(1)润滑系统的功用 润滑系统(以下简称润滑系)的功用就是连续不断地向柴油机各相对运动件的摩擦表面供给一定数量的润滑油,在零件的表面形成一层油膜,以减少摩擦阻力和零件的磨损等。具体地说,润滑系有以下功用:
1)减摩作用。通过在摩擦表面形成一层油膜的方式,实现液体润滑,减轻运动零件表面之间的摩擦阻力,减少零件的磨损,减少柴油机的功率损失。
2)冷却作用。通过润滑油的流动,带走零件表面摩擦所产生和所吸收的热量,使零件的温度不致过高。
3)清洗作用。利用润滑油的流动,冲走由于摩擦而产生的金属磨屑和其他杂质,维持摩擦面的清洁。
4)密封作用。利用润滑油的黏性,附着于运动零件表面,提高零件的密封效果,减少泄漏。
5)防锈保护作用。润滑油黏附于零件表面上,可以防止零件表面与水分、空气及燃烧气体直接接触,从而防止和减缓零件的氧化锈蚀。
(2)润滑方式 根据柴油机零件的工作条件与运动情况,润滑方式主要有以下两种。
1)压力润滑。润滑油在机油泵的作用下,以一定的压力输送到摩擦表面。这种润滑方式润滑可靠,润滑效果好,具有一定的清洗和冷却作用。柴油机中的曲轴主轴颈与主轴承、连杆轴颈与连杆轴瓦一般均采用压力润滑。
2)飞溅润滑。由柴油机的运动零件激溅起来的或由压力润滑零件表面间挤出来的润滑油滴或油雾,直接落到摩擦表面或经过收集后从油孔流到摩擦表面进行润滑。这种润滑方式比较简单,但可靠性差,一般用于承受负荷较小及相对运动速度较低的零件,以及一些难以实现压力润滑的零件。如气缸壁与活塞、活塞环之间、凸轮与挺柱之间、凸轮轴轴承处、传动齿轮之间、气门导管与气门之间等,均采用飞溅润滑。
柴油机由于其构造特点,大多同时采用压力式和飞溅式分别对不同部位的零件表面进行润滑。这种润滑系称为综合式润滑系。也有一些只采用离心飞溅润滑方式润滑,如170F型、165F型、Z175F型柴油机。
(3)润滑系的组成 润滑系主要由油底壳、油道(位于机体及有关零件上)及一些专用零部件组成。
1)机油集滤器。机油集滤器一般由集滤部件和集滤管等组成。集滤部件用来过滤机油,防止杂质进入机油泵。集滤管是集滤部件与通机油泵的机体油道的连接管件。经集滤部件过滤后的机油沿集滤管进入机油泵,提高压力后,输送到润滑表面。
机油集滤器均安装在油底壳中,集滤管与机体油道相通。安装时,应注意集滤器在润滑油中的位置,不要过高或过低。低了容易将沉淀在油底壳底部的杂质吸入滤网;高了又可能将润滑油油面上的泡沫吸入,使油路中存有空气。同时,整个油路应保持密封,不允许有破裂、缝隙和螺栓松动、垫片破裂等现象出现。
2)机油泵。机油泵的功用是提高润滑油道中机油的压力,以满足润滑的需要。小型柴油机上一般使用内转子式机油泵(如X195型、S195型、ZS1110型、190A型等)和齿轮式机油泵(如180型、R180型、R185型、R190型、165型、170型、R175型等)。
3)机油滤清器。为了使润滑油在柴油机上实行净化,小型柴油机的机油泵入口上都设有机油集滤器,但集滤器的滤清度不高,只能对润滑油进行粗滤。为此,许多柴油机在其润滑系中都设有专门的机油滤清器,对润滑油进行循环精滤。
设置机油滤清器的目的,就是为了过滤润滑油中的机械杂质和胶状沉积物,防止它们进入主油道,堵塞润滑系油路,并避免由此而引起的烧瓦、抱轴等严重事故。有些柴油机(如S195型、185型)上不设机油滤清器,但是在曲轴的连杆轴颈内,设有离心净化室,依靠曲轴旋转时的离心力,对机油进行精滤,同样可提高机油的清洁度。
机油滤清器滤座安装在机体上,其内腔分为进油通道、出油通道和旁通道。滤座上装有滤芯部件,滤芯前后均有密封圈,防止未经过滤的润滑油通过。滤座上还有旁通阀,由钢球、弹簧及螺堵等。旁通阀是为在滤芯脏堵又未及时清洗保养、润滑油不能通过滤芯时而设的机件。当润滑油不能通过滤芯时,油路压力升高,压力润滑油顶压钢球使弹簧压缩,旁通阀打开,使润滑油不经过滤而直接进入主油道,以免由于机件缺油而造成烧瓦等严重事故。实际上,旁通阀是一种保险机构,在万不得已的情况下才使用。若机油不经过滤,长时间地从旁通阀通过,势必加剧运动件的磨损。所以,驾驶员不应因此而放松对机油滤清器的保养。机油滤清器必须按规定及时进行清洗保养,如发现滤芯或密封垫圈损坏应及时更换。旁通阀的开启压力可通过螺堵来调整。出厂时开启压力已调好,驾驶员不要随便调整。
4)机油压力指示器是用来指示机油滤清器的油道压力情况的。如果这段油道压力过低,会严重影响曲轴主轴承和连杆轴承的正常润滑作用,甚至可能由于轴承缺油,而引起抱轴烧瓦等重大事故。因此,机油压力指示器在润滑系中的作用极为重要。机油压力指示器一般安装在气缸盖罩上,它主要由指示器柱塞(也称活塞)、弹簧及指示器杆等组成。有的柴油机上的机油压力指示器安装在齿轮室盖上。
5)油尺插在机油加油口上,直通油底壳,用来检查油底壳内润滑油的油面高度。在油尺上有两个刻度线,润滑油油面应位于两刻度线之间。出车发动前,应检查油底壳中的润滑油油面高度。当润滑油加注过多,超过上刻度线时,会引起窜烧机油的现象,不仅增加润滑油消耗,还容易产生积炭,使零件过热损坏等;润滑油太少,油底壳中的润滑油油面低于下刻度线时,会影响机油集滤器的正常工作,集油量少,润滑油路建立不起足够的压力,润滑不良,加剧运动零件的磨损。严重时,还会造成抱轴、烧瓦等事故。
检查油面高度时,车应处于水平位置,并在起动前或在停止运转一段时间后再检查,以免因油底壳倾斜或润滑油未能从润滑油路中流回油底壳,而影响油面高度的准确性。
(4)润滑系的使用、保养与维护要点
1)出车前检查。出车前必须检查油底壳中的润滑油油面,看其是否在油标尺所允许的刻线范围内。油面不足时,应及时添加。检查时,若发现油面超过油标尺刻度线的上限范围,说明有水或柴油漏到油底壳中,应检查各有关部位。
柴油或水渗漏到油底壳,除使油面上升外,还会稀释润滑油,使润滑油的黏度降低,影响润滑效果。柴油漏入油底壳的原因:一是喷油泵漏油,使柴油经齿轮室直接流入油底壳;二是喷油器严重漏油或喷油压力过低,燃油未能完全燃烧,沿缸壁流入油底壳。冷却水漏入油底壳的原因:一是气缸垫损坏,水道与推杆室相通;二是缸套下部封水圈损坏;三是缸体或气缸盖有铸造缺陷或裂纹引起渗漏等,使冷却水直接流入油底壳。
2)定期清洗。要定期清洗滤芯、离心净化室等,以保持润滑油清洁的需要。
3)定期更换润滑油。更换润滑油一般应在热车后、刚停车时进行。这样,可使杂质随润滑油一起排出。换油时,应同时进行滤清器和放油塞等的清洗工作。待机体内的润滑油排放干净后,用润滑油、煤油和柴油混合而成的洗涤油清洗(也可单用柴油)。洗涤方法是:将洗涤油加入油底壳内,起动柴油机,低速空车运转3~5min,再将洗涤油放尽。洗涤完成后,再加入新的润滑油。添加或更换润滑油时,应选用规定牌号的柴油机油。加入的润滑油,必须清洁并经过过滤。同时,润滑油的牌号应符合气温的要求。
4)曲轴箱通风装置的检查。行车中,应随时注意检查曲轴箱通风装置的工作情况,发现不正常现象要及时排除。
5)机油压力的检查。在行车中,应随时注意机油压力指示器所反映的润滑油路的工作情况。红色指示杆头完全升起时,油泵供油压力为200~300kPa;红色指示杆头降至最低位置时,油泵供油压力低于70kPa。如果发现红色指示杆头不能升起或忽升忽降时,都必须及时熄火停车,检查和排除故障。
注意检查所有油路及连接部分是否有漏油现象,一旦发现问题要及时解决。
6)柴油机润滑油的使用周期。劣质机油的抗磨性很差,会使柴油机的使用寿命大大缩短。柴油机即使使用质量良好的机油润滑,也是有一定期限的。这是因为在柴油机的运转过程中,机温经常性过高或经常超负荷运转等,均会使机油氧化变质。不同工作状况下柴油机的机油更换期不尽相同。实践证明,维护工作做得好的柴油机,机油连续使用时间在400h左右时更换一次为好。
7)柴油机润滑机油的更换时机。下面介绍几种鉴别机油是否应更换的方法,供维护柴油机时参考。(www.xing528.com)
①气味鉴别法。先将柴油机高速运转一段时间,停机后打开加机油口盖,凭嗅觉来判断。若机油带有柴油味,则说明机油已受到柴油的稀释;如闻到一股刺鼻的烧灼味,则说明机油已被高温氧化。上述两种情况,机油均不能继续使用。如机油没有被污染和氧化,闻到的应该是类似新机油的味道。
②斑点试验法。在一张专用滤纸上滴一滴在用的机油(用油尺取样),1~2h后,观察斑点的扩散情况,即可确定是否该换用机油了(图3-44)。
图3-44 机油斑点示意图
按机油品质的好坏,斑点图可分为四级:一级,油斑的沉积环和扩散环之间无明显界限,整个油斑颜色均匀,油环淡而明亮,油质良好;二级,沉积环色深;扩散环色淡、较宽,有明显分界线,油环为不同深度的黄色,说明油已被污染,尚可用;三级,沉积环深黑色、较宽,沉积物密集,扩散环窄,油环颜色变深,说明油质已经劣化;四级,只有中心沉积环和油环,没有扩散环,沉积环乌黑,沉积物密而厚稠,不易擦净,油环呈深黄色或浅褐色,说明油质已氧化变质。当斑点试验达到三、四级时,机油必须更换。
③水分试验法。取薄铜片一张,先置明火上烤2min左右,然后取试样机油数滴,滴在热铜片上。若机油一滴上铜片就发泡飞溅,说明机油内含水较多;如果机油滴在铜片上没有飞溅,但立即有爆裂声,说明机油内含有少量水。含水量越多响声越强,含水量越少响声越弱。
8)更换柴油机内的润滑油。更换柴油机内的机油时,应使柴油机先运转一段时间,停机后立即将油底壳中的废油放出。因为这时机油的温度较高,其中所含的机械杂质尚在悬浮状态,易与废油一同排出。与此同时,不要忘记放尽机油滤清器和冷却器中的机油。然后对机油油道进行认真清洗,洗后加入规定牌号的清洁机油。
9)正确使用油尺。柴油机油底壳内油面高度,直接影响柴油机的润滑效果。油尺是测试柴油机油底壳内存油量的一个重要机件。使用时,按抽出油尺表面被机油所润湿的长度,来判断机油油面的高度。
油尺上有两条刻线,即上刻线和下刻线,如图3-45所示。上刻线表示油底壳内机油油面的极限高度,而下刻线则表示危险高度。
检查柴油机油底壳内机油油面高度时,应在停机一段时间后油面静止时进行。若在柴油机起动后检查油面高度,则是不准确的。这是因为受柴油机运转的影响,油底壳内的油面必然发生波动和飞溅。
图3-45 油尺刻线
10)自制油尺。因使用不慎,有时会将油尺遗失。当需要重新加工一根新的油尺时,正确刻划油尺上表示油面高度的刻线非常重要。实践经验证明,当这两条刻线按下列步骤确定时效果较好:①首先打开机体侧盖板,以便于观察。②将柴油机任一缸活塞置于下止点位置不动。③在原先空的油底壳内加入机油,油面应在低于连杆大端轴承盖的最下点10~15mm处停止升高,此时,油尺上被机油浸湿处,即为油尺的上刻线。为了以后工作方便,可用锉刀或其他刀具在此位置上划一刻线。④油尺的下刻线以高出机油泵集滤器滤网30mm左右为宜。
11)机油滤清器滤网堵塞及维护。机油集滤器又称吸油盘,通常装在机油泵的进油口处,且是浮动的,以便吸取上层比较清洁的机油。集滤器内装有过滤网,能够过滤较大的杂质。而当过滤网堵塞时,往往会出现柴油机机油压力随油温的升高而升高,但却随转速增高而降低的现象。这是因为,由于泵内的吸力作用,当滤网堵塞时将过滤网吸离底部,使机油不经过滤网,而直接进入机油泵,机油泵仍可供油。当油温高时,机油黏度小,容易通过堵塞处,机油的流量增大,油压随油温的升高而升高。转速高,机油通过轴瓦间隙的流量加大,堵塞处随机油流量增大而阻力增加,所以表现为机油压力降低。
维护时若发现滤网堵塞,可将滤网置于柴油中,用毛刷刷去滤网表面的脏物,即可正常使用。
12)机油粗滤器的维护。机油粗滤器的结构较简单,因而维护起来也较方便。机油粗滤器为刮片式。滤芯由薄钢片冲制的滤片装配而成,滤片之间过滤间隙为0.06~0.10mm。柴油机起动前或连续工作4h后,应顺着盖上箭头的方向转动手柄。手柄带动滤芯转动,装于定位轴上的刮片即刮下滤片外表面的污垢。在柴油机工作200h后,应拆洗滤芯。
13)机油滤清器常见的故障原因及检修。
①转速低或不转动。故障原因及检修方法是:a.喷孔堵塞。堵塞物常是棉纱头、胶质、金属粉末等,需清洗、吹通或用细铁丝疏通。b.轴承阻力过大。最为多见的原因是纤维进入轴承;也可能因异物拉毛,致使轴承阻力增加,转速降低。可在清洗后,用细砂纸磨掉毛刺。c.转子不密封。上下轴承间隙大、转子体与罩之间的密封圈破损或装偏、喷油装置螺纹松动等,都会造成漏油和分散旋转能量,降低转速。应换用新件,以保证转子的密封性。d.喷孔变形。内壁磨损使孔变大及表面光滑程度降低,都会使喷柱不集中或改变方向,从而降低转子转速。维修时绝不允许使用金属丝或用针来疏通喷孔。对已磨损和变形的喷油装置,需要换用新件。
②转子运转不平稳、振动。故障原因及检修方法是:a.转子罩变形。多是因拆装维护时不慎或用力过猛所致。变形较轻时,可仔细矫正;严重变形时,必须连同转子体一起更换。b.沉积物层厚薄不均。有时某种原因会造成沉积物分布不均匀而使转子振动,可用竹片刮除内壁上的沉积物,彻底清洗转子罩,保证平衡。c.轴承磨损严重。d.安装位置不对。有的柴油机转子体与罩上刻有对准标志,在装配时未对准标志,致使转子的动平衡遭到破坏。应重新对准标志安装。
14)机油油道的内容。在对柴油机维护时,对润滑系机油油道的清洗,通常包括气缸体的纵向油道、横向油道、气缸体至气缸盖气门摇臂轴竖向油道、曲轴各轴颈油道和气门摇臂轴内油道等的清洗。
15)在不拆解的条件下清洗柴油机润滑系机油油道。在柴油机没有拆卸和解体时,润滑系机油油道的清洗顺序是:首先将油底壳、机油滤清器和机油散热器中的脏机油放干净,再将放油螺塞拧紧,然后用柴油清洗。清洗的具体做法是:加注柴油后起动柴油机,中速运转2~3min,把柴油放尽。这样就可将油道中的脏机油初步清洗干净。清洗后换上机油滤清器新滤芯,并加注使用说明书规定牌号的机油,即可使柴油机投入正常使用。如果清洗效果不理想,也可以改用纯碱溶液清洗。如果考虑到强碱性溶液对金属机件有腐蚀作用,也可以到当地化工原料商店或农机、汽车配件商店,购买“GF型金属清洗剂”清洗。实践证明,这种清洗剂既方便又安全,清洗效果也不错。
16)润滑系中旁通阀的作用。旁通阀(习惯称安全阀)设置在机油滤清器的入口端,其作用是:当冷车起动机油黏度过大时,或滤芯堵塞导致油压升高时,靠机油压力自动推开旁通阀,使机油不经过机油滤清器,而直接通向主油道,保证了柴油机润滑。
机油滤清器滤芯堵塞,导致柴油机机油压力低的前提是旁通阀同时失效。这样一来,就会使单位时间内流向主油道的机油减少,致使柴油机无法正常工作。另外,若旁通阀开启压力调得过低,导致机油回油过早,也会影响柴油机整个润滑系的机油压力。该阀门的开启压力在出厂时已调整好,因此,在一般情况下不要随便调整。
17)润滑系中回油阀设置位置及作用。回油阀(又称溢流阀)设置在主油道前与主油道并列。其功用是:当主油道的流量过大、压力太高时,用来调整主油道的工作油压。此时阀门会自动打开,使部分机油直接泄回油底壳,油压不再升高。由于该阀门的开启压力在柴油机出厂时已调整好,因此,一般情况下也不应随便调整。
18)检查和维护齿轮式机油泵。检查齿轮式机油泵性能,首先应检查机油泵轴孔的磨损程度。直观的做法是:检查机油泵轴是否有明显的松旷感。若有,说明间隙超过了规定值。
用塞尺测量齿轮的啮合间隙时,要在相邻120°的三个点上进行测量。其齿隙相差应不超过0.1mm,否则,应更换机油泵。在装配齿轮式机油泵时,应重点检查主、从动齿轮与泵盖之间的间隙。检查时的做法是,在主动齿轮与泵盖之间,加入一段电器熔断器用的熔丝(俗称保险丝)。先装好泵盖拧紧螺钉,然后拆下泵盖,测量被压扁以后的熔丝厚度值。此值即为主、从动齿轮与泵盖的间隙。一般应在0.05mm左右,最大不得超过0.15mm。若此间隙过大,机油泵工作时润滑机油便会从间隙渗漏,使供油压力降低。检修时,可通过增减泵盖和泵壳之间的衬垫来加以调整。
19)调整限压阀。实践证明,机油压力过大或太小,均与限压阀调整不当或限压阀密封不严密有关。故障原因可能是限压阀中的钢球(或圆形端面)与限压阀座之间密封不严密,压力调节螺钉松动,阀门弹簧的弹力减弱等。应逐项检查,加以排除。
在机油泵工作正常,各部位配合间隙适当的情况下,通过调整限压阀可以起到提高或降低机油压力的效果。调整时先拧下限压阀上的封油螺母,松开锁紧螺母,再用螺钉旋具转动调节螺钉,以改变限压阀的预紧力。拧紧调节螺钉,机油压力升高;反之,机油压力降低。调整后,应及时将锁紧螺母拧紧,并装上封油螺母。
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