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經(jīng)驗(yàn)交流

船用內(nèi)燃機(jī)潤滑油及其選用
時(shí)間:2010年05月28日   作者:佚名  點(diǎn)擊次數(shù): 【字體:

潤滑油,關(guān)乎內(nèi)燃機(jī)工作的可靠性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及壽命,若選用不當(dāng),輕者油耗上升成本增加,重者故障增多甚至損壞發(fā)動(dòng)機(jī)。

發(fā)動(dòng)機(jī)說明書中都有制造商推薦的潤滑油牌號(hào)。沒有充足的理由和絕對(duì)把握,不可改變潤滑油品種、牌號(hào)和規(guī)格。

選擇潤滑油,各種指標(biāo)都不得低于柴油機(jī)生產(chǎn)廠商推薦范圍,絕不可選用低于發(fā)動(dòng)機(jī)制造商推薦的質(zhì)量等級(jí)的潤滑油。

筆者認(rèn)為,選擇潤滑油,不僅需要充分了解機(jī)械摩擦、潤滑機(jī)理,深刻理解和全面考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作環(huán)境、功率、燃油品質(zhì)等因素并經(jīng)過認(rèn)真論證,而且需要具備足夠豐富的潤滑油知識(shí),了解潤滑油生產(chǎn)工藝流程、添加劑種類和作用,熟知潤滑油理化性能指標(biāo)、分類方法、油品牌號(hào)及其中各符號(hào)的意義。

本文介紹潤滑油的生產(chǎn)過程、理化性能指標(biāo)、分類方法、油品牌號(hào)等,為讀者以柴油機(jī)生產(chǎn)廠商推薦為主要依據(jù)選擇潤滑油時(shí)提供參考。

1船用(礦物)潤滑油的生產(chǎn)

成品潤滑油是由基礎(chǔ)油和添加劑調(diào)合而成的。基礎(chǔ)油又分為礦物基礎(chǔ)油和合成基礎(chǔ)油兩類。

合成基礎(chǔ)油,用化學(xué)方法合成,性能比礦物基礎(chǔ)油好,能滿足礦物油所不能滿足的某些使用要求,但成本昂貴,目前使用范圍十分有限。

礦物基礎(chǔ)油,由石油原油煉制而成,應(yīng)用廣泛,占基礎(chǔ)油的95%以上。船用潤滑油幾乎百分之百是礦物基礎(chǔ)油調(diào)制而成。

1.1原油分餾產(chǎn)生(礦物)基礎(chǔ)油

原油先后在常壓分餾塔和減壓分餾塔內(nèi)分餾。原理和過程示意圖如圖1。

1)常壓分餾(在常壓分餾塔內(nèi)完成)

常壓分餾塔,壓力同大氣,自下而上溫度漸低。

經(jīng)加熱的原油進(jìn)入常壓分餾塔后,各種烴類氣化上升——沸點(diǎn)高的重餾分,在溫度較高的下部就凝結(jié)分流;沸點(diǎn)越低的輕餾分,越能上升到溫度較低的分餾塔上部分流。因此,由塔頂?shù)剿椎玫降酿s分由輕到重:塔頂是汽油餾分,往下依次是煤油、輕柴油、重柴油餾分,沸點(diǎn)大于350℃的餾分稱為重油,原油中未氣化的部分稱為殘?jiān)蛷某悍逐s塔底部排出。

常壓分餾所得的重油,是煉制基礎(chǔ)油的主要原料。

2)減壓分餾

為了得到不同性質(zhì)的基礎(chǔ)油,需進(jìn)一步分餾重油將其分割成窄餾分。但是重油沸點(diǎn)高達(dá)300700℃,若仍用常壓分餾,某些烴類會(huì)裂化分解,無法得到所需的潤滑油餾分。因此,將重油加熱后進(jìn)一步減壓分餾(或稱低壓分餾)。

減壓分餾在減壓分餾塔內(nèi)完成。減壓分餾塔,用抽真空方法將塔內(nèi)絕對(duì)壓力降低到18KPa,溫度也是由下而上逐漸降低,將重油分餾出所需的各種輕質(zhì)基礎(chǔ)油、中質(zhì)基礎(chǔ)油、重質(zhì)基礎(chǔ)油和渣油基礎(chǔ)油。

輕質(zhì)基礎(chǔ)油,主要用作高速輕載機(jī)械的潤滑油和絕緣油(如透平油、變壓器油)的原料。

中質(zhì)基礎(chǔ)油,主要用作中等載荷的發(fā)動(dòng)機(jī)(如小汽車等)和相當(dāng)要求的工業(yè)機(jī)械潤滑油的原料。

重質(zhì)基礎(chǔ)油,主要用作重載發(fā)動(dòng)機(jī)(如船用柴油機(jī)等)潤滑油的原料。

渣油基礎(chǔ)油,是制造高黏度潤滑油例如氣缸油、齒輪油等潤滑油的原料。

船用內(nèi)燃機(jī)潤滑油及其選用

1原油分餾原理和過程示意圖

1.2潤滑基礎(chǔ)油的精制(工藝流程見圖2

減壓分餾所得的各種餾分,仍含有許多不良成份和有害成分,例如多環(huán)烴、固體烴(蠟)、膠質(zhì)、瀝青以及影響色度的物質(zhì)等,還不能直接用作潤滑油,必須進(jìn)一步精制提純,以保留潤滑油中的理想成分和去除非理想組分,使基礎(chǔ)油具有較好的低溫性能、黏溫性能、抗氧化安定性能和良好的色度等。

船用內(nèi)燃機(jī)潤滑油及其選用

2基礎(chǔ)油精制工藝流程

基礎(chǔ)油精制,主要包括丙烷脫瀝青、溶劑精制、溶劑脫蠟、白土或加氫補(bǔ)充精制等。

1.3潤滑油產(chǎn)品的調(diào)合——潤滑油添加劑

經(jīng)過精制的不同基礎(chǔ)油,還要根據(jù)對(duì)潤滑油性能的不同要求添加相應(yīng)的添加劑調(diào)合,才成為潤滑油產(chǎn)品上市場銷售。

添加劑,是一類油溶性化合物,只需在潤滑油中加入百分之幾甚至百萬分之幾,就能顯著改善潤滑油的一種或幾種品質(zhì)(使用性能)。

潤滑油添加劑種類繁多。發(fā)動(dòng)機(jī)管理使用者不必詳知每一種添加劑,但應(yīng)了解主要添加劑的作用。

1)清凈劑和分散劑

清凈劑,基本結(jié)構(gòu)主要包括親油基、極性基和連接部分,多數(shù)具有堿性或高堿性。根據(jù)“分子結(jié)構(gòu)相似相溶”的原理,清凈劑能夠溶解潤滑油中膠質(zhì)、漆膜、積炭等,持續(xù)中和潤滑油使用過程中氧化生成的酸性物質(zhì)和含硫燃油燃燒后產(chǎn)生的強(qiáng)酸物質(zhì)并防止其沉積,從而保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)金屬部件不受酸性物質(zhì)腐蝕。

分散劑,基本結(jié)構(gòu)與清凈劑類似,能溶解粘附在活塞上的漆膜和積炭,并分散到潤滑油中在潤滑油循環(huán)過程中過濾掉,從而保持金屬機(jī)件的清潔;同時(shí)防止?jié)櫥椭醒趸z質(zhì)沉積,減少曲軸箱中的油泥,延長潤滑油使用壽命。

柴油機(jī),特別是燒渣油的大型船用柴油機(jī),系統(tǒng)油和氣缸油都對(duì)清凈劑的要求較高。

2)黏度指數(shù)改進(jìn)劑

潤滑油的黏度隨溫度升高而降低。

為使?jié)櫥宛ざ入S溫度升高而降低不致過大,即改進(jìn)其黏溫性能,需加入黏度指數(shù)改進(jìn)劑。

效果較好的黏度指數(shù)改進(jìn)劑是一種高分子聚合物。潤滑油加入這種高分子聚合物后,低溫時(shí)長鏈縮成一團(tuán),潤滑油黏度增加較小;隨著溫度升高,長鏈逐漸伸展開來,增大潤滑油分子間的運(yùn)動(dòng)阻力,減少滑油黏度下降的程度,滿足高溫時(shí)的黏度要求。

目前,可滿足四季通用的多級(jí)潤滑油,既具有良好的低溫起動(dòng)性能,又具有高溫潤滑性能,主要是黏度指數(shù)改進(jìn)劑在起作用。

3)抗氧抗腐蝕添加劑

添加抗氧抗腐蝕添加劑后,雖不能完全防止?jié)櫥脱趸瑓s能大幅改善抗氧化性能,有效防止酸性物質(zhì)腐蝕金屬,減少漆狀物生成。據(jù)有關(guān)資料介紹,添加了抗氧抗腐蝕添加劑,潤滑油的壽命可延長四倍以上。

4)極壓抗磨劑

潤滑油添加極壓抗磨劑,能提高潤滑油工作載荷,減少摩擦磨損,防止燒結(jié)。

發(fā)動(dòng)機(jī)體積越來越小而功率越來越大,極壓抗磨劑起到至關(guān)重要的作用。

5)油性劑和摩擦改進(jìn)劑

油性劑和摩擦改進(jìn)劑,極性基團(tuán)對(duì)金屬有很強(qiáng)的親和力,油性基團(tuán)吸附在摩擦表面,形成分子定向吸附膜,阻隔金屬間接觸,從而減少摩擦和磨損。

6)降凝劑

降凝劑能顯著降低潤滑油凝點(diǎn),改善低溫流動(dòng)性能,降低潤滑油使用的溫度下限,拓展了潤滑油使用范圍,還可減少對(duì)優(yōu)質(zhì)原油的依賴。

2潤滑油的主要理化指標(biāo)

潤滑油有一套理化指標(biāo)評(píng)價(jià)體系,反映潤滑品質(zhì)優(yōu)劣,指標(biāo)達(dá)數(shù)十個(gè),每個(gè)指標(biāo)都有規(guī)定的測定方法和數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)。

船用潤滑油的指標(biāo),主要有黏度、黏溫性能、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)、堿值、黏度指數(shù)、傾點(diǎn)、油性和極壓性、水溶性酸及堿、抗乳化性、抗泡性、腐蝕性、抗氧化安定性、雜質(zhì)、水分等等。選用船用潤滑油,主要考慮黏度、黏溫性能、凝點(diǎn)、閃點(diǎn)和堿值等五個(gè)指標(biāo)。

1)黏度

黏度,即是潤滑油黏稠程度,是潤滑油最重要的指標(biāo)之一,常用運(yùn)動(dòng)黏度表示,常用單位是mm2/s。

黏度對(duì)潤滑性能影響巨大,對(duì)于兩個(gè)摩擦面間楔形油膜的形成起決定性作用。黏度得當(dāng),不僅能保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),而且提高其動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性,既是潤滑油分級(jí)的依據(jù),也是選用潤滑油的主要依據(jù)。

2)黏溫性能

反映潤滑油黏度隨溫度變化而變化的程度。黏度隨溫度變化小,稱為黏溫性能好。

3)凝點(diǎn)

凝點(diǎn)是潤滑油失去流動(dòng)能力的最高溫度,對(duì)潤滑油的使用、管理和運(yùn)輸都有很大影響。

4)閃點(diǎn)

潤滑油可燃,閃點(diǎn)是評(píng)定潤滑油著火危險(xiǎn)性的指標(biāo),對(duì)潤滑油的使用、儲(chǔ)存和運(yùn)輸有重要的安全意義。

船用要求,新油閃點(diǎn)高于65℃,使用中不得低于45℃,否則必須換油。

5)堿值(TBN

堿值是潤滑油中堿性物質(zhì)含量,單位mgKOH/g,是選用船用潤滑油的主要指標(biāo)之一。

潤滑油中的堿性物質(zhì),用來中和潤滑油中的酸性物質(zhì),對(duì)使用含硫燃油的發(fā)動(dòng)機(jī)尤其重要。

3內(nèi)燃機(jī)潤滑油性能的標(biāo)準(zhǔn)

目前,內(nèi)燃機(jī)潤滑油性能還沒有世界統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),不同標(biāo)準(zhǔn)的命名方法和牌號(hào)標(biāo)識(shí)也不同。

國際上比較通行的標(biāo)準(zhǔn):

·黏度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),是美國汽車工程師協(xié)會(huì)的SAE

·質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),是美國石油協(xié)會(huì)的API,和國際潤滑劑標(biāo)準(zhǔn)化及認(rèn)證委員會(huì)(ILSAC)的GF-×規(guī)格。

ILSACGF-X規(guī)格,是鑒于磷引起轉(zhuǎn)化尾氣的催化劑中毒,在API相應(yīng)指標(biāo)基礎(chǔ)上更嚴(yán)格地限定油品含磷量,同時(shí)相應(yīng)提高油品的氧化安定性、高溫抗磨性、高溫沉積物控制、泵送性能等指標(biāo),規(guī)格有GF-1、GF-2GF-3、GF-4等。

3.1潤滑油黏度的等級(jí)和牌號(hào)

美國汽車工程師協(xié)會(huì)的SAE黏度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),依據(jù)邊界泵送溫度、低溫動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度、高溫高剪切黏度(SESF級(jí)汽油機(jī)潤滑油無此指標(biāo))、黏度指數(shù)、傾點(diǎn)等指標(biāo),將潤滑油黏度分為11個(gè)等級(jí),含“W”的是冬季潤滑油,不含“W”的是夏季潤滑油。

按黏溫性能,又分為單級(jí)潤滑油和多級(jí)潤滑油。

1我國內(nèi)燃機(jī)油黏度等級(jí)(GB/T14906-1994

黏度

等級(jí)

低溫黏度不大于

[mPa·s]

邊界泵送溫度

不高于[℃]

運(yùn)動(dòng)黏度

[mm2/s](100℃)

0W

3250(30℃)

-35

≥3.8

5W

3500(25 ℃)

-30

≥3.8

10W

3500(20℃)

-25

≥4.1

15W

3500(15℃)

-20

≥5.6

20W

4000(10℃)

-15

≥5.6

25W

6000(5℃)

-10

≥9.3

20

-

-

5.6 ~ 9.3

30

-

-

9.3 ~ 12.5

40

-

-

12.5 ~ 16.3

50

-

-

16.3 ~ 21.9

60

-

-

21.9 ~ 16.1

我國基本按照以上標(biāo)準(zhǔn)分類,1994年頒布了內(nèi)燃機(jī)潤滑油黏度分級(jí)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14906-1994,與美國汽車工程師協(xié)會(huì)的黏度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(SAE J 300FEB92)基本相同,“表1”是內(nèi)燃機(jī)潤滑油黏度基本等級(jí)分級(jí)情況。需注意,等級(jí)號(hào)只是規(guī)定溫度下測得的潤滑油黏度范圍代碼,而不是具體黏度值。

1)單級(jí)潤滑油

單級(jí)潤滑油,只能滿足既定的低溫或高溫條件使用,明顯地受地區(qū)范圍和季節(jié)范圍限制。

·冬季潤滑油,以最大低溫黏度、最高邊界泵送溫度、100℃時(shí)最小運(yùn)動(dòng)黏度等三個(gè)指標(biāo)分為0W、5W、10W、15W、20W、25W等六個(gè)級(jí)號(hào),突出潤滑油低溫性能,以保證低溫環(huán)境下潤滑油的流動(dòng)性和發(fā)動(dòng)機(jī)低溫起動(dòng)性能。從表1所列100℃運(yùn)動(dòng)黏度標(biāo)準(zhǔn)看,冬季潤滑油不能保證高溫環(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)黏度的要求,因此冬季潤滑油幾乎沒有實(shí)際使用價(jià)值,市場上也沒有供應(yīng)。

·夏季潤滑油,以100℃時(shí)最小運(yùn)動(dòng)黏度分為20、3040、50、605個(gè)級(jí)號(hào),突出高溫性能,對(duì)低溫性能不作要求。低溫環(huán)境下,夏季潤滑油黏度變得很大甚至失去流動(dòng)性,可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難甚至損壞。船舶一般都使用單級(jí)(夏季)潤滑油,SAE30、SAE40SAE50等,因?yàn)榇氨卦O(shè)施完善,夏季潤滑油已經(jīng)能夠滿足船用柴油機(jī)的環(huán)境溫度條件。

2)多級(jí)潤滑油

多級(jí)潤滑油,能同時(shí)滿足2個(gè)黏度級(jí),即其黏度既滿足含“W”的低溫黏度使用條件,又能滿足不含“W”的高溫使用條件,可冬夏通用。有資料介紹,多級(jí)潤滑油能降低發(fā)動(dòng)機(jī)磨損和節(jié)省燃料,比同黏度級(jí)別單級(jí)潤滑油節(jié)省燃料2%3%

多級(jí)潤滑油廣泛應(yīng)用于陸用,尤其是汽車、列車機(jī)車、保溫措施較差的小型船用柴油機(jī),如救生艇發(fā)動(dòng)機(jī)、應(yīng)急發(fā)電機(jī)等。

多級(jí)潤滑油的SAE標(biāo)識(shí),使用三段表示:

船用內(nèi)燃機(jī)潤滑油及其選用

例如SAE10W-40,表明按SAE黏度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)符合10W40兩個(gè)黏度等級(jí)指標(biāo)。

3.2潤滑油的質(zhì)量等級(jí)

我國的質(zhì)量等級(jí)分類標(biāo)準(zhǔn)采用美國石油協(xié)會(huì)API的質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),和國際潤滑劑標(biāo)準(zhǔn)化及認(rèn)證委員會(huì)(ILSAC)的“GF-X”規(guī)格:

·按發(fā)動(dòng)機(jī)種類,S代表汽油機(jī)用潤滑油,C代表柴油機(jī)用潤滑油;

·兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油質(zhì)量等級(jí)均以英文字母A、B、C、……為序,序號(hào)靠后的質(zhì)量更高。其中A、B級(jí)這兩個(gè)質(zhì)量等級(jí)潤滑油質(zhì)量過低,不能滿足當(dāng)代發(fā)動(dòng)機(jī)使用要求,已經(jīng)廢止并停止生產(chǎn)。

汽油機(jī)潤滑油產(chǎn)品,分為SE、SF、SGSH、SJSL、GF-1、GF-2、GF-39個(gè)質(zhì)量等級(jí);而行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)展到SMGF-4高質(zhì)量等級(jí)規(guī)格,其中GF-1GF-2、GF-3GF-4是節(jié)能和環(huán)保型潤滑油規(guī)格。

柴油機(jī)潤滑油產(chǎn)品,分為CCCD、CECF、CF-4CH-4、CI-46個(gè)質(zhì)量等級(jí):

·后一等級(jí)比前一等級(jí)具有更優(yōu)越的性能,包括適應(yīng)的使用條件更苛刻,保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的效果更好;

·CF及其后的等級(jí)是節(jié)能環(huán)保型滑油,越往后減排性能也更高;

·CF-4、CH-4CI-4規(guī)格的“4”,代表適用于高速四沖程柴油機(jī)。

3.3成品潤滑油的規(guī)范牌號(hào)

成品潤滑油在市場上銷售,必須有一個(gè)代表其質(zhì)量和黏度的標(biāo)識(shí),以供用戶選用。這個(gè)標(biāo)識(shí)就是潤滑油的牌號(hào)。

3.3.1國際潤滑油牌號(hào)

潤滑油的完整牌號(hào),一般有四部分標(biāo)識(shí):

例如“APICFSAE10W-30”,其中:

·第一部分為潤滑油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)?!?/SPAN>API”表示采用美國石油協(xié)會(huì)潤滑油質(zhì)量等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),有些潤滑油產(chǎn)品牌號(hào)省略這一標(biāo)識(shí)。

·第二部分為潤滑油質(zhì)量等級(jí)?!?/SPAN>CF”表示該油品質(zhì)量符合APICF級(jí)。

·第三部分為潤滑油黏度標(biāo)準(zhǔn)?!?/SPAN>SAE”表示采用美國汽車工程師協(xié)會(huì)潤滑油黏度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。有些潤滑油產(chǎn)品省略這一標(biāo)識(shí)。

·第四部分是潤滑油黏度等級(jí)?!?/SPAN>10W-30”表示該潤滑油是多級(jí)潤滑油,黏度符合10W級(jí)和30級(jí)指標(biāo)。

3.3.2國產(chǎn)潤滑油牌號(hào)標(biāo)識(shí)

1)通用潤滑油

我國通用潤滑油牌號(hào),與國際常用標(biāo)準(zhǔn)一樣,直接標(biāo)注為“質(zhì)量等級(jí)+黏度等級(jí)”,例如:

·CD15W-40,其代號(hào)意義與國際常用標(biāo)準(zhǔn)同;

·SJ/CF-415W-40CF-4/SJ15W-40,表示汽油機(jī)和柴油機(jī)通用潤滑油,其代號(hào)意義同上。

2)船用柴油機(jī)潤滑油

鑒于船舶柴油機(jī)廣泛燃用高硫燃油,潤滑油堿值是選擇潤滑油的主要指標(biāo)。與美國石油協(xié)會(huì)API的質(zhì)量等級(jí)和國際潤滑劑標(biāo)準(zhǔn)化及認(rèn)證委員會(huì)(ILSAC)標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)注的方法不同,我國船用柴油機(jī)潤滑油牌號(hào)使用文字加連續(xù)的四位數(shù)字:

·文字,直接標(biāo)明“油品名稱”,即適用于高速船用柴油機(jī)、中速柴油機(jī)、低速柴油機(jī)系統(tǒng)油以及低速柴油機(jī)氣缸油的哪一種;

·連續(xù)的四位數(shù)字,前兩位標(biāo)明黏度等級(jí),后兩位標(biāo)明堿值。

例如,長城潤滑油產(chǎn)品“船用氣缸油4070”:

·“船用氣缸油”表示該油品適用于氣缸與曲軸箱之間有橫隔板的船用二沖程柴油機(jī)的氣缸潤滑;

·40”(省略SAE),表示符合SAE標(biāo)準(zhǔn)的40黏度等級(jí)指標(biāo);

·70”,表示總堿值70mgKOH/g

其他例如“系統(tǒng)油3012”、“船用中速筒狀活塞柴油機(jī)潤滑油3040”等,也是如此。

4潤滑油的選擇

選擇潤滑油,一般說來,先根據(jù)用于哪類發(fā)動(dòng)機(jī)確定潤滑油品種,然后選定黏度,最后確定質(zhì)量等級(jí)。

4.1選擇潤滑油品種

內(nèi)燃機(jī)種類眾多,按用途,可分為汽油機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和柴油機(jī),柴油機(jī)又分為陸用和船用,船用柴油機(jī)又分為低速(十字頭式)、中速(筒形活塞)和高速,各種內(nèi)燃機(jī)對(duì)潤滑油的要求各不相同,低速船用柴油機(jī)潤滑油還分系統(tǒng)油和氣缸油。

所以選擇潤滑油,首先要根據(jù)用途正確選定品種。否則后續(xù)選擇不僅毫無意義,而且可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。

1)汽油機(jī)與柴油機(jī),使用的燃料、油氣混合方式、點(diǎn)火方式、壓縮比、負(fù)荷強(qiáng)度等都不同,所以應(yīng)選擇不同的潤滑油。

2)船用柴油機(jī)潤滑油,要求更高的堿值、更優(yōu)異的清凈分散能力和抗氧化抗磨損性能、更好的耐水性能,絕不能以陸用柴油機(jī)潤滑油代替。因?yàn)榇貌裼蜋C(jī)比陸用柴油機(jī)工作條件更苛刻:

·燃料含硫量一般較高。為中和燃料燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)酸物質(zhì),船用柴油機(jī)潤滑油的堿值比陸用潤滑油高。

·易受水侵蝕,引起總堿值下降、添加劑降解而降低性能,要求既能抵抗水的侵蝕(遇水穩(wěn)定),又能快速將水分離掉。

3)船用低速(二沖程十字頭式)柴油機(jī)的氣缸油,有別于系統(tǒng)油。

4.2選擇滑油黏度等級(jí)

選擇潤滑油黏度等級(jí),需考慮發(fā)動(dòng)機(jī)工作環(huán)境溫度、負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、成色(磨損程度)等因素。因?yàn)榄h(huán)境溫度低,潤滑油粘度大,流動(dòng)性差,可能出現(xiàn)短時(shí)干摩擦或半干摩擦,運(yùn)動(dòng)副磨損嚴(yán)重,要以工作環(huán)境溫度為主。

按下列經(jīng)驗(yàn)公式選擇潤滑油黏度是安全的:

最低泵送溫度+7℃≤環(huán)境溫度

1)二沖程低速柴油機(jī)和四沖程中速柴油機(jī)

大中型船舶保溫設(shè)施較完善,即便航行到南北極圈或者熱帶地區(qū),仍然有能力控制柴油機(jī)啟動(dòng)時(shí)潤滑油溫度在理想范圍,多使用單級(jí)(夏季)潤滑油,通常采用SAE30SAE40兩個(gè)等級(jí)。長期航行于環(huán)境氣溫偏高區(qū)域,黏度等級(jí)在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠商推薦的范圍內(nèi)偏高些為宜;反之,應(yīng)偏低些。

中小型船舶,通常設(shè)施簡陋,保溫措施較差,多使用多級(jí)潤滑油。長期航行于環(huán)境氣溫偏高區(qū)域,黏度等級(jí)應(yīng)接近發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠商推薦范圍的上限;反之,接近下限。

2)四沖程高速柴油機(jī)和汽油機(jī)

船上的特殊用途發(fā)動(dòng)機(jī)(例如應(yīng)急發(fā)電原動(dòng)機(jī)、救生艇機(jī)、應(yīng)急消防泵發(fā)動(dòng)機(jī)等),以及某些船舶的主發(fā)電機(jī),采用四沖程高速柴油機(jī)或汽油機(jī):

·無限航區(qū)船舶,最好選用多級(jí)潤滑油如0W-40、5W-30等,以適應(yīng)較大的航區(qū)溫差變化。

·長期航行于環(huán)境氣溫偏高區(qū)域,黏度等級(jí)應(yīng)接近發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠推薦范圍的上限;反之接近下限。

長城船用高速柴油機(jī)潤滑油,分300500兩大系列,每個(gè)系列再根據(jù)不同黏度分為若干產(chǎn)品,見表2。

2長城船用高速柴油機(jī)潤滑油分類情況

牌號(hào)

API質(zhì)量等級(jí)

SAE黏度等級(jí)

航星540

CF-4

40

航星580

15W-40

航星590

20W-50

航星330

CD

30

航星340

40

航星350

50

航星380

15W-40

航星390

20W-50

4.3選擇滑油質(zhì)量等級(jí)

1)汽油機(jī)

某些船上的特殊用途發(fā)動(dòng)機(jī),例如應(yīng)急發(fā)電原動(dòng)機(jī)、救生艇機(jī)、應(yīng)急消防泵發(fā)動(dòng)機(jī)等,是汽油機(jī)。

反映汽油機(jī)熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷的主要是壓縮比。壓縮比越大,熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷越大,對(duì)潤滑油的清凈分散性、抗磨極壓性和抗氧化防腐性要求越高,即對(duì)潤滑油的質(zhì)量等級(jí)要求越高。此外,汽油機(jī)的附設(shè)裝置也影響潤滑油的質(zhì)量等級(jí)選擇。

汽油機(jī)壓縮比和附設(shè)裝置與滑油質(zhì)量等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系見表3(僅供參考)。

3汽油機(jī)壓縮比和附設(shè)裝置與滑油質(zhì)量等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系

壓縮比

附設(shè)裝置

最低質(zhì)量等級(jí)

<7.5

EGR裝置(廢氣循環(huán))

SE

7.5~8.5

EGR裝置

SF

8.5~9.5

EGR裝置、廢氣催化轉(zhuǎn)化器

SG、SH

>9.5

ECR裝置、廢氣催化轉(zhuǎn)化器

SJ

>9.5

渦輪增壓裝置、廢氣催化轉(zhuǎn)化器

SL、SM

2)柴油機(jī)

首先,考慮柴油機(jī)工作強(qiáng)度。

柴油機(jī)工作強(qiáng)度越大即熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷越大,工作溫度越高,對(duì)潤滑油質(zhì)量的要求也越高。

柴油機(jī)工作強(qiáng)度,可用強(qiáng)化系數(shù)Kφ表示。

強(qiáng)化系數(shù)計(jì)算公式:Kφ=Pe·Cm·Z

其中:Pe為氣缸平均有效壓力,MPa;Cm為活塞平均線速度,m/sZ,四沖程Z=0.5,二沖程Z=1

按強(qiáng)化系數(shù)選擇潤滑油質(zhì)量等級(jí),參見表4。

4柴油機(jī)強(qiáng)化系數(shù)與潤滑油質(zhì)量等級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系

強(qiáng)化系數(shù)(Kφ

<50

50~80

80~120

>120

質(zhì)量等級(jí)

CC

CD

CF、CF-4

CH-4、CI-4

注:表中推薦的質(zhì)量等級(jí),適應(yīng)于燃油含硫量0.4%以下,柴油含硫量超過1%時(shí)應(yīng)提高一檔。

其次,考慮柴油機(jī)增壓度。增壓度越高,需要潤滑油等級(jí)越高。非增壓或低增壓CD、CE級(jí)即可;高增壓需用CF、CH級(jí)潤滑油。

第三,考慮潤滑油消耗量。潤滑油消耗(補(bǔ)加)量少,即潤滑油更換周期長,應(yīng)選用CF、CH等高等級(jí)潤滑油。

4.4選擇潤滑油堿值

選擇潤滑油堿值,根據(jù)柴油機(jī)型式和燃油含硫量。

1)燃油含硫量

燃油含硫量高,中和燃油燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)所需的堿性物質(zhì)多,要求潤滑油堿值高,同時(shí)也需要潤滑油的清凈性和氧化安定性好。

2)柴油機(jī)型式

船用高速、中速柴油機(jī),都是四沖程筒形活塞,需選用較高堿值潤滑油,因?yàn)椋?/SPAN>

·系統(tǒng)油兼有氣缸油的作用;

·燃燒產(chǎn)生的酸性物質(zhì)例如硫化物等,會(huì)從缸壁漏入曲軸箱。

若柴油發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)也使用柴油機(jī)系統(tǒng)油,還應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)的要求,選用更高質(zhì)量等級(jí)的潤滑油。

船用低速柴油機(jī):

·轉(zhuǎn)速低,對(duì)滑油質(zhì)量等級(jí)要求較低。

·二沖程十字頭式,絕大部分燃燒產(chǎn)物例如硫化合物等被活塞桿密封擋在曲軸箱之外,系統(tǒng)油基本不接觸燃?xì)?,所需堿值較小。

·活塞的冷卻方式有油冷式和水冷式。油冷式,系統(tǒng)油要冷卻活塞,受熱循環(huán)次數(shù)多,潤滑油堿值應(yīng)偏高;水冷式,則潤滑油堿值應(yīng)偏低。

長城滑油推薦燃油含硫量與堿值關(guān)系見表5。

5長城滑油推薦的燃油含硫量與堿值關(guān)系

含硫量%

0.5

1.5

2~2.5

2.5~3.5

>3.5

總堿值mgKOH/g

12

20

25

30

40

滑油牌號(hào)

3012

4012

3020

4020

4025

3030

4030

3040

4040

3)低速柴油機(jī)氣缸油

選擇氣缸油堿值,應(yīng)根據(jù)燃料油含硫量和發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際工況。

綜合各大發(fā)動(dòng)機(jī)廠商/滑油提供商推薦、有關(guān)文獻(xiàn)介紹和實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn),氣缸油堿值與燃油含硫量的對(duì)應(yīng)關(guān)系大致如下:

·燃油含硫量低于2.5%,選用TBN40的氣缸油;

·燃油硫含量3~3.5%,選用TBN70的氣缸油;

·燃油硫含量超過4%,選用TBN100的氣缸油。

氣缸油黏度等級(jí)多采用SAE50。

最后重復(fù)強(qiáng)調(diào),選擇柴油機(jī)潤滑油質(zhì)量等級(jí),要以柴油機(jī)生產(chǎn)廠商推薦為主要依據(jù)。潤滑油質(zhì)量等級(jí)越高越有利于保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī),但絕不可選用低于發(fā)動(dòng)機(jī)制造商推薦的最低質(zhì)量等級(jí)的潤滑油。

作者:寧波海事局 葉榮喜  來源:航海技術(shù)

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