第一章_船舶動(dòng)力裝置系統(tǒng)_第二節(jié) 滑油管系

1、第二節(jié) 滑油管系一、滑油管系的任務(wù)及組成滑油管系的基本任務(wù)是保證供應(yīng)主、輔機(jī)，壓縮機(jī)、傳動(dòng)設(shè)備及軸系等各運(yùn)動(dòng)部件一定壓力和溫度的滑油進(jìn)行潤滑和冷卻。其目的是在兩個(gè)接觸機(jī)件間以液體摩擦防止發(fā)生干摩擦，從而減低摩擦功的消耗，減少摩損，以及帶走機(jī)件中因摩擦而產(chǎn)生的金屬屑和炭渣等有害物質(zhì)?；团c燃油不同，除因部分滑油燒掉或變質(zhì)而需要更換部分滑油外，其余極大部分經(jīng)重新處理后可再行利用。故滑油的消耗量比燃油要小得多，柴油機(jī)的滑油消耗率一般僅為27g/Hp·h，蒸汽輪機(jī)與燃汽輪機(jī)（包括減速齒輪箱）的滑油消耗率為1g/Hp·h左右。但為了延長滑油的使用期，對大中型艦船的滑油管系設(shè)置滑油分離

2、機(jī)。分離機(jī)及其管系布置應(yīng)保證機(jī)組在停機(jī)或運(yùn)行過程中，能分離滑油中滲入的水份和雜質(zhì)。滑油管系仍包括：注入、貯藏、輸送、凈化、供應(yīng)及計(jì)量等六個(gè)部份。二、滑油管系的設(shè)計(jì)一般要求鋼質(zhì)海船的滑油管系的設(shè)計(jì)要求見有關(guān)規(guī)定，而軍用艦艇滑油管系的設(shè)計(jì)與布置應(yīng)滿足如下要求：1.每臺(tái)主、輔機(jī)組，應(yīng)有各自獨(dú)立的滑油系統(tǒng)。2.標(biāo)準(zhǔn)排水量在1000t以上的艦船，每臺(tái)主機(jī)應(yīng)設(shè)二臺(tái)滑油泵，其中至少有一臺(tái)為獨(dú)立動(dòng)力的備用泵。每臺(tái)泵的容量應(yīng)能滿足主機(jī)最大功率工作時(shí)所需的油量。3.主、輔柴油機(jī)的滑油泵如為柴油機(jī)本身帶動(dòng)，一般均需設(shè)置預(yù)注油泵，小型柴油機(jī)除外，管系中的其它滑油泵，在壓頭和容量滿足下，亦可作為預(yù)注油泵。預(yù)注油泵一般應(yīng)

3、滿足下列要求：(1) 作為發(fā)電機(jī)組的柴油機(jī)，其電動(dòng)預(yù)注油泵的電源應(yīng)來自蓄電池。否則還需設(shè)置應(yīng)急手動(dòng)預(yù)注油泵。(2) 電動(dòng)預(yù)注油泵的連續(xù)工作時(shí)間應(yīng)能滿足柴油機(jī)的啟動(dòng)要求，一般應(yīng)不少于1min。4.可直接換向且自帶滑油泵的柴油主機(jī)，若未設(shè)置獨(dú)立的備用泵時(shí)，應(yīng)設(shè)有供主機(jī)換向時(shí)潤滑的油泵。5.輔汽輪機(jī)的滑油泵應(yīng)由本身帶動(dòng)，并設(shè)有滿足啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)潤滑的輔助油泵。6.廢汽渦輪增壓器的滑油若由柴油機(jī)自帶泵供給時(shí)，應(yīng)設(shè)有備用泵或其它措施，當(dāng)柴油機(jī)停車后，應(yīng)能自動(dòng)接入增壓器滑油管系工作。7.滑油管系中應(yīng)設(shè)有抽除各油艙中沉渣的手動(dòng)泵。8.柴油機(jī)滑油泵的吸入管路應(yīng)裝設(shè)磁性過濾器。輸出管路應(yīng)裝設(shè)精濾器。9.主機(jī)滑油管

4、系的濾器應(yīng)為雙聯(lián)式。功率大于300Hp的柴油機(jī)滑油管系應(yīng)設(shè)有滑油高溫、低溫報(bào)警裝置，一般還應(yīng)設(shè)有滑油低壓自動(dòng)停車裝置。10.主汽輪機(jī)組的滑油總管應(yīng)與主機(jī)保護(hù)裝置相連，在總管油壓降低至極限值時(shí)，主機(jī)應(yīng)迅速停車，并發(fā)出燈光和聲響報(bào)警信號。11.柴油機(jī)組滑油管系應(yīng)設(shè)置能自動(dòng)調(diào)溫的恒溫器。該恒溫器并應(yīng)設(shè)有手控裝置。12.滑油輸送泵的管系應(yīng)和主機(jī)滑油管相連接。13.主汽輪機(jī)組備用滑油泵的動(dòng)力源，應(yīng)不受主動(dòng)力源故障的影響。備用泵應(yīng)設(shè)有自動(dòng)設(shè)備，當(dāng)滑油總管油壓降低到規(guī)定值時(shí)，備用泵應(yīng)能立即自動(dòng)啟動(dòng)，并發(fā)出燈光和聲響報(bào)警信號。14.主汽輪機(jī)的軸承及減速齒輪箱各滑油管上應(yīng)裝設(shè)調(diào)壓閥，其開啟位置應(yīng)加以固定。15.

5、主汽輪機(jī)組滑油泵的壓出管路應(yīng)裝設(shè)截止止回閥。16.滑油管系安裝后應(yīng)有防銹油封措施。滑油管系必須經(jīng)滑油壓力循環(huán)清洗合格后，方可向機(jī)組供油。17.大中型艦船的滑油管系應(yīng)設(shè)置滑油分離器，分離器及其管系布置應(yīng)保證機(jī)組在停機(jī)或運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，能分離滑中滲入的水份和雜質(zhì)。18.主汽輪組滑油管系應(yīng)設(shè)置滑油加熱器。加熱器能量應(yīng)保證在三十分鐘內(nèi)將系統(tǒng)中全部滑油從8加熱到30。19.主汽輪機(jī)組的滑油冷卻器應(yīng)采用二級冷卻。機(jī)組在最大功率工作時(shí)，滑油冷卻器一級出口油溫應(yīng)不大于42。二級出口油溫不大于37。20.滑油循環(huán)艙柜的容量應(yīng)能容納循環(huán)于主機(jī)滑油管系中全部滑油量。循環(huán)艙柜的滑油進(jìn)出口應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離。循環(huán)艙柜的透氣管應(yīng)引

6、到機(jī)艙外，并高出破艙水線。主汽輪機(jī)組的滑油循環(huán)次數(shù)一般為不大于15次/h。主汽輪機(jī)組的滑油循環(huán)油艙一般應(yīng)裝設(shè)低油位警報(bào)器。21.所有的艦船應(yīng)設(shè)有滑油貯存艙柜，其容量應(yīng)不小于循環(huán)滑油艙柜。貯存艙柜的布置一般應(yīng)高于循環(huán)滑油艙柜，油柜上應(yīng)裝設(shè)油位提示器和溢流管。22.污油艙柜的容量應(yīng)能貯存循環(huán)于主、輔機(jī)滑油管系中全部滑油。三、日用滑油管系日用滑油管系的任務(wù)是保證供應(yīng)一定壓力和溫度的滑油，其相應(yīng)設(shè)備為日用滑油泵、滑油冷卻器以及濾器等。保證滑油在摩擦件上的壓力有兩種方式：第一種是利用日用滑油泵直接把滑油壓入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)滑油壓力總管而到達(dá)各摩擦面；第二種方式是日用滑油泵將滑油輸送至高于發(fā)動(dòng)機(jī)的重力油箱中，由重

7、力油箱用管接至發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力總管，利用重力油箱內(nèi)的油的靜壓頭來保證摩擦面上的滑油壓力。第二種方式具有一系列優(yōu)點(diǎn)：1. 滑油壓力均衡不變；2. 日用滑油泵發(fā)生突然故障，不能輸油時(shí)，由于高位油箱中有存油，可以維持發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作幾分鐘，使輪機(jī)員有時(shí)間采取應(yīng)急措施，避免發(fā)動(dòng)機(jī)由于滑油供應(yīng)中斷而損壞；3. 如日用滑油泵是由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，則發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)之前，潤滑系統(tǒng)中就可以有壓力，以利起動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)停車之后，則可以仍用潤滑系統(tǒng)送油，以排除軸承等處的熱量。但重力油箱的使用受一定的條件的限制，尤其在機(jī)艙高度有限的船上，高位油箱便無適當(dāng)位置。日用滑油泵的驅(qū)動(dòng)也有兩種方式：第一種由發(fā)動(dòng)機(jī)本身驅(qū)動(dòng)；第二種由電動(dòng)機(jī)獨(dú)立驅(qū)

8、動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)法的主要優(yōu)點(diǎn)是機(jī)艙設(shè)備可以簡單些，它多用在輕型發(fā)動(dòng)機(jī)上。獨(dú)立驅(qū)動(dòng)法可以體現(xiàn)高位油箱的1和3兩項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，如果使用了滑油備用泵自動(dòng)起動(dòng)設(shè)備，則高位油箱的第2優(yōu)點(diǎn)也具備了。并排除了它要求一定高度的缺點(diǎn)。油壓顯示著有足夠的滑油送到潤滑機(jī)件的摩擦面上去，以維持機(jī)件的正常潤滑和正常的工作溫度。因此保持滑油的供應(yīng)壓力，是發(fā)動(dòng)機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)的最重要的一個(gè)保證條件。除了上述高位油箱和滑油備用泵的應(yīng)急起動(dòng)等安全設(shè)施之外，通常都設(shè)有滑油低壓報(bào)警裝置。四、滑油的凈化處理滑油被日用滑油泵送入發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油系統(tǒng)中，完成潤滑冷卻作用之后，起了兩方面的變化。第一方面是滑油接受了機(jī)械摩擦功所轉(zhuǎn)化的熱量而提高了溫度；另一方

9、面是由于潤滑冷卻循環(huán)過程中，滑油的質(zhì)量逐漸下降，其變質(zhì)的主要原因是隨著溫度升高引起粘度變化，與空氣的作用發(fā)生氧化，使滑油中有膠狀氧化物出現(xiàn)，特別是循環(huán)系統(tǒng)的滑油兼作氣缸潤滑的時(shí)候，滑油的氧化更劇烈，并且還會(huì)把活塞環(huán)槽處的積炭，燃燒物中的硫酸帶到循環(huán)油艙、柜中去，燃燒產(chǎn)物中的水蒸汽也會(huì)凝結(jié)成水，混于滑油中，從而進(jìn)一步降低滑油粘度，這些現(xiàn)象都加快了滑油質(zhì)量的下降，雖然采取了許多措施來改進(jìn)，例如在滑油中增加抗氧化添加劑，抗腐蝕的添加劑等，但都只能起減輕的作用，所以滑油的質(zhì)量總是要下降的。為了使滑油在管系不斷循環(huán)工作，在每次循環(huán)中，必須把滑油的溫度重新降為原來進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的溫度，這一部分將在冷卻系統(tǒng)中

10、論述，本節(jié)主要討論如何保持滑油的質(zhì)量在一定范圍內(nèi)， 這樣不僅可以延長滑油的使用時(shí)間，更重要的是減少機(jī)件的摩擦消耗。對于發(fā)動(dòng)機(jī)使用中質(zhì)量下降了的污油，一般有兩種凈化處理方法：平行凈化處理；更換凈化處理。平行凈化處理是當(dāng)日用滑油在工作的同時(shí)，有專門設(shè)備，如離心式分離機(jī)、磁性濾器等將循環(huán)中的一部分滑油中的雜質(zhì)加以清除。單位時(shí)間內(nèi)，雜物自滑油中的清除量等于雜物在滑油中的生成量，則在理論上可以保持滑油的質(zhì)量不變。其工作原理見圖15和圖16。圖15 用離心分油機(jī)平行凈化處理 圖16 用過濾器平行凈化處理利用離心分油機(jī)平行凈化處理常用于大型發(fā)動(dòng)機(jī)上，用過濾器平行凈化處理常用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)上。平行凈化處理用于航

11、程較長的艦船的滑油管系，因?yàn)樵诤骄€較長的情況下，航行中不可能按更換凈化處理方式把主機(jī)停下來更換滑油。另外，平行凈化處理法能經(jīng)常保持滑油質(zhì)量穩(wěn)定，對機(jī)件磨損來說也比較有利。更換凈化處理是讓滑油在循環(huán)系統(tǒng)中連續(xù)工作，直至其質(zhì)量降低到下限時(shí)將其全部取出，更換新油。將污油存放在滑油分離艙內(nèi)單獨(dú)進(jìn)行雜物清除，使滑油質(zhì)量達(dá)到使用要求。常用的潤滑油牌號有：壓縮機(jī)油HS-13，HS-19；汽輪機(jī)油HU-22，HU-30，HU-46，HU-57；柴油機(jī)潤滑油HC-8，HC-11，HC-14。五、滑油管系的類型內(nèi)燃機(jī)滑油管系可分為濕底和干底兩種。1. 濕底管系滑油系統(tǒng)的滑油存放在內(nèi)燃機(jī)的底殼中，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)由本身附

12、帶的油泵抽吸底殼中滑油，泵至各潤滑部分進(jìn)行潤滑，借重力流回底殼中，成為獨(dú)立的潤滑系統(tǒng)。這種系統(tǒng)一般用于小型發(fā)動(dòng)機(jī)，在動(dòng)力裝置中不需另添設(shè)備，只需在經(jīng)過一定的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間后進(jìn)行補(bǔ)充或更新滑油，如圖17所示。2. 干底管系滑油管系的滑油，由另設(shè)的油艙存入，這種系統(tǒng)在大、中型發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍采用，一般有二種形式： 船體結(jié)構(gòu)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)底殼下設(shè)置循 圖17 內(nèi)燃機(jī)濕底潤油管系線圖環(huán)滑油艙時(shí)，可以采用一只油泵，這只油泵可 以由發(fā)動(dòng)機(jī)本身帶動(dòng)或另設(shè)，抽吸循環(huán)滑油艙中的滑油，泵至滑油冷卻器后再至發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部分進(jìn)行潤滑，然后借重力流至發(fā)動(dòng)機(jī)底部集中，又流回到循環(huán)滑油艙中，組成一個(gè)完整的日用滑油管系。這種管系的滑油循

13、環(huán)艙安裝位置必須低于發(fā)動(dòng)機(jī)的底殼，如圖18所示。圖18 內(nèi)燃機(jī)干底單泵滑油管系線圖 圖19 內(nèi)燃機(jī)干底雙泵滑油管系線圖 采用二臺(tái)油泵，這二臺(tái)油泵可以由發(fā)動(dòng)機(jī)本身帶動(dòng)或另設(shè)，一臺(tái)抽吸泵抽吸發(fā)動(dòng)機(jī)底殼的滑油，泵至滑油循環(huán)柜；另一臺(tái)壓入泵，將循環(huán)柜中滑油泵經(jīng)滑油冷卻器，再至發(fā)動(dòng)機(jī)各運(yùn)動(dòng)部分進(jìn)行潤滑后流至發(fā)動(dòng)機(jī)底殼。這種系統(tǒng)不受發(fā)動(dòng)機(jī)和循環(huán)柜安裝位置所限制，冷卻器也可裝在抽吸泵和循環(huán)柜之間，如圖19所示。內(nèi)燃機(jī)干底滑油管系的優(yōu)點(diǎn)是曲柄箱的容積和高度較小，適用于發(fā)動(dòng)機(jī)座矮淺的艦船；另外滑油積集于單獨(dú)的循環(huán)油柜中，有較好條件以便于放出其中的氣泡；而且易于對滑油質(zhì)量進(jìn)行檢查和處理。特別是進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)修理時(shí)，工

14、作人員便于進(jìn)入曲柄箱內(nèi)工作，并且修理時(shí)落于曲柄箱處的污物棉紗等不致將滑油弄臟。六、滑油系統(tǒng)估算1. 主機(jī)滑油消耗量一般可按下式計(jì)算： （121）式中 主機(jī)滑油消耗量（t）；主機(jī)單位馬力小時(shí)的消耗率（g/Hp·h）；主機(jī)長期持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大輸出功率（Hp）；續(xù)航力（h）。注：若主機(jī)采用二種滑油，則分別計(jì)算。2. 輔機(jī)滑油耗量一般可按下式計(jì)算： （122）式中 輔機(jī)滑油消耗量（t）；輔機(jī)單位馬力小時(shí)的消耗率（g/Hp·h）。注：對艦艇應(yīng)另加停泊（自持力時(shí)間內(nèi)）時(shí)滑油的耗量。3. 滑油貯藏量滑油貯藏量一方面要考慮在氣缸中消耗掉的滑油，包括漏油的補(bǔ)充，另一方面要考慮準(zhǔn)備循環(huán)滑油的更換

15、?；偷南呐c發(fā)動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)有關(guān)，一般在27g/Hp·h的范圍內(nèi)，低速機(jī)取低值，高速機(jī)取高值。循環(huán)滑油的更換因素較復(fù)雜，如滑油本身的質(zhì)量，發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀態(tài)，滑油凈化處理能力等因素有關(guān)，因此一般貯藏量不少于全部滑油更換一次所需的量。另外，循環(huán)滑油變質(zhì)還有意外原因，最常見的是由于燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)混入滑油中發(fā)生了稀釋，沖稀了的滑油因粘度大為降低以至失去潤滑能力，故必須更換?；唾A藏量可按下式計(jì)算： （123）式中 滑油艙（柜）容積（m3）；主機(jī)換油量（一般在主機(jī)內(nèi)循環(huán)的滑油每一航次中都考慮更換一次，小型船舶可不更換，遠(yuǎn)洋船則應(yīng)視續(xù)航力要求而定）（t）；輔機(jī)換油量（同主機(jī)，但更換次數(shù)應(yīng)視續(xù)

16、航力而定）（t）； 貯備系數(shù)，可取1.151.2； 滑油密度（t/m3）； 容積系數(shù)，一般取0.80.9；另外也可用下式估算： （124）式中 估算系數(shù)，一般取1.21.5；航海時(shí)間（d）；主輔機(jī)長期持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的最大輸出功率時(shí)每小時(shí)的滑油耗量（m3/h）；通?；唾A藏艙（柜）可采用12個(gè)。4. 主機(jī)滑油循環(huán)柜容積一般可按下式計(jì)算： （125）式中 滑油循環(huán)柜容積（m3）；滑油循環(huán)泵的能量（m3/h）；主機(jī)滑油每小時(shí)的循環(huán)次數(shù)（一般取1218次/h）；1.2油柜容積系數(shù)。主機(jī)滑油循環(huán)次數(shù)取得高，系統(tǒng)的滑油量可減少，但滑油的使用壽命將會(huì)縮短，反之取次數(shù)較低時(shí)，循環(huán)滑油能沉淀的時(shí)間可以延長，使滑油的壽

17、命延長，但滑油貯存量將增加。5. 主機(jī)滑油泵由于滑油系統(tǒng)的重要性，在中小型船舶上，為了防止發(fā)動(dòng)機(jī)的滑油泵損壞或檢修時(shí)不致使發(fā)動(dòng)機(jī)停車，另設(shè)有備用滑油泵，該油泵的能量及壓頭等，依照原滑油泵之規(guī)格選用相近的產(chǎn)品。大型發(fā)動(dòng)機(jī)本身不附帶滑油泵時(shí)，則可根據(jù)下列計(jì)算來確定。中小型船舶大多采用電動(dòng)螺桿油泵，大型艦船則通常采用排量較大的電動(dòng)齒輪泵或螺桿泵。（1）排量的決定 滑油帶走的熱量，一般以發(fā)動(dòng)機(jī)燃油的消耗熱值來計(jì)算，大致為總耗油熱值的58%范圍內(nèi)，計(jì)算如下：式中 滑油帶走的熱量（kcal/h）；燃油低發(fā)熱值（kcal/kg）。 實(shí)用上，總是按滑油所帶走的熱量來計(jì)算滑油泵的排量： （126）式中 泵排量（

18、m.3/h）；滑油比熱（kcal/kg·）；滑油出主機(jī)溫度（）；滑油進(jìn)主機(jī)溫度（）；考慮到泵的磨損后漏泄量增大的裕量系數(shù)，一般取1.21.3；滑油的密度，一般取0.92t/m3。 壓頭的決定：滑油泵的壓頭，一般均以最后一個(gè)主軸承前的滑油壓力不低于0.81.2kgf/cm2作為依據(jù)，再加上管路阻力損失，滑油進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的壓力，通常采用約為34kgf/cm2（不包括活塞冷卻），45kgf/cm2（包括活塞冷卻）；小型發(fā)動(dòng)機(jī)可略低些；高速強(qiáng)載發(fā)動(dòng)機(jī)則高達(dá)7kgf/cm2。6. 滑油輸送泵在大中型的船舶上，各種油柜間的輸送轉(zhuǎn)運(yùn)及駁至舷外等工作，一般采用獨(dú)立的電動(dòng)泵來完成，有時(shí)兼作主輔機(jī)的備用滑

19、油泵，在能量及壓頭方面沒有詳細(xì)的要求，一般說來，如電力負(fù)荷允許，能量大些可以縮短操作時(shí)間。兼作備用泵的規(guī)格則應(yīng)與替代的泵規(guī)格相似。7. 廢氣渦輪用滑油泵（1）排量決定： （127）式中 廢氣渦輪用滑油泵的排量（m3/h）；廢氣渦輪的功率，一般為主機(jī)功率的10%；廢氣渦輪軸承所產(chǎn)生的熱量（一般采用4.50（kcal/Hp·h）。滑油出廢氣渦輪溫度（）；滑油進(jìn)廢氣渦輪溫度（）。（2）壓頭決定：滑油泵的壓頭與廢氣渦輪形式結(jié)構(gòu)及大小有關(guān)，一般采用1525mH2O，大型發(fā)動(dòng)機(jī)采用上限。8. 發(fā)動(dòng)機(jī)噴油嘴冷卻泵重型低速柴油機(jī)上，噴油嘴冷卻泵所帶走的熱量約為主機(jī)耗油量總熱值的0.2%左右，泵的排量計(jì)算如下： （128）式中 噴