性能特點和作用說明

康明斯柴油發動機的機油推薦使用規范

 

摘要：眾所周知，機油是用來潤滑柴油發電機的，到了保養周期必須要給柴油發電機換機油。但是您知道機油在柴油發電機中是如何流動，又是如何被送到各個摩擦表面的？特別是康明斯機油在柴油發電機組使用中有哪些要求，康明斯公司在本文中詳細解釋了柴油發電機潤滑系統的作業流程以及機油使用規范。

一、機油的使用要求

康明斯公司不能推薦使用任何特殊牌號的柴油機機油，而推薦采用API類別的機油，即CC級用于非增壓柴油機；CD級用于增壓柴油機；CF/SC僅用輕載柴油機(例如各種備用發電機組、應急發電機組等）。雙類別機油用于要求比單類別機油更多保護作用的場合。CC/CD和CC/SC類表示機油混合后滿足相應兩種機油單獨使用所要求的性能。

康明斯柴油機上所用的硫酸鹽灰分極限有規定。過去經驗證明，高灰分機油回積聚在氣門上，使氣門產生細槽和燒損。所以康明斯柴油機用的機油含硫酸鹽灰分的極限均為1.85%（質量分數）。用天然氣作燃料的柴油機除外，天然氣柴油機，硫酸鹽灰分的推薦范圍為0.03%～0.85%（質量分數）。對于新的或大修后的康明斯柴油機不能推薦使用專門的磨合機油。磨合時使用的機油和正常運轉時相同，一般為250~300運行小時為一次更換周期。

 

按保養周期準時更換機油

 

二、機油對磨損和摩擦的重要性

機油的主要作用就是潤滑，沒有機油柴油發電機就會損壞，但是為什么會損壞，大家可能就語焉不詳了。柴油發電機是一個復雜的能量轉換機器，它可以將燃料的化學能轉化為機械能對外輸出。在能量轉化過程中，有大量的零部件以一定的軌跡運動，在運動過程中零部件以一定的力作用在另一個零部件上，并且有高速的相對運動，這就是所謂的摩擦副。在柴油發電機中有多達數十個摩擦副，各摩擦副之間的配合間隙也有所不同，從幾微米到零點幾毫米不等。

 

1、表面磨損

 

任何零部件表面都不是絕對光滑的，都有一定程度的表面粗糙度，即使我們看起來光潔無比的零部件，在顯微鏡下觀察它的表面也是凸凹不平的。因此，在這些摩擦副的表面必然會發生摩擦和磨損。摩擦就會產生阻力，阻礙零部件的運動，消耗發電機組的動力。實驗表明，柴油發電機的摩擦阻力大約會消耗柴油發電機25%的功率。此外，摩擦副之間相對運動還會摩擦生熱，使零部件升溫，在沒有潤滑的情況下兩塊金屬高速摩擦，產生的熱量甚至可以將金屬熔化，使二者燒結在一起。所謂的柴油發電機“拉缸”“化瓦”就是這種情況，摩擦副由于缺少潤滑散熱而燒結在一起了，屬于最嚴重的柴油發電機機械故障了。

2、摩擦的分類

 

柴油發電機摩擦的類型可以分為滑動摩擦和滾動摩擦兩大類。

（1）滾動摩擦

滾動摩擦阻力較小，所以發電機組上盡可能的采用滾動摩擦，比如各種軸承就是典型的滾動摩擦。

（2）滑動摩擦

滑動摩擦阻力相對較大，比如活塞環與氣缸壁之間、曲軸與氣缸體、連桿之間，都屬于滑動摩擦。

此外，根據摩擦副之間的摩擦介質還可以分為干摩擦、邊界摩擦、混合摩擦和液體摩擦，在發電機組上這幾種摩擦是同時存在的，在柴油發電機中絕大多數部位都是液體摩擦，比如曲軸與氣缸體、連桿之間、凸輪軸與氣門之間，等等；而氣缸壁與活塞環之間是邊界摩擦。

 

3、潤滑的目的

 

為了降低由于摩擦導致的柴油發電機功率消耗和零部件磨損，必須對零件的摩擦表面進行潤滑，即在兩零件的工作表面之間加入一層潤滑油使其形成油膜，將零件完全隔開，處于完全的液體摩擦狀態。在柴油發電機中，能完成這項工作的裝置就是潤滑系統，它可以在柴油發電機工作時連續不斷地把數量足夠、溫度適當的潔凈機油輸送到傳動件的摩擦表面，并在摩擦表面之間形成油膜，實現液體摩擦，從而達到減小摩擦阻力、降低功率消耗、減輕機件磨損、提高柴油發電機工作可靠性和耐久性的目的。

機油流向圖

 

 

三、機油的作用

 

1、清凈分散性

 

機油具有清洗、分散作用，可以防止柴油發電機內部附著金屬碎屑、燃燒殘渣等雜質，保持柴油發電機內部清潔。

（1）清洗作用

 

機油的清洗作用就是機油通過循環流動，將柴油發電機零件上的積碳、油泥、膠質、漆膜、金屬屑等帶回油底殼，以達到清洗清潔的效果。機油能夠有清洗作用的主要原因是因為機油中含有一種清凈分散劑，它是添加在機油中的一種弱堿性物質，能夠中和機油中的亞硫酸，并可以將膠質、油泥、金屬磨屑等從柴油發電機缸體上清洗下來并帶回油底殼。衡量機油清潔性能的技術指標是總堿值，英文簡稱TBN，它表示的機油中清凈分散劑的含量。它的數值越高，表示機油的清潔能力越強。同時它也是機油使用壽命主要影響因素，一般總堿值越高，機油的使用壽命也越長。

（2）分散作用

柴油發電機在工作過程中，會由于燃燒不完全、曲軸箱竄氣、高溫等生成各種積碳、膠質、油泥、漆膜等有害物質，燃燒廢氣中二氧化硫還會與水蒸汽結合后會生成亞硫酸，并被吸附到機油中使機油呈現弱酸性，進而腐蝕柴油發電機缸體、活塞、軸瓦等零部件，同時各摩擦部位還會有金屬磨損顆粒等臟東西。這些物質沉積在柴油發電機內部各處，就像人體血管中的血栓一樣，會影響甚至阻礙潤滑系統的正常工作，增加柴油發電機的磨損，影響柴油發電機的性能，因此必須及時將它們清洗下來并過濾出去。

 

2、耐磨損性

 

防止柴油發電機內部各金屬零部件接觸面的磨損。柴油發電機在工作時，由于巨大的沖擊力，在零件的表面會產生很大的應力，如果這個應力直接作用在零件上，會使零件很快的損壞。而由于有了機油的潤滑，在零件的表面形成了一層油膜，應力經過油膜的緩沖再作用在零件上，就會使力度大大降低，從而保護零件。同時由于油膜的緩沖作用，將零件的振動減小，噪音降低，使柴油發電機工作更加的安靜與順滑。

 

3、防銹性

 

在柴油發電機內部由于燃料燃燒會生成水蒸汽。機油可以防止水蒸汽導致的生銹。柴油發電機運行一段時間之后，機油中會生成一些具有腐蝕性的物質，它們會侵蝕柴油發電機內部各零部件，特別是對曲軸瓦、連桿瓦造成的侵蝕更為嚴重；此外，柴油發電機中的水蒸氣還會附著在金屬表面，導致金屬銹蝕。而機油中的防銹蝕添加劑可以清除這些腐蝕性物質，并在金屬表面形成油膜，阻止水分與金屬接觸，這樣就起到了防銹防腐蝕的作用。

 

機油防銹作用

 

4、冷卻降溫

 

有人說柴油發電機上不是有冷卻系統嗎，怎么還需要機油來散熱呢？事實上柴油發電機冷卻系統主要是給氣缸體、燃燒室、氣門等部位散熱，其它的比如曲軸、活塞、齒輪等不與水接觸的部位，散熱是很差的。而機油在柴油發電機中循環流動就可以把這些部位的熱量帶走并散發出去。現在很多高強化的柴油發電機，都有專門的活塞冷卻機油噴嘴，可以直接將機油噴濺在活塞上，避免活塞過熱；如果沒有這個裝置，很容易導致柴油發電機拉缸故障。此外，很多柴油發電機為了加強散熱，還會設置機油散熱器，將機油的熱量傳遞給柴油發電機冷卻液，最后通過空氣散發出去，進一步加強了散熱作用。

 

5、密封性

 

這個密封作用主要是指密封活塞與氣缸壁之間的間隙。雖然活塞與汽缸壁之間有活塞環來提供密封作用，但由于金屬表面并不是非常平整的，所以密封程度并不是很完美。如果密封作用不佳，柴油發電機竄氣量增大，動力就會降低。而機油可以在金屬摩擦表面之間產生油膜，將凹凸不平的摩擦表面添補平整，使摩擦表面變得更加的光潔、順滑，氣缸壁與活塞之間的密封程度大大提高，柴油發電機的動力性會顯著增強。一般粘度越高的機油密封性越好，但是粘度過高的機油會增加柴油發電機的運轉阻力。

 

 

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