船用内燃机润滑油的选用
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船舶润滑油船舶润滑油一般来讲,船舶用油就是指船用发动机油,包括气缸油、系统油和中速筒状活塞柴油机油。
船舶主机系统船舶主机系统------船用柴油机船用柴油机船用柴油机::柴油机效率高,功率范围广,具有起动迅速、维修方便、运行安全、使用寿命长等特点,3WT 以下的船舶主要使用柴油机作为主机。
其自身的特点如超额定转速连续运转、装有调速器和超速限制装置、在倒转工况下能稳定运转、在纵倾和横倾15度的条件下正常工作等,且振动小、噪音低。
船用柴油机分类船用柴油机分类柴油机类型 缸径/MM 常用转数/(R/MIN) 单缸功率/KW 低速十字头 760~1060 100左右 1470~2940 中速筒状活塞300~650500左右 367~1470 中高速(船上辅机) 200~4001000左右73~220船舶发动机按其结构、性能不同分为二冲程低速十字头柴油机和四冲程中速筒状活塞柴油机。
低速十字头二冲程柴油机燃烧室和曲轴箱是隔开的,活塞与气缸之间的润滑是靠注油器将气缸油注入分散在气缸套上的许多注油孔内,通过气缸油本身扩散来完成润滑,而曲轴箱是用系统油来润滑的。
中速筒状四冲程柴油机与一般柴油机结构相似,只是发动机比一般的高速柴油机要大的多,气缸与曲轴箱共用一个润滑油,即中速筒状活塞柴油机油。
一. 十字头十字头气气缸油缸油用于低速十字头发动机活塞与气缸垫之间的润滑,属于二冲程油。
气缸润滑使用专门的润滑系统和设备(注油器、注油接头),经缸壁的注油孔(8~12个),把气缸油喷注到气缸壁表面进行润滑。
其注油量可控,喷出的气缸油不能回收。
活塞直径很大(500~1000MM),用装有横隔板和活塞杆填料箱把汽缸和曲轴箱有效隔开。
低速十字头二冲程柴油机的特点是功率高、缸径大。
国际上著名的制造厂家有MAN-BW 公司,SULZER 公司及三菱公司。
单缸功率能达到51840KW。
由于气缸油直接接触高温及劣质燃料中的硫燃料而生成酸性物质,因此在高温清洁性、酸中和性、极压性方面有很高的要求。
船用气缸油的标准解释说明以及概述1. 引言1.1 概述船用气缸油是船舶内燃机中的重要润滑剂,用于减少摩擦和磨损,并保护气缸壁和活塞。
它的质量和性能对于发动机的可靠运行和寿命有着重要的影响。
因此,对船用气缸油的标准进行明确和规范是非常必要的。
1.2 文章结构本文将围绕船用气缸油的标准展开详细解释和说明,并从不同方面对其进行概述。
文章将包括引言、船用气缸油的标准、成分和性能要求、测试方法和技术评价指标等五个部分来进行全面介绍。
1.3 目的本文旨在深入探讨船用气缸油的标准,并解释其内容及意义,介绍国际与国内标准之间存在的差异并探讨制定这些标准所经历的过程以及相关参与者。
此外,还将对船用气缸油的成分组成、性能要求进行详细解析,并介绍与其相关联的测试方法和技术评价指标。
最后,文章将总结出结论并展望未来的改进方向。
通过本文的阐述,读者能够全面了解船用气缸油的标准及其相关要点,并对其在船舶内燃机中的应用具有深入认识和理解。
2. 船用气缸油的标准2.1 标准的定义与重要性船用气缸油的标准是指制定和规范船用气缸油产品的技术要求、性能指标和质量控制方法的文件或规范。
这些标准对于保障航海安全、提高燃油效率以及延长发动机寿命起着至关重要的作用。
船用气缸油标准定义了不同类型气缸油的特性和适用场景,通过统一规范,确保气缸油在各种各样船舶和发动机上具有稳定可靠的表现。
标准化还有助于促进市场竞争,降低成本,提高整个行业的发展水平。
2.2 国际标准与国内标准对比国际上常见的船用气缸油标准包括ISO 8217(国际海事组织颁布)、SAE J300(美国机动车工程师学会颁布)等。
这些国际标准覆盖了各种类型和等级的气缸油产品,并提供了详细的技术要求和性能指标。
与国际标准相比,国内船用气缸油标准主要由中国船级社(CCS)颁布。
这些标准在引用国际标准的基础上,结合国内航运和发动机特点进行了一定的修改和补充。
同时,国内标准还对相关检测方法和质量监控要求进行了具体规定。
船用润滑油的选择
孙耀华
【期刊名称】《高桥石化》
【年(卷),期】2000(015)002
【摘要】介绍船用润滑油的抗氧化性,热稳定性及防锈等功能和以地其理化性能的要求,说明在各种不同的条件下如何正确地选择和使用的润滑油。
【总页数】2页(P49-50)
【作者】孙耀华
【作者单位】交通部上海部船舶运输科学研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TE626.3
【相关文献】
1.高选择性脱除润滑油基础油中碱性所化物提高润滑油基础油的氧化安定性 [J], 沈喜洲
2.长城润滑油发布新型船用润滑油 [J],
3.发动机润滑油新选择——J-WORKS润滑油 [J],
4.如何正确地选择船用润滑油 [J], 孙耀华
5.船用低速双燃料发动机高低碱值气缸润滑油自动切换系统 [J], 陆蒋伟;贺文彬;吕佳
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船用柴油机润滑油的选用船用柴油机润滑油的选用与一般汽油机和柴油机润滑油一样,也是根据发动机的特性参数,使用的燃料以及工作条件等综合考虑来选用的。
根据柴油机的结构和性能参数来选择:船用柴油机的结构型式很多,并且功率范围很广。
考虑发动机的热负荷和机械负荷来选择润滑油时,一般来说,对于大功率高速柴油机,可使用16好或20号航空润滑油(相当于CC50)柴油机油。
例如,我国生产的轻12V-180柴油机和重12V-180ZC柴油机,就是使用这两种油。
对于中低速柴油机可分别选用CC30号或40号柴油机油,国外通常将相当于SAE30号的HD(CC)级润滑油(碱值为3-10mgKOH/g)作为船用柴油机润滑系统的标准油。
船用柴油机的燃料有轻柴油和重油,其含硫量很不一致。
轻柴油含硫量(质量分数)低的为0.2-0.5%,一般在1%以下,最高可达1.7%。
重油的含硫量(质量分数)一般大于1%,最高可达3.5%,解决高含硫量油有害影响的最有效的方案之一是选用高质量润滑油,提高油的碱值与清净分散性能,以中和劣质燃油燃烧后所生成的酸性物质,降低腐蚀,减少积炭,延长换油期。
在选用船用汽缸油时,对一般含硫量(质量分数)3%以上的燃料,选用TBN为70-100中速筒状活塞柴油机油。
中速筒状活塞柴油机与一般柴油机的构造相似。
但其增压度高,热载荷及机械载荷高于一般的高速柴油机。
不同的是这类机采用干式曲轴箱。
世界上目前在中速机产量上前几名的为Pielstick,MAN-B&W等,其平均有效压力也达1.3-1.5MPa (二冲程),2.0-2.3MPa(四冲程)。
同时这类机也用劣质燃料,因此要求有优良的高温清净性及酸中和性。
它们有很大的油箱,换一次油量很大,因而要求换油期很长,因此油的碱值保持性好。
它除了所有的柴油机油的抗泡、抗氧等要求外,还要有好的水分离性能。
我国船用柴油机油研制较早,但由于评定及推广等方面较一般高速柴油机油困难得多,目前船用汽缸油正在推广应用,系统油还没有专用油,用普通柴油机油代用。
1 船用润滑油选用的一般原则船用柴油机润滑油因其使用环境不同柴油机润滑必须选用船舶专用润滑油它具有良好耐水性和高碱值抵御高硫劣质燃料带来的酸性腐蚀等独有特性是陆用润滑油无法代替的虽然目前国际上尚无统一船用油标准但世界几大油公司的船用油已有几十年的发展史实船使用效果早已被证实和认可船用油的选择主要分为两方面第一黏度等级船用油的黏度等级较单一系统油和中速机油分SAE3040两个等级气缸油以SAE50居多航行环境气温偏高发动机工况稍差者应选用黏度等级高些为宜反之可选用较低黏度等级润滑油第二质量等级船用油的质量等级是以油品总碱值BN的大小来区分的润滑油碱值的选择十分重要如果BN过小润滑油的酸中和能力不足会造成腐蚀磨损BN过大金属灰分高也会造成磨损同时添加剂加量增加润滑油成本会升高2 船用气缸油的选用气缸的润滑条件十分苛刻首先正常工况下靠近上止点缸壁温度会达到240280如果燃烧不良火焰撞击在气缸壁上局部温度甚至更高通常水冷式气缸套第一道活塞环在活塞上止点处的温度可达180220甚至更高其次气缸的工作条件决定了气缸壁不可能形成完整的油膜活塞在上止点和下止点处存在瞬间静止这将形成边界润滑状态等等因此一种优良的船用气缸油应具备以下特性1承受负荷特性船用气缸油应具有良好的承受负荷特性即应具有良好的边界润滑特性和防止烧结现象使润滑机件表面保持一层连续性的牢固油膜以减少气缸套和活塞环包括裙部之间的滑动摩擦减少金属与金属表面的直接接触而产生的磨损2扩散性能气缸套与活塞之间的润滑完全依靠注油器或泵将专用的气缸油泵送到沿气缸壁圆周均匀分布的注油孔当活塞环组往复运动并通过注油孔时定时定量地向气缸不断供油为了油膜均衡油品须具有很好的扩散性或蔓延渗播性能这样才能使整个工作表面形成完整的吸附油膜3密封性能气缸油应起到气缸套与活塞环之间的密封作用以防止压缩损失和燃气下窜4清净分散性能气缸油应具有足够的清净分散性能以保证活塞环带活塞及气口阀内的长期清洁以减少积炭和漆状沉积物所用的气缸油添加剂形成的灰分量应小而且燃烧后形成的灰分应属于非磨料物质5中和能力高碱值是气缸油的特性之一船用柴油机使用劣质含硫燃料时一般硫含量可达2.5%3.5%因此船用气缸油必须具有高度的酸中和能力以中和含硫燃料燃烧后形成的硫酸三氧化硫等酸性物质避免产生腐蚀磨损6储存稳定性气缸油的另一个重要性能是添加剂在油中的溶解性要好储存稳定性要好长期储存不应产生沉淀物以避免在气缸注油系统中因添加剂析出沉淀物而发生堵塞和磨损等现象在选择气缸油时首先应考虑所用燃油含硫量当使用高含硫量时应选用高碱值的气缸油这不仅可将燃烧产物中的酸中和掉而且能有效地降低酸性腐蚀保护油膜减少漏气并保证气阀与活塞清洁严格说来在确定所用气缸油的碱值时还应考虑柴油机的燃油消耗量和气缸油消耗量在燃油含硫量一定的情况下如果燃油消耗量大则气缸油的碱值也应高而气缸油的注油量大时则气缸油的碱值可以小气缸油与燃油含硫量燃油消耗量以及气缸油注油量之间的数值关系可以用下式计算BN碱值= 0.35XSB/L式中 S燃油含硫量以质量计%X总系数大型船用柴油机为0.15B单位时间的燃油消耗量L单位时间的气缸油消耗量根据燃油含硫量选择气缸油碱值的同时还应考虑柴油机的增压度对于低增压柴油机pe在0.8MPa以下在燃油含硫量不超过3%时可选用总碱值40 mgKOH/g的气缸油对于中高u现代轮机工程系列讲座八u船船用用润润滑滑油油的的选选用用&魏海军&孙培廷万方数据第2期刘斌等关于港口建设费的征收55增压的柴油机当燃油含硫量大于3%时就应选用总碱值5070 mgKOH/g的气缸油表1中列出了不同含硫量所要求的气缸油碱值表1 燃料含硫量与气缸油碱值的关系燃料含硫量/ m%推荐气缸油碱值/BN0.50.5~1.01.0~1.51.5~2.52.5~3.53.5以上55~1010~2020~4040~7070~100所选用气缸油的碱值是否足够可以用直观方法加以确定一般来说若注油点之间的气缸表面上出现漆状物就说明气缸油的碱值低于所要求的数值3 船用系统油的选用船用系统油一般分为主机系统油和副机系统油因此系统油主要根据柴油机型来选择3.1 十字头式二冲程柴油机系统油的选用主机一般采用十字头式二冲程柴油机因此主机系统油一般只用来润滑有关轴承燃气和燃烧残留物通常不易漏入系统油中所以一般选用低碱值的系统油但必须满足以下要求1抗腐蚀性能现在的船用柴油机活塞上虽然装有设计良好的刮油环和密封环但它不可能百分之百有效尤其是当他们没有保持良好的状态时难免有部分不完全燃烧的燃油气缸油燃气以及冷却用的海水淡水等侵入曲轴箱这样曲柄销轴承和主轴承将受到严重腐蚀因此要求系统油必须具有良好的抗腐蚀性以保护机件不受腐蚀2抗水抗乳化性能在船上曲轴箱常常会遇到水的浸入如空冷器损坏压力较高的海水就会进入气缸的扫气空间从而漏入曲轴箱润滑油冷却器的损坏也将入侵曲轴箱缸套活塞气缸盖和增压器的裂纹或破损将会导致大量的水进入曲轴箱水尤其是海水污染不仅会造成机件腐蚀还会与油形成乳化液这在离心式分油机内可以分离乳化液和水分使轴承中油膜承载能力大大降低从而引起轴承故障所以要求系统油必须具有抗水和分水能力即遇水有足够的稳定性不易被乳化且能够与水有较高的分离性3清净分散性船用系统油应能把一些微小固体颗粒从润滑机件上清洗下来并使之悬浮在油中确保机件清洁和不形成沉淀物保持良好润滑状态4热氧化安定性润滑油的氧化反应速度与温度成正比若油中含有磨损物质时将会因其催化作用而加大氧化反应的速度氧化产物不溶于油易粘附于机件表面形成积炭影响热传导润滑油氧化的结果同时会形成酸腐蚀润滑机件3.2 中高速柴油机系统油的选用当主机为中速柴油机或发电副机时由于润滑方式与低速二冲程柴油机完全不同系统油在润滑轴承的同时还润滑气缸而且燃气和燃烧残留物不可避免地会混入润滑油中使系统油污染并且在曲轴箱底部沉积出泥渣在燃烧劣质重油时情况更为严重为此应选用含有碱性添加剂的中速机油润滑油碱值视所用燃油的含硫量而定因此中速机油必须满足高质量要求还要具备气缸油和系统油的双重功能1酸中和性酸中和性可以抵制酸性物质的腐蚀磨损其性能代表指标为碱值因而要求润滑油具有一定水平的总碱值表2为中速机油碱值的参考选择表表2 中速机油碱值选择表工况燃油含硫量/%中速机BNmgKOH/g苛刻苛刻苛刻苛刻中等苛刻中等苛刻中等苛刻缓和3.54.02.03.51.02.00.51.52.00.51.50.5<0.54030201225151072清净分散性因筒状活塞式柴油机只使用一种润滑油燃烧产物与酸性物质容易直接混入曲轴箱成为不溶物沉积在系统内影响供油而恶化润滑状态优良品质的清净分散性可使这些不溶物分散悬浮在油中不致沉积在发动机内而经过润滑滤器滤掉目前国内外各石油公司生产的中速机油均添加清净分散剂具备这种品质3抗氧化安定性中速机油一般选用精制良好的基础油加入性能佳的抗氧化添加剂使其耐用可减少为换油清洁而停运的时间4耐水性船用油难免水污染水的混入会引起油中添加剂降解总碱值下降使油品失效造成磨损及轴承故障系统油的黏度一般选用SAE30或SAE40黏度等级黏度指数对于十字头式二冲程柴油机常选用75 85对于中高速柴油机选用100左右因为高黏度指数能够保证柴油机在启动低负荷和全负荷等各种情况下都有良好的工作性能4 结论随着柴油机强载化发展选择合适的船用润滑油确保柴油机安全可靠运转已显得尤为重要万方数据。
船用润滑油分类船用润滑油品种很多,主要有下列几大类:1. 汽缸油用于低速十字头发动机活塞和气缸垫之间的润滑。
属二冲程油。
2. 系统油用于低速十字头曲轴箱润滑。
低速十字头柴油机都是二冲程型。
由于发动机很大,活塞直径500-1000mm,所以它装有横隔板和活塞杆填料箱把气缸和曲轴箱有效地隔开,因此曲轴箱油(系统油)对活塞没有润滑作用,活塞和气缸之间完全依靠机械注油器将气缸油供至气缸套周围许多注油点,通过气缸油本身扩散来进行润滑。
而曲轴箱用曲轴箱油(系统油)来润滑。
3. 中速机油用于中速筒状活塞式柴油机润滑。
中速筒状活塞式柴油机由于活塞直径比十字头发动机活塞小,在150-500mm,它跟一般的柴油机结构很相似,只是发动机比一般柴油机大,所以它多靠连杆大端甩出把中速机油飞溅到气缸壁来润滑活塞气缸部位,又润滑曲轴箱内部件,对于大功率大直径活塞的中速筒状活塞式柴油机,也设有机械注油器作为飞溅润滑的补充。
中速机往往烧重质燃料。
气缸油、系统油、中速机油,这三大类油量占船用润滑油总量的90%-95%,其他为小品种油,约占5%-10%。
4. 船用小品种油有:气轮机油、液压油、冷冻机油、齿轮油、压缩机油、导轨油、尾轴管油等。
船用燃料分类1. 船用瓦斯油(粗柴油),硫含量在0.5%左右。
2. 船用柴油燃料,粗柴油和少量残渣油(10%-15%)调合,硫含量在0.5%-1.5%。
3. 船用燃料油,减粘塔底油或减压塔底油,硫含量在3%以上。
4. 调合的船用燃料油,粗柴油和船用燃料油调合成各种粘度规格的船用燃料油,硫含量在1.5%-3%。
船用燃料和所要求的船用油见表1表1 船用燃料和所要求的船用油发动机低速中速、中/高速燃料以上4种类型燃料都有用,但大部分船舶是用船用燃料油1、2、4类都有用,但大部分船舶是用调合的船用燃料油润滑油总碱值TBN ASTM D289610、40、70、100气缸油,但用的最多的是7010、25、30、40中速机油,但用的最多的是25、30船用气缸油特点船用气缸油用于低速十字头发动机活塞和缸套之间的润滑。
船用内燃机润滑油的选用润滑油,关乎内燃机工作的可靠性、动力性、经济性以及寿命,若选用不当,轻者油耗上升成本增加,重者故障增多甚至损坏发动机。
发动机说明书中都有制造商推荐的润滑油牌号。
没有充足的理由和绝对把握,不可改变润滑油品种、牌号和规格。
选择润滑油,各种指标都不得低于柴油机生产厂商推荐范围,绝不可选用低于发动机制造商推荐的质量等级的润滑油。
笔者认为,选择润滑油,不仅需要充分了解机械摩擦、润滑机理,深刻理解和全面考虑发动机的结构、工作环境、功率、燃油品质等因素并经过认真论证,而且需要具备足够丰富的润滑油知识,了解润滑油生产工艺流程、添加剂种类和作用,熟知润滑油理化性能指标、分类方法、油品牌号及其中各符号的意义。
本文介绍润滑油的生产过程、理化性能指标、分类方法、油品牌号等,为读者以柴油机生产厂商推荐为主要依据选择润滑油时提供参考。
1船用(矿物)润滑油的生产成品润滑油是由基础油和添加剂调合而成的。
基础油又分为矿物基础油和合成基础油两类。
合成基础油,用化学方法合成,性能比矿物基础油好,能满足矿物油所不能满足的某些使用要求,但成本昂贵,目前使用范围十分有限。
矿物基础油,由石油原油炼制而成,应用广泛,占基础油的95%以上。
船用润滑油几乎百分之百是矿物基础油调制而成。
1.1原油分馏产生(矿物)基础油原油先后在常压分馏塔和减压分馏塔内分馏。
原理和过程示意图如图1。
(1)常压分馏(在常压分馏塔内完成)常压分馏塔,压力同大气,自下而上温度渐低。
经加热的原油进入常压分馏塔后,各种烃类气化上升——沸点高的重馏分,在温度较高的下部就凝结分流;沸点越低的轻馏分,越能上升到温度较低的分馏塔上部分流。
因此,由塔顶到塔底得到的馏分由轻到重:塔顶是汽油馏分,往下依次是煤油、轻柴油、重柴油馏分,沸点大于350℃的馏分称为重油,原油中未气化的部分称为残渣油从常压分馏塔底部排出。
常压分馏所得的重油,是炼制基础油的主要原料。
(2)减压分馏为了得到不同性质的基础油,需进一步分馏重油将其分割成窄馏分。
但是重油沸点高达300~700℃,若仍用常压分馏,某些烃类会裂化分解,无法得到所需的润滑油馏分。
因此,将重油加热后进一步减压分馏(或称低压分馏)。
减压分馏在减压分馏塔内完成。
减压分馏塔,用抽真空方法将塔内绝对压力降低到1~8KPa,温度也是由下而上逐渐降低,将重油分馏出所需的各种轻质基础油、中质基础油、重质基础油和渣油基础油。
轻质基础油,主要用作高速轻载机械的润滑油和绝缘油(如透平油、变压器油)的原料。
中质基础油,主要用作中等载荷的发动机(如小汽车等)和相当要求的工业机械润滑油的原料。
重质基础油,主要用作重载发动机(如船用柴油机等)润滑油的原料。
渣油基础油,是制造高黏度润滑油例如气缸油、齿轮油等润滑油的原料。
图1原油分馏原理和过程示意图1.2润滑基础油的精制(工艺流程见图2)减压分馏所得的各种馏分,仍含有许多不良成份和有害成分,例如多环烃、固体烃(蜡)、胶质、沥青以及影响色度的物质等,还不能直接用作润滑油,必须进一步精制提纯,以保留润滑油中的理想成分和去除非理想组分,使基础油具有较好的低温性能、黏温性能、抗氧化安定性能和良好的色度等。
图2基础油精制工艺流程基础油精制,主要包括丙烷脱沥青、溶剂精制、溶剂脱蜡、白土或加氢补充精制等。
1.3润滑油产品的调合——润滑油添加剂经过精制的不同基础油,还要根据对润滑油性能的不同要求添加相应的添加剂调合,才成为润滑油产品上市场销售。
添加剂,是一类油溶性化合物,只需在润滑油中加入百分之几甚至百万分之几,就能显著改善润滑油的一种或几种品质(使用性能)。
润滑油添加剂种类繁多。
发动机管理使用者不必详知每一种添加剂,但应了解主要添加剂的作用。
(1)清净剂和分散剂清净剂,基本结构主要包括亲油基、极性基和连接部分,多数具有碱性或高碱性。
根据“分子结构相似相溶”的原理,清净剂能够溶解润滑油中胶质、漆膜、积炭等,持续中和润滑油使用过程中氧化生成的酸性物质和含硫燃油燃烧后产生的强酸物质并防止其沉积,从而保护发动机金属部件不受酸性物质腐蚀。
分散剂,基本结构与清净剂类似,能溶解粘附在活塞上的漆膜和积炭,并分散到润滑油中在润滑油循环过程中过滤掉,从而保持金属机件的清洁;同时防止润滑油中氧化胶质沉积,减少曲轴箱中的油泥,延长润滑油使用寿命。
柴油机,特别是烧渣油的大型船用柴油机,系统油和气缸油都对清净剂的要求较高。
(2)黏度指数改进剂润滑油的黏度随温度升高而降低。
为使润滑油黏度随温度升高而降低不致过大,即改进其黏温性能,需加入黏度指数改进剂。
效果较好的黏度指数改进剂是一种高分子聚合物。
润滑油加入这种高分子聚合物后,低温时长链缩成一团,润滑油黏度增加较小;随着温度升高,长链逐渐伸展开来,增大润滑油分子间的运动阻力,减少滑油黏度下降的程度,满足高温时的黏度要求。
目前,可满足四季通用的多级润滑油,既具有良好的低温起动性能,又具有高温润滑性能,主要是黏度指数改进剂在起作用。
(3)抗氧抗腐蚀添加剂添加抗氧抗腐蚀添加剂后,虽不能完全防止润滑油氧化,却能大幅改善抗氧化性能,有效防止酸性物质腐蚀金属,减少漆状物生成。
据有关资料介绍,添加了抗氧抗腐蚀添加剂,润滑油的寿命可延长四倍以上。
(4)极压抗磨剂润滑油添加极压抗磨剂,能提高润滑油工作载荷,减少摩擦磨损,防止烧结。
发动机体积越来越小而功率越来越大,极压抗磨剂起到至关重要的作用。
(5)油性剂和摩擦改进剂油性剂和摩擦改进剂,极性基团对金属有很强的亲和力,油性基团吸附在摩擦表面,形成分子定向吸附膜,阻隔金属间接触,从而减少摩擦和磨损。
(6)降凝剂降凝剂能显著降低润滑油凝点,改善低温流动性能,降低润滑油使用的温度下限,拓展了润滑油使用范围,还可减少对优质原油的依赖。
2润滑油的主要理化指标润滑油有一套理化指标评价体系,反映润滑品质优劣,指标达数十个,每个指标都有规定的测定方法和数值标准。
船用润滑油的指标,主要有黏度、黏温性能、凝点、闪点、碱值、黏度指数、倾点、油性和极压性、水溶性酸及碱、抗乳化性、抗泡性、腐蚀性、抗氧化安定性、杂质、水分等等。
选用船用润滑油,主要考虑黏度、黏温性能、凝点、闪点和碱值等五个指标。
(1)黏度黏度,即是润滑油黏稠程度,是润滑油最重要的指标之一,常用运动黏度表示,常用单位是mm2/s。
黏度对润滑性能影响巨大,对于两个摩擦面间楔形油膜的形成起决定性作用。
黏度得当,不仅能保护发动机,而且提高其动力性能和经济性,既是润滑油分级的依据,也是选用润滑油的主要依据。
(2)黏温性能反映润滑油黏度随温度变化而变化的程度。
黏度随温度变化小,称为黏温性能好。
(3)凝点凝点是润滑油失去流动能力的最高温度,对润滑油的使用、管理和运输都有很大影响。
(4)闪点润滑油可燃,闪点是评定润滑油着火危险性的指标,对润滑油的使用、储存和运输有重要的安全意义。
船用要求,新油闪点高于65℃,使用中不得低于45℃,否则必须换油。
(5)碱值(TBN)碱值是润滑油中碱性物质含量,单位mgKOH/g,是选用船用润滑油的主要指标之一。
润滑油中的碱性物质,用来中和润滑油中的酸性物质,对使用含硫燃油的发动机尤其重要。
3内燃机润滑油性能的标准目前,内燃机润滑油性能还没有世界统一的标准,不同标准的命名方法和牌号标识也不同。
国际上比较通行的标准:·黏度等级标准,是美国汽车工程师协会的SAE。
·质量等级标准,是美国石油协会的API,和国际润滑剂标准化及认证委员会(ILSAC)的GF-×规格。
ILSAC的GF-X规格,是鉴于磷引起转化尾气的催化剂中毒,在API相应指标基础上更严格地限定油品含磷量,同时相应提高油品的氧化安定性、高温抗磨性、高温沉积物控制、泵送性能等指标,规格有GF-1、GF-2、GF-3、GF-4等。
3.1润滑油黏度的等级和牌号美国汽车工程师协会的SAE黏度等级标准,依据边界泵送温度、低温动力黏度、运动黏度、高温高剪切黏度(SE和SF级汽油机润滑油无此指标)、黏度指数、倾点等指标,将润滑油黏度分为11个等级,含“W”的是冬季润滑油,不含“W”的是夏季润滑油。
按黏温性能,又分为单级润滑油和多级润滑油。
表1我国内燃机油黏度等级(GB/T14906-1994)我国基本按照以上标准分类,1994年颁布了内燃机润滑油黏度分级国家标准GB/T14906-1994,与美国汽车工程师协会的黏度等级标准(SAE J 300FEB92)基本相同,“表1”是内燃机润滑油黏度基本等级分级情况。
需注意,等级号只是规定温度下测得的润滑油黏度范围代码,而不是具体黏度值。
(1)单级润滑油单级润滑油,只能满足既定的低温或高温条件使用,明显地受地区范围和季节范围限制。
·冬季润滑油,以最大低温黏度、最高边界泵送温度、100℃时最小运动黏度等三个指标分为0W、5W、10W、15W、20W、25W等六个级号,突出润滑油低温性能,以保证低温环境下润滑油的流动性和发动机低温起动性能。
从表1所列1 00℃运动黏度标准看,冬季润滑油不能保证高温环境下发动机对黏度的要求,因此冬季润滑油几乎没有实际使用价值,市场上也没有供应。
·夏季润滑油,以100℃时最小运动黏度分为20、30、40、50、60等5个级号,突出高温性能,对低温性能不作要求。
低温环境下,夏季润滑油黏度变得很大甚至失去流动性,可能造成发动机启动困难甚至损坏。
船舶一般都使用单级(夏季)润滑油,如SAE30、SAE40和SAE50等,因为船舶保温设施完善,夏季润滑油已经能够满足船用柴油机的环境温度条件。
(2)多级润滑油多级润滑油,能同时满足2个黏度级,即其黏度既满足含“W”的低温黏度使用条件,又能满足不含“W”的高温使用条件,可冬夏通用。
有资料介绍,多级润滑油能降低发动机磨损和节省燃料,比同黏度级别单级润滑油节省燃料2%~3%。
多级润滑油广泛应用于陆用,尤其是汽车、列车机车、保温措施较差的小型船用柴油机,如救生艇发动机、应急发电机等。
多级润滑油的SAE标识,使用三段表示:例如SAE10W-40,表明按SAE黏度等级标准,同时符合10W和40两个黏度等级指标。
3.2润滑油的质量等级我国的质量等级分类标准采用美国石油协会API的质量等级标准,和国际润滑剂标准化及认证委员会(ILSAC)的“GF-X”规格:·按发动机种类,S代表汽油机用润滑油,C代表柴油机用润滑油;·两种发动机的润滑油质量等级均以英文字母A、B、C、……为序,序号靠后的质量更高。
其中A、B级这两个质量等级润滑油质量过低,不能满足当代发动机使用要求,已经废止并停止生产。
汽油机润滑油产品,分为SE、SF、SG、SH、SJ、SL、GF-1、GF-2、GF-3等9个质量等级;而行业标准已发展到SM、GF-4高质量等级规格,其中GF-1、GF-2、GF-3和GF-4是节能和环保型润滑油规格。