新聞主題	柴油機潤滑系統的組成、作用及潤滑方式

 

摘要：柴油機潤滑系統的任務是將潔凈的、溫度適當的機油（機油）以一定的壓力送至各摩擦表面進行潤滑，使兩個摩擦表面之間形成一定的油膜層以避免干摩擦，減小摩擦阻力，減輕機械磨損，降低功率消耗。此外，由于機油在潤滑系內不斷循環，清洗摩擦表面，帶走磨屑和其他異物；還可以帶走摩擦產生的熱量，起冷卻作用，從而提高柴油發電機工作的可靠性和耐久性。

 

一、潤滑系統的作用

 

1、減少摩擦

      潤滑系統使兩零件間形成液體摩擦以降低摩擦系數，減少摩擦功，提高機械效率；減少零件磨損，延長使用壽命。

2、冷卻作用

       通過機油帶走零件所吸收的部分熱量，使零件溫度不致過高。

3、清潔雜質

      利用循環機油沖洗零件表面，帶走因零件磨損形成的金屬屑等臟物。

4、密封作用

      在運動零件之間形成油膜，提高密封性，防止漏氣或漏油。

5、防銹

      機油附著于零件表面，可防止零件表面與水分、空氣及燃氣接觸而發生氧化和銹蝕，以減少腐蝕性磨損。此外，機油膜還有減輕軸與軸承間和其他零件間沖擊負荷的作用。

 

二、潤滑方式

 

      柴油柴油機按機油輸送到運動零件摩擦表面的方式不同，主要有三種潤滑方式：飛濺式潤滑、壓力式潤滑和油霧潤滑。

1、壓力潤滑

      它是利用機油泵的壓力，把機油從油底殼經油道和油管送到各運動零件的摩擦表面進行潤滑。這種潤滑方式，潤滑可靠、效果好，并具有很高的清洗和冷卻作用。適用于工作載荷大、相對速度高的運動表面，如曲軸主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承等。

2、飛濺潤滑

      只有小缸徑單缸柴油機，采用飛濺式潤滑而不用機油泵（壓力式潤滑）的。它利用固定在連桿大頭蓋上特制的油勺，在每次旋轉中伸入到油底殼油面下，將機油飛濺起來，以潤滑柴油機各摩擦表面。其優點是結構簡單，消耗功率小，成本低。缺點是潤滑不夠可靠，機油易起泡，消耗量大。適用于載荷較輕、相對速度較低的運動件表面，如活塞、氣缸壁、凸輪、正時齒輪、搖臂、氣門等。

3、油霧潤滑

      簡單來說，就是使用潤滑脂進行潤滑。對于氣門調整螺釘球頭、氣門桿頂端與搖臂等處，則利用油霧附著于摩擦表面周圍，積多后滲入摩擦部位進行潤滑，只需定期加注潤滑脂進即可。近年來，有采用含有耐磨潤滑材料(如尼龍、二硫化鉬等)的軸承來代替加注潤滑脂的軸承的趨勢。

      現代多缸柴油機大多采用以壓力循環潤滑為主、飛濺潤滑和油霧潤滑為輔的復合潤滑方式。復合潤滑方式工作可靠，并可使整個潤滑系統結構簡化。對于用壓力送油難以達到、承受負荷不大和相對運動速度較小的摩擦表面，如氣缸壁、正時齒輪和凸輪表面等處，則用經軸承間隙處飛濺出來的油滴進行潤滑。

 

圖1 柴油機潤滑系統剖析圖

圖2 柴油機潤滑系統框架圖

 

三、潤滑系統的組成

 

      現以康明斯系列柴油機潤滑系統（如圖3所示）為例具體說明潤滑系統的組成。該機采用濕式油底殼（油底殼中存儲機油）復合潤滑方式。主要運動零部件摩擦副如主軸承、連桿軸承、凸輪軸軸承及正時齒輪等處用強制的壓力油潤滑；另一部分零部件如活塞、活塞環與氣缸壁之間，齒輪系、噴油泵凸輪及調速器等靠飛濺潤滑。噴油泵與調速器需要單獨加機油。另外，水泵、風扇及前支承等處用潤滑脂潤滑。其潤滑系統主要包括：油底殼、機油泵、粗濾器、精濾器、冷卻器、主油道、噴油閥、安全閥和調壓閥等。

 1、機油泵及濾清器

      機油由機體側面（或氣缸罩上）的加油口加入到柴油機油底殼內。機油經濾油網吸入機油泵，泵的出油口與機體的進油管路相通。機油經進油管路首先到粗濾器底座，由此分成兩路，一部分機油到精濾器，再次過濾以提高其清潔度，然后流回油底殼內。而大部分機油經機油冷卻器冷卻后進入主油道，然后分成幾路。

① 經噴油閥向各缸活塞頂內腔噴油，冷卻活塞并潤滑活塞銷、活塞銷座孔及連桿小頭襯套，同時潤滑活塞、活塞環與氣缸套等處。

② 機油進入主軸承、連桿軸承和凸輪軸軸承，潤滑各軸頸后回到油底殼內。

③ 由主油道經機體垂直油道到氣缸蓋，潤滑氣門搖臂機構后經氣缸蓋上推桿孔流回到柴油機油底殼內。

④ 經齒輪室噴油閥噴向齒輪系，然后流回油底殼。

2、調壓閥與安全閥

① 機油泵上裝有限壓閥，用來控制機油泵的出口壓力。

② 機體前端的發電機支架上裝有安全閥，以便柴油機啟動時及時向主油道供給機油，當冷卻器堵塞時可確保主油道供油。

      可調式是通過調節螺釘來調節彈簧的預緊力，以此來達到控制鋼球開啟時所需要的油壓大小。不可調式為彈簧的彈力和長度是已定值，將彈簧壓縮后用銷釘控制在閥體上，彈簧壓縮后向外釋放的彈力便是該鋼球動作時所需要的機油壓力。當系統內機油壓力大于彈簧彈力時，鋼球打開后將系統內油壓流回油池。

③ 機體右側主油道上裝有一個調壓閥，用來調節系統內的最大油壓，油壓過低時潤滑不良，油壓過高時潤滑過量并且容易出現竄機油現象。

3、機油壓力檢測裝置

      機油冷卻器上還裝有機油壓力及機油溫度傳感器。機油壓力開關的控制原理有兩種。

① 是與機油報警燈相接，點火開關打開時，機油指標示燈發亮。當柴油機起動后，系統內機油壓力升高，膜片在油壓的作用下克服彈簧的彈力，使觸點斷開，機油指示燈熄滅，說明系統內油壓正常，否則說明系統內油壓過低或無油壓

② 機油壓力開關直接與點火器中的一根接地線相接（多使用在多缸數字式點火系統中），柴油機初起動時（起動機轉動），先將系統內機油壓力升高，使機油壓力開關內觸點斷開，點火系統才能有高壓火，否則高壓無火。

 4、油底殼

      整個柴油機潤滑系統中，油底殼作為機油儲存和收集的容器。用兩只機油泵來實現機油的循環。油底殼側面裝有油尺，尺上刻有“滿”和“加油”標記，柴油機運轉時應將油面保持在“滿”和“加油”線之間。

      上述濕式油底殼潤滑系統，由于設備和布置簡單，因此為一般柴油機所采用。另外還有一種干式油底殼（油底殼中機油很少）潤滑系統，其特點是有專門的機油箱儲油，并有兩只甚至三只機油泵。其中吸油泵把積存在油底殼中的機油送到機油箱中；壓油泵把機油箱中的油泵入各潤滑部件中去。干式油底殼可使機油的攪拌和飛濺減少，機油不易變質，并能降低柴油機高度，適用于縱橫傾斜度要求大和柴油機高度要求特別低的場合。 

5、溢流閥

    溢流閥的作用是當系統內機油壓力過高時將壓力油釋放回油池。溢流閥由閥體、閥（套）、彈簧、墊圈和彈性擋圈組成。溢流閥一般在油泵或者油泵輸出端的主油道內，當柴油機轉速急劇上升時，機油泵輸出的油量突然急增，導致系統內機油壓力突然大幅升高，由溢流閥將此油壓釋放回油泵。溢油閥裝在油泵體上，有的裝在主油道中，但其功能是相同的。

 

圖1柴油發電機的潤滑系統示意圖

機油壓力控制開關結構圖

 

總結：

      柴油機工作時，傳力零件的相對運動表面(如曲軸與主軸承、活塞與氣缸壁、正時齒輪副等)之間必然產生摩擦。金屬表面之間的摩擦不僅會增大柴油機內部的功率消耗，使零件工作表面迅速磨損，而且由于摩擦產生的大量熱可能導致零件工作表面燒損，致使柴油機無法運轉。因此，為保證柴油機正常工作，必須對相對運動表面加以潤滑，也就是在摩擦表面上覆蓋一層機油使金屬表面間形成一層薄的油膜，以減小摩擦阻力，降低功率損耗，減輕機件磨損，延長柴油機使用壽命。潤滑系統的功能就是保證柴油機正常的進行工作，并且能有效減少柴油機內部的磨損，延長柴油機的使用壽命。機油要定期保養更換，保證柴油機始終處在良好的潤滑狀態下運轉。

 

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