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1、课题五课题五 润滑系统润滑系统目的要求：目的要求：1熟悉润滑的作用、分类。2掌握动压液体润滑形成条件和影响因素。3掌握气缸润滑对气缸油、注油定时和注油率的选择。4掌握润滑系统的分类和特点。5熟悉润滑系统的主要设备。重点难点：重点难点：1气缸润滑。2干式、湿式润滑循环系统路线。教学时数：教学时数：2 学时教学方法：教学方法：多媒体讲授课外思考题：课外思考题：1 润滑有哪些类型？什么是动压液体润滑？2 动压液体润滑形成条件和影响因素。3注油率大小对柴油机工作有哪些影响？4试分析气缸注油点的位置和时间。5润滑系统的分类和特点，湿式润滑循环系统路线。1课题五课题五 润滑系统润滑系统第一节第一节 润滑的
2、的基本原理润滑的的基本原理一、润滑的作用一、润滑的作用（1）减磨作用：在相互运动表面保持一层油膜以减小摩擦，这是润滑的主要作用。（2）冷却作用：带走两运动表面因摩擦而产生的热量以及外界传来的热量，保证工作表面的适当温度。（3）清洁作用：冲洗运动表面的污物和金属磨粒以保持工作表面清洁。（4）密封作用：产生的油膜同时可起到密封作用。如活塞与缸套间的油膜除起到润滑作用外，还有助于密封燃烧室空间。（5）防腐作用：形成的油膜覆盖在金属表面使空气不能与金属表面接触，防止金属锈蚀。（6）减轻噪音作用：形成的油膜可起到缓冲作用，避免两表面直接接触，减轻振动与噪音。（7）传递动力作用：如推力轴承中推力环与推力块
3、之间的动力油压。 二、润滑分类二、润滑分类1边界润滑边界润滑两运动表面被一种具有分层结构和润滑性能的薄膜所分开，这层薄膜厚度通常在 0.1m以下，称边界膜。在边界润滑中其界面的润滑性能主要取决于薄膜的性质，其摩擦系数只取决于摩擦表面的性质和边界膜的结构形式，而与滑油的粘度无关。2液体润滑液体润滑两运动表面被一层一定厚度（通常为 1.5m2m 以上）的滑油液膜完全隔开，由液膜的压力平衡外载荷。此时两运动表面不直接接触，摩擦只发生在液膜界内的滑油膜内，使表面间的干摩擦变成液体摩擦。其润滑性能完全取决于液膜流体的粘度，而与两表面的材料无关，摩擦阻力低、磨损少，可显著延长零件使用寿命。这是一种理想的润
4、滑状态。1） 液体动压润滑动压润滑由摩擦表面的几何形状和相对运动，借助液体的动力学作用，形成楔形液膜产生油楔压力以平衡外载荷。如图 5-1 所示，在正常运转中，只要供油连续，轴颈就会完全被由润滑油动力作用而产生的油楔抬起，同时在轴承与轴颈之间形成一定偏心度，轴颈所受负荷由油楔中产生的油压所平衡。此油楔的形成与其产生的压力主要与以下因素有关：（1）摩擦表面的运动状态：转速越高，图图 5-15-1 楔形油膜的形成楔形油膜的形成2越容易形成油楔。（2）滑油粘度：粘度过大，则难以涂布。（3）轴承负荷：负荷越高，越难以形成油楔。 （4）轴承间隙：间隙过小，滑油不易进入接触表面使轴颈浮起；间隙过大，滑油易
5、从轴承两端逸出。所以轴承间隙必须适当。此外，轴承的油槽位置也影响油槽压力。（5）表面加工粗糙度。2）液体静压润滑静压润滑从外部向摩擦表面供给有一定压力的液体，借助于液体的静压力产生油膜以平衡外载荷。如二冲程柴油机的十字头轴承，由于其工作特点使它难以实现液体动压润滑。为了提高它的工作可靠性，措施之一是提高滑油压力或专设一个由十字头带动（或电动）的高压柱塞泵，以高压（如 10 MPa）直接向十字头轴承供油，实现液体静压润滑。3）弹性液体动压润滑呈点（线）接触的运动表面（如滚动轴承和啮合齿轮的接触点）的润滑，在接触点产生暂时的弹性变形，其中产生极薄的挤压油膜，避免金属间直接接触。3混合润滑混合润滑摩
6、擦表面上同时存在着液体润滑和边界润滑（称半液体润滑）或同时存在着干摩擦和边界润滑（称半干摩擦）都叫混合润滑。在柴油机中多指前者，如气缸润滑即属此类。 三、形成液体润滑的方法三、形成液体润滑的方法1 1人工润滑人工润滑这种方法是用人工将滑油定期加到某些摩擦表面，如摇臂轴承、气阀导管、传动杆接头等。这种方法简单，但耗油量大，费工，不能保证良好润滑。2 2飞溅润滑飞溅润滑这种方法是利用曲轴、连杆大端等零件在高速旋转时的飞溅作用，把连杆大端两侧溢出、刮油环刮落和冷却活塞后掉下来的滑油溅到某些摩擦部位。一般用于油道输送难以达到或承受负荷不大的摩擦部位，如气缸套、凸轮、齿轮等，中高速筒形活塞式柴油机的气缸
7、套润滑一般都采用飞溅式润滑。飞溅润滑不需要油泵，但对机件的润滑不能控制，润滑效果较差，耗油量大，滑油容易氧化与变质。3 3压力润滑压力润滑这种方法是利用润滑油泵把滑油强压循环输送到柴油机所需的润滑部位。适用于负荷较大的摩擦部位，如各个轴承和轴套等处。压力润滑的优点是：能保证滑油连续循环供应，使摩擦件的工作安全可靠，并有强烈的清洗作用，可通过润滑系统的压力表和温度计掌握控制润滑情况，便于实现自动控制，可使用粘度较低的滑油，使用期长，耗量少。因此压力润滑在各类柴油机中得到最广泛的应用。4高压注油润滑通过专门的注油器建立 2MPa 左右的高压，定时、定量地将滑油经缸套上的注油孔供给气3缸套与活塞之间
8、进行润滑。此法主要用于大型低速十字头式柴油机中缸套和活塞的润滑。第二节第二节 气缸润滑气缸润滑一、气缸润滑的工作条件及作用一、气缸润滑的工作条件及作用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180220，缸套下部表面温度约为 90120，活塞环槽表面温度根据测量点位置和 活塞顶的设计约在 100200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
9、，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。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。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质；（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。 二、气缸润滑的方式二、气缸润滑的方式1飞溅润滑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
10、轴箱。此种润滑方式仅适用于中、小型筒形活塞式柴油机。3 气缸注油润滑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 812 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，国外称“一次过润滑” 。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（均装设横隔板）中均图图 5-35-3 气缸注油润滑系统气缸注油润滑系统 4使用此种润滑方式。 三、气缸注油润滑三、气缸注油润滑1对气缸油的要求对气缸油的要求近代的气缸油都是选用
11、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。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。2气缸油、注油定时和注油率的选择气缸油、注油定时和注油率的选择1）气缸油的选择选择气缸油时，一般应根据所使用燃油的硫分来选择气缸油的总碱值。根据使用经验，使用高硫分（S2.5）的燃油，气缸油的 TBN 应为 6570；S2.5者，TBN 约为 40；使用船用柴油时，TBN 约为 1014。2）气缸注油孔的数量与位置气缸注油孔的数量与油孔两侧人字形布油槽的形状对注油润滑有很大影响。在正常情况下气缸注油孔（110 个）沿缸套圆周均
12、匀分布。如油孔数太多易引起各注油孔注油不稳定。气缸注油孔的位置因机型而异。通常，近代大型柴油机注油孔多在缸套中上部（高位注油孔） ，而四冲程柴油机的注油孔多分布在缸套下部。3）注油定时选择通常认为，注油定时应选择在活塞上行使注油点位于第一、二道活塞环之间时向缸内注油。但实践证明，现有的注油设备难以做到准确地定时向气缸注油。实验研究表明，只有在缸内压力低于注油管中的油压时，气缸油才会注入缸内。在短活塞柴油机曲轴回转一转中，这种机会一般有两次：一次是活塞上行到上止点附近，活塞的下边缘打开注油孔；另一次是活塞在下止点附近，缸内正在扫气时。而对长活塞柴油机曲轴一转中，这种机会只有一次，即当气缸内正在扫
13、气时。注油次数随机型而异，通常约 24 个活塞行程注油一次。 4）注油率的选择气缸油的注油率应当适宜。注油率太大，不但浪费而且会使活塞顶面、环带区、气口和排气阀处的沉积物增多，引起活塞环和排气阀粘着，使气流通道部分堵塞。同时多余的气缸油还会沉积在活塞下部空间、扫气箱和定压排气管中，导致扫气箱着火；注油率太少，则难以形成完整的油膜，而使活塞环与缸套磨损加剧和漏气增多，漏泄的燃气又会破坏缸壁上的油膜导致发生咬缸事故。因而存在一个最佳注油率。直流扫气柴油机的气缸油分布特性与弯流扫气者不同（由气体的流动形式和活塞裙长度不同引起） ，因而弯流扫气柴油机的最佳注油率一般较直流者为大。在实际应用中，一般的趋
14、势注油率过大，这主要是由管理者的主观因素造成的。不同类型的柴油机的注油率在不同工况下各不相同，最适宜的注油率应该根据推荐的注油率并综合考虑活塞环的状态、缸套磨损率的大小以及柴油机部件的拆检周期来确定。3气缸注油设备气缸注油设备5气缸注油的主要设备是注油器和注油接头。气缸注油器由多个柱塞式油泵单元组成，其驱动方式有机械式和液压式两种。机械式由凸轮轴或其它运动部件带动，其结构简单可靠，使用广泛。液压式使用较少。注油器注油量的调节方式有“随转速调节” （等速率调节）与“随负荷调节”两种。前者注油量与柴油机转速成正比，后者注油量随负荷变化而自动调节。由于后者可改善随转速调节在低负荷运转时注油量过大的弊
15、病，因而新机型多采用，如 Sulzer RTA 型机注油方式。气缸注油润滑有脉动式和蓄压式两种。在脉动式注油方式中，注油器中柱塞泵的柱塞在加压行程中向气缸注油器接头压送滑油。为了保证活塞上行通过注油点时能定时供油，柱塞与活塞的运动是相对应的。而实际上，滑油只有当气缸内压力低于注油器出口管内压力时，注油接头处的止回阀才开启向气缸内注油。蓄压式注油方式中，柱塞泵出口的油进入各注油接头处的蓄压器内，在该压力与气缸内压力差作用下自动注入气缸。注油接头穿过气缸冷却水空间安装在气缸套各个注油孔内。补充的所示图例：BW 型柴油机所使用的“随转速调节”HJ 型气缸注油器。这种注油器每缸设置一个，由多个柱塞式油
16、泵单元组成。柱塞 12 由凸轮轴上的凸轮 4驱动，凸轮轴 2 由驱动轴 1 经齿轮带动。驱动轴的转速为柴油机转速的 1/2。气缸油流动路线为吸入阀 14、15排出阀 17、18观察管 19止回阀 22出油管至注油接头。由观察管内钢珠 20 的浮动情况可判断各泵的注油量。油泵的单调可用调节螺钉 21 进行。总调由外部转动偏心轴 24 实现。排出阀 17、18 之间的螺钉可用于排出工作腔内的空气。 第三节第三节 润滑系统润滑系统一、润滑系统的功用和组成一、润滑系统的功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。1 1湿曲轴箱式润滑系统湿曲轴箱式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
