第2讲柴油机系统润滑系统.ppt

2019/9/22,第三节 润滑系统,一、润滑系统的功用和组成 二、润滑系统的主要设备 三、润滑系统的维护管理,2019/9/22,一、润滑系统的功用和组成,（）润滑系统的功用？ 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。,2019/9/22,（二）润滑系统的型式及组成,湿曲轴箱式润滑系统 没有专门的润滑油箱，油底壳起着循环油柜的作用。润滑油泵直接从油底壳中把滑油送到各摩擦表面，经过润滑后的滑油全部流回油底壳中。,干曲轴箱式润滑系统 有专门的滑油箱储存滑油，由油底壳或机座收集的滑油经循环油泵不断地抽出（或依靠重力）送至滑油箱；再由压力油泵把滑油箱中的滑油送到各摩擦表面。,两种系统,2019/9/22,135柴油机湿曲轴箱式润滑系统,优点：比较简单。 缺点： 1.润滑油与漏到曲轴箱中的燃气接触机会增多，容易使滑油变质； 2.在强化柴油机中，油底壳中的润滑油会形成很多泡沫，滑油泵吸入泡沫就不能保证良好的润滑和工作的可靠性； 3.在船舶摇摆较大时，滑油泵有时吸不上油，影响到润滑油供给的连续性； 4.另外，清洗和检查油底壳很不方便。,2019/9/22,6160A柴油机润滑系统简图 1过滤器 2手摇泵 3调压阀 4压力泵 5滑油箱 6、7滑油冷却器,优点： 1.能减少滑油与燃气的接触机会，防止滑油变质； 2.曲轴箱的容积和高度可以减小； 3.滑油积集于单独的循环油箱中，保证船舶摇摆倾斜时不会中断供油； 4. 便于滑油的检查和更换，放出滑油中的气泡； 5.对于大型柴油机来说，便于工作人员进入曲轴箱内拆装或检查零件。 缺点：结构相对复杂,大型低速机都采用干曲轴箱式润滑系统。 其滑油系统通常又由： 曲轴箱强制润滑系统 曲轴箱油分油净化系统 废气涡轮增压器润滑系统等组成。,2019/9/22,Sulzer RND-M柴油机曲轴箱油循环系统 1主机 2循环油柜 3滑油冷却器 4滑油泵5十字头滑油泵6滑油滤器7吸入滤器8温度控制阀 9减压阀10十字头滑油进口11轴承滑油进口管12轴承滑油压力表,2循环油柜 7吸入滤器 4滑油泵（压力0.30.4Mpa） 6滑油滤器 3滑油冷却器 8温度控制阀 总管（下分三路进入主机） 5十字头滑油泵（0.81.6Mpa） 润滑十字头 9减压阀（ 0.150.25Mpa ） 11轴承滑油进口管润滑各轴承 到换向伺服机构 各路滑油使用后均流入曲轴箱油底壳回流到循环油柜,2019/9/22,Sulzer RTA型柴油机曲轴箱润滑系统 1主滑油泵；2-冷却器；3-滤器滑油冷却器；4-增压泵；5-除气器；6、7-节流阀；8-排气阀促动机构；9-滤器；10-减压阀；11-最低油压指示器,2019/9/22,MC型柴油机滑油系统,日用油柜 滑油循环柜（粗滤器） 主滑油泵（两台，一台备用多用螺杆泵，工作压力为0.4MPa，最大工作温度为60，泵送的最大滑油粘度为400cSt。 ） 滑油冷却器（当柴油机冷油起动时，部分打开主滑油泵旁通阀，以降低电动机功率） 温度调节阀 细滤器（工作压力为0.4MPa过滤细度为50m ） 三路至主机： 一路连接法兰U去冷却活塞； 另一路通过碟阀和连接法兰R去润滑柴油机主轴承。 两台凸轮轴和排气阀滑油加压泵（设计压力为0.3MPa，加压后的工作压力为1.2MPa）连接法兰Y进口供油给排气阀驱动油泵和凸轮轴。 柴油机曲轴箱通过透气管AR直接通往甲板，透气管内有泄放装置，可将管内的冷凝油流回泄油柜。 滑油分油机可使滑油循环柜中滑油循环净化，也可将滑油循环柜内的滑油净化后送至滑油日用柜或去主机暖机。,现代船舶多采用反冲式自动清洗滤器，能过滤直径为1530m的杂质颗粒,2019/9/22,（三）曲轴箱油净化系统,曲轴箱油净化系统在柴油机运转中可连续对滑油循环柜中的曲轴箱油进行分离净化处理，排除曲轴箱油使用中混入的各种杂质和氧化沉淀物。 也可在停港期间把全部滑油泵至滑油处理柜中，再视情况进行有关处理，如预热、沉淀、放水、放残等。处理完毕后再用分油机用允许的小分油量分油并送回循环柜。如需进行水洗法处理，则在滑油分油机入口处加入相当于12%滑油量的淡水进 行净化。,2019/9/22,曲轴箱油净化系统 1-滑油循环柜；2-污油吸入管；3-泵；4-加热器；5-分油机；6-净油；7-滑油泵；8-滤器；9-冷却器；10-冷却水出口；11-柴油机；12-冷水；13-工作水箱；14-水出口；15-污油出口；16-污油箱；17-加热管；18-污油泵出口,1滑油循环柜 污油吸入管2 4加热器预热后 分油机（净化后分三路） 6净油1循环柜。 水分14 污渣1516排污箱（渣可由污油泵排出）,2019/9/22,涡轮增压器的重力-强制混合润滑系统,2019/9/22,二、润滑系统的主要设备,1、滑油泵 2、滤器 3、滑油冷却器,2019/9/22,1、滑油泵,滑油泵常设有两台，其中一台备用。滑油泵一般采用回转泵。为保证滑油压力稳定和流动均匀，常采用螺杆式。在泵的吸入端管上一般装有真空表，真空度不超过33.3kPa。泵的排出管上装有安全阀和调节压力、流量的旁通阀。,2019/9/22,2、滤器,滑油泵的进口端和出口端通常分别设有粗、细滤器，滤器一般为双联式。 粗滤器可滤清机油中0.0250.12mm较粗的机械杂质，装在滑油泵的进口端；如缝式滤器。 细滤器一般可滤掉0.010.04mm的杂质。装在滑油泵的出口端，具有滤清效果好、通过能力大、结构简单等优点。,2019/9/22,2019/9/22,离心式滤清器工作图,2019/9/22,3、滑油冷却器,船舶柴油机的滑油冷却器绝大多数都采用水冷式，按不同结构形状可分为管式、板式和螺旋铜管式三类。,2019/9/22,6135型柴油机滑油冷却器,2019/9/22,板式热交换器流动原理图,2019/9/22,三、润滑系统的维护管理,正确选择滑油。滑油压力和温度按说明书规定值进行调节。 确保滑油的工作压力。 运转中的滑油压力应保持在0.150.4MPa之间，以保证各轴承的连续供油。 滑油压力应高于海水压力，以防冷却器泄漏时海水漏入滑油中。滑油压力可借滑油泵的旁通阀来调节。 滑油压力也不宜太高，压力太高了不但增加滑油泵的负担，浪费功率，接合面易漏油，而且从轴承间隙漏出的多量滑油，形成雾状细滴、在曲柄箱中容易受热氧化而变质，也增加滑油的消耗。 滑油压力升高一般是因为滑油管道或滤器堵塞，或调节不当引起的。,2019/9/22,三、润滑系统的维护管理,确保滑油的工作温度： 滑油进口温度应保持在4055之间； 最高温度不允许超过65（中、高速机为7090）； 进、出口温差一般为1015。滑油温度可通过滑油冷却器旁通阀进行调节。 保证正常的工作油位。 应经常检查循环柜的油位，及时补充滑油，使之保持足够的油量。 一般，正常油位应位于循环柜顶板下面1520cm处。,2019/9/22,三、润滑系统的维护管理,备车和停车时的管理： 备车时应对滑油柜加温，使滑油温度预热到38左右，以便杂质分离和防止油泥沉淀在管壁上，并可减轻滑油泵的负荷。 加热后即可开动滑油泵，使滑油在系统中循环，防止柴油机起动时干摩擦。 停车后，应继续让系统运转20min左右，使发动机各润滑表面继续得到冷却。 应定期检查和清洗滑油滤器和冷却器。,2019/9/22,第四节 冷却系统,一、冷却系统的功用 二、冷却系统的组成和布置 三、冷却系统的主要设备 四、冷却系统的维护管理,2019/9/22,一、冷却系统的功用,1、严重受热对零件的影响 2、冷却系统的功用 3、过分冷却的不利影响 4、常用冷却介质,2019/9/22,1、严重受热对零件的影响,严重的受热会造成： 材料的机械性能下降 破坏运动部件之间的正常间隙 进气温度升高，密度降低，进气量下降 润滑油的温度也逐渐升高,2019/9/22,2、冷却系统的功用,冷却可以保持受热件的工作温度不超过材料所允许的限值，从而保证在高温状态下受热部件的足够强度； 冷却可以保证受热件内外壁面适当的温差，减少受热件的热应力； 冷却可以保证运动部件的适当间隙、缸壁工作面滑油膜的正常工作状态。,2019/9/22,3、过分冷却的不利影响,过分冷却将导致： 能量损失 热应力超过本身的强度而产生裂纹 滑油粘度变大而增加摩擦功的消耗 产生低温腐蚀,2019/9/22,4、常用冷却介质,冷却系统的主要任务：保证柴油机在最适宜的温度状态下工作，达到既能避免零件的损坏和减小其磨损，又能充分发出它的有效功率。 柴油机的冷却方式分为强制液体冷却和风冷两种。 液体冷却的介质通常有淡水、海水、滑油等。,2019/9/22,4、常用冷却介质,淡水：水质稳定，传热效果好并可采用水处理解决其腐蚀和结垢的缺陷。是理想的冷却介质。 海水：水源充裕但水质难以控制且其腐蚀和结垢问题比较突出。 滑油：比热小，传热效果较差，在高温状态易在冷却腔内产生结焦，但它不存在因漏泄而污染曲轴箱油的危险，因而适于作为活塞的冷却介质。 当代新型超长行程柴油机的活塞冷却，大多选用曲轴箱油作为冷却介质。 柴油：用来作为喷油器的冷却介质。,2019/9/22,二、冷却系统的组成和布置,1、闭式循环冷却系统 2、开式循环冷却系统 3、中央冷却系统,2019/9/22,1、闭式循环冷却系统,用淡水冷却主机，用海水冷却淡水的冷却方式为闭式冷却系统。有两种方案 淡水泵供应的淡水先进主机，然后去淡水冷却器。由于冷却器内淡水的压力较低，易发生海水漏入淡水的情况。 淡水泵供应的淡水先去冷却器，然后再去主机。由于主机淡水冷却腔内的压力较低，易造成死角，出现局部的蒸发，引起穴蚀或局部过热，甚至发生咬缸事故。 a方案使用比较广泛，b方案仅在部分船舶上得到应用 大型低速机冷却系统有三个闭式淡水冷却系统。缸套和气缸盖 ；活塞（用水冷却）；喷油器（用水冷却）。,2019/9/22,冷却系统布置方案 1-柴油机；2-膨胀水箱；3-冷却器；4-淡水泵,2019/9/22,MAN B&W MC系列柴油机缸套冷却水系统,2019/9/22,6NVD36柴油机闭式循环冷却系统循环示意图,2019/9/22,1、闭式循环冷却系统,特点 淡水中所含杂质和盐分较少，腐蚀和结垢不严重，能保持机件良好的散热。 出水温度可提高到7590，进水温度也不受自然环境的影响，还可以自动调节，使进出口温差较小，因此机件所受热应力不致过大。 燃气与冷却水之间的温度降减小，减小了传给冷却水的热损失，可以提高工作循环的热效率。 整个系统较为复杂。,2019/9/22,膨胀水箱功用：,膨胀水箱设置在淡水系统的高处。 当系统中的淡水受热后膨胀或冷却后收缩时，它能提供膨胀收缩的余地； 能及时排出系统中的气体； 当淡水蒸发或系统有漏泄时能及时给系统补水； 保证了淡水泵具有一定的吸入压力； 还可作为水处理的投药处； 暖缸时也可通过它对淡水进行加温。,2019/9/22,2、开式循环冷却系统,用海水（舷外水）来冷却淡水、滑油、增压空气和空气压缩机等。系统的基本组成是：海底阀（海底门）和大排量海水泵。 系统中还装设感温元件6和自动温度调节阀11，使部分使用的海水回流至海水泵进口，保证进冷却器的海水温度不低于25 。 由于海水中含有大量盐类、杂质和气体，受热后会在冷却表面沉积成水垢，降低冷却效果，故海水的出口温度不得高于50。,2019/9/22,开式海水冷却系统,2019/9/22,135系列柴油机的开式循环冷却系统,2019/9/22,开式循环冷却系统线路图,2019/9/22,2、开式循环冷却系统,特点： 装置简单、维护方便，水源充裕。 水中含有较多的杂质和盐分，容易生成水垢。 用海水作冷却水源时，为了防止盐分大量析出，出水温度不得超过50。 仅用于技术指标不高的中、小型柴油机中。随着船用柴油机强化程度的不断提高，很少再采用开式循环冷却系统。,2019/9/22,3、中央冷却系统,特点： 使用不同工作温度的两个单独淡水循环系统。高温的热淡水闭式系统用于冷却主机，低温的温淡水闭式系统用于冷却高温淡水和各种冷却器。 受热后的温淡水再在一个中央冷却器中由开式的海水系统进行冷却，因此可保证只使用一个用海水作为冷却液的冷却器。 简化了海水管系的布置，并保证柴油机的工况变化时，其冷却水参数变化较小。,2019/9/22,MAN BW MC/MCE型柴油机中央冷却系统,2019/9/22,3、中央冷却系统,优点：海水管系及中央冷却器的维修工作减至最低限度；气缸冷却水温度稳定，不受工况变化的影响；淡水循环可多年保持清洁，维修工作量极少。 缺点：增加了中央冷却器及其辅助设备与管系，因而投资费用较高；由于附加管系的阻力损失，使泵送耗功也有所增加。 在近代建造的现代化船舶中，大多采用中央冷却系统。,2019/9/22,三、冷却系统的设备,1、水泵 2、冷却器 3、调温器,2019/9/22,1、水泵,水泵的功用是使冷却水有一定的压力，加速循环流动。离心式水泵因其结构简单、尺寸小、排量大、工作可靠、制造容易，以及当水泵由于故障而停止工作时，冷却水仍可进行自然循环，防止柴油机因局部过热而损坏等优点，在冷却系统中被广泛采用。缺点是吸头低。扬程小。,2019/9/22,2、冷却器,淡水冷却器是用海水来冷却封闭循环的淡水；滑油冷却器是用水来冷却润滑系统中温度升高的滑油；空气冷却器是用水来冷却增压后温度升高的空气。从热交换的角度来看，它们都是热交换器。近年来出现了一些较新式的板式热交换器，但目前船舶柴油机上使用较广泛的仍是管式热交换器。,2019/9/22,6135 型柴油机的淡水冷却器,2019/9/22,6135型柴油机滑油冷却器,2019/9/22,3、调温器,当水温较低时，使冷却水不去淡水冷却器冷却，只进行有利于提高进水温度的“小循环”； 当水温升高到一定数值时，再使冷却水全部通过淡水冷却器，进行有利于降低进水温度的“大循环”； 或者是一部分冷却水作大循环，另一部分作小循环，使冷却水汇合时得到适宜的进水温度。冷却水的循环路线和流量由自动调温器来控制。 较常用的是波纹管调温器和蜡