引言:柴油发电机工作时,各配合副间相互接触,高速相对运动,零件表面必然要产生摩擦,加速磨损。为了减轻磨损,减小摩擦阻力,延长柴油发电机使用寿命,柴油发电机上设有润滑系统。以下就康明斯KTA19柴油发电机做范例,讲解关于润滑系统的组成及作用。
一、润滑系统工作原理
柴油发电机工作时,机油经集滤器初步过滤后被吸入机油泵,于是机油泵将机油经机体中的油道压送到机油滤清器。机油进入滤清器后分成两路:一路经机油细滤器过滤后直接流回油底壳,另一路经机油粗滤器过滤后流往机油冷却器(如果滤芯堵塞,则经旁通阀流向机油冷却器)。冷却后的机油进入传动机构盖板,然后双分成两路:一路经曲轴前轴上的油孔进入曲拐的中空部分,再从连杆轴颈上的油孔出来润滑连杆轴承;另一路则再分成两路,其中大部分经机体上的油道、第一道凸轮轴轴承,进入凸轮轴中心油道,然后流向机油压力表和凸轮轴各个轴承。第二和第四道凸轮轴轴承上有油孔,机油从此孔流出分别经机体上的垂直油道进入气缸盖内的油道去润滑摇臂轴。另外,还有一小部分机油经传动机构盖板上的喷油嘴喷到各传动齿轮上对齿轮进行润滑。
连杆大头轴承流出的机油和其他摩擦表面流出的机油,与旋转的曲轴和连杆大头碰撞时,形成油粒或油雾,飞溅到活塞、气缸壁和曲轴主轴承上对其进行润滑。油环刮下的机油进入连杆小头的两个油孔内,对活塞销和连杆衬套进行润滑。凸轮轴上的凸轮则靠从挺杆上的两个油孔流出的机油和部分飞溅的油粒和油雾来润滑。
图1 润滑系统工作原理图 |
图2 柴油发电机润滑系统功能框图 |
二、柴油机润滑系统组成
润滑系统主要由油底壳、机油集滤器、机油泵、机油滤清器、机油冷却器和润滑油道等组成。机油泵通过集滤器、吸油管将机油从油底壳中吸出,加压后的机油先经过机油冷却器进行散热,然后再经过滤清器滤除杂质,最后送到主油道进行分配。康明斯KTAI9柴油发电机的润滑油路布置。
1、油底壳
用来存储发动机机油,还可以起到一定的散热作用。
2、机油泵
它的主要作用是从油底壳中把机油抽出并加压后给到发动机各机油管路和零件表面进行润滑,维持润滑油的循环。机油泵一般都是装在油底壳里面,由正时皮带、链条或齿轮来驱动。
3、机油泵吸油管和滤网
是机油进入润滑系统的第一个通道,一般都是浸泡在油底壳的底部,吸入机油通过油泵加压到各零部件表面。
4、机油滤清器
用来过滤机油中的杂质,油泥,小铁屑和水分来保证油道里干净清洁的润滑油。
5、机油冷却器
机油冷却器的作用是冷却润滑油,保持油温在正常工作范围之内。在大功率的强化发动机上,由于热负荷大,必须装用机油冷却器。发动机运转时,由于机油粘度随温度升高而变稀,降低了润滑能力。因此,有些发动机装用了机油冷却器,其作用是降低机油温度,保持润滑油一定的粘度。机油冷却器布置在润滑系循环油路。
6、限压阀
安装在机油滤清器底座旁边,主要作用是当机油滤清器堵塞时打开旁通阀让润滑油直接进入主油道来防止机油泵的压力过大,同时在主油道的润滑压力过低时保证主油道的润滑效果,防止要润滑的零件受损。
7、主油道
润滑系统的重要组成部分,直接在缸体和气缸盖上铸出,来保证发动机各系统输送润滑油。
机油泵结构剖面图 |
机油滤清器和机油冷却器装配图 |
三、柴油机润滑系统的作用
柴油发电机润滑系统的功用是将压力、温度适宜的清洁机油连续不断地输送到所有需要润滑的零部件表面之间。润滑系统作用主要包括以下几个方面:
1、润滑作用
在相对运动零件表面之间形成一层油膜,减少摩擦和磨损。由于机油有一定的黏性,能黏附在摩擦表面上,形成一层油膜,从而使两个摩擦表面并不直接接触。当配合付间相对运动时,每一零件与黏在它表面上的油层一同运动,这样各接触面的干摩擦就变成了液体摩擦。因为液体摩擦因数比干摩擦因数小得多,所以摩擦阻力显著减小,从而降低了功率损耗,并减轻了零件的磨损。
2、防锈作用
机油能附着在金属零件表面,防止水、空气和酸性气体与零件表面接触,发生氧化和腐蚀。
3、液压作用
润滑油还可用作液压油,如康明斯柴油发电机的jake brake(柴油发电机制动器),就是利用机油的液压作用进行工作的。
4、减振缓冲作用
在运动零件间形成油膜,吸收冲击并减小振动。气缸压力急剧上升时,突然作用到活塞、活塞销、连杆、曲轴轴颈上的力很大,这个力经过轴承的传递,施加到油膜上,减缓了机件之间的直接冲击。
5、冷却作用
在柴油发电机工作时,由于摩擦的存在以及混合气的燃烧,机件吸热在所难免,温度必然升高。润滑系统工作时,循环流动的机油会将摩擦表面的热量带走,这使零件温度不致过高。
6、清洗作用
机油在润滑系统内不断循环,清洗摩擦表面,带走磨屑和其他异物。这防止了零件之间形成磨料磨损。
7、密封作用
机油附着于运动零件表面,形成油封,提高了零件的密封效果。机油密封作用主要体现在气缸壁、活塞环、活塞表面形成的油膜。正是机油的这种填充作用,才使得气缸压力得以建立。
四、润滑系统的维护保养
1、参阅使用手册,选用恰当的机油。尽量避免使用伪劣产品。同时注意在严寒地区,使用适宜低温环境标准的机油。
2、留意机油灯的警示:有警告就要马上检查,防患于未然。
3、定期换油:不要认为早点、晚点问题不大,一拖就是十天半月。每次更换机油后,应将发动机做短时间的无负荷运转,以保证润滑油进入各润滑部位。
4、定期更换滤清器。不要图省钱,该换新时别吝啬。
5、注意机油油面。一周检查一次机油尺并不麻烦,关键是要养成好习惯。
6、了解系统的工作原理,严格按操作规程操作。
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