衡阳有色冶金机械总厂湖南衡阳421002铲装运所周知,发动机润滑油在发动机中起着重要作用。它的工作可靠性、经济性、耐久性、使用性能与使用寿命有极为重要的影响。特别是地下无轨采矿设备,大都采用进口柴油机,如德国的DETUZ、美国的Detroit、Caterpillar、Cummins等公司柴油机。由于柴油机生产厂家不同,对润滑油的要求也不完全相同;由于生产柴油机的年代不同,对润滑油的要求也不会完全一样;由于各柴油机生产厂采用不同的技术,对润滑油品质的要求也各不相同。特别是随着人们对环保的重视,对柴油机的润滑油的要求也愈来愈严格,这就使得发动机润滑油的选择变得十分重要和复杂。本文简述了发动机润滑油的作用、对润滑油的要求、选用与合理使用。
1润滑油的作用发动机在工作过程中,润滑油主要有如下几方面的作用:润滑作用保证发动机各运动部件工作表面形成足够厚度的油膜,减少摩擦力,降低功率损失,防止拉缸与烧瓦;冷却作用润滑油在循环过程中带走燃烧室内因燃烧与轴承摩擦产生的大量热量,使其处于正常的工作温度范围内;清洗作用发动机在运转中产生大量的沉淀物和杂质,通过润滑油能把它们从零件表面清洗下来,由过滤器过滤掉;密封作用润滑油有一定的粘度,可以附着在运动零件的表面,对运动零件起密封作用。特别对于气缸活塞来说,润滑油的密封作用十分重要;防锈防腐作用由于发动机润滑油中加有一定的添加剂,能中和因燃烧产生的酸性物质,防止金属表面腐蚀和锈蚀;缓冲作用轴承和发动机零件间隙内的润滑油能够在传递载荷过程中,吸收轴承和发动机其它零部件之间的振动,从而减少发动机的噪声,并延长发动机的寿命。
2对润滑油性能的要求2.1适当的粘度和良好的粘温性发动机润滑油的粘度关系到发动机的启动性能、机件的磨损程度、燃油和润滑油的消耗量及功率损失大小。若粘度过大,流动性差,清洗与冷却性能差,功率消耗大,但密封性好;粘度过小,润滑油流动性好,但不能形成可靠油膜,润滑性能差,磨损大,密封性能差,润滑油消耗大。因此,为了保证发动机的正常工作,润滑油必须保证合适的粘度。
发动机润滑油的工作温度范围很广,要求在300 *C左右有足够粘度,以保证润滑;在0 *C以下甚至在-40*C时应有足够的流动性,以保证顺利启动。
所以要求粘温性要好。
发动机在运转过程中,特别在断续工作轻负荷及在空转的条件下,缸套温度较低,燃烧不完全产物及积炭混入曲轴箱内,使油污染变质,油被氢化生成油泥堵塞过滤器和管道。因此润滑油必须有高低温分散性能,能将缸内胶状沉积物清洗下来,悬浮在油中的则通过过滤器清除掉。
发动机在高温、高压、大负荷的情况下,必须有良好的润滑,以减小阻力,减少磨损,防止拉缸、咬合等破坏现象。
发动机润滑油的劣化产物和窜气中的有机酸等对金属有腐蚀性,燃油中含有大量硫化物,燃烧后产生酸性气体与水结合形成硫酸等酸性物质,这些酸也会对发动机内的金属产生腐蚀。因此要求润滑油有很好的酸中和能力,减少酸性物质对发动机的损害。
发动机在工作过程中,大部分润滑油处在80 ~130C温度下,缸套表面温度更高。润滑油在高温下与氧结合,氧化生成物使润滑油变质失效。这是造成发动机许多故障的主要原因之一。润滑油中应添加各种抗氧化剂,避免氧化变质。
发动机在运转时,润滑油被强烈搅动与空气混合形成泡沫塑料,会严重影响润滑油在油道中产生气阻,使油泵吸入空气导致发动机故障,尤其在润滑油中加入许多添加剂,这就大大增加油产生泡沫倾向。
为了提高油的抗泡沫能力,必须加入抗泡剂。
对于发动机润滑油,国际普遍采用美国API质量等级分类。API把柴油机润滑油从低到高的等级规格新规格润滑油等。字母排列越向后,开发的时间愈晚,质量等级越高,即对发动机的保护愈佳。使用范围和油品性能特点见表1.从表1可以看到,随着时间的推移、科学技术的进步及人们环保意识的加强,发动机润滑油的品质愈表1柴油机机油API分类及应用代号使用范围油品性能CA1940年和1950年规格,适用轻负荷柴油机,己作废具有防止轴承腐蚀和高温沉积性能CB1949年到1960年规格,适用中等负荷柴油机,己作废具有防腐,减少沉积物功能CC1961年规格,适用轻负荷中等负荷涡轮低增压柴油机,国外己作废。防止高或低温沉积,防止镑蚀与腐蚀CD1955年规格,适用要求高效控制磨损与沉积物,包括使用高硫燃料、非增压、低增压、增压柴油机,可替代CC级机油。
国外己作废具有优良的清净分散性,及抗氧、抗腐、抗磨、润滑等性能,多级油温粘度,性能优良CE1987年由CD级发展而来,适用于1983年以后制造的自然吸气及涡轮增压高速4冲程柴油机,可替代CC及CD机油。国外己作废改进了CD级油耗、油的增稠、活塞沉积和抗磨损性能CF1994年规格,适用高增压、大功率、重负荷四冲程发动机,也可使用含硫0.5%的柴油发动机,可替代CD、CC级机油提供比CD级油更佳的抗腐蚀、磨损性能,优秀的清净分散性能,良好的氧化安定性能,良好的抗泡性、与橡胶相容性CF-41990年开始出现,1991年占美国柴油机85%,至今己淘汰。
适用涡轮增压或自然进气发动机,以及要求使用CF-4(包括CE、CD、CF-4)机油的发动机优异的抗磨损性能,比CE级油更高的清洁净分散性能,比CE级油有更好的安定性,油耗低,良好的抗泡性能,防止造成供油不良,良好的橡胶相容性CG-41995年生效,1996年1月开始使用,适用重负荷高速四冲程发动机,可使用含硫小于0.5%的燃料。可满足1994年欧级排放标准,可替代CD、CE、CF-4机油优秀的高温稳定性及清洁分散性能,有效地控制沉淀,防止积炭形成,耐高温,能使高速发动机得以高速运行,防腐蚀性能好CH-4适合1998年以后出厂的满足欧排放的、要求使用CH-4的涡轮增压超负荷柴油机,可以替代CG-4机油产品,还可以用来替代EGR技术的所有进口品牌柴油机,可使用含硫达0.5%的柴油超强的抗腐性能,延长发动机寿命,超强的热稳定性,优异的清净分散性能,降低机油消耗,良好的橡胶相容性,与CF-4比较,有更长的换油期,在高烟尘含量的条件下仍能保护发动机部件CI-42002年9月采用,满足2002*年的排放标准,可使用含硫0.5%的柴油。特别适用装有废气再循环(EGR)各种进口与国产柴油机,以及采用其它新技术、满足欧I排放法规的柴油机,完全可代替CH-4、CG-4、CF-4机油**抗磨性能,**的清净分散剂,超强的酸中合能力,防止发动机部件镑蚀及腐蚀磨损,优异的高温抗氧化性和防止热裂的能力。有效地防止油品变稠,造成燃料经济性能降低,降低蒸发损失,良好的橡胶相容性CI-4 PLUSCI-4PLUS油量*新级别的重负荷柴油机油,它是对CI-4油的改进,适用*低的低排放发动机,该级机油是2004年9月生效,还适合新一代废气循环(EGR)柴油机由于CI-4机油不能满足控制积炭和足够的防磨损保护,而开发出的新规格机油。CI-4PLUS将改良油烟抑制能力,使用中油品稳定性好PC-9 PC-10PC-9是美国在2004年推出的*新的柴油机机油,主要用于配有废气再循环(EGR)发动机。PC-10是美国将在2007年推出柴油机机油新品种*新一代重负荷柴油机机油,可满足美国2002年、美国EPA柴油机废气排放指标,对柴油机的性能有很大改进来愈高,性能愈来愈好。
1990年以后,我国采用了美国石油协会API发动机油使用(质量)分类,制定了中国的内燃机性能和使用分类GB/T7631.3-1995.柴油机油由CD、CE发展到了CF-4级别。废除了CA、CB二个品种,不再生产与使用。目前,国内北京的“统一”,中石油的“昆仑”、中石化的“长城”和“南海”、福建的代国外相应级别的机油,可放心使用。
在第二节中已分析了发动机对润滑油的性能要求。其中就是要有适当粘度。润滑油的级别选取主要取决于发动机操作地的环境温度。特别高的粘度启动困难,粘度太低又将影响润滑的效果,并导致润滑油的过度消费。当环境温度太低时,发动机润滑油可以预热。
类。我国发动机机油的粘度分类是根据SAEJ300标准来制定的。一般使用多级润滑油,单级润滑油也可以使用,在选用时必须要指出润滑油的粘度等级。
是推荐的根据环境温度来选择润滑油的粘度图。
润滑油粘度的选择润滑油品质等级主要根据表1份、柴油机的结构和所采用的技术确定的,对常用的DETUZ、Detroit、Caterpillar、Cummins公司制造的柴油机所采用的润滑油的品质等级介绍如下。
DETUZ公司制造的柴油机常用机型与润滑油品表2DETUZ部分柴油机润滑油品质等级机型API油等级DETUZ润滑油质量等级FL912WCDFL413FW自然吸气CC、CD、CE,铲装运质等级见表2.司40E、50、60、D700 2000系列柴油机推荐高性能高质量APICG-4和CH-4级别粘度为15W-40的润滑油,不推荐使用旧的和低性能的APICF-4、CE、CD、CC、CB和CA级别润滑油。CH-4润滑油用于满足1998年*新排放法规的发动机。
公司推荐的润滑油Detroit公司40E、50、60、D700MBF900系列柴油机推荐使用APICI-4级别15W-40粘度的润滑油。CI-4级润滑油用于带冷却废气再循环,满足2002排放法则的发动机。CH-4级润滑油只用于1998年~ 2002年不带废气再循环的发动机。
发动机润滑油必须通表32002年CAT公司推荐的过API批准和认证,润滑油公司现在已作废的认可。
公司推荐的润滑油见表3uAPICF油与注:CF-2、CD-2用于二冲程柴油APICF-4油并不一机,CAT公司不销售利用CF-2、样。APICF油只推荐CD-2的发动机。
用于CAT带预燃室燃油系统的发动机。
(2)2005年CAT公司推荐的润滑油见表4.表42005年CAT公司推荐的润滑油油品等级预燃烧室直喷式推荐采用为缩短换油间隔可接受不接受可接受不接受已作废大部分1991年以后造的CAT机器是直喷(D1)柴油发动机。对CAT机器使用的D1柴油发动机不可采用单级粘度柴油发动机机油,而要求多级发动机机油。
降低发动机寿命。ECF-1(CaterpillarEngineCrankcaseFluid-1)是CAT公司对发动机润滑油的新的*低要求,以使CAT发动机有*好的使用寿命。
用。如果使用APICG-4油,失油间隔不超过259h.对CAT机器发动机来说,不推荐使用APICF-4油。
动机。
对CAT机器直喷式发动机来说,不推荐使用APICF油。
1996年元月1号起不再使用。
公司推荐符合API性能等级CF-4、CG-4、CF-2和CG-4/SH的机油。若没有符合现行API等级机油,便用APICD和CE机油。但若使用CD或CE级别的机油,而且必须按照标准换油周期更换机油,且只有在定期油样分析,密切监测机油的情况下,才能延长换油周期,CA、CB机油不能使用。
Cummins公司现在推荐的发动机润滑油(见表5)康明斯公司发动机润滑油在我国可采用胜牌/康明斯“蓝至尊”系列润滑油(PremiumBlueLubricationoil),因为该油是Cummins发动机指定用油,用油标准。
表5康明斯推荐的发动机润滑油康明斯标准CES应用范围北美等级分类带EGR的重载和中马力发动机在北美以外的地区不带EGR的重载和大马力发动机上使用的优质机油在北美地区不带EGR的重载和大马力上使用的优质机油在北美以外的地区不带EGR的中马力发动机上使用的*低要求的机油在全球范围内各种不带EGR的发动机上使用的标准机油在全球范围内各种不带EGR的发动机上使用的标准机油不能使用的机油(1)由于绝大部分地下无轨采矿设备用柴油机采用不同年代、不同国家、不同制造厂、不同型号、不同技术的柴油机,因此必须严格按发动机说明书的要求选用相应的发动机润滑油。
在没有说明书要求等级的润滑油时,可以用质量等级高的油替代,但绝不能用质量等级低的润滑油替代,以免影响发动机正常的运转。
质量等级相同的润滑油在使用中可以互换,但不允许将两种牌号不同的油混合使用。因为不同牌号的两种机油的基础油及添加剂有所差异,混合将使机油变质。
用国产发动机润滑油替代进口的发动机润滑油时,为了保证润滑油的质量,*好用经过API认证的国产名牌发动机机油。(下转第66页)胶带力学特性分析bookmark18杨厚华韩涛bookmark19贵州大学(蔡家关校区)机械工程学院贵州贵阳550003管带式输送机过渡段胶带的受力情况,是整条胶带受力*复杂的段位,也是影响胶带寿命和决定过渡段托辊空间布置的关键部位。针对这部分胶带进行全面深入的力学分析,将为过渡段机构的优化设计提供帮助。
员1经向受力情况分析bookmark20胶带经向上主要承受表1的是两端拉力载荷,在运动状态时,由于过渡段存在摩擦阻力和变形阻力,所以两端拉力大小是不等的。但由于摩擦阻力和变形阻力远远小于拉力,故我们分析经向受力时,忽略这个差异。
普通胶带的应力一应普通胶带的压强一应变关系离散值表应变(mm)压强变关系可以通过试验测得离散值,且各种胶带的关系应变关系曲线如。
胶带拉伸长度变化规律bookmark23的过渡段空间几何模型,运用空间点距离公式,计算得出胶带各经线的相对拉伸长度,如,中间部分拉伸较小,外缘部分拉伸剧烈。
与应力应变关系复合,得到胶带讳向方向分布的拉力分布曲线,如。可以看到,中间部分的拉力值相对比较小,且变均不同,这里仅以一组数据进行分析,具体数值见表1.对此组离散值进行二维曲线拟合,得到的应力一(上接第65页)(5)除了发动机润滑油的等级与粘度选择十分重要外,润滑油的换油期与滤清器更换也十分重要。润滑油在使用过程中会被污染,机油中主要的添加剂将逐渐耗尽。但只要这些添加剂能正常的起作用,机油就能很好的保护发动机。在机油和滤清器更换间隔之间,机油逐渐被污染是正常的,污染的情况取决于发动机运转状况、使用时间和维护情况。延长机油和滤清器更换间隔期会由于腐蚀、积炭、磨损等不良因素而降低发动机的寿命。用户应根据润滑油的监测情况,合理定期换油和更换滤清器滤芯间隔。
从上分析可知,正确选择发动机油质量等级与粘度十分重要,因此,必须按发动机制造厂实际推荐选择合适的质量等级与粘度,只有这样才能保证发动机的使用性能,延长发动机的使用寿命。