD O) 基本上也是直馏产品， 但它可能含有少量重质产品。 它的枯度较高， 十 六烷值较低。 由于炼油过程和炼油方法的变化， 导致船用柴油的馏程更长， 芳香烃含量较高， 这些因索可能影响燃烧的质量。 重燃料油( H F O) 是重质减粘渣油， 中度蒸馏产物和催化裂化组份的掺和物。 重燃料油( H F O) 中含有较多的胶质和沥青质成份， 同时还含有较多的杂质以及摧化剂 残渣物 。 总之， 重燃料油( H F O ) 的密度、

10、 粘度、 硫分都大大增加， 而发热值却有所降低认而且这种 燃料油由于胶质， 沥青质含量较大还会影响到重油的混溶稳定性， 热稳定性和贮存稳定性。 中间姗料油( I F O ) ， 它实际上是在重燃料油( H F O ) 中加人不同数量的稀释油去调整其 拈度， 从而得到在5 0 时粘度在3 0 - - 1 8 0 c S t 的“ 调合燃料油气 长期以来， 船用徽料油没有一个统一的标准， 表达燃料油性能的唯一指标就是粘度。直 到 1 9 8 7 年， 国际标准化组织( I S O) 才发布7一个国际船用燃油标准; I S O . 8 2 1 7 , 1 9 8 7 ( E ) , 并获得了世界各大

11、石油商、 船用柴油机制造商和船东的广泛接受和采用。 随着炼油工艺的不断改进和经济的利益的驱使， 原油中经济价值较高的， 能够满足国家 或国际标准的轻馏分产品越来越少， 导致船用燃油的质量仍在下降。 但是由于船用始油价格 低而且使用量大可以大大节省航运的成本， 对船东亦有利可图， 因此， 这一趋势仍将继续。 船 用赫油质量的恶化意味着柴油机在姗烧过程中， 产生一系列以前所没有过的新问题。 ( I ) 由千船用燃料油中存在胶质和沥青质， 它们所含有的不易嫌烧成份导致濡然期长， 嫩烧不良， 产生后嫩等。必然使柴油机的热负荷增大， 排温升高， 耗油量增加。 ( 2 ) 胶质和沥青质的不完全满烧必然产生

12、大量积炭， 特别是柴抽机在低负荷运行时更为 严重。这将导致然烧室和活塞环槽内沉积物增加， 加剧气虹套和活塞环的磨损。 ( 3 ) 嫌油中的硫在燃烧过程中 生成的酸性物质将会引起低温腐蚀。 ( 4 ) 燃油中的硫、 钠、 钒等在熊烧过程中与氧相结合生成的金属化合物和氧化物将在徽 烧室的高温区域， 特别是在排气阀座上粘附而产生高温腐蚀。 2 8 0 ( 5 ) 燃油中的硫和铝、 硅等炼油催化剂微粒燃烧后产生的灰分都是非常坚硬的磨粒， 将 会引起缸套和活塞环的异常磨损， 等等。 这些问题的解决直接要求筒状活塞柴油机具备以下性能: ( 1 ) 良好的清洁性; ( 2 ) 良好的 分散性; ( 3 )

13、良好的中和酸性物质的能力; ( 4 ) 良好的热稳定性和抗氧化安定性; ( 5 ) 良好的抗 磨损能力和极压性能。 4 船用筒状活塞柴油机润滑油的基本性能 筒状活塞柴油机油广泛用于使用重质然料油的中高增压度的四冲程中速筒状活塞柴油 机作润滑油， 它兼有气缸油和曲轴箱油的双重功能。因此， 筒状活塞柴油机油应起到以下几 方面的作用 : ( 1 ) 对柴油机的轴承、 凸轮、 活塞环和缸套进行润滑和冷却， 带走摩擦和燃烧所产生的热 量. 减少摩擦和防止各种形成的磨损， 保证各轴承部位运行良好。 ( 2 ) 能中和燃烧产生的酸性物质， 防止酸腐蚀。 ( 3 ) 能带走污染物， 保持气缸内部件清洁， 特别

14、是保持活塞环摘的清洁， 防止高温腐蚀， 减少活塞环与气缸套之间的枯附磨损， 保持嫩烧室气密， 同时防止曲轴箱内产生沉淀和油 泥 。 ( 4 ) 能有效地对活塞进行冷却， 使活塞在高温高压下减少变形和磨损。 因此， 筒状活塞柴油机油必须具备下列基本性能要求 : 有足够的 总碱值， 以保持良好的酸中和能力， 减少气缸内酸 性物质的产生， 同时也可 以减少活塞环与气缸套之间的枯附磨损。 具有良 好的热稳定性和抗氧化安定性。在缺乏氧气而且高温的 条件下， 润滑油会产 生热裂形成沉积物， 而润滑油一旦氧化， 最后生成酸性产物， 经聚合作用形成漆膜， 会破坏油 膜的连续性。 氧还能裂解添加剂分子， 从而使

15、其性能受损。良好的热稳定性和抗氧化安定性 还能有助于保持润滑油对活塞冷却的良好效果。 有足够的 清净分散性。 这是评价筒状活塞柴油机润滑油的一个最主要指标之一。 良 好的清净分散性， 将使柴油机的曲轴箱， 活塞以及环槽保持清洁; 同时将重质然料油燃烧后 产生的钠、 钒、 硫等元素与氧相结合生成的化合物以及铝、 硅等催化剂微粒燃烧后产生的灰 分呈悬游状态， 防止积聚在嫌烧室的高温部位. 特别是排气阀座上引起严重的高温腐蚀和硬 粒磨损。 优良 的 水 分离 性。 这 将能 避免油的 乳化 或一旦 滑油中 进人 水时， 能 及时 通过 分油 机 将水分离出去。 。有足够的抗磨损能力和极压性能， 使其

16、在高沮重负荷下仍然保持良 好的油膜， 以减 少缸套、 活塞环以及轴承的磨损。 有良 好的抗腐蚀能力， 以保护轴承和轴颈不受腐蚀。 筒状活塞柴油机润滑抽中一般都含有一至二种分散荆、 几种清洁剂以及抗磨损剂、 抗腐 蚀剂和抗锈蚀剂等添加剂以满足其使用需要。 2 8 1 5 筒状活塞柴油机润滑油的分类和用途 简状活塞柴油机润滑油在使用时要根据柴油机所使用的姗油品种， 润滑油的消耗量以 及柴油机的增压度和具体使用环境条件等因素来选用。 简状活塞柴油机润滑油总碱值范围很广。 一般地说， 总碱值越大， 其清净分散性能越好。 因为筒状活塞柴油机润滑油的质量水平主要是依据其清洁分散性能的高低来确定的。但是 越是总碱值高的筒状活塞柴油机润滑油， 价格越高。 不适当地使用高碱值润滑油在经济上是 一种浪费， 在实际作用中也未必见得对润滑有利。 相反由于碱值太高， 燃烧后灰份较高， 引起 磨粒磨损加大。 因此， 即使是使用残值姗料油的筒状活塞柴油机的润清油总喊值一般也不超 过 T B N4 0 , 5 . 1 使用含硫t为 2 . 5 %以上的船用琳料油的筒状活塞柴油机一般使